楊能榜

摘? ?要：我國(guó)的城市建設(shè)近些年來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，很多城市在過(guò)去缺乏科學(xué)的規(guī)劃，城市建設(shè)在諸多方面都不匹配。諸如一些企業(yè)從城市外遷到離城市更遠(yuǎn)的地方，傳統(tǒng)的城市規(guī)劃是很難改變這些現(xiàn)象的，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員在規(guī)劃中必然會(huì)或多或少地出現(xiàn)瑕疵。GIS恰恰可以彌補(bǔ)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員的不足，利用GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集、整理和分析功能來(lái)進(jìn)行城市規(guī)劃設(shè)計(jì)，為城市規(guī)劃服務(wù)。希望文章能夠?yàn)槲覈?guó)的GIS空間分析功能在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用相關(guān)研究提供一些有意義的參考作用。

關(guān)鍵詞：地學(xué)信息系統(tǒng)空間分析;城市規(guī)劃設(shè)計(jì);應(yīng)用

1? ? GIS的概念

地學(xué)信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是一種特定的、十分重要的空間信息系統(tǒng)。其是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。

2? ? GIS的特點(diǎn)

GIS技術(shù)主要由數(shù)據(jù)獲取與管理、數(shù)據(jù)傳播和數(shù)據(jù)分析處理幾部分組成，具體表現(xiàn)在：通過(guò)遙感和航天拍攝，收集圖片信息，并利用軟件等技術(shù)手段對(duì)照片進(jìn)行處理，獲取大量準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);利用現(xiàn)代通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳播信息數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)分析功能主要有空間查詢、數(shù)據(jù)分類、模型數(shù)據(jù)分析等。GIS是一項(xiàng)目前相對(duì)較成熟和完善的技術(shù)，可以有效地對(duì)地理空間的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，這是進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析的基礎(chǔ)，也是結(jié)果輸出的基礎(chǔ)[1]。GIS的另一個(gè)技術(shù)特點(diǎn)是有較強(qiáng)的分析能力和預(yù)測(cè)能力，可以有效地實(shí)現(xiàn)各因素的綜合考量和分析，還可以對(duì)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和反饋，這種反饋能力可以有效強(qiáng)化GIS進(jìn)行完善。在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，GIS只是一個(gè)繪圖軟件、圖像處理軟件，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，GIS的諸多功能開(kāi)始實(shí)現(xiàn)并不斷完善。并且在規(guī)劃設(shè)計(jì)院的要求下，GIS也在不斷地改進(jìn)和完善，以能更好地適應(yīng)當(dāng)前城市規(guī)劃的需要，為整個(gè)城市的規(guī)劃服務(wù)[2]。

3? ? GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用

3.1? GIS在模擬預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

城市規(guī)劃涉及城市的整體發(fā)展戰(zhàn)略，包括城市方方面面的發(fā)展、發(fā)展趨勢(shì)、建設(shè)規(guī)劃和預(yù)測(cè)。GIS可以利用其技術(shù)通過(guò)前期的數(shù)據(jù)采集，利用回歸方程進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，然后利用GIS的空間疊置分析功能、緩沖區(qū)分析、拓?fù)浞治龅葘⑺械囊仡A(yù)測(cè)狀況進(jìn)行綜合分析，從而得出相對(duì)合理的預(yù)測(cè)結(jié)果，GIS是否能夠?qū)Τ鞘幸?guī)劃進(jìn)行有效模擬預(yù)測(cè)在于回歸分析的模型是否準(zhǔn)確，與GIS的結(jié)合是否匹配[3]。隨著GIS的不斷完善，其各模塊也在不斷完善中，在城市規(guī)劃中的模擬預(yù)測(cè)也越來(lái)越重要。

3.2? GIS在地下空間規(guī)劃中的應(yīng)用

GIS在地下空間規(guī)劃中的作用巨大，其擁有大量的地下空間的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)GIS地下空間數(shù)據(jù)的整理和分析，并找到與其相關(guān)的地上建筑物的一系列相關(guān)數(shù)據(jù)，分析地下空間和地上建筑物的關(guān)系，進(jìn)而進(jìn)行綜合的分析和判斷。地下空間的規(guī)劃和施工是一項(xiàng)難度較大的事情，通過(guò)GIS可以大大降低地下空間的規(guī)劃和施工難度，GIS利用其有效的大量數(shù)據(jù)，利用當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)地下空間進(jìn)行彩色圖像的構(gòu)建?？梢杂行У貙?shí)現(xiàn)整個(gè)地下空間的位置和空間定位，進(jìn)而形成完整的地下空間規(guī)劃資料和技術(shù)歸納。GIS還可以通過(guò)其文字記錄、圖片記錄、影像記錄等功能對(duì)當(dāng)前的地下空間進(jìn)行完整的、更有效的記錄，進(jìn)而為地下空間的規(guī)劃進(jìn)行服務(wù)。

