城市規(guī)劃管理中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

張會(huì)松

摘要：基于提高城市規(guī)劃管理水平的目的，針對(duì)城市規(guī)劃管理中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，做了簡(jiǎn)單的論述。首先，分析了地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。其次，以實(shí)例分析了城市規(guī)劃管理中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用。再次，總結(jié)了地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。最后，展望了城市規(guī)劃管理中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用趨勢(shì)。從城市規(guī)劃管理工作實(shí)踐來(lái)說(shuō)，有了地理信息系統(tǒng)的支持，極大程度上提高了工作效率和質(zhì)量，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：城市規(guī)劃管理；地理信息系統(tǒng)；信息化；智慧化

城市規(guī)劃對(duì)城市發(fā)展，有著很大的影響。目前來(lái)說(shuō)，城市建設(shè)發(fā)展朝向智慧化、現(xiàn)代化方向持續(xù)發(fā)展，發(fā)展速度不斷加快，傳統(tǒng)的發(fā)展問(wèn)題，比如空間規(guī)劃不合理問(wèn)題等日益突出，給城市規(guī)劃管理工作提出了更高的要求。若想要不斷提高城市規(guī)劃管理水平，深度分析此課題，提出有效的規(guī)劃管理技術(shù)和方法，有著現(xiàn)實(shí)的意義。

1.城市規(guī)劃管理中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

基于GIS技術(shù)構(gòu)建的城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)，為城市規(guī)劃管理工作，提供了強(qiáng)有力支持。城市規(guī)劃和管理系統(tǒng)的功能如下：

（1）數(shù)據(jù)處理和地圖顯示?；趦煞N功能，能夠?yàn)橥恋乩?、社?huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等各類資料的存儲(chǔ)，提供技術(shù)保障；通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢，能夠獲得具有應(yīng)用價(jià)值的信息，通過(guò)專題地圖全面顯示事物的空間分布情況。

（2）空間分析以及空間模型。從實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)，為統(tǒng)計(jì)、選址以及土地適宜性評(píng)價(jià)、土地利用-交通模型等提供技術(shù)支持，通過(guò)專題地圖的形式，展現(xiàn)分析結(jié)果。

從GIS技術(shù)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，在城市規(guī)劃管理方面，有著以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

（1）優(yōu)化了地圖制作流程。引入GIS技術(shù)，方便地圖的獲取，增加現(xiàn)勢(shì)性，有效縮短了地圖的制作時(shí)間，降低了資料存儲(chǔ)費(fèi)用。

（2）便于數(shù)據(jù)信息的查詢與檢索。

（3）能夠快速獲得各類信息，為城市規(guī)劃提供多種方案。

（4）GIS技術(shù)的應(yīng)用，提高了城市規(guī)劃的分析能力，增強(qiáng)了和公眾以及非專業(yè)人員的交流與溝通。

（5）提高了城市規(guī)劃管理服務(wù)質(zhì)量，有效短了工作時(shí)間，比如建設(shè)申請(qǐng)等?？偟膩?lái)說(shuō)，GIS技術(shù)的應(yīng)用，為城市規(guī)劃和管理工作的開展，提供了極大的便利。

2.城市規(guī)劃管理中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例

2.1案例概述

以某城市軌道交通規(guī)劃選線項(xiàng)目為例，設(shè)計(jì)線路周圍0.5km2范圍內(nèi)作為試驗(yàn)區(qū)，通過(guò)結(jié)合應(yīng)用GIS技術(shù)、BIM技術(shù)和無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)等，輔助交通規(guī)劃的開展。現(xiàn)結(jié)合技術(shù)的具體應(yīng)用，分析其發(fā)揮的作用。

2.2技術(shù)的應(yīng)用方案

規(guī)劃設(shè)計(jì)工作流程：

（1）對(duì)規(guī)劃區(qū)域，利用無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)，開展傾斜攝影，獲得地面分辨率為5cm的影像，構(gòu)建實(shí)景三維模型。

（2）對(duì)獲得的BIM模型數(shù)據(jù)以及GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，存儲(chǔ)到三維可視化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道交通規(guī)劃線路周圍地理信息的有效利用。

（3）基于規(guī)劃信息系統(tǒng)，為交通線路的選擇，提供指標(biāo)分析和站點(diǎn)合理性分析等的支撐。引入GIS技術(shù)和BIM技術(shù)等，有效解決了軌道交通線路設(shè)計(jì)的空間沖突問(wèn)題和線路設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題等，彌補(bǔ)了二維軌道交通線路設(shè)計(jì)的不足之處[1]。

