gis在城市規(guī)劃中的應用與發(fā)展

最新【精品】范文 參考文獻 專業(yè)論文GIS在城市規(guī)劃中的應用與發(fā)展GIS在城市規(guī)劃中的應用與發(fā)展 摘要：本文首先闡述GIS的概念和基本功能，在分析GIS在城市規(guī)劃中應用現(xiàn)狀的基礎上，進一步總結(jié)了GIS在城市規(guī)劃中應用發(fā)展。 關鍵詞：GIS;城市規(guī)劃;規(guī)劃管理;規(guī)劃監(jiān)測 Abstract: This paper firstly elaborates the concept and basic function of GIS.Based on the analysis of the application of GIS in urban planning, Further summarizes the development of GIS in urban planning. Key words: GIS;Urban planning;Urban planning management;Urban planning monitoring 中圖分類號：TU984文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013） 引言 城市規(guī)劃是指導城市建設的藍圖，也是城市建設管理的依據(jù)，其在城市的建設和發(fā)展過程中的作用越來越受人們重視。隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市建設的步伐進一步加快，傳統(tǒng)的城市規(guī)劃設計、管理和監(jiān)測手段已經(jīng)不能滿足城市發(fā)展的需要。隨著計算機與網(wǎng)絡技術的發(fā)展，城市規(guī)劃的信息化程度正逐年提高，特別是以GIS技術為核心的城市規(guī)劃信息系統(tǒng)的推廣應用，提高了城市規(guī)劃管理水平，促進了城市管理的現(xiàn)代化。 2GIS的概念與基本功能 2.1 GIS的概念 地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System）是以采集、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面（包括大氣層在內(nèi)）與空間和地理分布有關的數(shù)據(jù)的計算機空間信息系統(tǒng)。它是一種決策支持系統(tǒng)。GIS具有信息系統(tǒng)的各種特點。它與其他信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其存儲和處理的信息是經(jīng)過地理編碼的，地理位置及與該位置有關的地物屬性信息。GIS把空間位置數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)有機結(jié)合起來了，這個突出的特點是其他數(shù)據(jù)庫所不及的。 2.2 GIS的基本功能 2.2.1空間可視化(Spatial Visualization) （1）空間地物輪廓特征的可視化 地理信息系統(tǒng)強調(diào)對現(xiàn)實世界空間關系的模擬，使我們對于在空間中各事物的狀態(tài)有一個非常直觀的感受。無論是在屏幕上展示一幅可以無級縮放和信息查詢的地圖，還是展現(xiàn)一幅三維的地形模型，都使我們對現(xiàn)實世界空間關系的認識更為直觀、具體。 （2）空間地物專題屬性信息的可視化 地理信息系統(tǒng)的空間可視化功能還包括對空間分布的地物的屬性信息的圖形可視化，這一點是由地理信息系統(tǒng)的一個重要特征來保證的，即GIS實現(xiàn)了空間信息和屬性信息的集成管理，并能夠完善地建立二者之間的聯(lián)系。 2.2.2空間導向(Spatial Navigation) 一個完善的地理信息系統(tǒng)提供了空間數(shù)據(jù)庫功能，可以以小比例尺查看全局，以中比例尺查看局部，以大比例尺查看細部。在比例尺不斷增大的同時，展現(xiàn)給用戶的空間信息內(nèi)容會不斷更新。