蔡濤 申瓊龍

[摘要]對(duì)GIS技術(shù)與城市總體規(guī)劃進(jìn)行分析，總結(jié)出GIS與城市總體規(guī)劃的結(jié)合點(diǎn)，從而規(guī)劃處GIS在城市總體規(guī)劃的編制與管理過程中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)、方法，并尋求GIS技術(shù)在城市總體規(guī)劃中的技術(shù)和應(yīng)用展望。

[關(guān)鍵詞]GIS技術(shù)，城市總體規(guī)劃，應(yīng)用

[中國(guó)分類號(hào)][TU984.11+5]

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1672-5158（2013）05-0190-02

1前言

三萬五千年前，法國(guó)的一位獵人在一個(gè)洞穴的墻壁上，畫下了他們所捕獵動(dòng)物的圖案，以及一些描述遷移路線和軌跡線條和符木。這個(gè)動(dòng)作，似乎就已經(jīng)符合了現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)的二元素結(jié)構(gòu)：+圖形文件對(duì)應(yīng)一個(gè)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。從廣義來講，也許這就已經(jīng)是地理信息系統(tǒng)即GIS技術(shù)的始祖。

地理信息系統(tǒng)真正起源于北美。上世紀(jì)60年代，加拿大國(guó)家土地調(diào)查局為了處理大量的土地調(diào)查資料，開始建立地理信息系統(tǒng)，70年代成功建成了世界上第一個(gè)運(yùn)行性地理信息系統(tǒng)。同一時(shí)期的美國(guó)哈佛大學(xué)計(jì)算機(jī)圖形與空間分析實(shí)驗(yàn)室，著手研發(fā)通用的制圖軟件，力圖開發(fā)出空間分析模型和軟件。從此，地理信息系統(tǒng)便與城市規(guī)劃互相促進(jìn)發(fā)展。

2城市總體規(guī)劃的內(nèi)容與特點(diǎn)

近十年來，國(guó)內(nèi)城市規(guī)劃部門的最主要工作內(nèi)容是總體規(guī)劃和修建性詳細(xì)規(guī)劃。城市總體規(guī)劃是指城市人民政府依據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃以及當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、資源條件、歷史情況、現(xiàn)狀特點(diǎn)，統(tǒng)籌兼顧、綜合部署，為確定城市的規(guī)模和發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)城市的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展目標(biāo)，合理利用城市土地，協(xié)調(diào)城市空間布局等所作的一定期限內(nèi)的綜合部署和具體安排。

城市總體規(guī)劃是城市建設(shè)和管理的主要依據(jù)。根據(jù)《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》，城市總體規(guī)劃的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括：城市、鎮(zhèn)的發(fā)展布局，功能分區(qū)，用地布局，綜合交通體系，禁止、限制和適宜建設(shè)的地域范圍，各類專項(xiàng)規(guī)劃等。

城市總體規(guī)劃兼具了世界普遍性和區(qū)域特性。就城市規(guī)劃原理而言，城市規(guī)劃具有世界性普遍原則。另一方面，不同的國(guó)家實(shí)行不同的規(guī)劃制度和體系，一個(gè)國(guó)家內(nèi)部的不同城市之間在城市規(guī)劃體系方面，也存在著細(xì)做的差別。

3 GIS技術(shù)的特點(diǎn)

地理信息系統(tǒng)（Geography Information System，簡(jiǎn)稱GIS）是一種獲取存儲(chǔ)編輯分析和管理地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。GIS通常具備數(shù)據(jù)采集與編輯、制圖、空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理、空間分析的四種基本功能。GIS在城市覘劃中的應(yīng)用的特點(diǎn)主要有輔助性、局部性、階段性、廣泛性。

目前地理信息系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)集中在以下幾個(gè)方面：

（1）空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)管理；（2）數(shù)據(jù)自動(dòng)輸入技術(shù)；（3）GIs的微機(jī)化；（4）GIS與遙感的進(jìn)一步結(jié)合；（5）GIS的智能化；（6）GIS應(yīng)用模型開發(fā)；（7）具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分布式系統(tǒng)；（8）宏觀應(yīng)用和微觀應(yīng)用進(jìn)一步加強(qiáng)，并形成新的產(chǎn)業(yè)。

4 GIS技術(shù)與城市總體規(guī)劃的結(jié)合

（1）GIS與城市總體規(guī)劃結(jié)合的背景及現(xiàn)狀

城市規(guī)劃涉及的因素非常多，比如開發(fā)新城要征用土地，改建舊城要拆遷安置，同時(shí)需要基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)設(shè)施的配套。從上世紀(jì)80年代至今GIS也越來越多地應(yīng)用到城市規(guī)劃領(lǐng)域，從政府規(guī)劃管理向教學(xué)科研及規(guī)劃設(shè)計(jì)逐漸擴(kuò)散開來。在過去的10年里，GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用，雖然取得了很大的進(jìn)展，但其應(yīng)用離充分發(fā)揮GIS的強(qiáng)大功能以解決實(shí)際規(guī)劃問題，還差得很遠(yuǎn)。