2.3規(guī)劃選線

基于搭建的3D GIS系統(tǒng)，利用傾斜實(shí)景三維模型大場(chǎng)景，加載反映當(dāng)前情況的地理信息數(shù)據(jù)，即POI和建筑矢量面數(shù)據(jù)以及地下管線數(shù)據(jù)等，同BIM模型數(shù)據(jù)相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)宏觀和微觀層面的把控，對(duì)軌道交通線路相應(yīng)范圍內(nèi)，實(shí)施一張圖管理，通過(guò)微觀信息和宏觀GIS數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合，保證線路設(shè)計(jì)規(guī)劃的全面性和完整性，提高信息資源的綜合利用率。具體應(yīng)用如下：

（1）道路紅線數(shù)據(jù)。交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)，要做好建設(shè)所需的預(yù)留，實(shí)現(xiàn)對(duì)用地矛盾的有效控制。規(guī)劃時(shí)，利用傾斜攝影獲得的實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)，利用3D GIS平臺(tái)，進(jìn)行道路紅線數(shù)據(jù)的加載，為后期工作提供支持，比如數(shù)據(jù)查詢以及規(guī)劃控制用地指標(biāo)的分析[2]。

（2）POI數(shù)據(jù)。利用POI數(shù)據(jù)，可以獲得房產(chǎn)小區(qū)和超市等屬性資料，能夠全面反映當(dāng)前的情況，為后期的分析查詢提供基礎(chǔ)，輔助線路設(shè)計(jì)和出站口設(shè)置，保證規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理性。

（3）建筑矢量面數(shù)據(jù)。規(guī)劃時(shí)，要做好經(jīng)濟(jì)性的把控。這需要利用建筑矢量數(shù)據(jù)，比如建筑面積和名稱等，獲得關(guān)于拆遷分析的數(shù)據(jù)。如圖1。

（4）地下管線數(shù)據(jù)。開展軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)，既要做好地上部分的設(shè)計(jì)，還需要反映并且分析地下部分?；贕IS平臺(tái)，進(jìn)行地下管線三維模型的加載，可以清晰地展現(xiàn)各類管線的走向和分部，比如給水管道等，通過(guò)查詢相關(guān)屬性，實(shí)現(xiàn)對(duì)線路和管線沖突問(wèn)題的避免，實(shí)現(xiàn)線路地上地下一體化綜合分析。

（5）BIM模型數(shù)據(jù)。按照軌道交通設(shè)計(jì)圖紙，構(gòu)建地鐵站內(nèi)部的BIM模型，進(jìn)而展現(xiàn)管線排布情況和各類有關(guān)信息?；?D GIS平臺(tái)，通過(guò)將實(shí)景三維模型數(shù)據(jù)和BIM模型數(shù)據(jù)的有機(jī)融合，全面反映現(xiàn)狀與設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)情況。

2.4分析實(shí)例-拆遷量

從軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，線路的選擇，要做好建設(shè)線路和周圍建筑之間協(xié)調(diào)關(guān)系的分析，減少拆遷，實(shí)現(xiàn)對(duì)建造成本的有效控制，保障線路建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。這需要對(duì)交通線路一定緩沖區(qū)內(nèi)的建筑數(shù)量以及建筑面積，開展統(tǒng)計(jì)分析，獲得拆遷量、商住宅占比，深度分析數(shù)據(jù)，獲得拆遷成本，優(yōu)選建設(shè)的線路[3]。

3.城市規(guī)劃管理中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域總結(jié)

3.1 GIS空間分析和規(guī)劃決策

城市規(guī)劃中的多數(shù)問(wèn)題都有和空間問(wèn)題有著直接關(guān)系，例如城市建設(shè)用地的適宜性評(píng)價(jià)，需針對(duì)土地用途開展評(píng)價(jià)和分析，最終確定最終的方案。引入GIS技術(shù)，通過(guò)土層的疊合與處理，使得各個(gè)獨(dú)立影響因素和相應(yīng)土層對(duì)應(yīng)，為土地適宜性分析提供支持。應(yīng)用流程如下：

（1）確定問(wèn)題。細(xì)化和分解決策目標(biāo)，進(jìn)行所需的環(huán)境數(shù)據(jù)收集整理。

（2）選擇準(zhǔn)則。選擇準(zhǔn)則的原則具體為，最大程度上反映實(shí)際情況；盡量簡(jiǎn)潔，方便決策的簡(jiǎn)化。

（3）確定選項(xiàng)，即參加評(píng)價(jià)的選項(xiàng)；確定權(quán)重。

（4）決策和敏感度分析。利用GIS軟件的功能模塊，比如Arc GIS空間分析功能模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)空間分析，通過(guò)表面分析和重分類等，獲得相關(guān)信息[4]。

