淺談城市地理信息系統(tǒng)

王玉全

摘 要：本文介紹了城市地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)，介紹了城市地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃與管理中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：城市地理信息系統(tǒng)；特點(diǎn)；應(yīng)用

1.概述

城市地理信息系統(tǒng)是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理的主要技術(shù)手段，在城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民日常生活中有著極為廣泛的應(yīng)用。城市地理信息系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱UGIS），已經(jīng)成為GIS的一個(gè)重要分支。UGIS是專業(yè)化的地理信息系統(tǒng)，是為城市建設(shè)、城市規(guī)劃、城市管理和信息服務(wù)的空間性地理信息系統(tǒng)。它擔(dān)負(fù)著整個(gè)城市綜合信息的存儲(chǔ)、分析、交換和服務(wù)的功能，為城市規(guī)劃、管理和建設(shè)的定量化、科學(xué)化以及為城市地理信息進(jìn)行快速查詢和分析提供了先進(jìn)的技術(shù)手段和方法，并為決策提供輔助支持，成為未來(lái)數(shù)字城市不可缺少的工具。其主要特點(diǎn)有：

（1）基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)全面，數(shù)據(jù)類型多樣，數(shù)據(jù)更新方便，且能長(zhǎng)期保留各時(shí)期城市空間狀況，便于分析城市的發(fā)展規(guī)律、變遷過(guò)程和特點(diǎn)。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)可進(jìn)行多用戶、多目的的重復(fù)使用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（3）便于利用現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法加以模擬和評(píng)價(jià)，如回歸分析、層次分析、系統(tǒng)動(dòng)力分析、聚類分析等，提供定量信息。

（4）便于與其他數(shù)據(jù)綜合利用，提供綜合信息。

（5）定量描述規(guī)劃方案及城市發(fā)展戰(zhàn)略。

（6）提高了城市規(guī)劃空間布局的準(zhǔn)確性。

（7）可視化、動(dòng)態(tài)的表現(xiàn)方法使得城市現(xiàn)狀及規(guī)劃方案更為直觀和易于理解，并能提供標(biāo)準(zhǔn)、美觀的文檔及各類報(bào)表。

（8）有利于城市復(fù)雜信息和數(shù)據(jù)管理的規(guī)范化、智能化和可視化。

2.UGIS在城市規(guī)劃與管理中的應(yīng)用

一個(gè)完善的UGIS系統(tǒng)包含了從數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)（圖形、報(bào)表）輸出等各個(gè)階段的工作。它具有良好的交互界面、順暢的輸入系統(tǒng)、完整的數(shù)據(jù)庫(kù)（包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)）、完備的應(yīng)用子系統(tǒng)、詳盡的城市規(guī)劃知識(shí)庫(kù)、智能的輔助決策支持系統(tǒng)、完美的輸出系統(tǒng)等。

城市總體規(guī)劃大致可分為資料收集、現(xiàn)狀調(diào)查、現(xiàn)狀分析、預(yù)測(cè)分析、適宜性評(píng)價(jià)、方案制作、方案評(píng)審、成果整理等多個(gè)階段。原則上，城市規(guī)劃信息系統(tǒng)可以適合現(xiàn)狀分析及后期各階段的工作。

（1）現(xiàn)狀分析、評(píng)價(jià)及發(fā)展預(yù)測(cè)。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀的自然環(huán)境、土地利用、道路、建筑物、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等的定性、定量、定位進(jìn)行分析，輔以適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型加以論證，可以對(duì)城市各要素的現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估和評(píng)價(jià)，從中找出城市發(fā)展的動(dòng)力因素和制約因素，進(jìn)而提出促進(jìn)城市發(fā)展的建議和措施。還可以預(yù)測(cè)城市及

各要素的發(fā)展趨勢(shì)，為規(guī)劃者和城市決策者提供參考，以便在以后的規(guī)劃決策中既能充分利用城市發(fā)展的有利條件，因勢(shì)利導(dǎo)，促進(jìn)城市的健康快速發(fā)展，同時(shí)又能避免各種不利因素對(duì)城市發(fā)展的阻礙，使城市的發(fā)展既滿足自身生長(zhǎng)的客觀規(guī)律，又可以滿足人們的不同需求。典型的實(shí)例如Thomson和Hardin利用GIS和RS圖像去尋找、確定曼谷城市圈地收入居民點(diǎn)的位置，加以綜合分析評(píng)價(jià)，從而找出適宜的住宅發(fā)展地塊。

