对GIS在城市规划中的技术应用探讨

　　摘要：目前我国正处于城市的急剧发展时期,城市化和城市扩散是我国全面实现现代化的基础。据此,用现代化的技术手段来进行城市的规划管理与建设显得尤其重要。尽早在城市规划与管理部门中采用基于GIS技术的现代信息技术,建立一个能聚集各种数据信息并能够快速分析和输出的系统,改善、丰富规划设计、城市建设手段,开阔视野,不断创新,引导城市发展新概念,提高规划建设效率和城市管理水平,是中国当代城市规划和城市管理部门的必然发展方向。
　　关键词：GIS应用；城市规划；
　　一、地理信息系统(GIS)技术的应用
　　地理信息系统(GIS)是一项以计算机为基础的输入、储存查询、分析、表达地理的综合性技术。GIS所具有的强大的空间分析功能即把事物空间位置以及有关的文字属性信息存入数据库中,建立起相互联系,提供查询、分析工具,并以专题地图的方式表达出来,是GIS技术的核心。由于GIS输入、输出地形图十分方便,并能通过对地理空间多因素的综合分析,迅速地获取满足应用需要的信息,其查询、分析工具又比较直观易懂因此,很容易被城市规划人员和管理人员接受,成为现代建立城市规划与管理信息系统的核心技术。传统的和管理工作相结合的信息系统,主要是以关系数据库为基础的管理信息系统(MIS)。依此而建立的城市规划与管理信息系统的主要功能是通过对城市的空间、非空间信息的属性管理来实现城市资源的计算机管理。系统能提供多用户通用的数据库管理系统,各用户按自己的业务范围和管理要求定义属性项,选择统一方式和制表格式,修改、添加、删除数据,按属性条件检索数据等,在查询、检索和图形输出等方面,比传统的手工操作有了很大的提高,基本能实现城建和规划管理部门的办公自动化。但是,随着改革开放以来经济的高速增长,城市建设日新月异,城市规划和城建管理部门的城市建设批地、管线房地产、地籍、道路管理、城市基础设施综合配套管理等业务越来越多、越来越复杂。管理者和决策者们除了要进行日常的管理工作外,还得进行许多深层次的思考和决策。这就要求管理者既要掌握这些要素的各种数量、质量特征,又要了解它们的空间位置和分布状况,同时还得了解基础设施对新建项目的服务能力,才能对整个城市运营提出指导性的建议。这就需要城市规划管理信息系统具有由属性查找的图形分布或指定图形后显示相应的属性的图形属性综合管理功能(即空间定位与查询的功能)。但传统MIS技术,缺乏空间数据处理的能力,很难实现城市规划与管理中对规划建设对象的图形属性综合管理而地理信息系统(GIS)技术的真正潜力恰恰在于利用空间分析技术进行各种空间数据综合分析的能力,其强大的空间数据处理能力和多源数据的综合能力为计算机在城市规划和管理方面的全方位应用带来了曙光。GIS方法的引入,将进一步拓展城市规划与管理的现代化理念,更新城市规划与管理的方法与手段,大大提高城市规划管理部门的劳动生产率以及规划设计方案的科学性、艺术性和创造性。目前世界上常用的GIS软件已达400多种。它们大小不一,风格各异。国外较著名的有ARC/INFO,MAPINFO,GENAMAP,MGE等;国内较著名的有MAP/GIS,Geostar和CITYSTAR等。这些软件具有对城市基础设施信息、城市人文经济信息的空间数据和属性数据的一体化海量存储和管理能力,对二维空间数据具有很强的处理和分析能力,对地理三维和城市景观三维的表现具有较强的可视化能力。并能实现多种数据源的叠加显示,可以将遥感数据和地图数据一起显示,实现对地形图的实时更新。因此,这些GIS软件对规划、管理人员产生了强烈的吸引力。很多城市纷纷立项、投资,开展以GIS关键技术为基础的城市规划管理信息系统的研制,试图将此举作为自己城市规划、管理工作走向现代化的标志。
　　二、“数字城市”的建设为城市规划与管理提供了全新的操作平台及管理理念
　　“数字城市”是综合运用地理信息系统GIS、遥感、遥测、宽带网络、多媒体及虚拟仿真等技术,对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统;它具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能。“数字城市”不是一个纯技术的概念,它同时也意味着城市管理和规划体制的一次大变革。通俗一点说,“数字城市”是指在城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活中,利用数字化信息处理技术和网络通信技术,将城市的各种数字信息及各种信息资源加以整合并充分利用。城市规划者和管理者可以在有准确坐标、时间和对象属性的五维虚拟城市环境中,进行规划、决策和管理,其感觉就像漫步于现实的街道上或是乘坐直升飞机俯瞰城市一样。
　　
　　三、GIS在城市数字规划管理中的应用
　　从80年代末开始,我国城市规划管理领域开始引进新技术新方法。许多城市规划行政主管部门相继应用GIS技术开发了城市地理信息系统(UGIS),该系统能够处理空间信息及其相关的属性信息;能够迅速及时地更新数据库,能够大规模综合性地管理与城市空间分布有关的信息。数字规划管理的主要技术支撑有“3S”、OA以及网络技术。在这三项技术的配合之下实现了规划管理的自动化、智能化。对于各项技术在数字规划管理中的应用,国内很多学者进行了这方面的研究。但这方面的研究80%以上集中在GIS技术。GIS主要有两大功能:一是海量数据的处理与管理,另一个就是空间分析。这两大功能之中,海量数据的处理与管理在数字规划管理中应用非常广泛,这方面研究非常多,如黄波(1995)在控制性规划管理中建立GIS的空间数据库,其他还有张保钢(1997)、李明杰(1999)、王国强(2001)、王俊(2005)等。一些中小城市的城市规划管理信息系统中GIS技术的一般功能也是作为数据库和系统的操作平台,如铜山(许峰顺,1997)、济南(张启来等,1995)。而GIS的另一功能空间分析在规划管理中的研究则相对较少。目前这方面的研究仅仅局限于某一方面,如邓伟波(1998)规划管理系统中的市政审批子系统中引入了网络分析的空间分析,主要分析市政管理中心到市政工程破坏处的最佳路径选择。梁洁等(2005),杨亮洁(2005)等学者对地下管网做了一些网络分析的研究。另外杨小鹏(2001),程金龙等(2004)等对选址分析进行了一定的研究。
　　
　　四、结束语
　　当前数字规划管理在规划行政主管部门主要表现为城市规划管理信息系统,但是,这些规划管理信息系统在实际的规划管理过程中发挥的作用不是很大。主要原因是在规划审批的核心技术上,这些信息系统并没有实现技术的突破。当前经济发达的大城市已经在着手解决此类问题,建设了数字报建系统,该系统能准确计算出各类规划控制指标。但这种系统的建设往往需要花费较大的代价,而且后期的系统维护也需要大量的资金。对于一些欠发达地区的城市要建设这些系统几乎是不可能的。GIS的空间分析功能恰好能解决规划管理过程中的控制指标问题。将GIS的空间分析运用到规划管理的各个流程中,可以实现对建设项目的快捷、准确审批,更主要的是这一种方法不需要较多的花销,这对于欠发达地区的城市来说是一个既经济又实惠的方法。今后的数字规划管理,应更多的把空间分析模式作为研究内容,建立起一套规划管理中的空间分析模式,为日常规划管理提供科学参考。