GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用

杨能榜

摘   要：我国的城市建设近些年来得到了长足的发展，很多城市在过去缺乏科学的规划，城市建设在诸多方面都不匹配。诸如一些企业从城市外迁到离城市更远的地方，传统的城市规划是很难改变这些现象的，相关的设计人员在规划中必然会或多或少地出现瑕疵。GIS恰恰可以弥补规划设计人员的不足，利用GIS强大的数据采集、整理和分析功能来进行城市规划设计，为城市规划服务。希望文章能够为我国的GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用相关研究提供一些有意义的参考作用。

关键词：地学信息系统空间分析;城市规划设计;应用

1    GIS的概念

地学信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种特定的、十分重要的空间信息系统。其是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

2    GIS的特点

GIS技术主要由数据获取与管理、数据传播和数据分析处理几部分组成，具体表现在：通过遥感和航天拍摄，收集图片信息，并利用软件等技术手段对照片进行处理，获取大量准确可靠的基础数据;利用现代通信技术和网络传播信息数据;数据分析功能主要有空间查询、数据分类、模型数据分析等。GIS是一项目前相对较成熟和完善的技术，可以有效地对地理空间的数据进行采集，这是进行数据整理和分析的基础，也是结果输出的基础[1]。GIS的另一个技术特点是有较强的分析能力和预测能力，可以有效地实现各因素的综合考量和分析，还可以对系统采集的数据进行分析和反馈，这种反馈能力可以有效强化GIS进行完善。在过去的很长一段时间内，GIS只是一个绘图软件、图像处理软件，随着计算机技术的不断发展和成熟，GIS的诸多功能开始实现并不断完善。并且在规划设计院的要求下，GIS也在不断地改进和完善，以能更好地适应当前城市规划的需要，为整个城市的规划服务[2]。

3    GIS在城市规划中的应用

3.1  GIS在模拟预测中的应用

城市规划涉及城市的整体发展战略，包括城市方方面面的发展、发展趋势、建设规划和预测。GIS可以利用其技术通过前期的数据采集，利用回归方程进行数据预测，然后利用GIS的空间叠置分析功能、缓冲区分析、拓扑分析等将所有的要素预测状况进行综合分析，从而得出相对合理的预测结果，GIS是否能够对城市规划进行有效模拟预测在于回归分析的模型是否准确，与GIS的结合是否匹配[3]。随着GIS的不断完善，其各模块也在不断完善中，在城市规划中的模拟预测也越来越重要。

3.2  GIS在地下空间规划中的应用

GIS在地下空间规划中的作用巨大，其拥有大量的地下空间的相关数据，通过对GIS地下空间数据的整理和分析，并找到与其相关的地上建筑物的一系列相关数据，分析地下空间和地上建筑物的关系，进而进行综合的分析和判断。地下空间的规划和施工是一项难度较大的事情，通过GIS可以大大降低地下空间的规划和施工难度，GIS利用其有效的大量数据，利用当前先进的计算机技术对地下空间进行彩色图像的构建。可以有效地实现整个地下空间的位置和空间定位，进而形成完整的地下空间规划资料和技术归纳。GIS还可以通过其文字记录、图片记录、影像记录等功能对当前的地下空间進行完整的、更有效的记录，进而为地下空间的规划进行服务。

3.3  GIS在交通规划中的应用

GIS在交通规划中也可以发挥重要的作用，但必须建立在和交通管理系统进行匹配的基础上。要想实现GIS和交通管理系统的有效匹配，首先必须要构建完整的基础数据库，诸如道路的宽度、限制速度、机动车辆数量、人流数量等。其次，通过对基础数据的整合和分析，最终可以实现对交通状况的全面监控，进而发现当前交通系统存在的问题，GIS恰恰可以有效解决当前交通系统存在的瑕疵[4]。GIS还有一个重要的功能就是可以预测交通规划中存在的瑕疵和需要改进的地方，进而进行提前预判和干预，为交通系统的不断完善进行服务。

3.4  GIS在城市景观规划中的应用

GIS在城市景观规划中的应用同样是较普遍的，其可以根据城市的某区域的小区数量、人口数量、周围绿化情况、经济商业配备情况、教育资源情况等等进行相关的数据的搜集、整理和分析，最终形成一个完整、直观、全面的图层。有了这个基层图层，设计人员可以根据客户的要求增加或者缩减当前的图层，以符合当前客户对景观规划的具体需求[5]。GIS还可以对已经做好的景观规划随时作出调整，并可以做出若干的设计方案，以供相关专家和客户的选择，以做出最适合、最匹配的需求方案。