3.2數(shù)字航攝和遙感影像服務(wù)

從城市規(guī)劃建設(shè)實(shí)際來(lái)說(shuō)，要結(jié)合當(dāng)前城市發(fā)展問(wèn)題，比如土地開發(fā)速度快等，分析面臨的問(wèn)題，比如耕地少和環(huán)境退化等。這需要獲取相應(yīng)的地理空間信息，掌握土地資源現(xiàn)狀。傳統(tǒng)的調(diào)查方法，難以達(dá)到快速調(diào)查的要求，而且數(shù)量大、標(biāo)準(zhǔn)不一，數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量水平不高。引入數(shù)字航攝、遙感技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等，進(jìn)行地理信息的調(diào)查和監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)獲得動(dòng)態(tài)化數(shù)據(jù)信息。城市規(guī)劃和管理中，數(shù)字航攝以及遙感技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，能夠提供可視化服務(wù)，例如背景地圖以及三維景觀模型等。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)規(guī)劃實(shí)施的情況進(jìn)行檢查，能夠快速定位非法建設(shè)用地等，在城市規(guī)劃動(dòng)態(tài)化監(jiān)管以及城市測(cè)繪更新等方面應(yīng)用，發(fā)揮著重要的作用[5]。

3.3空間信息可視化和景觀仿真

從城市規(guī)劃的研究角度來(lái)說(shuō)，空間信息可視化為研究的熱點(diǎn)，主要圍繞科學(xué)計(jì)算可視化。傳統(tǒng)的規(guī)劃模式下，使用二維平面圖紙或者三維模型，進(jìn)行城市空間和規(guī)劃設(shè)計(jì)意圖等的表達(dá)，難以達(dá)到全面展現(xiàn)的效果?；谟?jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)水平的不斷提高，空間信息可視化水平不斷提高。城市規(guī)劃管理領(lǐng)域，應(yīng)用三維規(guī)劃方案審批輔助決策系統(tǒng)，能夠?yàn)楦邔記Q策者以及廣大公眾提供支持，便于非專業(yè)人員更好地理解規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的核心理念?？梢暬磉_(dá)越貼近真實(shí)，越有利于規(guī)劃師、公眾的溝通[6]。利用三維可視化，能夠?yàn)椴煌闹黧w提供服務(wù)，比如管理人員和規(guī)劃設(shè)計(jì)人員等，以真實(shí)城市為背景，通過(guò)對(duì)規(guī)劃方案中的建筑以及環(huán)境，開展三維仿真建模，使得相關(guān)主體可通過(guò)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)物體以及整個(gè)場(chǎng)景的精準(zhǔn)分析。利用城市空間數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速高效的互動(dòng)編輯，能夠更好地進(jìn)行互動(dòng)展示和成果輸出，為各類項(xiàng)目的規(guī)劃以及設(shè)計(jì)等工作開展，提供三維可視化技術(shù)支持。目前來(lái)說(shuō)，可為城市規(guī)劃提供支持的三維可視化軟件比較多，比如三維規(guī)劃方案審批系統(tǒng)，具有快速三維建模功能和規(guī)劃信息查詢功能以及多方案對(duì)比功能等，提高了規(guī)劃方案的展現(xiàn)效果[7]。

3.4規(guī)劃管理信息業(yè)務(wù)服務(wù)

按照城市規(guī)劃體系劃分，規(guī)劃業(yè)務(wù)包括編制與管理。從日常業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，涉及規(guī)劃編制成果的管理，以及建設(shè)申請(qǐng)的審批等。各類業(yè)務(wù)的開展，都需要利用管理信息系統(tǒng)。引入GIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其和規(guī)劃管理業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的有效集成，能夠提高規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理水平，便于數(shù)據(jù)信息的管理，發(fā)揮著空間數(shù)據(jù)庫(kù)的功能作用，規(guī)劃實(shí)施環(huán)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)地理數(shù)據(jù)信息的采集，同時(shí)具有空間查詢功能和屬性查詢功能等[8]。

