GIS在資源環境與城鄉規劃管理專業的應用
2013-12-09 22:34:25 來源: 濟南大學 作者：王煜杰
GIS在資源環境與城鄉規劃管理專業的應用
王煜杰
（資源環境與城鄉規劃管理 1001）
內容提要：21世紀將是一個信息全球化的社會，21世紀的城市規劃和建設同樣也將進入數字規劃和建設階段。GIS以其強大的空間信息管理和分析處理能力將在新的世紀擔當了這樣一個工具或手段，為新世紀的城市規劃提供決策和支持。本文在淺析GIS在城市規劃中的具體應用的基礎上，發現目前GIS在城市規劃應用中存在的問題，同時提出對于GIS在城市規劃應用中未來的發展前景。
關鍵詞：GIS；城市規劃；GIS應用；地理信息系統
0 引言
隨著經濟、社會和人口的發展，城市化進程日益加快，這在給人類帶來文明和進步的同時，也引起了一系列的問題，如環境污染、住房擁擠、交通阻塞等，使得城市規劃與管理的工作量急劇上升。如何運用科學的方法和手段進行城市規劃，還面臨許多挑戰。目前國內的城市規劃及其相關建筑項目的審批，多還采用曬藍圖的方式，即由規劃設計單位及建筑設計單位繪制出平面圖，用曬藍圖的方式復制多份，提供給土地、規劃等部門審批。這種審批方式在我國已延續多年，存在許多弊端，主要表現在如下方面：
1)成果的可視性差。因為二維的線條和專業的符號，只有規劃或建筑方面的專業人員才看得懂，在規劃公示呼聲日益高漲的今天，越來越背離社會發展的方向。
2)無法適應電子化辦公的需要。許多規劃設計單位和規劃審批機構都已建起了用于資源共享的局域網，建立了電子報批系統，這些系統大多可進行文字、表格、圖形的傳輸與處理，在這種情況
1 GIS及城市規劃的概念
地理信息系統（簡稱GIS）是一項以計算機為基礎發展起來的新興技術，簡單的解釋它就是一個基于地理空間信息的采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的信息系統，有利用高效的、綜合的使用這些城市地理信息為城市規劃提供管理和決策支持。城市規劃是人民政府為了實現一定時期內城市經濟社會發展目標，確定城市性質，規模和發展方向，合理利用城市土地，研究城市的未來發展，城市的合理布局和綜合安排城市各項工程建設的綜合部署和具體安排。為了更好的建設好城市，必須有一個統一的科學的城市規劃。隨著21世紀網絡技術的迅速發展，基于GIS的數字化規劃手段得到廣泛應用，并且這種基于GIS的數字化規劃方法綜合采用了各政府部門的城市信息，構成了一個多部門信息溝通合作的渠道，為城市規劃、建設和決策提供了高質量的、直觀的、科學的空間信息支持，促進了現代城市規劃管理的現代化，同時也促進我國城市規劃建設的可持續發展。
2 GIS在城市設計中的應用
2.1 關于城市設計
城市設計又稱都市設計(urban design),很多設計師和理論家對這一名詞的定義都有自己獨特的看法。現在普遍接受的定義是“城市設計是一種關注城市規劃布局、城市面貌、城鎮功能,并且尤其關注城市公共空間的一門學科”。從工作內容上來看,包括城市的天際線、制高點、邊緣和入口、建筑物、街道、廣場、視線走廊、水景和綠地等。從工作的成果來看,城市設計最終是通過城市設計導則和相關的策略,而不是詳盡的形狀和位置的藍圖的規定來形成城市環境和城市空間。所以要形成這樣的關于城市環境的規定性、指導性導則,在設計過程中必須對設計的對象進行形象化的分析和研究,正是GIS技術的引入這種研究變得容易。
2.2 GIS 技術在城市設計各階段中的應用
英國學者Batty等人于1998年開始致力于GIS和虛擬城市環境的研究,提出了GIS技術在城市設計中的應用的可行性和實例。他指出在應用過程中需要注意:一,要使用現已成熟的地理信息系統技術輔助完成城市設計的過程,這樣會有較好的實用性；二,要與其它輔助設計手段相結合,使他們發揮各自的特點,到達比較優化的效果。
GIS技術在城市設計中主要表現在以下幾方面:專題制圖,空間分析,三維可視化,TIN(不規則三角網,GIS的一種重要空間表達技術),WebGIS。
2.2.1 現狀分析階段的GIS應用
GIS在這一階段里扮演著重要的角色。一般情況下在進行城市設計之前都需進行針對人口、社會、經濟、交通、城市用地等方面的分析和調查,例如,利用網絡分析和鄰近分析技術研究各類服務設施的服務范圍；利用疊合分析技術研究規劃區的用地適應性等。信息技術對城市設計的影響表現在對城市規劃所需信息的采集、分析、處理和利用方面,傳統的城市空間數據更新主要采用階段性更新方法,難以實現信息的及時更新,然而通過GIS的空間測量、空間分析功能,既可以得到詳實準確的現狀資料,還可以加大分析的深度和廣度,為規劃和管理提供先進的現代化技術手段。
