城市规划设计中GIS技术的应用研究

吴进

GIS是一种以地理空间为核心、多领域综合应用的测绘技术，其一般以地理模型分析为手段获取更为丰富、动态的地理信息。城市规划与设计的主体内容往往涵盖土地资源、建筑群落和一系列公共设施，在这种情况下倘若能科学地运用GIS技术进行规划设计，不仅能制订出合理的规划方案且作出适当调整，还能保证科学、精确地完成城市规划设计内容。现今，各地逐步迈向高速发展建设时代，城市部分老旧住房以及公用设施却并未被重视，不能及时地进行更新换代。在这种情况下，城市规划设计工作就显得尤为重要，该工作的实施能够完美地解决城市建设不合理问题，但需注意的是其规划设计效率实效性有时候并不高，而这就需要使用更为新颖、先进的GIS技术来进行处理。

一、城市规划设计应用GIS技术的重要意义

1. 适应现代城市规划需求

城市规划与设计是复杂而又精细的系统工程。传统数据采集与处理方法往往存在着低效、精度不高等问题，已不能很好地适应现代城市规划与设计的要求。在此基础上，倘若规划人员使用GIS城市技术规划方法，则可很好地完成这一目标。

2. 优化城市规划设方案

GIS系统技术能够实现城市空间量化分析、模拟与预测，使其更加科学合理。规划人员利用GIS系统技术可以对城市用地、交通流量和环境质量等进行模拟和预报，从而为城市发展和城市建设提供科学基础。利用GIS系统技术亦可优化城市规划设计方案，使方案内容更加科学、合理。

3. 推动城市管理智能化、精细化

城市规划设计在城市营运中占有举足轻重的地位，GIS系统技术为城市营运提供了智能化、精细化规划方法。利用GIS系统技术，规划人员可以实现城市基础设施、公共设施、交通管理等各个环节的智能管理，从而提升城市管理工作的效率与质量。GIS系统技术也能有效监管和保护城市生态环境，推动城市可持续发展。

4. 增强规划编制民主性

在城市规划过程中，规划人员要充分考虑公众的需要与利益，而GIS系统技术则为其提供了方便快捷的管理平台。规划人员利用GIS系统技术能够直观地展现城市规划设计方案，使市民能更好地理解规划意图与影响。利用GIS系统技术还可广泛地听取社会各界意见、建议，增强规划编制工作的民主性、公平性。

5. 促进城市规划设计创新性发展

GIS系统技术在城市规划与设计过程中的应用是一种全新的理念，对各地区城市规划与设计具有重要的促进作用。借助GIS技术可以更好地发掘城市空间信息价值，寻找城市中存在的问题与发展机会，为城市规划提供更具创新性、前瞻性的规划方案。GIS系统技术也能促进各学科间进行交流与协作，促进规划设计内容的多样化变革。

二、常见城市规划设计过程存在的问题

1. 缺少长期发展远见

现今，我国城市规划和设计存在着长期发展规划远见不足的问题，久而久之会忽略城市长期发展问题，造成城市规划缺乏连贯性，很难适应今后发展需求。比如，一些城市的发展过于强调眼前建设，而忽略了未来交通、人口和工业发展等方面问题，从而限制了城市发展。

2. 与现实脱节

在城市规划设计进程中，理论与实际往往是相分离的。规划人员常常过分寻求完善的理论，而忽略现实条件的约束。比如，一些城市盲目追求大范围的更新改造，忽略了自身承载力与资源环境条件，致使规划设计目标难以落实，甚至引起一系列社会问题。

3. 公共参与不足

城市规划与设计牵涉到多个主体，而当前部分偏远地区公众参与程度却不是很高。规划人员常常不能充分倾听市民意见，造成规划成果偏离现实需要。另外在规划执行过程中，由于缺少有效的信息反馈机制，很难及时发现并解决问题。

4. 缺少科学、合理的考核机制

在城市规划设计工作结束后，规划人员要在第一时间对其实施效果进行评价。但是当前部分城市的规划评价体系还不够科学、不合理，评价内容也存在着主观性、片面性。这不仅造成规划执行中出现的问题很难被及时地发现并修正，而且也导致规划改善程度不足、缺少科学依据。

三、现有城市规划设计GIS技术应用流程探析

1. 应用于市区运输

不合理的规划设计内容会使城市节奏功能和日常运营都受到不可忽视的影响。特别是随着汽车数量的增加以及外来务工者的流动，道路交通不确定性也随之增加。每到上下班高峰期，道路拥挤问题都会让人头疼。GIS系统技术的科学运用可以在时间和空间层次上，对城市道路各部位信息进行提取和分析，并将其按区域编号进行分类形成完整的信息手册。GIS系统中所提供的完备、有序信息，有助于交警部门减少交通管制工作量，而且还可以很好地解决城市居民在日常生活中所面临的各种问题，比如街头公共广播可以在高峰时间为出租车司机、乘客提供实时路况信息。

