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1、浅谈地理信息系统与城市规划摘要：近年来，地理信息系统技术在城市规划中的应用受到我国城市规划业务部门和学术界的广泛关注。本文在对地理信息系统在城市规划的应用进展和存在问题进行探讨后，总结了地理信息系统技术在我国城市规划领域中的作用，并对地理信息系统技术的应用提出了若干建议。关键词：地理信息系统 城市规划应用 随着我国经济建设的快速发展，城市化速度大大加快 ，而城市规划是人居环境各层面上的、以城市层次为主导工作对象的空间规划。城市规划工作的基本内容是依据城市的经济社会发展 目标和环境保护的要求根据区域等上层次的空间规划的要求，在 充分研究城市的自然、经济、社会和技术发展条件的基础上，制定 城市发展
2、站略预测城市的发展模型 选择城市用地的布局和发展 方向，按照工程技术和环境的要求 综合安排城市各项工程设施并提出近期控制引导措施说 城市规划的内容包括城市规划和专项规划。但是城市规划的现状并不令人满意。在城市基础设施建设中如市政管线事故时有发生城市交通、土地水资源、能源、灾害管理和决策的水平急需改善和提高。为寻求解决这些问题的对策广大城市规划师和城市决策者迫切希望能够更完整、准确和全面地把握城市及其周边环境的动态空间特征。城市建设规划设计的因素非常多，开发新城要征用土地，改建旧城要拆迁安置，同时需要基础设施、公共服务设施的配套。在开发建设活动中，如果不注意各工程项目之间的协调就可能造成混乱，而
3、采用(地理信息系统.GIS)对各种信息进行管理，并基于此进行分析和辅助决策，可以有效地防止这种混乱局面的出现。由于城市在不断地建设发展，所以需要随时更新城市基础数据库，这就要求用用GIS管理日常城市建设活动，以保证信息的实效性。由此可见GIS在城乡规划中具有重要的作用。地理信息系统是一种用来捕捉、储存、合成、处理、分析和表示具有地理坐标属性的空间数据的操作系统，它是由计算机硬件系统，计算机软件系统及组织管理系统所组成。它具有以下 3个特征： 一是具有采集、管理、分析和输出多种地学空间信息能力 具有空间性和动态性。二是以地学研究和地学决策为目的，以地学模型方法为手段 ,具有区域空间分析、多要素综
4、合分析和动态预测能力，产生高层次高质量的派生信息。三是由计算机系统支持进行空间数据管理并由计算机程序模拟 ，获得专门数据的地学分析方法或模型，作用于空间数据产生有用信息，快速准确地提供科学决策依据。1、GI S技术在城市规划中的具体应用G I S 在城市规划中的作用既是数据库，又是工具箱。基于数据库的G I S 可以存储空间数据、属性数据通过空间关系模型将二者连接起来，高效率地存取数据查询和制图。同时还可以从数据库中抽取数据，输入到其他模型或空间分析程序中，或者和其他专门调查获 得的表状数据相结合，为决策服务。将G I S 当作工具箱时可使用地学信息处理功能如空间插值、叠合、缓冲区和空间连接等
5、。1.1 、GI S在城市规划中用地适宜性评价工作的应用 在城市规划设计的前期调研工作中，如果遇到地形复杂的规划地块，可以利用 G I S 的空间分析功能以及规划范围内的数字高程模 型数据( D E M)对规划地块进行坡度分析、坡向分析，等高线分析，流域分析等，以作为用地适宜性评价的参考依据。利用各种空间分析可以确定坡度在某个区段的范围，计算出面积，进而结合坡向分析、等高线分析、流域分析为确定建设用地的范围和布局提供依据。1 .2 、G I S在公共设施布局规划中的应用 城市公共设施是维持城市健康运转的基本保证。目前大多数城市的公共设施是伴随着城市住区的开发而建设的。住区开发中往往从满足自身需