目前，GIS在國(guó)內(nèi)外的規(guī)劃實(shí)踐中已得以很好的利用，它的應(yīng)用已滲透到城市規(guī)劃的各個(gè)層次和各個(gè)研究課題。從城市規(guī)劃總體規(guī)劃到詳細(xì)規(guī)劃的每一個(gè)層次，從城市規(guī)劃的土地利用、公共設(shè)施規(guī)劃、城市更新與保護(hù)到景觀風(fēng)貌規(guī)劃等每一個(gè)專題，GIS的應(yīng)用都有許多成功的范例。

（2）GIS與城市總體規(guī)劃結(jié)合的發(fā)展趨勢(shì)

傳統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法已經(jīng)完全不能滿足城市建設(shè)發(fā)展的需要，GIS作為一種更加全面、科學(xué)、合理的現(xiàn)代化手段，它能夠全面的管理和分析城市規(guī)劃相關(guān)的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性和準(zhǔn)確性，科學(xué)準(zhǔn)確的反應(yīng)城市的現(xiàn)狀與發(fā)展。GIS的發(fā)展，為規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的方法，它既能管理和處理海量數(shù)據(jù)，又能減少重復(fù)性的工作，方便數(shù)據(jù)修改與調(diào)整，避免人為錯(cuò)誤，又能解決空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)問題，GIS技術(shù)必將成為規(guī)劃設(shè)計(jì)中科學(xué)高效的工具。

5 GIS技術(shù)在城市總體規(guī)劃中的應(yīng)用

20世紀(jì)80年代開始我國(guó)的城市規(guī)劃界開始引進(jìn)應(yīng)用新技術(shù)和新方法，這突出地表現(xiàn)在基于GIS技術(shù)的城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的開發(fā)和建設(shè)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，GIS技術(shù)逐漸被廣泛應(yīng)用到城市規(guī)劃編制中的信息查詢、分析方面，許多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市在此方面都進(jìn)行了很多建設(shè)實(shí)踐。GIS具有海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理功能，這一點(diǎn)是GIS技術(shù)在城市規(guī)劃管理中被廣泛應(yīng)用的原因。

（1）GIS在城市總體規(guī)劃中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的直觀和理性：GIS具有對(duì)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與分析能力，使空間數(shù)據(jù)的圖形表達(dá)與屙n生數(shù)據(jù)的空間分析效果有了很大的提升。

高效查詢和管理規(guī)劃信息數(shù)據(jù)：GIS既能管理和處理海量數(shù)據(jù)，又能減少重復(fù)性的工具，還能解決空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)問題。

實(shí)現(xiàn)規(guī)劃定量分析：GIS軟件可以管理和分析大容量的數(shù)據(jù)，促進(jìn)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)從靜態(tài)展示到動(dòng)態(tài)模擬，從終極描述到全程輔助的轉(zhuǎn)變。

（2）GIS在城市總體規(guī)劃編制中的應(yīng)用

GIS的空間分析功能在城市規(guī)劃編制中的應(yīng)用主要有城市空間擴(kuò)展分析研究，城市建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)，城市公共設(shè)施選址研究，城市交通網(wǎng)絡(luò)研究等。

在城市空間擴(kuò)展研究中的應(yīng)用：根據(jù)歷年來的城市建設(shè)現(xiàn)狀圖地形圖，遙感影像圖生成不同年份的專題圖。利用這些專題圖我們可以進(jìn)行城區(qū)不同年份的空間擴(kuò)張研究，我們能夠通過分析各個(gè)部分間變化的相互關(guān)系，找出城市發(fā)展的脈絡(luò)與動(dòng)力機(jī)制及存在的問題。

GIS在城市規(guī)劃中用地適宜性評(píng)價(jià)工作的應(yīng)用：利用GIS的空間分析功能以及規(guī)劃范圍內(nèi)的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（DEM）對(duì)規(guī)劃地塊進(jìn)行坡度分析、坡向分析，等高線分析，流域分析等，以作為用地適宜性評(píng)價(jià)的參考依據(jù)。利用各種空間分析可以確定坡度在某個(gè)區(qū)段的范圍，計(jì)算出面積，進(jìn)而結(jié)合坡向分析、等高線分析、流域分析為確定建設(shè)用地的范圍和布局提供依據(jù)。

在公共設(shè)施布局規(guī)劃中的應(yīng)用：利用GIS的緩沖區(qū)分析、空間分析和統(tǒng)計(jì)功能，可以擺脫傳統(tǒng)的根據(jù)規(guī)范、依據(jù)規(guī)劃師個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行公共設(shè)施規(guī)劃布局的方法，方便規(guī)劃設(shè)計(jì)人員更加科學(xué)合理地進(jìn)行公共設(shè)施規(guī)劃布局。

