基于GIS 地理信息系統的智能城市規劃設計解析

王潘峰

（中城航遙（北京）信息工程有限公司煙臺分公司，山東 煙臺 264000）

0 引言

隨著我國城市化前進步伐的不斷加快，我們在城市建設中面臨的問題、涉及的內容也越來越復雜。但隨著GIS 技術在我國各個城市的建筑規劃中被大量應用，這一技術改善了城市建設混亂無目的的現狀。同時其應用使我國城市化進程得到加快，該技術作為一套完整的系統可以對城市地理模型進行分析，使工作人員可以得到更好的城市地理數據，使資源和設備可以進行合理的分配。本文主要探究GIS 技術在國內外城市規劃中的應用，希望本文可以為GIS 技術在以后的實際應用中起到較好的推動作用。

1 GIS 地理信息系統的概念

GIS 地理信息系統屬于測繪技術的范疇，是指利用計算機及網絡技術，對一定空間內的地理信息進行收集、存儲、分析的技術系統。該技術能夠在傳統地圖的基礎上增加數據統計分析以及查詢功能，在城市規劃設計中應用GIS 地理信息系統，不僅能夠實現城市的智能化管理，而且能夠使城市規劃設計更加科學。

2 GIS 地理信息系統的特點

2.1 三維出圖性

在城市規劃設計中，通常采用CAD 輔助制圖技術。該技術操作簡單，出圖形式為二維平面圖形，3D 建模功能并不完善[1]。相比CAD 制圖技術，GIS 技術能夠將城市規劃設計思維轉變為三維立體模型，城市規劃設計人員可將創新性設計思維轉化為三維模型，并通過GIS 的分析功能，提高城市規劃設計的適宜性及有效性。

2.2 較強的數據處理能力

GIS 地理信息系統能夠收集海量信息，并通過特定的算法對此類信息進行分析及處理。城市規劃設計中需要合理利用城市的土地資源，因此需要以城市土地數據為基礎，合理劃分城市土地的功能。應用GIS 地理信息系統，能夠實現城市土地數據的全面收集。同時，GIS 技術不僅能夠分析平面信息，還能夠分析空間信息，具有極強的數據更新能力，不僅能夠幫助設計人員調整城市規劃設計方案，還能夠實現城市土地資源的整體規劃。

2.3 虛擬現實性

GIS 技術本身具有三維出圖性的特點，能夠從多層面、全方位展示城市規劃設計方案，將GIS 技術與虛擬現實技術（即VR技術）聯用能夠整合計算機技術、人工智能及人體交互技術，將虛擬城市與現實城市結合起來，以計算機技術為基礎，以仿真、電子等現代科學技術為支撐，通過模擬城市現實的環境及城市中的人、物，使用戶能夠通過計算機系統獲得人機交融的體驗[3]。如在城市建筑規劃設計中，基于測繪、研究數據，利用計算機技術，將這些數據轉化為場景，使用戶感受城市建筑的布局。

3 信息時代對城市規劃設計的重要性

3.1 增強城市規劃設計的規范性

通過信息化平臺的構建，為城市規劃設計提供更多資料和依據，科學評判城市規劃設計的合理性，提高城市規劃設計水平。另外，借助信息化平臺，可對城市現狀加以細致分析，并對未來發展方向有進一步的了解，這為城市規劃設計目標的確定提供一定的助力，加強城市規劃設計的可行性。信息化平臺的落實對城市信息數據實施匯總和分區管理，并構建完善的數據庫系統，讓設計人員可隨時隨地調取所需資料，展開分析工作，為城市規劃方案的編制提供幫助，為城鄉建設目標的實現奠定基礎。由此可知，信息時代下的城市規劃設計，規范性得到有效提升，規劃設計內容更加清晰、完善，為日后建設和發展帶來積極的作用。

3.2 完善規劃體制，避免盲目擴張

目前一些城市在規劃建設中將重點放在利益增長上，存在盲目擴張的情況，這導致城鄉發展差距逐漸拉大，居民生活存在較大矛盾，難以滿足城市規劃目標要求。為此，有必要建立完善的規劃體制，對城市規劃設計給予合理的約束和控制，根據城市實況有針對性地開展規劃作業，做到空間、資源的合理利用，從而減少浪費的問題產生，推動城市的全面發展。