3.5  GIS在城市防洪规划中的应用

GIS在防洪规划中的应用主要是指有较大河流或者湖泊在城市中的城市规划。我国是一个幅员辽阔的国家，长江和黄河是我国两大河流，其支流都流经我国很多城市，尤其是一些城市的河流水量较大。在这样的背景下，研究城市的防洪规划就显得意义重大了。在过去很长的一段时间内，我国涉河城市的规划往往对河流的考虑不够，甚至都没有考虑河流对城市的影响，导致我国很多城市的防洪规划十分糟糕。通过GIS的利用，在对城市的防洪规划设计中，可以建立有效的模拟模型，通过河流历年的流水量分析最大流水量的年份和月份，并找出其中的相关规律[6]。采集和整理数据后，才能有效地做出防洪设计，例如堤坝的高度，附件桥梁的涉水深度，城市下水道的排水能力等。

4    GIS在城市规划中的作用

4.1  更科学的用地规划

土地是一个城市最为重要的资源，一块土地到底是工业用地还是商业用地抑或是住宅用地，对周边有着截然不同的影响。随着GIS技术在城市规划中的应用，通过对相关数据的整理和分析，可以更好地对土地进行规划，减少不必要的资源浪费。

4.2  加強城市规划分析的准确度

城市规划最为重要的一个任务就是大数据调查，并要对这些数据进行整理和分析。主要是对技术经济、自然条件、已有建筑、工程设施、环境等多方面进行分析，而通过应用GIS软件技术的空间查询功能、数据统计功能、制图功能可有效地对城市多领域的空间信息进行统计、分类、比例计算，使其形成图表绘制出科学合理的专题图。只有在精确的城市规划分析基础之上，才能有效地对城市规划形成方案，才能更好地为城市规划进行服务，为整个城市的发展进行服务。

4.3  辅助城市规划分析和设计

辅助规划设计主要是对城市道路网的生成、市政工程管线设计与地块划分进行完善。如对于道路网的生成工作，其主要是通过把地形图与用地功能区划图叠加显示后，能够在新专题层确定城市道路的中心线，进而构成路网数据层，然后再合理运用缓冲器功能依照红线宽度形成自动道路红线，有利于自动计算与统计道路的长、宽、面积等[7]。

4.4  提高城市规划方案的评选能力和效果

在传统的城市规划方案评选中，人的因素对规划方案的评选有着重要的影响，主观性比较强。通过GIS的参与，可以大大提高规划方案必选的客观性，通过GIS的一系列数据的分析和判断，就能够分析场地的相关情况并帮助规划设计方案评选人员进行判断和选择，大大提高了城市规划方案的评选效果。利用GIS系统为城市规划方案评选已经成为当前众多规划设计部门的选择，并且取得了良好的效果。

5    结语

总而言之，GIS是更科学、更合理的城市规划手段，相较过去传统的城市规划手段，GIS是利用当前最科学和合理的大数据方法进行数据采集、整理和分析的。一方面，GIS可以大大提高城市规划的效率，减轻了相关工作人员的工作负担。另一方面，GIS可以大大优化城市规划的效果，使得城市规划更合理、更完善。对于城市规划从业人员来说，必须对GIS有一个科学、合理和全面的认识，只有从思想认识上高度的重视，才可能在实际行动上对GIS更好地学习，才能更好地掌握，进而为城市规划进行有效的服务，建设一个美丽、和谐、科学规划的城市。

[参考文献]

[1]范磊，钱利昆.浅谈GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用[J].城市建设理论研究，2014（14）：18.

[2]许为一，杨昌新.GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用初探[J].科技广场，2007（11）：142-147.

[3]杨新荣.GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用初探[J].建筑工程技术与设计，2015（11）：37.

[4]梅晓庆.GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用分析[J].房地产导刊，2019（12）：20.

[5]王滔.探讨GIS空间分析功能在城市规划设计中的运用问题[J].房地产导刊，2014（29）：25.

[6]鲁斐栋，谭少华.城市住区适宜步行的物质空间形态要素研究—基于重庆市南岸区16个住区的实证题.[J]房地产导刊，2014（29）：37.

[7]孙育梅，孔金霞.BIM+GIS组合在城市建筑规划的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2018（17）：45.

Application of GIS spatial analysis in urban planning and design

Yang Nengbang

（Shijiazhuang Tiedao University， Shijiazhuang 050043， China）

Abstract：Chinas urban construction has been developed by leaps and bounds in recent years， many cities in the past lack of scientific planning， urban construction in many aspects do not match. For example， we can often see some businesses moving from outside the city to farther away from the city. Traditional urban planning is very difficult to change these phenomena， the relevant designers in the planning will inevitably appear more or less defects. GIS can make up for the shortcomings of planning designers， using GISs powerful data collection， sorting and analysis functions to carry out urban planning design， for urban planning services. In the hope that this paper can provide some meaningful reference role for the application of GIS spatial analysis function in urban planning and design.

Key words：geographic information system spatial analysis; urban planning and design; application