基于智慧城市视角的城市规划GIS技术应用分析

侯俊英

摘 要：本文通过梳理智慧城市的内涵和城市规划GIS技术的框架体系，解构智慧城市语境中地理信息系统（GIS）与城市规划的融合与交互，提出当前及未来城市规划在智慧规划导向下，GIS技术在规划、建设和管理智慧型城市的解决方案、执行策略和运作模式，提升管理水平，着力打造智慧城市，提升规划水平，增强城市规划的科学性和权威性，促进“多规合一”，全面开展城市设计，完善新时期建筑方针，科学谋划城市“成长坐标”，推动城镇常住人口基本公共服务均等化，加强城市公共管理，全面提升市民素质。

关键词：智慧城市；城市规划；地理信息系统

引言

GIS技术是一种地理信息系统，其在计算机技术的支持下，可以实现对地理分布数据的采集与处理，这项技术在军事、资源环境研究、城市规划中都有着广泛的应用，可以了解当地的水文地质条件，还可以实现对资源与土地的管理，有利于提高资源的利用率。在智慧城市这一概念提出后，城市规划人员应用了GIS技术，并实现了智慧城市实践。结合计算机技术，可以构建地理信息系统，可以帮助相关人员了解城市的地理信息情况，可以实现数字向智慧城市的转变。而基于智慧城市视角的城市规划GIS技术研究，正是在当前城市化进程日趋加快、城市问题逐渐多元的社会背景下提出的，以期为城市规划、城市管理领域的相关人员提供更加详实、科学、有利的决策依据和解决方案，转变城市发展方式，完善城市治理体系，提高城市治理能力，着力解决城市病等突出问题，不断提升城市环境质量、人民生活质量、城市竞争力，提高新型城镇化水平。

1智慧城市与城市规划GIS的概念

1.1 智慧城市

数字城市存在于网络空间中，虚拟的数字城市与现实的物理城市相互映射，是现实生活的物理城市在网络世界中的一个数字再现。智慧城市则是建立在数字城市的基础框架上，通过无所不在的传感器网络将它与现实城市关联起来，并将海量数据存储、计算、分析和决策交由云计算平台处理，按照分析决策结果对各种设施进行自动化的控制。在智慧城市阶段，数字城市与物理城市可以通过物联网进行有机的融合，形成虚实一体化的空间。在这个空间内，将自动和实时地感知现实世界中人以及物的各种状态和变化，由云计算中心处理其中海量和复杂的计算与控制，为人类生存繁衍、经济发展、社会交往等提供各种智能化的服务，从而建立一个低碳、绿色和可持续发展的城市。

1.2城市规划GIS

GIS是以计算机为支持，对地理信息进行显示和描述的一个综合性的信息处理的系统。目前，三维地理信息系统将地理数据通过处理变为可以直观的显示的地理信息，其整体构架包括数据层、业务逻辑层以及应用层。GIS是地理信息系统的简称，该系统在应用的过程中，需要借助计算机硬件与软件技术，在测绘的过程中，GIS系统可以实现对地理数据信息的采集与存储，还可以将数据信息传输到地面中心，实现对信息的高效利用，在分析与运算的过程中，可以使规划人员更加了解当地的水文地质条件。GIS具有综合性的特点，其涉及的内容比较广，不单有地理学知识，还有遥感技术以及计算机技术等。在应用GIS技术时，还可以建立三维模型以及数据库，这一系统与信息系统有着一定差别，其可以对数据信息进行处理，在GIS系统中，数据库包括地理数据以及空间数据，在分析的过程中，需要考虑空间要素。GIS系统应用的领域比较广，在城市测绘与规划中发挥着重要的作用，在智慧城市的构建中，规划人员一定要合理应用GIS技术。

2 智慧城市下城市规划GIS技术应用

2.1城市规划管理

20世纪80年代开始，我国城市规划界开始应用更多的新方法和新技术，主要体现在基于GIS技术的城市规划管理信息系统的修建和开拓上。进入20世纪90年代后，GIS技术逐步被广泛运用于城市的规划信息查询、分析方面，许多经济发达的城市在这方面都进行了实践。天津市规划局建设的基于GIS平台下的城市规划数字报建系统，能够客观地模拟实际规划管理过程，每个层次的规划审批、管理工作全面实现计算机运行；青岛市建立了建筑总图电子报批系统，顺利地完成了建筑总平面图电子报批和GIS数据入库；苏州市则成功建设了高效、畅通的信息网络环境，建设了城市建设和管理信息网，大力推进了C城市建设信息系统的构建；厦门市从1995年起，建设了城市规划办公自动化系统、地下管线信息系统、勘测信息系统和城建档案信息系统。

GIS具有海量数据的存储和管理功能，这一点是GIS技术在城市规划管理中被广泛应用的主要原因。在城市规划管理信息系统中，建有基于GIS的规划空间数据库。而在一些中小城市的规划管理信息系统中，GIS的主要功能就是作为规划数据库和管理系统的操作平台。一个完整的基于GIS技术的城市规划管理信息系统主要包括规划空间和属性数据库、用户接口、规划管理功能模块三部分。其中，数据库是整个系统的基础，用户接口是人机交互的界面，功能模块是各个层次的规划审批子系统，三者有机集成，从而实现城市规划管理的自动化和规范化。从总体上看，在城市规划管理领域，GIS已经成为了城市现代化的標志和重要的基础设施之一，它主要用于城市动态管理，并能对城市重大问题、突发性事件作出科学决策的一种现代化技术手段。

