地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃中應(yīng)用探討

方 勇 方 瓊

（1、贛州市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，江西 贛州 341000 2、贛州市園林局，江西 贛州 341000）

前言：地理信息系統(tǒng)(Geograghic Information System)簡稱GIS，產(chǎn)生于本世紀(jì)六十年代。地理信息系統(tǒng)由于在空間數(shù)據(jù)的存儲、轉(zhuǎn)換、分析等方面的突出表現(xiàn)，因而在自然資源管理、城市規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)分析乃至軍事組織等諸多方面得以廣泛應(yīng)用。

GIS作為一項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用于中國的城市規(guī)劃開始于80年代中期.進(jìn)入90年代以后，中國大陸的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度明顯加快，城市建設(shè)的規(guī)模達(dá)到了空前的程度.這種突變，使城市規(guī)劃部門的工作負(fù)荷急劇增加，產(chǎn)生了應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)改進(jìn)規(guī)劃和管理的強(qiáng)烈需求，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高潮也使得地方政府有了一定的財(cái)力來支持新技術(shù)的應(yīng)用.經(jīng)過幾年的努力，一些城市已使GIS達(dá)到了初步實(shí)用的階段。

1 GIS在城市規(guī)劃中的作用

1.1 GIS提供規(guī)劃直觀和理性的工具

常用的CAD軟件如AUTOCAD等，往往圖形能力強(qiáng)而相對屬性數(shù)據(jù)的管理能力較弱，因此，CAD一般只能作繪圖軟件。而FM系統(tǒng)等則往往過于專門化，而缺乏一定的繪圖能力，因此也具有應(yīng)用上的局限性。

地理信息系統(tǒng)由于其對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的分析能力，彌補(bǔ)了原來城市規(guī)劃純圖形、純文字的缺陷，而使空間數(shù)據(jù)的圖形表現(xiàn)和屬性數(shù)據(jù)的空間分析有了很大的提高，為城市規(guī)劃提供了一個直觀和理性的規(guī)劃工具。

1.2 GIS對規(guī)劃數(shù)據(jù)的存儲管理與分析功能

GIS可以管理大容量的數(shù)據(jù)，支持多種表現(xiàn)形式的空間數(shù)據(jù)，提供良好的數(shù)據(jù)維護(hù)更新能力，以及查詢、疊合、分類、網(wǎng)絡(luò)、鄰近、數(shù)字高程模型等空間信息的查詢和分析能力，對城市規(guī)劃空間分析的理性化具有重要的意義。

1.3 GIS在規(guī)劃決策中的作用

GIS對空間信息具有強(qiáng)大的分析功能，可以輔助規(guī)劃師更好地通過對規(guī)劃方案的模擬、規(guī)劃方案的選擇、規(guī)劃方案的評估等進(jìn)行規(guī)劃決策。

1.4 GIS在動態(tài)城市規(guī)劃、規(guī)劃管理方面的作用

GIS由于數(shù)據(jù)更新的快捷性，空間分析的實(shí)時性，對城市規(guī)劃的動態(tài)調(diào)整提供了良好的技術(shù)支持。借助GIS的作用，可以對城市規(guī)劃的實(shí)施進(jìn)行監(jiān)督和反饋。然后迅速的根據(jù)實(shí)施狀況對規(guī)劃方案進(jìn)行調(diào)整，使城市規(guī)劃處于一個通暢的良性循環(huán)過程中。

2 GIS技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

2.1 規(guī)劃方案輔助設(shè)計(jì)

將CAD及多種輔助設(shè)計(jì)與GIS技術(shù)廣泛應(yīng)用,從而使計(jì)算機(jī)圖形輸入技術(shù)智能化,使規(guī)劃設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)更為方便.設(shè)計(jì)過程中所需的數(shù)據(jù)將數(shù)字化,使其獲取變得更加容易,更加方便,可以采用遙感圖像直接作為背景進(jìn)行設(shè)計(jì),而各種地下管線的資料由于數(shù)據(jù)庫的建立而更加方便獲得.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,使規(guī)劃設(shè)計(jì)成果的三維動態(tài)建模更加方便,設(shè)計(jì)成果更加形象和直觀.例如EaglePoint在CAD平臺上,與GIS概念相結(jié)合開發(fā)的一些模塊,用于工程勘測,設(shè)計(jì)和施工.而GIS軟件也向其它領(lǐng)域擴(kuò)展,如arc-CAD,以利于GIS與城市規(guī)劃,工程設(shè)計(jì)的結(jié)合.這種互相滲透的趨勢還會更快地發(fā)展下去。