3.3? GIS在交通規(guī)劃中的應(yīng)用

GIS在交通規(guī)劃中也可以發(fā)揮重要的作用，但必須建立在和交通管理系統(tǒng)進(jìn)行匹配的基礎(chǔ)上。要想實(shí)現(xiàn)GIS和交通管理系統(tǒng)的有效匹配，首先必須要構(gòu)建完整的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，諸如道路的寬度、限制速度、機(jī)動(dòng)車(chē)輛數(shù)量、人流數(shù)量等。其次，通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整合和分析，最終可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通狀況的全面監(jiān)控，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)當(dāng)前交通系統(tǒng)存在的問(wèn)題，GIS恰恰可以有效解決當(dāng)前交通系統(tǒng)存在的瑕疵[4]。GIS還有一個(gè)重要的功能就是可以預(yù)測(cè)交通規(guī)劃中存在的瑕疵和需要改進(jìn)的地方，進(jìn)而進(jìn)行提前預(yù)判和干預(yù)，為交通系統(tǒng)的不斷完善進(jìn)行服務(wù)。

3.4? GIS在城市景觀規(guī)劃中的應(yīng)用

GIS在城市景觀規(guī)劃中的應(yīng)用同樣是較普遍的，其可以根據(jù)城市的某區(qū)域的小區(qū)數(shù)量、人口數(shù)量、周?chē)G化情況、經(jīng)濟(jì)商業(yè)配備情況、教育資源情況等等進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)的搜集、整理和分析，最終形成一個(gè)完整、直觀、全面的圖層。有了這個(gè)基層圖層，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)客戶的要求增加或者縮減當(dāng)前的圖層，以符合當(dāng)前客戶對(duì)景觀規(guī)劃的具體需求[5]。GIS還可以對(duì)已經(jīng)做好的景觀規(guī)劃隨時(shí)作出調(diào)整，并可以做出若干的設(shè)計(jì)方案，以供相關(guān)專家和客戶的選擇，以做出最適合、最匹配的需求方案。

3.5? GIS在城市防洪規(guī)劃中的應(yīng)用

GIS在防洪規(guī)劃中的應(yīng)用主要是指有較大河流或者湖泊在城市中的城市規(guī)劃。我國(guó)是一個(gè)幅員遼闊的國(guó)家，長(zhǎng)江和黃河是我國(guó)兩大河流，其支流都流經(jīng)我國(guó)很多城市，尤其是一些城市的河流水量較大。在這樣的背景下，研究城市的防洪規(guī)劃就顯得意義重大了。在過(guò)去很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)涉河城市的規(guī)劃往往對(duì)河流的考慮不夠，甚至都沒(méi)有考慮河流對(duì)城市的影響，導(dǎo)致我國(guó)很多城市的防洪規(guī)劃十分糟糕。通過(guò)GIS的利用，在對(duì)城市的防洪規(guī)劃設(shè)計(jì)中，可以建立有效的模擬模型，通過(guò)河流歷年的流水量分析最大流水量的年份和月份，并找出其中的相關(guān)規(guī)律[6]。采集和整理數(shù)據(jù)后，才能有效地做出防洪設(shè)計(jì)，例如堤壩的高度，附件橋梁的涉水深度，城市下水道的排水能力等。

4? ? GIS在城市規(guī)劃中的作用

4.1? 更科學(xué)的用地規(guī)劃

土地是一個(gè)城市最為重要的資源，一塊土地到底是工業(yè)用地還是商業(yè)用地抑或是住宅用地，對(duì)周邊有著截然不同的影響。隨著GIS技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的整理和分析，可以更好地對(duì)土地進(jìn)行規(guī)劃，減少不必要的資源浪費(fèi)。

