地理信息系統在城市規劃測繪中的應用

馮志強

山東省第一地質礦產勘查院 山東濟南 250014

1 GIS系統的功能

（1）采集、編輯數據。GIS系統對數據進行抽象，利用采集以及編輯數據的功能，使各種地理要素轉變為系統中的代碼以及坐標。

（2）存儲、管理數據。GIS數據庫涵蓋大量數據，該系統除了存儲數據以外，具有管理數據的功能，主要有數據更新及維護、開窗及接邊操作、依據屬性對空間物體以及位置進行檢索、依據空間位置檢索物體及屬性、訪問及提取數據以及定義空間數據庫等功能[1]。

（3）處理、變換數據。GIS涉及各種類型的數據，為了保證數據統一、規范，GIS具有數據處理的功能。數據處理的功能主要包括變換數據、重構數據以及抽取數據等。

（4）空間分析及統計。這一功能可以輔助確定地理要素之間的空間關系，能為用戶靈活解決各種問題提供極大幫助。空間分析及統計功能主要包括緩沖區分析、拓撲疊合、數字地形分析、空間集合分析等。

（5）產品制作演示。地圖地形輸出的表現形式包括立體圖、等值線圖、暈線圖、點值圖、動線圖以及符號圖等。

2 GIS輔助城市規劃決策

（1）比較分析。GIS對城市結構的空間序列變化、時間序列變化進行對比分析，發現結構模式以及關聯性。通過比較分析，反映城市結構要素變化情況，同時反映出城市結構要素在空間分布、空間位置上的變化規律，幫助規劃人員從空間關系、空間分布、空間位置以及數量等方面把握城市空間發展的機制以及規律，明確城市發展的趨勢。

（2）預測分析。預測分析采用GIS軟件建立預測模型，與城市發展規律相結合對未來一段時間城市的經濟、用地、人口等方面的空間分布變化、數量增長情況進行研究，分析可能弧線的問題。基于預測分析制定出相應政策措施、規劃方案引導城市要素在空間上合理組合、布局，為城市可持續發展提供保障[2]。

（3）統計分析。通過GIS的統計分類功能以及空間查詢功能，采用主成分分析、相關分析以及回歸分析等方法對數據庫屬性的相關性以及函數關系進行確定，應用頻率統計、多因素交叉分析以及單因素統計等。

（4）優化分析。城市規劃與環境、經濟、社會等多方面因素均相互影響，優化分析利用GIS綜合、轉化大量規劃數據，充分考慮各種因素對規劃方案的影響，取得發展目標、規劃方案的相對最優。例如，對環境質量評價、規劃設計方案、城市功能區劃分以及規劃選址等進行優化分析。

（5）模擬分析。對城市系統而言，無法直接預見城市規劃方案對城市造成的影響。將虛擬現實技術與三維地理信息系統結合，通過可視化的方法，模擬規劃方案實施過程。通過統計指標、擴展分析等從模擬結構中，分析實施城市規劃方案實施后對城市的經濟發展、人口分布等造成的影響，分析城市的空間結構、形態等。聯合使用多種技術進行模擬分析，幫助規劃人員直接感知規劃方案對城市的具體影響[3]。

3 當前城市規劃測繪中GIS的應用

（1）GIS應用于數據采集。城市規劃對數據的精度提出的要求較高，數據時代的當前，城市測繪數據對城市的發展具有基礎的作用，城市電子地圖是否精確受到數據采集質量的直接影響。對非空間數據進行采集時，要對這些數據進行數字化處理，結合遙感技術以及衛星定位技術。為了保證工作能夠順利進行，需要抽象化處理數據，儲存柵格數據以及矢量數據。因此，技術人員要對數據處理速度進行控制，確保高精度處理數據，發揮GIS系統在城市測繪中的作用。城市測繪過程中，充分利用GIS系統能對城市建筑、城市景觀以及城市道路等進行信息的采集，保證數據處理具有較高的精度。為了確保這些需求得到滿足，技術人員對測繪數據集進行采集時要對管理標準予以明確，不斷提高數據的準確性，對數據采集過程進行控制，減少周圍因素對數據造成的影響，確保數據的精度，繪制出精度的電子地圖。

（2）GIS應用于空間查詢及量算。

①空間查詢。GIS最為基礎的功能之一是空間查詢，這一功能又可細分為屬性查圖形、圖形查屬性以及混合查詢。屬性查地形是將需要查詢的一些屬性條件輸入系統中，在系統中查詢所有能夠滿足條件的地理位置。例如，通過中國人口信息系統查詢城市人口超過1000萬的城市，主要是在屬性庫中完成，通過SQL操作進行結果的查詢，根據屬性以及圖形之間的對應關系在圖上顯示出選定實體的位置[4]。②空間量算：應用比較多的是幾何意義的距離，采用柵格結構、矢量結構都能很容易實現。但在實際生活中，旅行的距離不僅與幾何距離有關，還與運輸工具性能以及路況關系密切，需要考慮從固定點出發在各個方向上的阻力，距離計算中考慮阻力，得到的結果被稱為耗費距離。

4 結語

城市化建設中，科學、規范的城市測繪可以保障城市化進度持續推進，這是提高城市建設性能、效率的關鍵途徑。在城市測繪中引入GIS技術，可以保證測繪工作深入各個區域，實現因地制宜的發展目標，滿足城市化建設要求。