【科技小论文】GIS在城市规划中的应用

摘要：城市规划建设当中引入地理信息系统（GIS）是城市规划建设工作当中的突破，并且在实际应用当中的作用毋庸置疑。GIS技术已经成为城市规划与城市建设当中的重要组成部分。本文主要对GIS在城市规划中的应用进行了分析探讨。

关键词：GIS技术；数字；城市规划；应用

引言

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS），是在计算机硬、软件支持下，对整个或部分地球表层空间中的地理实体数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它作为传统地学学科与现代科学相结合的产物，目前已发展成为集RS、GPS及互联网技术于一身的综合集成技术系统，在城市规划管理领域逐渐被广泛应用。

一、GIS的技术特点及其应用优势

1、海量数据存储功能

城市规划需要处理的数据量庞大、种类繁多，并处于不断的更新变化中。传统的数据处理方法难以胜任数据的急速膨胀，且缺乏现势性。而利用GIS的建模技术，可以海量的基础数据进行存储，并可对数据进行及时更新，准确反映城市的现势与变迁。

2、实现信息的快速、动态查询与统计分析

传统软件，虽然有强大的图形功能，但缺乏对属性数据的支持能力，在数据量化统计、查询等方面给城市规划管理人员带来较大困难。而GIS能将空间数据与属性数据有机结合、统一管理，可利用其空间查询功能对存储数据进行查询、检索、统计、分析，大大提高规划管理的质量和效率。

3、提供理性的辅助决策工具

GIS强大的空间分析功能和可视化表达能力，可以直观表达城市空间，对规划方案与成果进行定量分析、模拟及预测，为城市规划管理提供理性决策的工具，辅助城市规划科学决策。

二、GIS在城市规划管理中应用存在的问题

1、对GIS技术应用还局限在狭窄的范围内，大多数的应用倾向于简单的查询、浏览、出图等，并没有与城市规划专业领域很好地配合，更没有发挥GIS技术强大的空间分析功能，辅助决策功能。而这些功能恰好又是GIS技术存在的灵魂。

2、由于GIS技术对软、硬件要求高，对操作人员的专业要求高，再加上软件技术的开发周期长，使得GIS技术的发展受到了很大的局限。

3、GIS应用系统建立后，其相应的数据库中需要存储规划数据，但城市规划涉及的数据类型多样以及海量的数据，使得数据资料收集、整理、更新、共享、维护等需要大量的人力、财力。这些因素都直接影响了GIS技术在城市规划领域的发展。

4、规划领域的复杂性、不确定性，使得GIS技术在该领域的发展受到一定的限制，因为开发相关的软件系统，需要编写代码实现想要的功能，而这一过程中需要的是一个稳定的环境。

三、GIS在城市规划建设中的应用

1、GIS在城市规划信息查询及管理方面的应用

GIS具有海量数据的存储和管理功能，使GIS技术在城市规划管理中被广泛应用的原因。GIS数据包含属性数据和空间数据，空间数据大多通过地块来显示，与属性数据（如人口规模、经济总量、就业情况等数值或文字信息）相联达到在空间上反应地区的特征。GIS技术主要运用在搭建城市规划管理信息系统的规划数据库和管理系统的操作台中，完整的城市规划管理信息系统要包括用户接口、规划空间和属性数据库以及规划管理功能模块三个方面。运用GIS的空间查询功能对数据库中城市规划中的基础地形数据、规划成果图以及相关的文档资料等海量进行查询、统计、检索、输出等操作，实现数据的高效率、标准化提取，提高城市规划管理水平，促进相关单位应对城市重大问题、突发性事件时进行科学决策的一种现代化的技术手段。

目前，我国已有多个省市建立起以GIS为核心的城市规划管理系统。1989年，河南省洛阳市开始建设规划管理信息系统；上海市建设了城市建设和管理信息网，大大推进了上海城市建设信息系统的建设和实施；自1995 年起，广州市建设了城市规划办公自动化系统、勘测信息系统、地下管线信息系统和城建档案信息系统，为“数字广州”的建设奠定了基础。2012年4月5日，遵义市数字三维城市规划管理系统项目已成果通过验收鉴定，标志着遵义市中心城区管理进入运用现代化信息手段管理的新时代，有效的提高了城市公共管理与公共服务、应急处置以及科学决策的能力和水平，凸显城乡规划的先导作用。

