城市规划设计中GIS技术的应用

王深圳 邢向博

摘要：GIS技术是当今全球流行的空间数据处理分析和管理的一门科学技术，本文对GIS技术的概念和发展历程做了简单介绍，并将GIS技术在城市规划设计中的应用情况与传统的分析方法进行了对比，体现出了GIS分析的科学性。GIS技术的推广对日常生活和工作都有重要的意义。

关键词：城市规划设计;GIS技术;地理信息系统

一、前言

随着我国经济建设的进一步发展，我国的城市化进程不断加快，在这样的背景下，需要城市的规划设计能够更加先进，做到与时俱进。然而目前很多城市的规划设计还是运用的较为传统的模式，这极大的限制了未来城市的发展空间。

二、GIS概述

1、GIS的定义。GIS技术是当今全球流行的空间数据处理分析和管理的一门科学技术，这一技术是在基于计算机工具的基础上，实现对空间信息进行分析和处理的。目前随着城市化进程的不断加快，在城市的规划和设计中对于GIS技术越来越广泛，下面对GIS的构成进行详细地叙述。

2、GIS的构成

GIS是由硬件、软件、数据、应用环境等要素组成。

（1）GIS硬件。GIS的硬件主要由四个部分组成，分别是计算机、输入设备、输出设备和网络通信设备。

运行GIS的计算机可以是个人电脑。也可以是大型的多用户超级计算机。运行GIS的计算机一般需要具有较强运算处理能力的CPU、较大的内存，因为GIS数据处理量大，数据处理复杂。运行于网络环境的GIS还需要服务器、磁带库等。

GIS的输入设备可以是键盘和鼠标，也可以是扫描仪或数字化仪等设备。

输出设备包括计算机屏幕、打印机、绘图仪、光盘、移动存储设备等。

网络通信设备将位于不同地点的多个计算机系统连接起来，实现数据的共享和交换，以及功能的互补。这些设备包括网线、光缆、集线器、路由器、交换机、防火墙等。

（2）GIS软件。目前，主流的GIS软件都以空间数据库为引擎，其系统结构通常有三层：界面层、工具层和数据管理层。界面层由图形用户界面和应用程序接口构成;工具层由数据输人输出以及数据处理分析软件构成;数据管理层用于数据存储和管理。

对于单用户的GIS系统，上述三层软件以及数据都安装在同一台计算机内。对于多用户基于网络的GIS系统，界面层软件安装在用户的计算机内，数据管理层的软件以及数据则安装在网络上的服务器中，而工具层的软件则通常安装在服务器中。

（3）GIS数据。GIS数据是GIS系统的核心内容划密切相关的，整个GIS系统都是围绕GIS数据展开的。和城市規划GIS数据包括地形图、遥感影像图、地质水义植被土壤等资源环境资料、行政区划、人口分布、规划编制成果、地籍、房产、市政和公共设施、规划审批数据、道路交通等。

GIS数据的采集和管理是GIS系统中成本最高的一项，需要引起建設单位的特别重视。按照国内外的一般经验，规模较大的实用GIS长期运营成本有着如下关系：

硬件成本<软件成本〈应用开发投入〈初期数据采集成本〈日常数据维护成本，如果对GIS数据的采集和管理成本估计不足，就会影响GIS效率的发挥，严重的还会导致GIS无法正常运行。

（4）GIS方法和GIS人员。GIS方法是为解决各种现实问题而提出的各种模型方法。GIS方法是GIS技术产生社会、经济、生态效益的关键所在。

GIS人员既包括受过培训的用于管理维护GIS系统的专业人员，也包括使用GIS系统的普通工作人员和民众。后者人数众多，需要特别考虑他们的使用需求。前者人数虽少，水平要求较高，加之GIS技术更新迅速，他们需要不断学习。

三、城市规划设计中GIS技术的应用

1、规划设计方案的三维可视化。在对城市进行规划设计的过程中，采用传统的规划设计方法，就只能进行平面设计，这样很难将设计者的设计意图展示出来，更为重要的是一些隐藏设计不易被发现，这对于整个城市的规划设计工作是非常不利的。通过对GIS技术的应用，能够让相关的人员随时随地观察城市大环境的规划设计效果，并且对于未来成型的城市建筑的外观、尺寸等有一定的了解，能够确保未来城市的规划建设有较好的效果。

2、竖向规划。为了确保城市的规划设计能够有更好的效果，对于城市规划设计的任何一个阶段，都需要保证对城市的土地资源加以合理地利用。而要想合理地利用城市的每一寸土地资源，则需要对城市的地形情况有非常清晰的了解，这样在城市的实际规划建设过程中，就能尽可能的减小对周围生态环境的影响，并且将整个工程建设的成本控制在合理的范围之内。在城市实际的规划设计过程中，通过对GIS技术的应用，能够形成三角网的分析模型，这样能够对整个城市的地形情况进行详细地立体分析，进一步提高对于城市地形分析的精确结果，最终有利于后续规划建设的更好进行。

3、对比各城市规划设计方案。在最终确定城市的规划设计方案选择哪一个时，都需要从众多的设计方案中选择出最佳的方法，进而从安全性、质量以及经济性等方面选择出最优的设计方案。在选择最有设计方案时，应用GIS技术能够通过其自带的叠加分析功能，从众多的评价指标中选择出若干个重要的指标赋予相应的权重，这样能够使得系统对所有的方案对这些评价指标图层同时进行叠加和比较，最终得出一个综合性的评价分析，帮助相关的人员选择出最优的设计方案。

4、计算建筑拆迁量。在对城市进行规划设计的过程中，还需要涉及到对城市建筑进行拆迁。对于城市的建筑拆迁量进行核算时，主要会涉及到以下两个方面：第一个方面是由于城市的土地调整而导致原来的建筑进行拆迁;另外一个因素则是由于城市的道路或公路工程建设而带来的建筑拆迁。

5、生成各类统计专图。由于GIS技术能够将空间属性和非空间属性较好地结合到一起，这样在进行城市规划设计的过程中，能够帮助相关人员快速完成各类空间属性或非空间属性的统计分析工作，这样对于各种不同的技术经济指标，能够快速地形成相应的折线图、直方图或扇形图等各种类型的统计专题图。

四、结束语

综上所述，在城市规划设计的过程中，合理地使用GIS技术意义重大。如今GIS先进技术已经广泛地应用到各个行业当中，城市规划的方案也逐渐转化成计算机的制图方式。GIS技术具有独特的风格，将其充分应用到城市规划当中非常重要，具有非常广阔的发展前景。

参考文献：

[1]高延亮.GIS在城市规划设计应用中的理性分析[J].智能城市，2017（01）.

[2]江阳阳.基于GIS技术的房产测绘系统设计与实现[J].装饰装修天地，2019（3）：156.

[3]汪鑫，张家亮.GIS技术在城市规划及设计中应用分析[J].建筑工程技术与设计，2018（32）：1072.

（作者单位：河南省城乡建筑设计院有限公司1                     河南省城乡规划设计研究总院股份有限公司2）