地理信息系統(tǒng)的空間導向功能還可以從空間查詢功能中得到體現(xiàn)。 2.2.3 空間思維(Spatial Thinking) 地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫在存貯各地物的空間描述信息的同時，還存貯了地物之間的空間關系，這一特點為進行空間分析提供了基礎。地理信息系統(tǒng)的空間思維，就是要利用GIS數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)存貯的信息，通過GIS的工具（例如緩沖區(qū)分析、疊置分析），生成GIS空間數(shù)據(jù)庫中并沒有存貯的信息。地理信息系統(tǒng)的空間思維功能能夠揭示空間關系、空間分布模式和空間發(fā)展趨勢等其它類型信息。城市與區(qū)域規(guī)劃是地理信息系統(tǒng)技術體現(xiàn)空間思維特征的最典型的應用領域。 3GIS在城市規(guī)劃中應用現(xiàn)狀 3.1 在城市規(guī)劃編制中的應用 3.1.1 規(guī)劃方案的可視化 平面設計不利于規(guī)劃方案的展示，不能給規(guī)劃人員與用戶直觀的感受，不能展示規(guī)劃方案與周邊環(huán)境之間的關系，規(guī)劃方案可能會隱藏著不易發(fā)現(xiàn)的設計缺陷1。利用GIS三維技術，規(guī)劃人員可以實時交互地觀察各方案在城市環(huán)境中的效果，可以沿任意角度，任意路線對不同方案加以比較，可以對規(guī)劃方案與周圍山體之間的關系進行分析，對方案中建筑高度、體量、外觀以及整個城市的空間關系進行分析，還可以對一些總要的景觀 進行視線與視域分析，更好地控制好城市的整體景觀效果。 3.1.2用地適宜性評價 地形地勢是城市規(guī)劃設計中的一個主要條件，不同的地形是制約和引導規(guī)劃用地功能的重要因素之一。作為規(guī)劃者，在方案初始階段，首先必須研究用地條件，然而當遇到一些用地范圍較大的規(guī)劃，尤其延伸到幾平方公里以上的范圍的時候，僅僅憑借人在地面的感覺是無法準確把握地形地勢條件的，而借助DEM模型可較好地解決這個問題。相對于CAD圖中原有信息的二維平面的表現(xiàn)形式，DEM模型可以更加直觀地表現(xiàn)基地的情況，從而快速生成準3D模型，并可進行任意角度甚至漫游式的觀察。借助GIS獨有的高程分析、坡度坡向分析、拓撲分析等多種分析工具，可有針對性地對基地的用地條件進行客觀分析，輔助后期規(guī)劃方案的決策和設計。 3.1.3公共設施布局優(yōu)化 城市公共設施是維持城市健康運轉(zhuǎn)的基本保證。目前，大多數(shù)城市的公共設施是伴隨著城市居住區(qū)的開發(fā)而建設的，居住區(qū)開發(fā)中往往從滿足自身需求為出發(fā)點來配建公共服務設施由于居住區(qū)受規(guī)模、形式的限制，居住區(qū)配建的公共服務設施不能完全滿足城市整體的需求。從大的區(qū)域范圍看，就會存在很多服務盲區(qū)，這些地方缺乏相關公共設施，人口稠密區(qū)公共設施布置相對較少等問題。利用GIS的緩沖區(qū)分析，很方便的發(fā)現(xiàn)服務盲區(qū)，便于規(guī)劃設計中進行相應的調(diào)整，在生成的緩沖區(qū)下面再疊加上人口密度圖，就能很方便的統(tǒng)計出每個公共設施所需服務的人口，與其現(xiàn)狀服務規(guī)模進行比較，就能很快知道那些公共設施服務規(guī)模不夠，需要新建服務設施或擴建規(guī)模。利用GIS的緩沖區(qū)分析、空間分析和統(tǒng)計功能，可以擺脫傳統(tǒng)的根據(jù)規(guī)范，依據(jù)規(guī)劃師個人經(jīng)驗來進行公共設施規(guī)劃布局的方法，方便規(guī)劃設計人員更加科學合理地進行公共設施規(guī)劃布局。 3.1.4指標數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析 GIS很好的將空間屬性與非空間屬性有機的結(jié)合在一起，利用GIS技術，我們能非常方便地進行基于空間數(shù)據(jù)的各類非空間屬性的統(tǒng)計分析，非常方便地生成各類技術經(jīng)濟指標表，同時也能生成多種多樣的統(tǒng)計專題圖，像直方圖、柱狀圖、餅狀圖、折線圖等等。