2.2 城市规划编制

城市规划编制是指根据国家的城市发展建设方针以及城市的自然条件和建设条件，合理确定城市发展目标、城市性质、规模和布局，重点强调规划区域内土地利用空间配置和城市产业及基础设施的规划布局。城市规划的核心是城市物质空间的规划，它要为城市经济产业、政策措施等非物质规划对象提供实体空间，空间是城市规划的主角。而GIS除了具有海量数据的处理和管理功能外，还具有强大的空间分析功能。城市规划编制的核心在于科学、合理地规划、决策城市物质空间，二者在“空间”上具有相互借鉴和吸收的契合点。

GIS的空间分析功能在城市规划编制中的应用主要体现在城市空间扩展和城市景观格局分析、研究，城市建设用地适宜性评价，城市公共设施选址研究，城市交通网络研究等方面。在这些研究中，最常用的GIS传统空间分析模块是空间信息的查询和量算、缓冲区分析、叠加分析、网络分析等。近年来，随着GIS技术的发展，城市规划中的各种规划模型与GIS相结合，能够完成复杂的空间决策问题。这些模型有选址模型、区位-配置模型、元胞自动机模型、城市建设用地适宜性评价的多准则决策模型等。传统的选址模型是以城市数字高程模型（DEM）为依据，利用GIS的缓冲区和叠加分析生成选址专题地图，为城市规划编制决策服务。endprint

3 GIS在智慧城市规划中的发展趋势

为了展开智慧城市理念下的城市规划研究，将智慧规划作为城市规划学科展开智慧城市研究，以及分析智慧城市理念对城乡规划学科发展影响的一种框架和思路，“智慧规划”应具有系统性、智能性、共享性及动态性等特征。系统性是指由于“智慧规划”具备快速及时收集和处理城乡海量、动态信息数据能力，相对于传统城乡规划模式而言，能够更加系统和整体地对城市发展问题进行分析、预测、规划和评估，并采取系统性的响应。智能性是“智慧规划”的重要属性，指通过运用新一代信息技术等对城乡信息数据的收集和分析，并根据需要建立模拟和预警响应系统，对城市发展问题实现智能化分析、预测、评估和行动。共享性是实现“智慧规划”的前提，智慧规划所需的信息数据支撑系统是建立在对来自不同行业、部门、属性以及统计口径的数据整合共享基础上的，如果缺乏公共信息平台，智慧城市和“智慧规划”都将无从谈起。动态性是指相对于传统模式，“智慧规划”由于能够掌握及时、动态的信息数据，并借用先进的处理技术，能够对城乡发展各种问题做出动态诊断和及时响应。

“智慧规划”的关键领域可以分为两个相互补充的方面：“智慧化提升城乡规划自身能力”和“智慧化解决城乡规划中遇到的问题”。前者将提升城乡规划指导和服务智慧城市建设的能力，而后者则将积累的可靠经验和存在的问题反馈给智慧城乡规划与管理系统，使其不断完善。

城乡规划自身智慧化体现在城乡规划制定、实施和管理等方面。运用新一代信息技术等能够快速收集和整理城乡发展的海量、及时的信息数据，进而辅助规划师更加科学、系统和理性地诊断城乡发展现状、趋势和问题，并根据城市发展目标构建模拟系统，对城市未来发展的情境进行模拟和评价，从而有利于规划师、政府、开发商和公众对各种解决方案的优劣做出判断并做出最终决策，同时对城乡规划实施和管理过程中存在的问题进行及时响应和纠正。智慧城市理念可以根据实际情况被广泛地应用到城乡规划需要解决的各种问题中，进而提升城乡规划解决问题的能力和效率。

与此同时，随着三维GIS技术的发展和应用，可以将城市规划的理论和模型构筑于三维GIS平台上，并运用三维GIS技术仿真模拟城市规划。这样，不仅可以预测城市规划状态的变化，还可以客观评价和选择各种不同的规划方案，进而更好地解决城市规划问题。实践证明，把GIS的空间分析功能应用到城市规划编制中，可以为确定城市发展规模和空间布局提供科学的依据，这必然会提高城市规划编制的合理性和精确性。

三维GIS的发展，虚拟现实技术的发展与应用，使城市规划进程的三维动态建模更加方便，设计成果更加形象和立体。三维GIS能够将拟建的建（构）筑物和其他设施的位置、高度、外观、空间形态等要素结合起来，建立相应的三维仿真模型。利用三维仿真辅助规划管理系统，在已经建立的现状地物三维场景中展示和分析相关内容，为城市规划管理提供科学的依据和决策支持。

结束语

GIS系统在应用与发展的过程中，实现了向智能化的转变，应用的效率以及效果大大提高了，其應用的范围也扩大了，对GIS在智慧城市构建中的应用情况进行了介绍，通过实践发现，应用GIS系统，可以有效对地理信息进行收集与处理，可以提高城市规划的水平。智慧城市是社会不断发展的产物，其主要是以信息技术的主导，提倡城市中的各个行业都应用先进的信息技术，有利于提高城市发展的经济水平，可以提高人们的生活质量，在对GIS技术不断完善的过程中，其发挥的效用价值越来越大。

参考文献

[1]柳玲，艾及熙.GIS在城市规划领域的应用及发展[J].重庆建筑大学学报，2001（2）：76-80.

[2]王远响.GIS在城市规划中的应用研究[J].科技信息，2012（7）：278，309.

[3]王永春.GIS在城市规划中的应用[J].淮海工学院学报，2009（18）：145-146.endprint