城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中GIS技術(shù)的應(yīng)用

王深圳 邢向博

摘要：GIS技術(shù)是當(dāng)今全球流行的空間數(shù)據(jù)處理分析和管理的一門科學(xué)技術(shù)，本文對GIS技術(shù)的概念和發(fā)展歷程做了簡單介紹，并將GIS技術(shù)在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況與傳統(tǒng)的分析方法進(jìn)行了對比，體現(xiàn)出了GIS分析的科學(xué)性。GIS技術(shù)的推廣對日常生活和工作都有重要的意義。

關(guān)鍵詞：城市規(guī)劃設(shè)計(jì);GIS技術(shù);地理信息系統(tǒng)

一、前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，我國的城市化進(jìn)程不斷加快，在這樣的背景下，需要城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)能夠更加先進(jìn)，做到與時(shí)俱進(jìn)。然而目前很多城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)還是運(yùn)用的較為傳統(tǒng)的模式，這極大的限制了未來城市的發(fā)展空間。

二、GIS概述

1、GIS的定義。GIS技術(shù)是當(dāng)今全球流行的空間數(shù)據(jù)處理分析和管理的一門科學(xué)技術(shù)，這一技術(shù)是在基于計(jì)算機(jī)工具的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對空間信息進(jìn)行分析和處理的。目前隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，在城市的規(guī)劃和設(shè)計(jì)中對于GIS技術(shù)越來越廣泛，下面對GIS的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)地?cái)⑹觥?/p>

2、GIS的構(gòu)成

GIS是由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、應(yīng)用環(huán)境等要素組成。

（1）GIS硬件。GIS的硬件主要由四個(gè)部分組成，分別是計(jì)算機(jī)、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。

運(yùn)行GIS的計(jì)算機(jī)可以是個(gè)人電腦。也可以是大型的多用戶超級計(jì)算機(jī)。運(yùn)行GIS的計(jì)算機(jī)一般需要具有較強(qiáng)運(yùn)算處理能力的CPU、較大的內(nèi)存，因?yàn)镚IS數(shù)據(jù)處理量大，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜。運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的GIS還需要服務(wù)器、磁帶庫等。

GIS的輸入設(shè)備可以是鍵盤和鼠標(biāo)，也可以是掃描儀或數(shù)字化儀等設(shè)備。

輸出設(shè)備包括計(jì)算機(jī)屏幕、打印機(jī)、繪圖儀、光盤、移動存儲設(shè)備等。

網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備將位于不同地點(diǎn)的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，以及功能的互補(bǔ)。這些設(shè)備包括網(wǎng)線、光纜、集線器、路由器、交換機(jī)、防火墻等。

（2）GIS軟件。目前，主流的GIS軟件都以空間數(shù)據(jù)庫為引擎，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常有三層：界面層、工具層和數(shù)據(jù)管理層。界面層由圖形用戶界面和應(yīng)用程序接口構(gòu)成;工具層由數(shù)據(jù)輸人輸出以及數(shù)據(jù)處理分析軟件構(gòu)成;數(shù)據(jù)管理層用于數(shù)據(jù)存儲和管理。

對于單用戶的GIS系統(tǒng)，上述三層軟件以及數(shù)據(jù)都安裝在同一臺計(jì)算機(jī)內(nèi)。對于多用戶基于網(wǎng)絡(luò)的GIS系統(tǒng)，界面層軟件安裝在用戶的計(jì)算機(jī)內(nèi)，數(shù)據(jù)管理層的軟件以及數(shù)據(jù)則安裝在網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器中，而工具層的軟件則通常安裝在服務(wù)器中。

（3）GIS數(shù)據(jù)。GIS數(shù)據(jù)是GIS系統(tǒng)的核心內(nèi)容劃密切相關(guān)的，整個(gè)GIS系統(tǒng)都是圍繞GIS數(shù)據(jù)展開的。和城市規(guī)劃GIS數(shù)據(jù)包括地形圖、遙感影像圖、地質(zhì)水義植被土壤等資源環(huán)境資料、行政區(qū)劃、人口分布、規(guī)劃編制成果、地籍、房產(chǎn)、市政和公共設(shè)施、規(guī)劃審批數(shù)據(jù)、道路交通等。

GIS數(shù)據(jù)的采集和管理是GIS系統(tǒng)中成本最高的一項(xiàng)，需要引起建設(shè)單位的特別重視。按照國內(nèi)外的一般經(jīng)驗(yàn)，規(guī)模較大的實(shí)用GIS長期運(yùn)營成本有著如下關(guān)系：