非常方便、直觀地進行各類數(shù)據(jù)的比較分析，為規(guī)劃人員的規(guī)劃設計提供數(shù)據(jù)支持。例如，在規(guī)劃范圍涉及到舊城區(qū)改造的情況下，統(tǒng)計每個街區(qū)的現(xiàn)狀建設強度可以為合理確定舊城改造的范圍、時間安排以及改造強度等決策提供數(shù)量化的依據(jù)。因此，進行街區(qū)建設強度統(tǒng)計對于控制性詳細規(guī)劃、尤其是涉及舊城改造的控制性詳細規(guī)劃工作，是很有幫助的輔助決策手段。 3.2在城市規(guī)劃管理中的應用 3.2.1城市規(guī)劃專業(yè)數(shù)據(jù)庫 城市規(guī)劃是以地理空間數(shù)據(jù)作為其設計與管理的基礎，因此，進行城市規(guī)劃信息系統(tǒng)建設的首要工作就是建立城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫，動態(tài)地存儲和管理城市空間信息及各種規(guī)劃專題信息，為城市規(guī)劃提供綜合性的信息服務，并在此基礎上， 建立城市規(guī)劃的空間分析模型，提供決策支持，實現(xiàn)城市規(guī)劃管理的科學化與智能化。依據(jù)城市規(guī)劃工作的業(yè)務性質(zhì)與相關數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特點，城市規(guī)劃數(shù)據(jù)庫主要包含3 種類型的數(shù)據(jù)：基礎地理信息，規(guī)劃專業(yè)信息，規(guī)劃文檔信息。 3.2.2規(guī)劃方案的評價和審核 針對規(guī)劃方案，進行土地價格分布、土石方填挖平衡、房屋拆遷量計算等經(jīng)濟分析，結(jié)合專業(yè)模型進行城市外圍用地建設適宜性評價、內(nèi)部用地功能更新時序分析、發(fā)展方向與用地布局優(yōu)化研究，可以預測和評價規(guī)劃方案的社會效益和經(jīng)濟合理性。 3.2.3日常業(yè)務辦公與公眾信息服務 基于GIS技術的城市規(guī)劃信息系統(tǒng)是以實現(xiàn)城市建設和管理為主要目標，在功能上支持空間信息的查詢、支持規(guī)劃工作的日常業(yè)務辦公流程以及公眾的信息服務，因此，基于GIS技術的城市規(guī)劃信息系統(tǒng)屬于城市規(guī)劃部門的操作型的實用系統(tǒng)。系統(tǒng)以GIS技術為基礎，面向辦公自動化管理，對圖、文信息進行有效集成。 3.3在城市規(guī)劃監(jiān)測中的應用 利用GIS技術實施城市規(guī)劃監(jiān)測工作的基本思路是以城市規(guī)劃為監(jiān)測對象，基于RS技術、GIS 技術、GPS技術和網(wǎng)絡技術等高新技術，快速獲取與處理城市現(xiàn)狀空間信息，采取RS、地形、總規(guī)、分規(guī)數(shù)據(jù)比對和專家判讀的方法實現(xiàn)大范圍、可視化、短周期的動態(tài)監(jiān)測效果，為政府宏觀決策和依法行政提供科學依據(jù)2。 4GIS在城市規(guī)劃中應用發(fā)展 4.1 GIS技術向集成化推進 目前在城市規(guī)劃設計領域，除了利用GIS技術外，還要使用一些其他圖形技術軟件，比如，繪制矢量工程藍圖的CAD軟件、繪制平面效果圖的 PHOTOSHOP軟件、繪制3D模型的3DMAX、 SKETCHUP軟件。加強與這些軟件的兼容和集成可以提高規(guī)劃設計工作的效率，同時可進一步開發(fā)利用好GIS的功能。比如，Google SketchUp軟件與ArcGIS相結(jié)合，就可以將SketchUp制作的3D模型導入ArcScene中進行空間分析。CAD軟件與ArcGIS相結(jié)合，利用CAD技術輔助繪圖；利用GIS技術進行疊加分析、緩沖分析、門檻分析、專題圖制作，并建立規(guī)劃數(shù)據(jù)庫3。RS技術、GPS技術與ArcGIS相結(jié)合，可將衛(wèi)星圖片和衛(wèi)星定位坐標作為GIS系統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)4。 