2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的來源和共享

數(shù)據(jù)收集、輸入過程的繁瑣是實(shí)用GIS系統(tǒng)的顯著特點(diǎn).通常，數(shù)據(jù)的收集、輸入費(fèi)用要占去GIS系統(tǒng)實(shí)施費(fèi)用的大部分，而系統(tǒng)建成后的維護(hù)費(fèi)更是主要用在數(shù)據(jù)的更新上要降低數(shù)據(jù)收集和更新費(fèi)用，其基本途徑是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，把收集、更新工作社會化，使數(shù)據(jù)在不同的機(jī)構(gòu)、部門、組織之間可以交換、共用，以數(shù)據(jù)重復(fù)利用率的提高來降低單個系統(tǒng)的平均費(fèi)用，降低社會的總費(fèi)用.眾所周知，電子化信息復(fù)制、傳遞技術(shù)的成熟，使其成本降低，因而數(shù)據(jù)共享的主要障礙在于組織機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)以及數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

2.2.1 地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖統(tǒng)一測繪、統(tǒng)一數(shù)字化

地形、土地、房屋是城市GIS最常用、數(shù)據(jù)量最大的基礎(chǔ)信息，與這3類信息相對應(yīng)的是地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖.自實(shí)行市場經(jīng)濟(jì)體制后，各城市的測繪機(jī)構(gòu)大都是事業(yè)單位企業(yè)化管理.測繪地形圖、出售地形圖是測繪機(jī)構(gòu)的基本業(yè)務(wù).地籍圖的編制由土地管理部門承擔(dān)，因歷史上沒有地籍測量業(yè)務(wù)，一般不得不依托地形圖來編制地籍圖.當(dāng)?shù)丶偷匦伟l(fā)生變化，而地形圖來不及更新時，土地管理部門則自行修測，這樣就帶來大量的重復(fù)性現(xiàn)場測量工作，引起機(jī)構(gòu)之間信息所有權(quán)的矛盾.這一問題也發(fā)生在房產(chǎn)圖和地形圖、房產(chǎn)圖和地籍圖之間.另外，地籍、房產(chǎn)圖是土地、房產(chǎn)管理部門的內(nèi)部資料，因此，信息的重復(fù)利用率極低.如果地形、地籍、房產(chǎn)資料可以統(tǒng)一測繪、統(tǒng)一數(shù)字化，并在有關(guān)的機(jī)構(gòu)之間共享，勢必帶來重復(fù)勞動減少、數(shù)據(jù)精度提高、數(shù)據(jù)重復(fù)利用率提高等好處。

