基于GIS的城市豎向規(guī)劃設(shè)計(jì)方法及研究

董永超

摘要：近年來，中國特色社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)實(shí)現(xiàn)了快速健康發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，提升了我國新型城市工程建設(shè)管理水平。在現(xiàn)代城市規(guī)劃建設(shè)中，城市規(guī)劃工程設(shè)計(jì)技術(shù)作為基礎(chǔ)技術(shù)的組成部分，發(fā)揮著重要而關(guān)鍵的作用。然而，傳統(tǒng)建筑中使用的一些設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)前的技術(shù)要求。因此，為了有效保證當(dāng)前城市規(guī)劃工程設(shè)計(jì)的科學(xué)合理使用，有必要合理使用GIS等技術(shù)?；诖耍疚氖紫确治隽薌IS設(shè)計(jì)技術(shù)在我國城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用中的一些特點(diǎn)，并對其具體技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，以期為設(shè)計(jì)專業(yè)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：城市豎向規(guī)劃設(shè)計(jì);GIS技術(shù);方法及研究

引言：

近年來，中國工業(yè)城市化項(xiàng)目建設(shè)取得了突出的技術(shù)進(jìn)步，但這種傳統(tǒng)的管理方式在工業(yè)城市規(guī)劃建設(shè)管理中仍被許多地方采用。為了適應(yīng)我國現(xiàn)代工業(yè)城市的快速發(fā)展，與時(shí)俱進(jìn)，采用新的技術(shù)和方法來提高工作效率是非常必要的。GIS地理信息系統(tǒng)建設(shè)工程仍然是一個(gè)綜合性的技術(shù)過程。在當(dāng)前城市規(guī)劃建設(shè)應(yīng)用中，要充分利用先進(jìn)的現(xiàn)代地理信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不斷加強(qiáng)地理智能系統(tǒng)建設(shè)。

一、GIS系統(tǒng)概述

隨著我國GIS系統(tǒng)等相關(guān)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，它已廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究的各個(gè)方面，以及城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中。這一知識體系已經(jīng)包含了許多相關(guān)學(xué)科，如城市地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、與城市調(diào)查相關(guān)的學(xué)科等。其理論內(nèi)容的全面覆蓋和具體觀察角度的不同特點(diǎn)，有助于城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)、交通運(yùn)輸和土地資源利用管理等方面的實(shí)際發(fā)展和管理。在其調(diào)查數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)信息的綜合支持下，可以提高決策和城市規(guī)劃設(shè)計(jì)管理的技術(shù)科學(xué)水平。

首先，在GIS成像技術(shù)、遙感技術(shù)和全球定位技術(shù)等方面的研究和應(yīng)用取得了更多新進(jìn)展。各種信息技術(shù)的融合將使GIS技術(shù)更好地融合圖形、圖像等傳統(tǒng)電子信息技術(shù)，我們可以將地球上其他實(shí)體的信息以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的圖像直接呈現(xiàn)給現(xiàn)代人。其次，對面向?qū)ο蟮牡乩碇R信息服務(wù)系統(tǒng)本身的技術(shù)進(jìn)行了升級，借助面向?qū)ο蟮牡乩碇R極大地改善了系統(tǒng)本身的優(yōu)缺點(diǎn)，數(shù)據(jù)共享、管理和用戶權(quán)限等功能得到了極大的優(yōu)化。最后，動(dòng)態(tài)虛擬時(shí)空與3d技術(shù)的融合可以為動(dòng)態(tài)時(shí)空綜合體的運(yùn)營提供更多新的便利。同時(shí)，動(dòng)態(tài)GIS與其他模型的相互應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)與動(dòng)態(tài)虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合，也在功能方面豐富了其他應(yīng)用，可以輕松實(shí)現(xiàn)正向數(shù)據(jù)采集、編輯和反向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在軟件編程等二次開發(fā)應(yīng)用方面也取得了新的成果。