3.3 促進社會經濟的增長

在城市規劃設計中經常會出現一些環境問題，如水環境污染、水資源浪費等，相關部門雖然也對這些問題提出有效的整改意見和措施，但由于部門職能的差異，在整改和管理上存在差異性，整體處理效果不佳。而在信息時代下，借助信息技術的應用可實現各部門的協調和統一管理，在問題處理上快速完成資料和意見的傳輸，加強整改方案的可行性，高效解決存在的各種問題，促進城市建設規劃的綜合性發展以及社會經濟的全面進步。

4 GIS 技術在城市規劃設計中的應用

4.1 城市總體規劃設計

從城市規劃設計的角度來看，在城市規劃過程中積極使用地理信息分析技術以促進選址任務和設計工作是有利的。在這個過程中，不斷加強管理控制和輔助決策作用的有效發揮，在有效利用發展基礎的過程中，有必要系統分析土地利用性質的變化與自身財產之間的關系。同時也可以通過數據監督，在實際執行城市規劃和建設項目的過程中，通過代表各個地區的土壤特性和規劃需求，加深對地籍權屬關系變化和環境變化的理解。

4.2 自然條件分析

運用GIS 技術結合GNSS 及RS 技術，以城市土地調查的圖件和數據作為基礎數據來源，結合遙感圖像處理和識別技術，通過GPS-RTK 測量采集到的控制點坐標，在遙感圖像上對城市的規劃變化進行識別與分析，從而得到整個城市的自然區位條件、土地利用變更信息。3S 技術可以動態監測城市自然條件變化、土地利用類型的變更，檢查政府總體規劃和年度用地規劃的實施情況，重點監測自然條件改變以及土地利用變更的匯總數據，為整個城市的規劃制定提供有力的數據保障。

4.3 三維模擬預測技術應用

在與GIS 的相關功能進行有機連接的過程中，系統內容的功能大部分是由數據基礎功能進行支撐的。在這個過程中，GIS 結合空間信息數據庫，對海量數據進行篩選分析管理和可視化展示，海量數據為城市規劃提供可供模擬預測分析的原始數據和基礎。通過這一項技術城市規劃人員可以更好地對地理空間數據信息進行二次挖掘。同時，越來越多的用戶通過衛星定位和導航技術以及使用三維坐標的普及，三維地理信息服務功能的實現可以得到更好的利用。用戶通過互聯網在此平臺中查詢到城市規劃具體位置，通過大數據集群化不斷加強各項地理空間信息業務功能的聯系，一些城市規劃系統已經將模擬預測功能運用于其中。與此同時，城市規劃人員要通過各項有效獨立的客戶端網絡平臺，加強各類地理信息終端系統的完善，在對城市測繪測量規劃的各類工作推進的過程中，2D 和3D 平面圖的信息管理模型的擴展在不斷加強。這項技術對快速構建3D 數字平臺具有重要的領導意義。

5 城市規劃設計內容

5.1 自然生態平衡設計

城市規劃設計正在積極促成綠色發展，改變重視短期經濟利益而過多侵占城市生態環境的情況，追求更合理的生態城市建設，為此首先要提高土地利用率，合理開發土地，保證綠化土地，在城市規劃設計中必須關注土地資源的整體性、復合性問題，根據城市發展需要對城市空間合理布局，杜絕土地浪費情況發生，其次要考慮城市綠色容積率，結合城市實際土地利用空間結構，將建筑與植物有機結合，提高建筑物的生態價值，降低城市熱島效應，最后要減少環境污染，利用節能減排等綠色環保技術和材料發展工業，加強城市道路的園林景觀設計，有效控制污染物排放量，促使人與自然和諧發展。

5.2 城市道路交通設計

城市交通體系是非常重要的基礎設施，也是規劃設計必須重點考慮的內容，與城市的景觀規劃、土地規劃、建筑規劃等內容也大有聯系，影響著城市功能的發揮和各項運輸和出行活動質

量，因此城市的規劃設計人員要基于公共交通的發展模式進行有效改進，合理利用土地資源規劃交通線路，按照道路交通環境進行車道劃分和站點設置，此外還要考慮城市在交通方面產生的能源消耗，充分利用相關的綠色能源來提高交通運輸能力，并加強道路體系的綠化景觀設計，在緩解交通壓力、減少交通擁堵現象的同時提高城市道路交通規劃設計的環保性，使城市交通體系向低碳、低污染物排放的可持續發展道路進步。

6 結語

GIS 地理信息系統具有三維出圖性、較強的數據處理能力、數據分析精準性、虛擬現實性等特征，在城市規劃設計中具有廣泛的應用前景。基于GIS 地理信息系統的智能城市規劃首先要構建地理信息數據庫，確定地理信息系統的功能后，并在此基礎上進行城市規劃設計。