社會的發展使得城市規劃在城市發展過程中的作用和地位越來越重要，一些先進技術的應用極大地推動了城市規劃的效果和效率，本文就著重分析了GIS技術在城市規劃中的應用。

　

　《城市與區域規劃研究》期刊出版，由清華大學建筑學院主辦、商務印書館出版，旨在從規劃的視角探討城市與區域發展的規律，推進城市與區域規劃學科的發展。本刊植根中國問題，參照國際規范，推進學術研究，倡導人文復興，致力成為城市與區域規劃研究領域人文精神的守望者和思想盛宴的召集者。本刊主要刊載城市與區域規劃學科前沿性、開創性、突破性的研究成果，反映國際最新研究動態，介紹國內外頂尖城市與區域規劃學者的研究經歷和科研成果，鼓勵具有長期研究積累、多學科交叉折原創星研究論文。

　　本文首先闡述GIS的概念和基本功能，在分析GIS在城市規劃中應用現狀的基礎上，進一步總結了GIS在城市規劃中應用發展。

　　1. 引言

　　城市規劃是指導城市建設的藍圖，也是城市建設管理的依據，其在城市的建設和發展過程中的作用越來越受人們重視。隨著社會經濟的飛速發展，城市建設的步伐進一步加快，傳統的城市規劃設計、管理和監測手段已經不能滿足城市發展的需要。隨著計算機與網絡技術的發展，城市規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劃信息系統的推廣應用，提高了城市規劃管理水平，促進了城市管理的現代化。

　　2.GIS的概念與基本功能

　　2.1 GIS的概念

　　地理信息系統(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)與空間和地理分布有關的數據的計算機空間信息系統。它是一種決策支持系統。GIS具有信息系統的各種特點。它與其他信息系統的主要區別在于其存儲和處理的信息是經過地理編碼的，地理位置及與該位置有關的地物屬性信息。GIS把空間位置數據與屬性數據有機結合起來了，這個突出的特點是其他數據庫所不及的。

　　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

　　地理信息系統強調對現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，還是展現一幅三維的地形模型，都使我們對現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的一個重要特征來保證的，即GIS實現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系。

　　2.2.2空間導向(Spatial Navigation)

　　一個完善的地理信息系統提供了空間數據庫功能，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，展現給用戶的空間信息內容會不斷更新。地理信息系統的空間導向功能還可以從空間查詢功能中得到體現。

　　2.2.3 空間思維(Spatial Thinking)

　　地理信息系統的空間數據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。地理信息系統的空間思維，就是要利用GIS數據庫中已經存貯的信息，通過GIS的工具(例如緩沖區分析、疊置分析)，生成GIS空間數據庫中并沒有存貯的信息。地理信息系統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展趨勢等其它類型信息。城市與區域規劃是地理信息系統技術體現空間思維特征的最典型的應用領域。

　　3.GIS在城市規劃中應用現狀

　　3.1 在城市規劃編制中的應用

　　3.1.1 規劃方案的可視化

　　平面設計不利于規劃方案的展示，不能給規劃人員與用戶直觀的感受，不能展示規劃方案與周邊環境之間的關系，規劃方案可能會隱藏著不易發現的設計缺陷[1]。利用GIS三維技術，規劃人員可以實時交互地觀察各方案在城市環境中的效果，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

　　地形地勢是城市規劃設計中的一個主要條件，不同的地形是制約和引導規劃用地功能的重要因素之一。作為規劃者，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形式，DEM模型可以更加直觀地表現基地的情況，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，輔助后期規劃方案的決策和設計。

　　3.1.3公共設施布局優化

　　城市公共設施是維持城市健康運轉的基本保證。目前，大多數城市的公共設施是伴隨著城市居住區的開發而建設的，居住區開發中往往從滿足自身需求為出發點來配建公共服務設施.由于居住區受規模、形式的限制，居住區配建的公共服務設施不能完全滿足城市整體的需求。從大的區域范圍看，就會存在很多服務盲區，這些地方缺乏相關公共設施，人口稠密區公共設施布置相對較少等問題。利用GIS的緩沖區分析，很方便的發現服務盲區，便于規劃設計中進行相應的調整，在生成的緩沖區下面再疊加上人口密度圖，就能很方便的統計出每個公共設施所需服務的人口，與其現狀服務規模進行比較，就能很快知道那些公共設施服務規模不夠，需要新建服務設施或擴建規模。利用GIS的緩沖區分析、空間分析和統計功能，可以擺脫傳統的根據規范，依據規劃師個人經驗來進行公共設施規劃布局的方法，方便規劃設計人員更加科學合理地進行公共設施規劃布局。#p#分頁標題#e#

　　3.1.4指標數據的統計分析

　　GIS很好的將空間屬性與非空間屬性有機的結合在一起，利用GIS技術，我們能非常方便地進行基于空間數據的各類非空間屬性的統計分析，非常方便地生成各類技術經濟指標表，同時也能生成多種多樣的統計專題圖，像直方圖、柱狀圖、餅狀圖、折線圖等等。非常方便、直觀地進行各類數據的比較分析，為規劃人員的規劃設計提供數據支持。例如，在規劃范圍涉及到舊城區改造的情況下，統計每個街區的現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量化的依據。因此，進行街區建設強度統計對于控制性詳細規劃、尤其是涉及舊城改造的控制性詳細規劃工作，是很有幫助的輔助決策手段。