二、目前豎向規(guī)劃面臨的問題

2.1城市建設(shè)要求更高

（1）低碳環(huán)保要求

豎向空間規(guī)劃設(shè)計(jì)不應(yīng)僅僅是市場空間規(guī)劃策略的被動(dòng)規(guī)劃結(jié)果，而應(yīng)視為以發(fā)展目標(biāo)和當(dāng)前市場形勢為導(dǎo)向的主動(dòng)空間規(guī)劃。在一個(gè)可以預(yù)控的空間里，前期的正確規(guī)劃可以避免后期不必要的利益糾紛。以前期土方平衡施工為例，如果將前期與后期項(xiàng)目發(fā)展規(guī)劃同步考慮，可以有效控制后期項(xiàng)目開挖的施工工作量和時(shí)間順序，有效減少前期不必要的人力、物力或財(cái)力浪費(fèi)，減少后期長距離大規(guī)模土方開挖運(yùn)輸過程帶來的道路交通和環(huán)境保護(hù)問題，使建設(shè)項(xiàng)目前期施工更加低碳環(huán)保。

（2）高品質(zhì)城市環(huán)境的要求

城市景觀豎向空間規(guī)劃既要充分考慮不同區(qū)域城市排水和防洪安全的整體需求，又要充分考慮自然生態(tài)、海綿等的整體要求。對于城市和景觀，又善于從更高的角度考慮整體布局和整體設(shè)計(jì)的整體城市空間設(shè)計(jì)水平。目前，我國極端干旱天氣越來越頻繁。許多大中城市的地下排水系統(tǒng)長期經(jīng)受多重壓力測試，全國許多地方出現(xiàn)了嚴(yán)重的內(nèi)澇，給人們的財(cái)產(chǎn)生活和日常工作環(huán)境造成了極大的不便。

2.2與城市建設(shè)中的其他專項(xiàng)規(guī)劃缺乏整合

作為現(xiàn)代城市規(guī)劃建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃，豎向城市規(guī)劃體系肩負(fù)著從源頭上節(jié)約的重要?dú)v史使命。從建設(shè)項(xiàng)目的初期規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，就要盡可能充分考慮其他城市后續(xù)專項(xiàng)規(guī)劃中的“互動(dòng)”，以及規(guī)劃實(shí)施管理的多功能要求，統(tǒng)籌組織協(xié)調(diào)。

三、基于GIS系統(tǒng)的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)可行性分析

近20年來，城市規(guī)劃信息采集、分析、建模、仿真、制圖、傳播等領(lǐng)域取得了長足的發(fā)展，整個(gè)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方法和技術(shù)手段都有了很大的創(chuàng)新。城市規(guī)劃信息設(shè)計(jì)的一個(gè)主要特點(diǎn)是所有的規(guī)劃信息都需要附加一定的表示空間物體屬性的信息，因此根據(jù)信息類型大致可以分為兩類：信息表示一個(gè)物體一定的空間屬性位置和形狀，稱為空間信息;由文字和數(shù)據(jù)組成的非空間信息。GIS本身的空間數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)可以幫助組織和管理空間數(shù)據(jù)與非城市空間數(shù)據(jù)之間關(guān)系的建立。它具有現(xiàn)代城市規(guī)劃和城市空間數(shù)據(jù)分析的綜合能力，同時(shí)能夠使一個(gè)GIS系統(tǒng)具備進(jìn)一步管理和提供分析的空間數(shù)據(jù)處理能力，能夠很好地滿足當(dāng)代城市法規(guī)的要求。城市規(guī)劃工程設(shè)計(jì)所涉及的城市地理整體信息分析得到的數(shù)據(jù)精度越來越高，數(shù)據(jù)分析的精度也越來越高。目前，國內(nèi)基于城市工程設(shè)計(jì)和系統(tǒng)制圖的地理軟件已經(jīng)基本不能滿足這一技術(shù)要求，而GIS系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)模擬和全面描述一個(gè)城市的多個(gè)方面，準(zhǔn)確分析和預(yù)測一個(gè)城市未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢。因此，基于地理信息系統(tǒng)的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)將取代現(xiàn)有的模式。

四、基于GIS系統(tǒng)的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)