4.2 GIS技術向時空多維拓展 動態(tài)城市規(guī)劃要求城市規(guī)劃結(jié)果不能成為一個不變的藍圖，而是要隨著現(xiàn)狀的改變而不斷進行調(diào)整，以往人們往往忽視時態(tài)信息的存在，使得規(guī)劃基礎資料不完整，降低了城市規(guī)劃的科學性和預見性5。同時傳統(tǒng)的二維GIS雖然有強大的分析功能，但損失了空間位置信息，不能完整反映客觀世界6-7。要想真實表達處于三維空間中的現(xiàn)實世界，GIS技術需要向時空多維拓展。比如：以三維GIS為技術平臺的地下管線信息系統(tǒng)和以時態(tài)GIS技術為平臺的城市動態(tài)規(guī)劃管理系統(tǒng)實現(xiàn)了GIS技術向時空多維拓展。 4.3 GIS技術與智能技術結(jié)合 GIS不僅要處理海量的地理數(shù)據(jù)，還要進行與地理數(shù)據(jù)相關的分析，預測，輔助決策等工作。對于GIS來說，在地理信息的采集、存儲、加工處理、表示等方面功能比較強大，但在進行預測、輔助決策等方面還比較薄弱，而進行預測和輔助決策正是人工智能中重點研究的知識工程、問題求解、推理、決策等核心問題。GIS技術與智能技術結(jié)合就是要把專家系統(tǒng)與GIS集成成一個系統(tǒng)，使得這個系統(tǒng)不僅能存儲、管理空間數(shù)據(jù)，還能利用系統(tǒng)中的地理信息進行深加工，智能化地分析與運用數(shù)據(jù)進行推理，強化系統(tǒng)在空間分析、預測預報、決策支持方面的能力。 4.4 GIS技術向開放化推廣 隨著計算機網(wǎng)絡技術、客戶服務器技術、ODBC（Open Database Connectivity）技術、GIS技術等的不斷發(fā)展與成熟傳統(tǒng)的GIS技術正朝著0PENGIS、COMGIS、WEBGIS方向發(fā)展，特別是OPENGIS的技術與規(guī)范的成熟以及Oracle Spatial空間數(shù)據(jù)庫軟件的推出，使開發(fā)完全基于關系型數(shù)據(jù)庫一體化存儲空間圖形與屬性數(shù)據(jù)的GIS系統(tǒng)成為可能，并且有效的解決了GIS數(shù)據(jù)庫的共享與并發(fā)操作問題。 4.5 GIS技術向?qū)ｍ椈_發(fā) 信息技術及相關領域技術的迅猛發(fā)展和融合，為地理空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的條件，以新技術新方法構(gòu)造的先進數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)正在或?qū)⒁獮榈乩硇畔?shù)據(jù)庫系統(tǒng)帶來革命性的變化。比如：由專業(yè)地理信息系統(tǒng)和常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)融合形成的業(yè)務化地理信息系統(tǒng)(Office GIS)，地理信息系統(tǒng)和社會科學及WebGIS技術、協(xié)同式空間決策技術、分布式數(shù)據(jù)庫技術、地理信息互操作技術、系統(tǒng)可視化及仿真技術相結(jié)合產(chǎn)生了公眾參與地理信息系統(tǒng)即PPGIS (public participatory geographic information system) 8。 5結(jié)束語 隨著GIS技術的不斷發(fā)展，長期以來城市規(guī)劃主要靠定性分析憑經(jīng)驗處理問題、手段落后的局面將被扭轉(zhuǎn)。城市規(guī)劃學科的現(xiàn)代化程度也將不斷提高，同時隨著科學在發(fā)展、技術在進步、社會在前進，城市規(guī)劃過程中呈現(xiàn)的新問題、新矛盾必將引導GIS進一步發(fā)展完善。 參考文獻 1楊永崇、郭嵐，關于土地信息系統(tǒng)中空間分析功能的思考J，地理信息世界，2006年第05期 2孫旭紅，RS、GIS在城市規(guī)劃監(jiān)測中的應用，太原師范學院學報（自然科學版）J，2006年3月第5卷第1期 3羅靖、GIS與CAD相結(jié)合的方法探索，四