2、GIS在城市规划专题分析方面的应用

城市作为区域发展的中心，各种复杂的空间数据和属性数据构成城市的空间关系。面对如此海量且不断快速更新的数据，传统的城市规划设计通过经验分析方法对数据进行定性分析，分析过程中掺杂过多的主观随意性，导致规划师对城市运行机制研究不足，对城市未来的发展方向预测失据。运用GIS强大的空间信息的提取和分析功能，快速准确地对所获取的数据进行科学有效的定量分析，大大的减轻了规划分析的工作量，弥补了原来城市规划纯图形、纯文字、定量分析与定性分析脱节的缺陷。

GIS技术已经逐渐渗透到城市规划设计的全过程，从资料收集整理到成果出图、从总体规划到详细规划、从区域规划到详细规划，GIS技术都发挥着不可或缺的作用。GIS最常用的空间分析模块为空间信息的查询及量算、叠加分析、缓冲区分析、网络分析等，主要应用在城市规划专题分析中的城市功能区界限制定研究、城市公共设施选址研究、城市空间扩展研究、环境保护评估、城镇土地分等定级、城市交通网络研究等、城市建设用地适宜性评价等方方面面；随着三维GIS技术的发展和应用，可以利用3D分析模块进行数字高程模型的城市三维仿真模拟和地质灾害评估等。近年来GIS技术在城市规划运用中可以完成更为复杂的空间决策，提高城市规划设计的科学合理性，有效的避免人为主观决策的随意性。总之，GIS功能可以为城市规划设计提供科学的依据，提高城市规划设计的精确性和合理性。

四、GIS在城市规划领域中的应用前景

随着城市的发展,城市问题的日趋繁多复杂,未来若干年内,城市规划技术和 GIS技术面临更大的机遇与挑战,GIS技术的一些新发展(如 WebGIS,OpenGIS,ComGIS,3DGIS,TGIS 等)将在城市规划中得到实际应用,从而提高 GIS 城市规划应用的水平。

1、TGIS

TGIS(时态 GIS),亦被称为 4DGIS,意为在三维空间上加上时间维。它强调的是利用时空分析的工具和技术来模拟动态过程,探究和挖掘隐含于时空数据中的信息和规律。将 TGIS应用到城市规划中去,在很大程度上改变传统GIS在其中的信息获取和处理方式。主要表现在数据管理,趋势预测,TGIS GIS等几个方面。

2、3S集成技术

3S是全球定位系统GPS(Global Positioning System);遥感RS(Remote Sensing)和地理信息系统GIS(Geographic Information System)的简称。3S集成技术可以为城市规划提供直接的数据服务,快速追踪、观测、分析和模拟被观测对象的动态变化,并高精度地定量描述这种变化。三种技术相辅相成,GPS获得的精确位置信息可帮助遥感航片的几何校正和镶嵌;GPS和 RS为 GIS空间数据的动态更新提供了基础,GIS的应用也提高了遥感数据的提取和分析能力。随着高精度遥感技术的发展和 GPS 技术的不断深入,GIS、RS、GPS的结合将更加密切。

3、VR技术与 3DGIS、RS技术相结合

虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)是一种逼真地模拟人在自然环境中的视觉、听觉、触觉、嗅觉、运动的交互系统,借此将客观上存在的或并不存在的东西在用户眼前生成一个虚拟的环境模拟真实存在的一种技术。在此基础上结合3DGIS,RS 技术形成的三维虚拟城市规划手段将对城市规划产生巨大的影响。

结束语

GIS作为当代科学发展的前沿学科，已成为城市规划管理中最为行之有效的辅助工具。我们相信，随着GIS技术的不断更新与发展，其必将为城市规划管理提供崭新的思路，更广泛、深入地应用于城市规划管理。

参考文献

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[2]乔相飞,周宏伟,刘文新.城市规划中的GIS应用分析[J].测绘工程.2005(04)

[3]胡晓东.浅谈GIS技术在城市规划中的应用[J].科技资讯.2005(26)