（2）規(guī)劃方案的生成與比較。

城市總體規(guī)劃一般要求進(jìn)行多個(gè)方案比較，以便形成更加科學(xué)、合理且符合實(shí)際、切實(shí)可行的規(guī)劃方案。UGIS允許計(jì)算機(jī)改變傳統(tǒng)的手工制圖方式，使設(shè)計(jì)及方案修改、變更等工作變得方便、快捷、明了。利用UGIS的屏幕數(shù)字化和人機(jī)交互的功能，可以方便地實(shí)施某些城市要素的規(guī)劃設(shè)計(jì)，包括城市交通網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和布局、用地發(fā)展方向選擇和布局、城市基礎(chǔ)設(shè)施（供水、排水、供電、通訊等）的規(guī)劃布局和綜合協(xié)調(diào)等。同時(shí)，UGIS的分析計(jì)算模塊可以及時(shí)、準(zhǔn)確地計(jì)算出總體規(guī)劃中需要的各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，包括用地平衡表、土地利用率、投資估算等。從而通過(guò)比較得出各規(guī)劃成果的指標(biāo)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、相鄰主要城市相應(yīng)指標(biāo)的差異以及方案的經(jīng)濟(jì)性。

在多方案進(jìn)行比較中運(yùn)用UGIS可以節(jié)省大量的人力、物力和財(cái)力，并且更方便和精確，并具有較強(qiáng)的時(shí)效性。例如，在選址時(shí)的操作可按如下步驟進(jìn)行，在城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)中將規(guī)劃區(qū)域內(nèi)各要素（地質(zhì)、地形、水文、土地利用、人口密度等）分成不同的數(shù)據(jù)層，每個(gè)要素又分成不同的等級(jí)（即權(quán)值，一般有三標(biāo)度、五標(biāo)度不等），同時(shí)，各要素也應(yīng)依據(jù)其對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響程度的不同而賦予不同的權(quán)重。然后將各數(shù)據(jù)層與用地規(guī)劃圖進(jìn)行疊置，從而得出各地塊的適宜度，從中挑出合適的地塊進(jìn)行相應(yīng)的用地布局。同樣地，我們還可進(jìn)行城市現(xiàn)狀及規(guī)劃方案的環(huán)境質(zhì)量影響狀況評(píng)價(jià)，居住方便性、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、工程合理性、經(jīng)濟(jì)性等的分析。

3.規(guī)劃成果的輸出。

由機(jī)助制圖生成規(guī)劃成果，包括文字報(bào)告及二維圖件、三維模擬等，這是目前最成熟、最普及的UGIS功能模塊。不但解放了規(guī)劃師，使其不必耗費(fèi)過(guò)多的精力于制圖和編寫(xiě)相關(guān)報(bào)告上，同時(shí)也使規(guī)劃成果更加美觀、標(biāo)準(zhǔn)，更易被非規(guī)劃專業(yè)人士理解。但值得注意的是，我們不能認(rèn)為這就是UGIS的全部而走入誤區(qū)。

3.1 當(dāng)前UGIS的主要問(wèn)題

（1）幾乎沒(méi)有專門的UGIS模塊和軟件，大都只是利用GIS軟件二次開(kāi)發(fā)后來(lái)進(jìn)行規(guī)劃及管理，許多必要的分析功能及決策功能由于軟件中沒(méi)有相應(yīng)的工具而不能進(jìn)行。

（2）各城市、各部門各自為戰(zhàn)，各搞各的系統(tǒng)，相互之間無(wú)法溝通與共享，造成浪費(fèi)。

（3）重視硬件設(shè)備，輕視軟件投入，忽視技術(shù)人才的培養(yǎng)，使得建成的系統(tǒng)成了擺設(shè)，無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

3.2 當(dāng)前的發(fā)展策略

（1）有針對(duì)性地展開(kāi)UGIS模塊的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。不求大而全，而應(yīng)力求實(shí)用、方便。如今，控件GIS和網(wǎng)絡(luò)GIS的興起正為這項(xiàng)措施的實(shí)施提供了條件。只有開(kāi)發(fā)完善的用戶界面，設(shè)計(jì)出各種業(yè)務(wù)管理與決策分析的查詢、統(tǒng)計(jì)和分析功能模塊，才能滿足城市規(guī)劃與管理科學(xué)化、現(xiàn)代化要求。

（2）標(biāo)準(zhǔn)化。應(yīng)盡快統(tǒng)一全行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。包括軟件標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)分類及編碼的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及格式標(biāo)準(zhǔn)化、圖示、圖例及報(bào)表標(biāo)準(zhǔn)化等。

（3）全面開(kāi)展應(yīng)用培訓(xùn)，培養(yǎng)各層次的專業(yè)人才。包括模塊開(kāi)發(fā)人員、管理維護(hù)人員、應(yīng)用人員等。

參考文獻(xiàn)

[1]城市信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀與展望，許昌學(xué)院學(xué)報(bào)，田洪陣.

[2]賈永紅，計(jì)算機(jī)圖像處理與分析[M]，武漢：武漢大學(xué)出版社，2014

（作者單位：大連市普蘭店區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院）