6、求为出发点来配建公共服务实施，由于住区受规 模、形式的限制，住区配建的公共服务实施不能完全满足城市整体的需求。从大的区域范围看就会存在很多服务盲区这些地方缺乏相关公共设施，人口稠密区公共设施布置相对较少等问题 。利 用 G I S 的缓冲区分析，很方便的发现服务盲区便于规划设计中进行相应的调整在生成的缓冲区下面再叠加上人口密度图就能很方便的统计出每个公共设施所需服务的人1 ： 3与其现状服务规模进行比较就能很快知道那些公共设施服务规模不够需要新建服务设施或扩建规模。利用 GI S 的缓冲区分析、空间分析和统计功能。可以摆脱传统的根据规范。依据规划师个人经验来进行公共设施规划布局的方法 方便规划
7、设计人员更加科学合理地进行公共设施规划布局。 1.3 、 G I S在城市空间扩张研究中的应用 根据历年来的城市建设现状图地形图，遥感影像图生成不同年份的专题图利用这些专题图 我们可以进行城区不同年份的空间扩张研究我们能够很清楚地得到这些年来城市耕地的变化情况，水域的变化情况绿地的变化情况，其他各类用地的变化情况新增建设用地的变化情况，以及各类用地的变化情况通过分析可以得出哪些是未变部分，哪些是转换部分哪些是改变部分通过分析各个部分问的相互关系可以找出城市发展的脉络与动力机制及存在的问题。 1.4 、 G I S 在城市三维可视化中的应用 市环境中的效果，可以从任意角度、方向、沿任意路线对不同
8、方案加以比较。从而为从空间角度评价建筑提供了 更加直接、有效的手段而这些是以往的平面图和建筑缩微模型所难以实现的。如果利用三维 G I S 技术，就可以对规划方案与山体之间的关系进行分析对方案的高度、体量、外观以及与整个城市的空间关系进行分析对地下不可见的管线进行可视化分析。同时，还可以将 空间数据与属性数据结合到一起，规划管理人员可以很容易的查询虚拟城市中建筑物的相关信息，结合对建筑物的空间分析对方案的优劣进行评估，从而做出正确的判断和决策。空间信息可视化是当前城市规划的研究热点，在传统城市规划领域，多数规划成果往往是用二维平面图纸或三维模型表达现实的城市空间、规划设计意图，随着计算机图形图
9、像处理技术的发展，空间信息可视化表达增加了交互式、动态显示的能力，即城市规划领域的空间信息可视化。目前支持城市规划的商业化的三维可视化软件很多，功能包括快速三维建模、规划信息查询、多方案比较、建筑体量调整、日照分析、通视分析、立面分析、三维测量、规划指标自动计算、二维矢量数据叠加、等多项专业规划管理功能，系统还提供多种三维仿真特效，利用三维虚拟现实技术更直观准确的表达规划效果，为城市规划决策提供支持。光影分析：在规划方案中，各个建筑都会产生不同的阴影，同时可以模拟各个地区、各个时间段不同建筑实时阴影的模拟，可以很清晰的观察各个建筑之间阴影的关系，并快速的调整建筑高低，避免建筑建成后各建筑间阴影
10、遮挡。为整体规划提供了一个不可缺少的工具。1.5 、提高规划的公众参与 城市是居民的城市，居民对城市发展发表意见对规划有着十分 重要的指导意义。如一个有关社区基本情况的可视化的 G I S 系统在internet上建成。居民可以方便地通过互联网在图上对应具体的位置 了解现状并提出自己对未来的设想 ，其意见进入 G I S数据库后规划人员可方便地调阅汇总分析，并生成居民构想图辅助规划；同时汇总信息和规划设想又实时向公众发布。以交换意见。2、GIS给城市规划带来的优势2.1 改善地图制作，更容易获得地图，提高现势性，缩短制作周期，降低存储费用。2.2 更有效地查询、检索。2.3 快速、广泛地获取相
11、关信息，在更大领域探讨多种方案的可能。2.4 增强分析能力。2.5 便于和分众、非专业人员交流，沟通。2.6 提高服务质量、缩短工作周期。如在建设申请、审批中快速查询案件的相关资料，及时作出答复。3、地理信息系统在城市规划中的应用地理信息系统(GIS)与城市规划紧密地联系在一起，为城市建设进行辅助性规划工作。GIS技术在城市规划中的应用包括以下几个方面：3.1 规划方案辅助设计将CAD及多种辅助设计与GIS技术广泛应用,从而使计算机图形输入技术智能化,使规划设计师进行设计更为方便.设计过程中所需的数据将数字化,使其获取变得更加容易,更加方便,可以采用遥感图像直接作为背景进行设计,而各种地下管线
