劉雅志

（合浦縣城市規(guī)劃技術(shù)服務(wù)中心 廣西合浦縣 536100）

城市規(guī)劃指的是對某個(gè)時(shí)期的城市發(fā)展進(jìn)行綜合部署，并給出具體的安排和管理。地理信息系統(tǒng)憑借其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，逐漸在城市規(guī)劃制圖領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，取代了傳統(tǒng)以人工為主的規(guī)劃制圖模式，不僅提高了規(guī)劃制圖的工作效率，還從根本上保證了規(guī)劃制圖成果的科學(xué)性與合理性。

1 數(shù)據(jù)獲取和輸入

GIS可應(yīng)用多種數(shù)據(jù)源，包括野外測量成果、借助GPS等其它技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)成果、攝影和遙感圖形成果、現(xiàn)有資料。雖然地理數(shù)據(jù)信息越來越多樣化，但總體上仍然可以分成以下兩類：第一類為地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括地形和地物所在位置；第二類包括屬性、描述、表格等數(shù)據(jù)[1]。

城市空間數(shù)據(jù)主要有以下兩種獲取方式：第一種為在地形勘測過程中通過數(shù)字測圖來獲取，以坐標(biāo)為依據(jù)，對數(shù)字地形圖進(jìn)行直接繪制；第二種為根據(jù)現(xiàn)有資料，在內(nèi)業(yè)進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的廣泛采集。

在建成圖形庫以后，針對包含屬性數(shù)據(jù)的不同元素，需在定義其屬性結(jié)構(gòu)以后，確定屬性和圖形元素之間的關(guān)聯(lián)，然后對錄入相應(yīng)的屬性元素。

2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和編輯

在城市規(guī)劃中，不僅數(shù)據(jù)量巨大，而且數(shù)據(jù)形式多種多樣，大體上可分成三種，即空間、屬性與符號數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理是構(gòu)建數(shù)據(jù)庫主要步驟之一，與空間與屬性兩類數(shù)據(jù)的組織有直接關(guān)系。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)庫管理和地理元素具體位置、所保持的空間關(guān)系和怎樣對數(shù)據(jù)進(jìn)行組織都有一定關(guān)系，目的是使數(shù)據(jù)能使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，便于用戶理解。在數(shù)據(jù)庫組織中使用的計(jì)算機(jī)程序被稱作DBMS，系統(tǒng)種類主要取決于數(shù)據(jù)模型[2]。

數(shù)據(jù)編輯指的是對空間與屬性兩類數(shù)據(jù)實(shí)施組織和修改。對于不同數(shù)據(jù)，需進(jìn)行不同的編輯。以空間數(shù)據(jù)為例，對它進(jìn)行編輯是引入GIS的一大特色，利用各類軟件工具，對采集到的所以空間數(shù)據(jù)實(shí)施處理與二次加工，然后通過不同的渠道，借助不同的方法，在開展數(shù)據(jù)庫構(gòu)建與各類應(yīng)用分析之前，根據(jù)系統(tǒng)提出的設(shè)計(jì)要求來組織數(shù)據(jù)，最后予以相應(yīng)的修改。

3 數(shù)據(jù)查詢和分析

GIS有著強(qiáng)大的查詢及分析能力，基于現(xiàn)狀分析成果對未來發(fā)展進(jìn)行預(yù)測，同時(shí)將其作為規(guī)劃與建設(shè)的重要依據(jù)。通過空間分析，能大幅提高規(guī)劃過程中處理不同基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，并實(shí)現(xiàn)對未來發(fā)展?fàn)顩r的預(yù)測和模擬，確保規(guī)劃可以在例行分析前提下給出正確判斷及決策。在城市規(guī)劃中進(jìn)行空間分析，能直觀顯示出城市空間之間保持的相互關(guān)系[3]。

（1）對于空間數(shù)據(jù)的管理，其主要內(nèi)容有：首先建立一個(gè)基礎(chǔ)文件，同時(shí)根據(jù)要求更新，按照用戶的需要，進(jìn)行顯示、接邊及統(tǒng)計(jì)綜合，最后把具體的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為格網(wǎng)，當(dāng)然也可以把格網(wǎng)轉(zhuǎn)換為具體的坐標(biāo)。

（2）拓?fù)潢P(guān)系和制圖綜合：對于空間這一概念，可使用幾何與拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行度量。針對基本空間單元，和它有一定關(guān)聯(lián)的特征包括：點(diǎn)、線、面、體積。一個(gè)空間實(shí)體，可以理解成是由多個(gè)空間單位通過組合而成的，而且這種組合，既可以是完全相同的類型，也可以是完全不同的類型。

（3）對規(guī)劃專題要素進(jìn)行符號化處理，主要是指對空間對象對應(yīng)的屬性資料利用相應(yīng)的符號來表達(dá)，以此實(shí)現(xiàn)可視化。屬性資料主要有下列兩種類型：①定性描述資料，采用字符的形式來表示，常見的有名稱、類別與功能；②定量資料，采用數(shù)值的形式來表示，常見的有面積、產(chǎn)值與人口數(shù)量。引入GIS以后，對于定性資料，一般借助面狀充填法、質(zhì)底法及范圍法來符號化處理；而對于定量資料，一般借助點(diǎn)值法與分級統(tǒng)計(jì)圖法來符號化處理。在具體的符號化處理過程中，先選定圖層與和它直接相關(guān)的屬性表，然后在屬性表當(dāng)中選出具體項(xiàng)目，最后確定表達(dá)方式[4]。