2.2.2 方案設計階段的GIS應用
可視化(Visualization)一直是GIS的一個重要的研究領域。1960年代GIS形成開始,就利用計算機圖形軟硬件技術,把地理空間數據的圖形顯示與分析作為基本的不可缺少的功能,但還受限于計算機技術。從1980年代末以來,三維GIS及其可視化成為GIS的研究熱點,同時三維可視化技術的發展為GIS在城市設計過程中方案階段的應用提供了可能性。近年來,在CAD和計算機動畫技術普遍使用的情況下,城市設計可以使用計算機進行三維建模,利用效果圖和三維動畫來表現城市的三維空間,確實增加了一些真實感,但三維動畫不具備實時的交互性,這便應用GIS的一種虛擬現實技術,它是由計算機產生的一種虛擬環境,從而使得用戶產生一種沉浸于虛擬環境的感覺。
TIN技術在城市設計中的應用主要體現在,對于地形復雜的地區可以用來模擬城市地形,讓設計師更好地把握城市設計所形成的城市空間和城市環境,這樣可以更好地反映設計構思。還可以利用TIN形成的數字地面模型進一步進行豎向設計和土方平衡計算。
2.2.3 咨詢反饋階段的GIS應用
現階段的咨詢和反饋方式主要以專家論證為主,但隨著社會的發展,公眾參與的地位會越來越重要,公眾參與主要體現在以下幾方面:專業設計的普及化和信息網絡化。
規劃本身是一項專業技術,如果所展示的規劃成果不是以一種非專業人員理解的方式出現,那么根本無法實現公眾的參與。首先必須是一種直觀的易于理解的方式展示設計方案,目前最理想的方法就是采用虛擬現實技術；然后必須達到廣泛參與,參與者不需付出額外的費用就可以實現,比較理想的方法就是互聯網參與即WebGIS的應用；最后還必須是雙向的交流,能讓參與者以文字、圖形的形式反饋意見。
3 地理信息系統在城市規劃建設和管理中的應用
3.1 應用領域
3.1.1 城市規劃和管理 (Urban Planningand Management)
城市規劃和管理是 GIS 的一個重要應用領域利用 GIS 技術可進行城市規劃的輔助設計工程選址等工作也可進行城市管理的規劃控制輔助決策等工作、。
3.1.2 土地和地籍管理 ( Land andCadastral Application)
土地和地籍管理涉及土地使用性質變化、地塊輪廓變化地籍權屬關系變化等許多內容借助 GIS 技術可以有效地完成對土地和地籍狀況的監控和管理。
3.1.3 生態環境管理與模擬 (Ecological,Environmental Management and Modeling)
應用 GIS 技術可實現區域生態規劃環境現狀評價環境影響評價污染物處理的決策支持環境與區域可持續發展的決策支持環保設施的管理環境規劃等、。
3.1.4 基礎設施管理 ( FacilitiesManagement)
城市基礎設施 (如道路交通電力電信、燃氣自來水排污等) 廣泛分布于城市的各個角落且這些設施具有明顯的地理參照特征它們的工程設計應急搶修日常維護都可以借助GIS來完成而且可以大大提高工作效率。城市是一個區域經濟和文化的中心城市規劃是對一地區未來的整體建設作發展的計劃它綜合經濟政治社會文化交通衛生安全生態環境等因素來制定城市建設的準則科、，
學系統地進行規劃工作是一件非常困難的工作GIS在這一工作中是一個有力的工具
4 GIS 用于規劃工作的優勢
采用 GIS 進行規劃具有幾個主要的優勢：
1）收集資料的全面性詳盡性
2）分析上的全面性客觀性有效性
3）規劃資料分析信息最后結果的可視化及制圖的質量優勢及便利性、；
4）規劃資料管理及實施上的便利和有效應該明確城市系統是一個非常復雜的，
大系統 GIS 在城市規劃上的使用只是提供了一個輔助的工具目前為止一個完善的全面的用于規劃的 GIS 還不多見
5 結語
隨著21世紀數字化時代的推進和發展，GIS及其相關技術的進一步完善與普及，各種空間基礎空間數據的開放共享，規劃專業人員對于GIS理論知識的進一步加深和領悟，GIS在城市規劃中的應用將進一步發展。
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