4.2? 加強(qiáng)城市規(guī)劃分析的準(zhǔn)確度

城市規(guī)劃最為重要的一個(gè)任務(wù)就是大數(shù)據(jù)調(diào)查，并要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析。主要是對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)、自然條件、已有建筑、工程設(shè)施、環(huán)境等多方面進(jìn)行分析，而通過(guò)應(yīng)用GIS軟件技術(shù)的空間查詢功能、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能、制圖功能可有效地對(duì)城市多領(lǐng)域的空間信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分類、比例計(jì)算，使其形成圖表繪制出科學(xué)合理的專題圖。只有在精確的城市規(guī)劃分析基礎(chǔ)之上，才能有效地對(duì)城市規(guī)劃形成方案，才能更好地為城市規(guī)劃進(jìn)行服務(wù)，為整個(gè)城市的發(fā)展進(jìn)行服務(wù)。

4.3? 輔助城市規(guī)劃分析和設(shè)計(jì)

輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)主要是對(duì)城市道路網(wǎng)的生成、市政工程管線設(shè)計(jì)與地塊劃分進(jìn)行完善。如對(duì)于道路網(wǎng)的生成工作，其主要是通過(guò)把地形圖與用地功能區(qū)劃圖疊加顯示后，能夠在新專題層確定城市道路的中心線，進(jìn)而構(gòu)成路網(wǎng)數(shù)據(jù)層，然后再合理運(yùn)用緩沖器功能依照紅線寬度形成自動(dòng)道路紅線，有利于自動(dòng)計(jì)算與統(tǒng)計(jì)道路的長(zhǎng)、寬、面積等[7]。

4.4? 提高城市規(guī)劃方案的評(píng)選能力和效果

在傳統(tǒng)的城市規(guī)劃方案評(píng)選中，人的因素對(duì)規(guī)劃方案的評(píng)選有著重要的影響，主觀性比較強(qiáng)。通過(guò)GIS的參與，可以大大提高規(guī)劃方案必選的客觀性，通過(guò)GIS的一系列數(shù)據(jù)的分析和判斷，就能夠分析場(chǎng)地的相關(guān)情況并幫助規(guī)劃設(shè)計(jì)方案評(píng)選人員進(jìn)行判斷和選擇，大大提高了城市規(guī)劃方案的評(píng)選效果。利用GIS系統(tǒng)為城市規(guī)劃方案評(píng)選已經(jīng)成為當(dāng)前眾多規(guī)劃設(shè)計(jì)部門(mén)的選擇，并且取得了良好的效果。

5? ? 結(jié)語(yǔ)

總而言之，GIS是更科學(xué)、更合理的城市規(guī)劃手段，相較過(guò)去傳統(tǒng)的城市規(guī)劃手段，GIS是利用當(dāng)前最科學(xué)和合理的大數(shù)據(jù)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、整理和分析的。一方面，GIS可以大大提高城市規(guī)劃的效率，減輕了相關(guān)工作人員的工作負(fù)擔(dān)。另一方面，GIS可以大大優(yōu)化城市規(guī)劃的效果，使得城市規(guī)劃更合理、更完善。對(duì)于城市規(guī)劃從業(yè)人員來(lái)說(shuō)，必須對(duì)GIS有一個(gè)科學(xué)、合理和全面的認(rèn)識(shí)，只有從思想認(rèn)識(shí)上高度的重視，才可能在實(shí)際行動(dòng)上對(duì)GIS更好地學(xué)習(xí)，才能更好地掌握，進(jìn)而為城市規(guī)劃進(jìn)行有效的服務(wù)，建設(shè)一個(gè)美麗、和諧、科學(xué)規(guī)劃的城市。

[參考文獻(xiàn)]

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[6]魯斐棟，譚少華.城市住區(qū)適宜步行的物質(zhì)空間形態(tài)要素研究—基于重慶市南岸區(qū)16個(gè)住區(qū)的實(shí)證題.[J]房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2014（29）：37.

[7]孫育梅，孔金霞.BIM+GIS組合在城市建筑規(guī)劃的應(yīng)用研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（17）：45.

Application of GIS spatial analysis in urban planning and design

Yang Nengbang

（Shijiazhuang Tiedao University， Shijiazhuang 050043， China）

Abstract：Chinas urban construction has been developed by leaps and bounds in recent years， many cities in the past lack of scientific planning， urban construction in many aspects do not match. For example， we can often see some businesses moving from outside the city to farther away from the city. Traditional urban planning is very difficult to change these phenomena， the relevant designers in the planning will inevitably appear more or less defects. GIS can make up for the shortcomings of planning designers， using GISs powerful data collection， sorting and analysis functions to carry out urban planning design， for urban planning services. In the hope that this paper can provide some meaningful reference role for the application of GIS spatial analysis function in urban planning and design.

Key words：geographic information system spatial analysis; urban planning and design; application