2. 城市用地开发利用

GIS技术还可用于城市用地开发利用。在城市规划和设计过程中，最重要的工作就是提高城市土地的利用率。在这种情况下适当地应用地理信息技术，可谓是“对症下药”，能够从根本上给规划人员带来更多帮助。GIS系统技术的强大支撑使规划部门能够更加精确地对土地开发利用、土地整治等方面进行规划。有了GIS系统技术的支持，相关部门可以对各种土地的使用情况和表现进行全面地分析，使每块土地都可以得到更科学、合理的安排。

3. 安防部门应用

伴随着基础设施信息化建设的快速推进，各地安防部门的工作效率有了明显地提高，比如在人口信息采集方面，积极使用GIS技术配合城市规划设计工作，可对城市治安多方面产生积极影响。安防部门可以利用互联网对城市开展更周密的监控，获取更详尽的情报，对案件的侦破提供更大帮助。将GIS技术科学地应用于公共拿权，可以使各项工作更加高效、有序，将数字信息渗入到城市每一个角落，给民众、群众带来更多安全感。

四、城市规划设计GIS技术应用优化路径

1. 城市规划设计3D可视化

在进行城市规划设计时，规划者若仅采用常规规划方法，很难充分体现设计方案的意图，让受众进行直观的理解，更无法轻易地发现其中隐藏的设计漏洞。在城市规划设计中应用GIS地理信息系统，规划者可以实时观察各解决方案对城市整体环境的影响，并可沿任意路径、任意角度对不同方案进行对比，对建筑各方面城市环境协调性进行空间比较。对于某些关键景观点位还可以通过视角分析来实现合理规划，进而确保城市规划的3D可视化效果。针对数据采集与处理问题，可采取一下措施：首先，GIS技术人员采用先进的测绘设备和数据处理软件，提高数据采集的精度和效率；其次，规划项目甲方管理层还要增强数据处理和分析工作的培训，优化技术人员的专业工作水平；最后，建立数据质量控制体系，对数据进行质量检查和校验，确保获取规划工程数据的准确性。

2. 注重公共设施布置规划

城市公共设施是保障各地区城市正常营运的重要基础，随着城市居住空间的持续发展与建设，各类城市公共设施也在不断地得到完善。在住宅小区的建设过程中，所有公共设施都是根据其居住容量需求而设定的。如果由于住宅区形态和规模受到地块限制，其相配套的公共设施配置不能充分地满足整个区域市民的生活需要，就会极大地影响该区域市民生活。规划人员可以利用GIS技术的缓冲功能，快速发现城市现有规划盲区并做出相应地调整，如图1示。

3. 优化垂直平面规划

在城市规划设计工作的每一阶段，规划者对地形的合理利用都有着极高需求，只有合理地利用地形，才能最大限度地不影响周边环境、降低工作成本。利用GIS地理信息系统技术可以将城市计划设计内容转化为三角网模型，同时其自身还具备强大的立体分析能力，地提高计划均衡计算结果的准确性，同时也可以计算出规划建设挖方和填方工程的具体数目和面积。为解决数据共享与安全问题， GIS技术人员首先应制定统一的数据标准和管理规范，让各部门之间及时地进行作业数据的交换和共享；其次，加强数据的保密管理，建立完善的数据安全保障体系；最后，利用云计算、大数据等技术手段，实现数据的分布式存储和加密处理，保障数据的可靠性。

4. 城市规划设计对比

在进行城市规划和设计时，往往需要编制大量备选方案，并对其进行经济性的比较和分析，最终选择出最优方案。而在GIS技术得到有效地应用后，由于该系统具备叠加分析等能力，可从大量评价指标中提取出细节数据并对其赋权，系统就会对这些评价指标层进行重叠和对比，再对每一层进行叠加和对比后得出综合评价值，由规划者对各方案的综合评价值进行分析，从而得出最优设计方案。

5. 拆迁安置合理估算

在进行城市规划设计工作时，拆迁安置是其中一项重要工作内容，规划者要综合考虑多个层面：一是征地后被征收的房屋数量；二是新建工程等建设项目导致的被拆迁人数。由于地理信息系统强大的空间筛选能力和缓冲区分析能力，故而规划者可以在GIS技术的运用下，将拆迁范围内所有的建筑影像都提取出来，再对其各项数据进行统计与分析，进而对被拆除房屋和建筑总量进行精确的估计，如图2示。

图2 规划人员利用GIS技术进行房屋拆迁数量统计

6. 利用经济技术指标进行核算

GIS系统技术可以很好地融合空间属性与非空间属性，因此将GIS技术运用到城市规划设计工作中，可以很轻松地实现基于空间数据的各种非空间属性统计分析内容。GIS技术的运用对各种数据的比较与分析具有更精确、更直观的效果，为城市规划设计人员提供有力的数据支撑。

五、结束语

总之，随着各地城市化进程的加快，我国城镇规模也在不断扩大。GIS系统技术是新型、先进的规划设计技术之一，已经成为城市规划设计中不可缺少的辅助工具。