3.5地理信息系統(tǒng)和城市規(guī)劃模型的結(jié)合

從城市規(guī)劃管理實(shí)踐來(lái)說(shuō)，將地理信息系統(tǒng)和城市規(guī)劃模型相互結(jié)合，能夠模擬遠(yuǎn)景發(fā)展設(shè)想方案，并且將模擬結(jié)果，通過(guò)專題圖的形式顯示，方便決策人員理解以及判斷。利用GIS技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)人口和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的高效預(yù)測(cè)，可為人口估算和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)趨勢(shì)分析，提供相應(yīng)的支持。構(gòu)建空間模型，進(jìn)行空間分布的模擬分析，對(duì)模型結(jié)果開展評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)分析。目前來(lái)說(shuō)，常用的空間相互作用模型，主要包括一般引力模型和一般潛能模型等，借助GIS技術(shù)，發(fā)揮其空間數(shù)據(jù)管理優(yōu)勢(shì)和屬性數(shù)據(jù)管理優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，能夠降低數(shù)據(jù)收集以及更新的成本[9]。

4.城市規(guī)劃管理中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用展望

從城市的發(fā)展角度來(lái)說(shuō)，逐漸朝向智慧城市發(fā)展。智慧城市的建設(shè)不斷提升，達(dá)到細(xì)胞級(jí)和精細(xì)化水平。行業(yè)前沿積極探索基于地理信息系統(tǒng)構(gòu)建精準(zhǔn)3D模型，實(shí)踐數(shù)字孿生，指的是對(duì)應(yīng)物理空間的城市，在數(shù)字空間內(nèi)，建造1個(gè)匹配的數(shù)字孿生城市。從城市規(guī)劃的角度來(lái)說(shuō)，在規(guī)劃開始時(shí)進(jìn)行城市數(shù)字化建模，為城市規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)以及運(yùn)行等方案的模擬以及發(fā)展推演，提供技術(shù)支持，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)人口空間的分析，以及支撐公共設(shè)施布局分析、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)分析等，為城市決策以及管理，提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息支撐，促使規(guī)劃建設(shè)管理一體化業(yè)務(wù)融合以及數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)融通。

目前行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)正在嘗試?yán)眠_(dá)索系統(tǒng)的3D解決方案，結(jié)合利用GIS軟件以及應(yīng)用平臺(tái)，推動(dòng)建筑行業(yè)、城市領(lǐng)域以及地域開發(fā)行業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型。從GIS技術(shù)和BIM技術(shù)的發(fā)展角度來(lái)說(shuō)，兩者同向而行。兩種技術(shù)的互補(bǔ)性很強(qiáng)，通過(guò)宏觀和圍觀的有機(jī)結(jié)合，為智慧城市建設(shè)，提供了技術(shù)支持。其中，BIM技術(shù)的擅長(zhǎng)領(lǐng)域?yàn)榻ㄖO(shè)計(jì)和橋梁設(shè)計(jì)，致力于微觀領(lǐng)域的規(guī)劃設(shè)計(jì)管理。而GIS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域?yàn)槌青l(xiāng)規(guī)劃和建設(shè)項(xiàng)目，致力于宏觀世界的規(guī)劃管理。通過(guò)技術(shù)的結(jié)合，提供了設(shè)計(jì)、建造以及管理全生命周期一體化的解決方案，能夠在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行城市設(shè)計(jì)和規(guī)劃審批；開展建設(shè)階段，依托GIS技術(shù)和BIM技術(shù)，實(shí)施建設(shè)監(jiān)督管理；管理階段依靠?jī)煞N技術(shù)，進(jìn)行建筑和園區(qū)以及城市的運(yùn)維管理。技術(shù)的融合，有效解決了城市與地域問(wèn)題，為智能城市以及大型交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，提供技術(shù)支持。

未來(lái)，更多的現(xiàn)代化技術(shù)手段，將會(huì)被廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃管理，通過(guò)和GIS的融合，能夠增強(qiáng)城市規(guī)劃和管理系統(tǒng)的功能，滿足各項(xiàng)規(guī)劃和管理工作的需求，推動(dòng)城市規(guī)劃建設(shè)發(fā)展。地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展完善，其功能和應(yīng)用效果將會(huì)不斷增強(qiáng)，有著重要的意義[10]。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，城市規(guī)劃管理實(shí)踐中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，發(fā)揮著重要的作用。從地理信息系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)，能夠?yàn)榻ㄖ?guī)劃建設(shè)和軌道交通設(shè)施規(guī)劃建設(shè)等，提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。在具體實(shí)踐中，結(jié)合運(yùn)用各類技術(shù)手段，比如BIM技術(shù)等，搭建三維可視化模型，能夠?yàn)橐?guī)劃決策和管理提供有力的保障。

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