12、的资料由于数据库的建立而更加方便获得.虚拟现实技术的发展与应用,使规划设计成果的三维动态建模更加方便,设计成果更加形象和直观。3.1.1 工程选址GIS可以对信息进行空间分析和可视化表达,这些功能适用于工程地质勘探,工程项目选址分析,工程项目风险评价,施工平面规划等工程建设.丰富的查询功能也是GIS的一大显著特点,GIS提供图形查询,文字查询,事件查询和过程查询,利用这些功能可以获得与空间坐标有关的各项实体的信息.还有人口往往聚集在生产力比较集中的城市,相对就会出现一些城市性的灾害,一般城市灾害类型主要可归纳为:公害,交通,水害,火灾,地震,高新技术隐性灾害,生物灾害等,随着城市的不断发展,城
13、市灾害也在不断出现并呈上升趋势.为了自身和他人的安全,这就有必要用GIS进行正确的地质勘探,工程项目选址分析.正确的工程选址,可以减少不必要的损失,比如,城市地震,城市火灾,城市热岛效应,城市空气污染,城市光污染,城市水污染等。3.1.2 土地的规划管理土地的规划管理在规划管理领域,建立相应的规划管理系统,社区与社区之间的规划管理系统,城市与城市之间的规划管理系统,城市与乡镇之间的规划管理信息系统,时域规划信息系统,农村规划管理信息系统,日常规划管理信息系统.通过因特网有关人员可以进行相互交流,减少不必要的错误发生。另外，地理信息系统在城市规划中应用越来越广泛，如进行城市规划用地评价，快速城市
14、规划专题图的制作，历史文化保护及风景保护。另外，可把地理信息系统作为一种技术手段进行城市规划的研究工作，如城市扩展研究等。对于城市群地区的区域规划管制，地理信息系统大有用武之地：地理信息和地理信息技术为研究解决城市（区域）的空间问题提供了工具支持；借助地理信息和地理信息技术可以更好地了解区域可持续发展问题，并尝试提供解决方案；地理信息和地理信息技术可以帮助参与者之间相互了解，共享信息和知识，形成共识和共同行动。4、地理信息系统在城市规划中的应用总结城市规划功能，行政管理、开发管理、规划编制三个方面认为规划的价段不同，GIS的作用也就不同。，参考多位学者的想法，认为目前地理信息系统在城市规划中的
15、应用主要在如下几个主面：4.1 GIS空间分析与规划决策GIS正由于其出色的空间分析能力目前广泛运用社会各行各业。城市规划中很多问题都与空间问题有关，比如城市建设用地的适宜性评价，城市用地发展方向分析，城市内部各种功能性用地布局，某个项目或设施的选址（如垃圾处理厂、发电厂等）。这类问题往往需要对土地用途进行评价、分析，确定最佳方案。从GIS角度讲，解决“土地适宜性分析”问题，往往对多个图层进行叠合，经过处理后，每个独立的影响因素可以和一个图层对应。在这个问题上，GIS已经有很长的历史，可以认为将叠合方法用于土地适宜性评价是GIS的传统应用领域。土地适宜性分析的一般步骤：4.1.1 确定问题作为
16、决策的第一步，首先要对问题有较为全面的认识。这一阶段的任务是将现实中的问题，归纳分解成可以进行分析的目标和要求，具体包括确定决策的目标、确实决策的环境、收集所需的数据。4.1.2 选择准则准则必须根据问题的具体情况而定。选择准则的原则包括两个方面：一个方面是要尽可能地完整反映实际情况。另一方面，确定的准则本身应尽量简单，便于决策的简化。4.1.3 确定选项根据所确定的准则，给参加评价的所有选项赋予分值。4.1.4 确定权重权重反映每一个准则的重要程度，确定权重就是确定准则之间的相对重要性。权重确定之后就完成了决策矩阵的构造。4.1.5 决策决策规则就是对准则的评分进行综合。在这个过程中，确定合适的决策法则十分重要。根据决策方法生成的成果是一种量化的表示，直接反映了各个选项的综