（4）緩沖區(qū)的生產(chǎn)和分析主要是以數(shù)據(jù)庫當(dāng)中實(shí)體為依據(jù)進(jìn)行緩沖區(qū)多邊形自動(dòng)構(gòu)建。這是GIS中基本的功能之一，能確定一個(gè)具體的地物擁有多少輻射范圍。對這一個(gè)多邊形進(jìn)行重疊與消除指的是將相同地區(qū)比例尺對應(yīng)的多種多邊形實(shí)施重疊，以此產(chǎn)生若干全新多邊形，最常見的疊加結(jié)果就是地質(zhì)地形圖?？梢?，重疊與分離是兩項(xiàng)必須經(jīng)常進(jìn)行的操作，需要相關(guān)人員熟練掌握。

（5）引入GIS后，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制圖。數(shù)據(jù)庫當(dāng)中存儲(chǔ)了大量數(shù)據(jù)，包括地形數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)與交通數(shù)據(jù)。利用GIS能對這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新與增刪。系統(tǒng)的制圖功能模塊在完成圖形編輯后，能以用戶具體需要為依據(jù)整飾數(shù)字地圖，然后根據(jù)要求的顏色、符號及注記實(shí)現(xiàn)圖形顯示，也可使用繪圖儀直接輸出。采用GIS除了能輸出包含所有要素的地圖，還能結(jié)合用戶要求對不同類型的專題圖進(jìn)行分層輸出。對于可視化表現(xiàn)，主要是指將現(xiàn)有空間數(shù)據(jù)，借助可視化模型轉(zhuǎn)換為能被人感知到的圖形或圖像。存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)當(dāng)中的數(shù)據(jù)屬于無形的事物，但在人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活過程中，早就習(xí)慣了使用不同方式對不同要素在空間上的分布及相互關(guān)系進(jìn)行表達(dá)?；诖?，在可視化表現(xiàn)過程中，圖件為最常見表現(xiàn)形式。

4 規(guī)劃模擬和虛擬現(xiàn)實(shí)

規(guī)劃模擬主要采用可視化方法對規(guī)劃方案進(jìn)行模擬，在模擬中輔以擴(kuò)展分析及指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，于模擬結(jié)果當(dāng)中確定方案正式實(shí)施后城市具體狀況及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。對于虛擬現(xiàn)實(shí)，它是能實(shí)現(xiàn)虛擬世界創(chuàng)建及體驗(yàn)的先進(jìn)技術(shù)，它是多種技術(shù)相結(jié)合后的產(chǎn)物，包括計(jì)算機(jī)、傳感和測量、仿真、微電子等[5]。

虛擬現(xiàn)實(shí)主要具有下列特點(diǎn)：支持人們的實(shí)時(shí)參與和交互。作為用戶界面工具，除了能對數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，還能還能和數(shù)據(jù)之間進(jìn)行交互，盡管有很大的研究難度，但現(xiàn)在已經(jīng)有了以微機(jī)為基礎(chǔ)的實(shí)用系統(tǒng)。在實(shí)際的城市規(guī)劃中，虛擬四維空間為重要內(nèi)容之一，它能徹底取代采用實(shí)體模型時(shí)無法達(dá)到的效果，使最終的設(shè)計(jì)成果更為直觀與形象。從政府部門的管理人員角度講，可將城市仿真這一技術(shù)作為使公民真正積極參與到城市未來和直觀展現(xiàn)城市未來的有效手段，以城市立交為例，其仿真模擬效果如圖1所示，這樣能帶來的效率是十分顯著的，而且真正做到身臨其境還能使城市規(guī)劃得到前所未有的創(chuàng)新[6]。

圖1 城市立交仿真模擬

虛擬現(xiàn)實(shí)和傳統(tǒng)的CAD與計(jì)算機(jī)動(dòng)畫是存在明顯區(qū)別的，對于動(dòng)畫，它的每一幅畫面都是在之前就定義和計(jì)算完的，操作人員僅可以對結(jié)果進(jìn)行觀看，但虛擬現(xiàn)實(shí)卻能使操作人員實(shí)時(shí)調(diào)整視角、位置及路線，對虛擬城市環(huán)境予以觀察，幫助人們置身在虛擬的環(huán)境當(dāng)中，同時(shí)和虛擬的環(huán)境進(jìn)行交互。當(dāng)前的數(shù)字城市就應(yīng)用了這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，在規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，能使人們置身于虛擬三維環(huán)境當(dāng)中，然后通過動(dòng)態(tài)交互，對城區(qū)做全方位多角度審視，同時(shí)還能對其它信息進(jìn)行集成。以上是傳統(tǒng)規(guī)劃方式無法實(shí)現(xiàn)的，對保證規(guī)劃結(jié)果的科學(xué)性有十分重要的作用與意義。

5 結(jié)束語

近幾年，GIS的發(fā)展速度日益加快，其應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)展。從規(guī)劃專業(yè)人員角度講，從GIS基本功能層面出發(fā)，對這些功能于城市規(guī)劃與制圖過程中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析探討，而且還介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)的優(yōu)越性。相信通過不斷的更新與改進(jìn)，GIS將在城市規(guī)劃工作中得到廣泛應(yīng)用，使兩者融合成為一體，進(jìn)而對規(guī)劃數(shù)據(jù)做深入的綜合分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘，為GIS更加深入與廣泛的應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。