在城市規(guī)劃圖設(shè)計(jì)過程中，需要實(shí)時(shí)采集和分析大量的城市數(shù)據(jù)和地理信息，GIS需要實(shí)時(shí)采集大量的城市地理數(shù)據(jù)，可以通過城市地圖信息數(shù)字化、實(shí)測地理數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)地理數(shù)據(jù)、遙感全球定位系統(tǒng)定量數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)普查定量數(shù)據(jù)、理論信息、地理數(shù)據(jù)推測和定量估算、地理數(shù)據(jù)歷史記錄等多種信息渠道獲取。地理信息系統(tǒng)結(jié)合混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以完整地表達(dá)點(diǎn)和線的空間位置和相關(guān)性，這對空問網(wǎng)絡(luò)分析非常重要。GIS操作復(fù)雜，需要專業(yè)人員采集地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖等專題地圖。該操作側(cè)重于數(shù)據(jù)收集、分析和管理，從而分析空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分層。

基于GIS的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)是以計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)地理學(xué)為基礎(chǔ)的。其主要特點(diǎn)是將定量規(guī)劃模型與空間表示相結(jié)合，建立空間分析模型。將城市規(guī)劃的定性和定量分析方法拓展到空間領(lǐng)域。

在基于GIS的城市規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，GIS系統(tǒng)的空間分析方法可以方便地應(yīng)用于城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的各種分析。土地資源的利用和建設(shè)可以有效地發(fā)揮建設(shè)投資的效益和經(jīng)濟(jì)合理性。同時(shí)，GIS系統(tǒng)極大地提高了屬性數(shù)據(jù)庫關(guān)系表的信息收集和查詢能力。

五、豎向規(guī)劃與海綿城市的融合

在總體規(guī)劃區(qū)內(nèi)，可在綠色建筑和住宅小區(qū)內(nèi)設(shè)置大量綠色建筑屋頂、透水材料等基礎(chǔ)設(shè)施;結(jié)合區(qū)域整體規(guī)劃設(shè)置大量海綿綠地和人工水系綠地可用性設(shè)施。比如可以結(jié)合人工水系和海綿綠地，建立大規(guī)模的人工海綿濕地。結(jié)合人工水系和綠地雨水回流主管道后，可在入口河口設(shè)置大型雨水回流蓄水池，也可在海綿綠地內(nèi)設(shè)置下沉式海綿綠地。道路建筑標(biāo)高逐漸抬高后，可利用城市道路兩側(cè)設(shè)置的大型人工湖、濕地等各種海綿式城市節(jié)水措施，將雨水資源收集起來，直接流入當(dāng)?shù)赜晁纬尚钏?，?shí)現(xiàn)受低濕度影響的綜合開發(fā)。

結(jié)束語

豎向建筑空間規(guī)劃技術(shù)方案設(shè)計(jì)是目前我國城市總體規(guī)劃技術(shù)方案設(shè)計(jì)體系中主要的城市專項(xiàng)規(guī)劃之一。與其他同類城市的整體建筑空間規(guī)劃設(shè)計(jì)方案相比，可以直接比作一個(gè)整體形成“圖與底”的橫向空間關(guān)系，是我國城市空間總體規(guī)劃設(shè)計(jì)方案體系順利組織和有效實(shí)施的重要技術(shù)保障。與此同時(shí)，對于我國城市景觀場地整體排水處理，應(yīng)注意將我國城市道路整體豎向高度的高程與組團(tuán)式城市景觀工程建設(shè)有序、合理、緊密結(jié)合，避免相互沖突，造成城市場地整體排水困難等復(fù)雜環(huán)境問題。同時(shí)要定期采取環(huán)保、安全等相關(guān)技術(shù)配套措施，構(gòu)建完善的景觀工程設(shè)計(jì)實(shí)施周期和質(zhì)量安全保障體系，實(shí)現(xiàn)我國城市道路土方排水垃圾處理的產(chǎn)生、堆放、轉(zhuǎn)運(yùn)、消納等各項(xiàng)功能的動(dòng)態(tài)平衡。

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