　　3.2在城市規劃管理中的應用

　　3.2.1城市規劃專業數據庫

　　城市規劃是以地理空間數據作為其設計與管理的基礎，因此，進行城市規劃信息系統建設的首要工作就是建立城市規劃數據庫，動態地存儲和管理城市空間信息及各種規劃專題信息，為城市規劃提供綜合性的信息服務，并在此基礎上， 建立城市規劃的空間分析模型，提供決策支持，實現城市規劃管理的科學化與智能化。依據城市規劃工作的業務性質與相關數據的結構特點，城市規劃數據庫主要包含3 種類型的數據：基礎地理信息，規劃專業信息，規劃文檔信息。

　　3.2.2規劃方案的評價和審核

　　針對規劃方案，進行土地價格分布、土石方填挖平衡、房屋拆遷量計算等經濟分析，結合專業模型進行城市外圍用地建設適宜性評價、內部用地功能更新時序分析、發展方向與用地布局優化研究，可以預測和評價規劃方案的社會效益和經濟合理性。

　　3.2.3日常業務辦公與公眾信息服務

　　基于GIS技術的城市規劃信息系統是以實現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、支持規劃工作的日常業務辦公流程以及公眾的信息服務，因此，基于GIS技術的城市規劃信息系統屬于城市規劃部門的操作型的實用系統。系統以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在城市規劃監測中的應用

　　利用GIS技術實施城市規劃監測工作的基本思路是以城市規劃為監測對象，基于RS技術、GIS 技術、GPS技術和網絡技術等高新技術，快速獲取與處理城市現狀空間信息，采取RS、地形、總規、分規數據比對和專家判讀的方法實現大范圍、可視化、短周期的動態監測效果，為政府宏觀決策和依法行政提供科學依據[2]。

　　4.GIS在城市規劃中應用發展

　　4.1 GIS技術向集成化推進

　　目前在城市規劃設計領域，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劃設計工作的效率，同時可進一步開發利用好GIS的功能。比如，Google SketchUp軟件與ArcGIS相結合，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，并建立規劃數據庫[3]。RS技術、GPS技術與ArcGIS相結合，可將衛星圖片和衛星定位坐標作為GIS系統的地理空間數據[4]。

　　4.2 GIS技術向時空多維拓展

　　動態城市規劃要求城市規劃結果不能成為一個不變的藍圖，而是要隨著現狀的改變而不斷進行調整，以往人們往往忽視時態信息的存在，使得規劃基礎資料不完整，降低了城市規劃的科學性和預見性[5]。同時傳統的二維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和以時態GIS技術為平臺的城市動態規劃管理系統實現了GIS技術向時空多維拓展。

　　4.3 GIS技術與智能技術結合

　　GIS不僅要處理海量的地理數據，還要進行與地理數據相關的分析，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技術與智能技術結合就是要把專家系統與GIS集成成一個系統，使得這個系統不僅能存儲、管理空間數據，還能利用系統中的地理信息進行深加工，智能化地分析與運用數據進行推理，強化系統在空間分析、預測預報、決策支持方面的能力。

　　4.4 GIS技術向開放化推廣

　　隨著計算機網絡技術、客戶服務器技術、ODBC(Open Database Connectivity)技術、GIS技術等的不斷發展與成熟.傳統的GIS技術正朝著0PENGIS、COMGIS、WEBGIS方向發展，特別是OPENGIS的技術與規范的成熟以及Oracle Spatial空間數據庫軟件的推出，使開發完全基于關系型數據庫一體化存儲空間圖形與屬性數據的GIS系統成為可能，并且有效的解決了GIS數據庫的共享與并發操作問題。

　　4.5 GIS技術向專項化開發

　　信息技術及相關領域技術的迅猛發展和融合，為地理空間數據庫系統的發展創造了前所未有的條件，以新技術新方法構造的先進數據庫系統正在或將要為地理信息數據庫系統帶來革命性的變化。比如：由專業地理信息系統和常規數據庫管理系統融合形成的業務化地理信息系統(Office GIS)，地理信息系統和社會科學及WebGIS技術、協同式空間決策技術、分布式數據庫技術、地理信息互操作技術、系統可視化及仿真技術相結合產生了公眾參與地理信息系統即PPGIS (public participatory geographic information system) [8]。

　　5.結束語

　　隨著GIS技術的不斷發展，長期以來城市規劃主要靠定性分析憑經驗處理問題、手段落后的局面將被扭轉。城市規劃學科的現代化程度也將不斷提高，同時隨著科學在發展、技術在進步、社會在前進，城市規劃過程中呈現的新問題、新矛盾必將引導GIS進一步發展完善。

　　參考文獻

　　[1]楊永崇、郭嵐，關于土地信息系統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在城市規劃監測中的應用，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相結合的方法探索，四川建筑[J]，2003年2月第23卷1期

　　[4]王賓波、汪祖進，應用RS、GIS等技術進行城市規劃監測管理，城市規劃[J]，2005年9期

　　[5]于卓、吳志華、吳秋菊，時態GIS在城市規劃管理中的應用研究，武漢大學學報(工學版)[J]，2003年6月第36卷第3A期

　　[6]羅朝海，三維GIS在城市規劃中基本問題探討，科學決策[J]，2008年第12期

　　[7]莊文彬、陸一中，城市規劃三維輔助決策系統關鍵技術研究，城市勘測[J]，2009年第6期

　　[8]柳林、唐新明、李萬武、曲國慶、趙玉梅，PPGIS在城市規劃決策中的應用，測繪科學，2OO6年l1月第31卷第6期