城市規劃地理底圖編制及應用探索研究

程思聰，黃思思，陳雨婷

(1.武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430022； 2.武漢市土地利用和城市空間規劃研究中心，湖北 武漢 430010)

1 引 言

城市規劃是統籌城市發展的科學，隨著我國城市化進程加速，城市規劃必須構建科學、理性、定性定量相結合的規劃決策模式，才能使城市規劃更好地起到引領城市健康、持續發展的作用[1]。在各種類型的城市規劃中，規劃底圖為其提供精準的定位，輔助規劃人員進行分析決策，其應用滲透到城市規劃的各個方面。從小范圍的詳細規劃到大范圍的區域規劃，從綜合性的總體規劃到專業性的專項規劃，從項目選址到可持續發展戰略制定，都離不開規劃底圖，規劃底圖已經成為城市規劃編制科學實施不可或缺的工具手段。

2 規劃底圖編制在城市規劃中的必要性

(1)輔助科學規劃

各種城市規劃編制都是建立在對規劃區自然地理環境、社會人文、經濟發展狀況等諸多要素全面了解的基礎上，相關數據的獲取和有效管理是科學規劃編制和決策的前提和基礎[2]。規劃底圖作為城市規劃編制的底層基礎，城市規劃人員可以借助其進行詳細分析，充分利用城市地理地形資源，確保各規劃構成單位能協調，避免可能形成的各類隱患和自相矛盾問題[3]。

(2)支持公眾參與

隨著城市公共服務屬性加強，城市規劃編制也從原來靜態的、控制性的、純技術的規劃逐步轉向動態的、服務性的、關注人文的規劃[4]，規劃思路和內容更貼合公眾。規劃底圖通過選取合適的內容要素，采用通俗易懂的形象化的符號表達，使公眾直觀清晰地獲取規劃相關信息，包括地理定位、周邊環境、功能區域性質等，可以保障公眾參與程度。

(3)方便規劃分析

規劃底圖擺脫過去規劃編制所用地理底圖單純圖形化的存儲和管理形式，利用地理信息系統(GIS)的空間數據管理功能，以數據庫的形式管理和存儲規劃底圖，可利用GIS強大的地理信息空間分析、空間建模與空間決策支持功能，為規劃方案的編制、評價和實施提供數學分析模型和技術方法，方便規劃數據科學化管理和決策分析。

3 規劃底圖編制研究與實踐

3.1 現狀分析

以武漢市為例，過去規劃底圖的制作方法通常是根據不同規劃需求，選取不同比例尺和不同范圍的基礎地形圖重新編繪，在這個過程中主要存在以下四個問題：

(1)出圖速度慢

由于基本比例尺地形圖要素復雜、表示方法單一、涉及諸多保密信息，為了便于規劃使用必須對其進行大量綜合處理工作，不便于快速出圖。

(2)資源共享率低

由于缺乏統一規范的底圖，不同部門在規劃編制前都會根據自身需求重新編繪規劃底圖，存在重復建設的問題，資源共享率低。

(3)標準不統一

由于管理及認定規范不同，信息要素在不同規劃類型間存在多重標準，影響了規劃制定的決策判斷。

(4)統計分析難

由于過去地形圖形式的規劃底圖通常為DWG或其他格式的圖形數據，不便于統計分析。

為此，我們開展武漢市規劃底圖的編制研究，通過分析需求、探索技術路線并實施編制，從而形成一套要素內容及形式統一、相關權屬界線清晰的規劃底圖。

3.2 研究思路及技術流程

本研究同時結合測繪地理信息的特點與城市規劃需要，力求做到種類全面、內容明晰、針對性強。因此，首先要制定一套科學合理、權威規范的規劃底圖內容標準，再以此標準為指導，開展實施規劃底圖編制工作。技術流程圖如圖1所示：

圖1 技術流程圖

3.3 資料收集

為了制定出科學合理的內容標準，需要大量收集相關數據資料，主要包括基礎底圖資料和規劃專題資料。其中，基礎底圖資料包括基礎地形圖數據、航攝影像數據等，可作為數據基礎和更新依據。規劃專題資料主要包括湖泊保護“三線一路”規劃、山體保護規劃、規劃路網等。收集這兩種類型的資料，將現狀數據與規劃數據進行分析對比、疊加整合。

3.4 內容標準制定

規劃底圖內容標準制定是在地形圖要素內容的基礎上，選取與規劃編制相關的要素，并增加其他規劃專題要素，同時設計合適的符號樣式。為了使內容標準滿足實用要求，通過樣圖試制的方式對內容標準進行制定與審核。

(1)樣圖試制

在樣圖區域的選擇上，充分考慮全面性和代表性，盡量選擇內容要素全面的區域。在實驗中選擇武漢黃陂前川地區作為試點區域，通過地形圖要素清理、專題要素編輯與符號化進行樣圖編制。其中對地形圖要素的清理主要包括涉密要素處理與規劃無關要素的刪除，刪除《公開地圖內容表示若干規定》等標準中規定的不得表示的內容，主要包括軍事禁區，大型水利設施、電力設施、通信設施等涉及國家經濟命脈，對人民生產、生活有重大影響的民用設施，監獄、勞動教養所等與公共安全相關的單位。規劃無關要素主要是指地形圖中的電站、水閘及電線桿等獨立地物。樣圖試制效果如圖2所示：