硬件成本<軟件成本〈應(yīng)用開發(fā)投入〈初期數(shù)據(jù)采集成本〈日常數(shù)據(jù)維護(hù)成本，如果對GIS數(shù)據(jù)的采集和管理成本估計(jì)不足，就會影響GIS效率的發(fā)揮，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致GIS無法正常運(yùn)行。

（4）GIS方法和GIS人員。GIS方法是為解決各種現(xiàn)實(shí)問題而提出的各種模型方法。GIS方法是GIS技術(shù)產(chǎn)生社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益的關(guān)鍵所在。

GIS人員既包括受過培訓(xùn)的用于管理維護(hù)GIS系統(tǒng)的專業(yè)人員，也包括使用GIS系統(tǒng)的普通工作人員和民眾。后者人數(shù)眾多，需要特別考慮他們的使用需求。前者人數(shù)雖少，水平要求較高，加之GIS技術(shù)更新迅速，他們需要不斷學(xué)習(xí)。

三、城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中GIS技術(shù)的應(yīng)用

1、規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的三維可視化。在對城市進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中，采用傳統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，就只能進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，這樣很難將設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖展示出來，更為重要的是一些隱藏設(shè)計(jì)不易被發(fā)現(xiàn)，這對于整個(gè)城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作是非常不利的。通過對GIS技術(shù)的應(yīng)用，能夠讓相關(guān)的人員隨時(shí)隨地觀察城市大環(huán)境的規(guī)劃設(shè)計(jì)效果，并且對于未來成型的城市建筑的外觀、尺寸等有一定的了解，能夠確保未來城市的規(guī)劃建設(shè)有較好的效果。

2、豎向規(guī)劃。為了確保城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)能夠有更好的效果，對于城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的任何一個(gè)階段，都需要保證對城市的土地資源加以合理地利用。而要想合理地利用城市的每一寸土地資源，則需要對城市的地形情況有非常清晰的了解，這樣在城市的實(shí)際規(guī)劃建設(shè)過程中，就能盡可能的減小對周圍生態(tài)環(huán)境的影響，并且將整個(gè)工程建設(shè)的成本控制在合理的范圍之內(nèi)。在城市實(shí)際的規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，通過對GIS技術(shù)的應(yīng)用，能夠形成三角網(wǎng)的分析模型，這樣能夠?qū)φ麄€(gè)城市的地形情況進(jìn)行詳細(xì)地立體分析，進(jìn)一步提高對于城市地形分析的精確結(jié)果，最終有利于后續(xù)規(guī)劃建設(shè)的更好進(jìn)行。

3、對比各城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。在最終確定城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案選擇哪一個(gè)時(shí)，都需要從眾多的設(shè)計(jì)方案中選擇出最佳的方法，進(jìn)而從安全性、質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)性等方面選擇出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。在選擇最有設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)用GIS技術(shù)能夠通過其自帶的疊加分析功能，從眾多的評價(jià)指標(biāo)中選擇出若干個(gè)重要的指標(biāo)賦予相應(yīng)的權(quán)重，這樣能夠使得系統(tǒng)對所有的方案對這些評價(jià)指標(biāo)圖層同時(shí)進(jìn)行疊加和比較，最終得出一個(gè)綜合性的評價(jià)分析，幫助相關(guān)的人員選擇出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

4、計(jì)算建筑拆遷量。在對城市進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中，還需要涉及到對城市建筑進(jìn)行拆遷。對于城市的建筑拆遷量進(jìn)行核算時(shí)，主要會涉及到以下兩個(gè)方面：第一個(gè)方面是由于城市的土地調(diào)整而導(dǎo)致原來的建筑進(jìn)行拆遷;另外一個(gè)因素則是由于城市的道路或公路工程建設(shè)而帶來的建筑拆遷。

5、生成各類統(tǒng)計(jì)專圖。由于GIS技術(shù)能夠?qū)⒖臻g屬性和非空間屬性較好地結(jié)合到一起，這樣在進(jìn)行城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中，能夠幫助相關(guān)人員快速完成各類空間屬性或非空間屬性的統(tǒng)計(jì)分析工作，這樣對于各種不同的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，能夠快速地形成相應(yīng)的折線圖、直方圖或扇形圖等各種類型的統(tǒng)計(jì)專題圖。

四、結(jié)束語

綜上所述，在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中，合理地使用GIS技術(shù)意義重大。如今GIS先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)當(dāng)中，城市規(guī)劃的方案也逐漸轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)的制圖方式。GIS技術(shù)具有獨(dú)特的風(fēng)格，將其充分應(yīng)用到城市規(guī)劃當(dāng)中非常重要，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

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（作者單位：河南省城鄉(xiāng)建筑設(shè)計(jì)院有限公司1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司2）