城市交通網(wǎng)絡(luò)研究中的應(yīng)用：在城市交通研究中，以往的規(guī)劃都是按照經(jīng)驗(yàn)，布置各類型道路。這種方法雖然在圖面上使得方案更具有觀賞性，但同時(shí)方案的科學(xué)性大打折扣。GIS的補(bǔ)充，能彌補(bǔ)這一缺陷，使方案更科學(xué)合理，符合規(guī)范要求。

（3）GIS在城市總體規(guī)劃管理中的應(yīng)用

GIS技術(shù)可與遙感技術(shù)相結(jié)合：RS技術(shù)可以快速準(zhǔn)確地獲取城市空間信息，其與GIS相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市空間信息的大范圍可視化、短周期的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，能有效遏制城市違法建設(shè)，另一方面長(zhǎng)期監(jiān)控的成果可以作為城市發(fā)展研究的依據(jù)。

空間信息可視化：空間信息可視化是當(dāng)前城市規(guī)劃的研究熱點(diǎn)，空間信息可視化表達(dá)增加了交互式、動(dòng)態(tài)顯示的能力，即城市規(guī)劃領(lǐng)域的空間信息可視化。

規(guī)劃管理信息業(yè)務(wù)服務(wù)：將GIS與規(guī)劃管理信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行集成，規(guī)劃管理業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更容易入庫(kù)，方便管理。

地理信息系統(tǒng)與城市規(guī)劃模型的結(jié)合：地理信息系統(tǒng)與城市規(guī)劃模型的結(jié)合可以模擬遠(yuǎn)景發(fā)展設(shè)想方案，并將模擬結(jié)果以專題圖顯示出來，便于決策人員理解、作出判斷。

GIS提高了城市規(guī)劃的開放度透明度：WebGIS、移動(dòng)GIS、嵌入式GIS、嵌入式GIS新技術(shù)迅速發(fā)展并應(yīng)用到城市規(guī)劃領(lǐng)域，取得了較好的效果。

GIS在提高規(guī)劃的公眾參與的應(yīng)用：居民可以方便地通過互聯(lián)網(wǎng)在圖上對(duì)應(yīng)具體的位置了解現(xiàn)狀并提出自己對(duì)未來的設(shè)想，其意見進(jìn)入GIS數(shù)據(jù)庫(kù)后規(guī)劃人員可方便地調(diào)閱、匯總分析，并生成居民構(gòu)想圖輔助規(guī)劃；同時(shí)匯總信息和規(guī)劃設(shè)想又實(shí)時(shí)向公眾發(fā)布，以交換意見。

（4）GIS在城市總體規(guī)劃中的技術(shù)與應(yīng)用展望

4D數(shù)據(jù)融合與挖掘技術(shù)：在4D數(shù)據(jù)融合方面，特別是數(shù)字正射影像圖、數(shù)字線劃圖和數(shù)字高程圖的融合，達(dá)到了各種單一圖總難以達(dá)到的信息傳達(dá)效果，實(shí)現(xiàn)了4D數(shù)據(jù)以符號(hào)、高程和影像等全息方式表達(dá)地形、地貌的新模式。

公共平臺(tái)、規(guī)劃管理信息系統(tǒng)和網(wǎng)站群的融合：數(shù)字城市建設(shè)的任務(wù)就是利用現(xiàn)代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各種信息資源（特別是空間信息資源），建立面向政府、企業(yè)、社區(qū)和公眾服務(wù)的信息平臺(tái)、信息應(yīng)用系統(tǒng)以及政策法規(guī)保障體系等。

城建政府電子政務(wù)與城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的融合：城建政府電子政務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)主要是在原有的電子政務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)的基礎(chǔ)上，融進(jìn)建設(shè)行業(yè)管理對(duì)圖形數(shù)據(jù)特別是對(duì)空間數(shù)據(jù)依賴的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)互動(dòng)的可視化。

6結(jié)束語(yǔ)

在城市總體規(guī)劃決定城市命運(yùn)的時(shí)代，充分利用各種高科技手段提高城市規(guī)劃的科學(xué)性是必要的。在城市規(guī)劃中運(yùn)用GIS技術(shù)可以為城市規(guī)劃的管理和編制決策提供有力支持。

雖然GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用日益廣泛和深入，但也應(yīng)看到GIS應(yīng)用的局限性。GIS并不是萬能的，它不能解決城市規(guī)劃中的一切問題，而且離開城市規(guī)劃的專業(yè)知識(shí)GIS將不能發(fā)揮作用。目前GIS僅作為規(guī)劃管理和編制過程中的決策支持工具而發(fā)揮作用，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，把城市規(guī)劃專家的知識(shí)和GIS有機(jī)結(jié)合起來構(gòu)建基于知識(shí)的GIS系統(tǒng)，才能更加充分發(fā)揮GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用潛力，從而實(shí)現(xiàn)GIS和城市規(guī)劃更為緊密的結(jié)合。展望未來，GIS技術(shù)將在城市總體規(guī)劃中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]《中華人民共和國(guó)城鄉(xiāng)規(guī)劃法》