圖2 樣圖試制

(2)內容設計

結合武漢市地形地貌特點，參考《城市用地分類與規劃建設用地標準》[5]、香港法定圖則土地用途表[6]等對用地的分類，分析整理大量細碎的測繪信息，對地形圖中要素內容進行分析取舍和歸并，去除零散的植被、內部道路、水塘及電線桿等獨立地物，保留房屋、道路、水系、山體等主要信息；結合城市規劃需求，新增規劃相關要素，并根據現狀地形圖繪制相關要素的范圍線。規劃底圖內容要素包括建筑、水體、山體、植被、鐵路、城市道路、公路、軌道交通、橋隧、地名共10個大類。具體內容如表1所示：

規劃底圖內容要素 表1

(3)符號設計

從規劃人員和公眾的角度對要素符號樣式及色彩進行設計，使底圖圖面效果清晰美觀，既能保證圖面的可讀性，起到輔助規劃設計的作用，又能保證圖面的視覺效果，避免過于突出，起到規劃底圖的背景作用。符號設計示例如表2所示：

規劃底圖符號設計示例 表2

3.5 規劃底圖制作

以最新的基礎地形圖庫數據為基礎，首先通過FME轉換工具轉換為shp數據。根據統一規劃底圖內容標準，以ArcGIS為主要技術平臺進行統一規劃底圖的編制。實施步驟包括數據預處理、要素編輯及檢查修改，最終形成以路網、山體、水系、綠地、房屋居民地、大型市政設施及地名為主要表示要素的規劃底圖。

(1)數據預處理

主要包括底圖數據更新、要素提取整合與涉密要素處理三塊工作內容。

①底圖數據更新。

城市發展日新月異，為了保證底圖數據的現勢性，依據2017年武漢市航空影像數據對基礎底圖數據進行重點更新。刪除已經被填埋的水體坑塘，補充新建的主要道路、橋隧、軌道交通及小區等。

②要素提取與整合。

根據統一規劃底圖內容標準提取基礎地形圖數據庫中的相關要素，同時分析整理規劃資料，提取湖泊藍線、綠線、山體保護范圍線等規劃要素。

③涉密要素處理。

根據保密單位信息的特點在地形圖資料中對含有以下關鍵字的文字進行提取：禁、部隊、軍、油、庫、靶、監、獄、戒、毒、看守、干休、糧、總后、機場、教養、變、營、戰、儲、武、兵、炮、拘、核、安、犯、警、炸、雷(達)、氣象、國防、休養、電、旅、救助、安康、編組、彈、爆等關鍵字詞組。

除了刪除以上涉密相關注記，還包括各類控制點、高程點等不適宜作為公開地圖表示的要素。

(2)要素編輯

主要包括分要素編輯與要素全面整合兩塊工作內容。首先根據內容標準的每類要素要求進行編輯，再將所有要素進行整合。具體如表3所示。

要素編輯內容 表3

續表3

(3)檢查修改

以規劃底圖內容標準為主要依據，對全要素底圖框架進行全面遍歷式檢查，檢查主要包括以下內容：

①涉密要素。檢查圖內是否有不符合《公開地圖內容表示若干規定》等有關規定明確表示公開地圖不得表示的涉密信息。

②要素關系合理性。檢查要素間關系是否合理，如道路壓蓋房屋或房屋壓蓋水體等不合理情況。

③圖面完整性。檢查是否有因為要素提取不完整造成的斷線、圖形缺失、圖面表達錯誤等，如道路邊線、水體的缺失。

④圖面美觀性。檢查要素的符號化表達是否清晰美觀，如道路構面時精度較低出現鋸齒，道路名稱偏離道路中心線。

統一規劃底圖管理界面如圖3所示：

圖3 規劃底圖管理界面

4 結 語

本文研究了規劃底圖編制方法，結合地形圖基礎與規劃需求進行了底圖內容、符號樣式的研究設計，并以武漢市為例實施了底圖制作。作為測繪與規劃工作結合的探索，底圖制作過程中對規劃需求與基礎地理數據現狀之間如何協調進行了仔細分析，并在此基礎上對地形圖數據進行選取綜合與編輯處理。這需要同時具備測繪與規劃的相關背景知識，且整個過程是人工操作，一定程度上影響了制圖效率，這也是后期完善維護規劃底圖時需要考慮的方向。

本研究探索了規劃底圖公開服務的新模式、升級了傳統地形圖的表現方式。不同于過去單一的背景底圖功能，通過對要素內容、表現形式等方面的拓展，公眾能借助規劃底圖更直觀、更深入地參與到各類城市規劃中，使公眾參與規劃的舉措得到更有力的實施。同時，打破傳統地形圖圖形化的單一存儲模式，以GIS軟件為編制平臺，使規劃底圖數據同時具備空間特征與屬性特征，更有利于輔助城市規劃的分析決策。