2.2.2 空間統(tǒng)計(jì)單元標(biāo)準(zhǔn)化

數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作主要集中在對數(shù)據(jù)的分類、編碼和數(shù)據(jù)交換的技術(shù)上，對空間單元作用的討論還不很多.在以往的規(guī)劃工作中，很少從空間的角度對社會、經(jīng)濟(jì)、形態(tài)要素作統(tǒng)計(jì)、匯總，城市規(guī)劃的文本對事物在空間上的描述往往比較模糊，規(guī)劃圖紙上的控制邊界常常缺乏歷史的連貫性，這和沒有標(biāo)準(zhǔn)的空間單元有密切關(guān)系.所謂空間單元，就是在地圖上劃出有層次的、互不重疊的、不規(guī)則的多邊形，每一層次上每個多邊形就是一個空間單元.各種統(tǒng)計(jì)資料和規(guī)劃指標(biāo)均應(yīng)有事物所在空間單元的編碼，這樣在查詢、分析、匯總時，只須獲得空間單元的編碼就可知道事物的空間位置.盡管傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)、規(guī)劃資料是有空間單元的，例如交通調(diào)查和規(guī)劃采用交通小區(qū)，規(guī)劃設(shè)計(jì)有功能分區(qū)等，但這些單元普遍存在劃分過粗、邊界經(jīng)常變化、層次等級不規(guī)范、編碼不統(tǒng)一、行業(yè)之間不一致的問題，使行業(yè)、部門、機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)在空間定位上無法相互引用，共享程度低、積累的歷史價值不高.隨著GIS技術(shù)的逐漸推廣，統(tǒng)計(jì)資料的空間定位不穩(wěn)定、不精確、不統(tǒng)一的矛盾會越來越突出，因此，空間單元及其編碼的標(biāo)準(zhǔn)化是規(guī)劃行業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

3 工程選址

GIS可以對信息進(jìn)行空間分析和可視化表達(dá),這些功能適用于工程地質(zhì)勘探,工程項(xiàng)目選址分析,工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評價,施工平面規(guī)劃等工程建設(shè).豐富的查詢功能也是GIS的一大顯著特點(diǎn),GIS提供圖形查詢,文字查詢,事件查詢和過程查詢,利用這些功能可以獲得與空間坐標(biāo)有關(guān)的各項(xiàng)實(shí)體的信息.還有人口往往聚集在生產(chǎn)力比較集中的城市,相對就會出現(xiàn)一些城市性的災(zāi)害,一般城市災(zāi)害類型主要可歸為:公害,交通,水害,火災(zāi),地震,高新技術(shù)隱性災(zāi)害,生物災(zāi)害等,隨著城市的不斷發(fā)展,城市災(zāi)害也在不斷出現(xiàn)并呈上升趨勢.為了自身和他人的安全,這就有必要用GIS進(jìn)行正確的地質(zhì)勘探,工程項(xiàng)目選址分析.正確的工程選址,可以減少不必要的損失,比如,城市地震,城市火災(zāi),城市“熱島”效應(yīng),城市空氣污染,城市光污染,城市水污染等。

4 土地的規(guī)劃管理

在規(guī)劃管理領(lǐng)域,建立相應(yīng)的規(guī)劃管理系統(tǒng),社區(qū)與社區(qū)之間的規(guī)劃管理系統(tǒng),城市與城市之間的規(guī)劃管理系統(tǒng),城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的規(guī)劃管理信息系統(tǒng),時域規(guī)劃信息系統(tǒng),農(nóng)村規(guī)劃管理信息系統(tǒng),日常規(guī)劃管理信息系統(tǒng).通過因特網(wǎng)有關(guān)人員可以進(jìn)行相互交流,減少不必要的錯誤發(fā)生。

5 其它應(yīng)用

GIS在城市規(guī)劃中應(yīng)用越來越廣泛，如進(jìn)行城市規(guī)劃用地評價，快速城市規(guī)劃專題圖的制作，歷史文化保護(hù)及風(fēng)景保護(hù)，另外，可把GIS作為一種技術(shù)手段進(jìn)行城市規(guī)劃的研究工作，如城市擴(kuò)展研究等。

6 結(jié)語

以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的GIS技術(shù)的發(fā)展，為城市規(guī)劃行業(yè)提供了廣闊的應(yīng)用前景.城市規(guī)劃行業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)的建立，可為城市規(guī)劃和城市建設(shè)提供多專業(yè)、多層次和多目標(biāo)的綜合服務(wù)，并為領(lǐng)導(dǎo)部門提供輔助決策功能；可提高工作效率，實(shí)現(xiàn)管理的科學(xué)化和自動化，使城市規(guī)劃行業(yè)的規(guī)劃管理水平滿足現(xiàn)代化城市的需要。

[1]袁國斌.GIS在城市規(guī)劃行業(yè)中的應(yīng)用研究[J];地球科學(xué)-中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào);1998年04期

[2]李文杰.城市地理信息系統(tǒng)應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2002年