城市規(guī)劃設(shè)計中GIS技術(shù)的應(yīng)用研究

吳進

GIS是一種以地理空間為核心、多領(lǐng)域綜合應(yīng)用的測繪技術(shù)，其一般以地理模型分析為手段獲取更為豐富、動態(tài)的地理信息。城市規(guī)劃與設(shè)計的主體內(nèi)容往往涵蓋土地資源、建筑群落和一系列公共設(shè)施，在這種情況下倘若能科學(xué)地運用GIS技術(shù)進行規(guī)劃設(shè)計，不僅能制訂出合理的規(guī)劃方案且作出適當(dāng)調(diào)整，還能保證科學(xué)、精確地完成城市規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容。現(xiàn)今，各地逐步邁向高速發(fā)展建設(shè)時代，城市部分老舊住房以及公用設(shè)施卻并未被重視，不能及時地進行更新?lián)Q代。在這種情況下，城市規(guī)劃設(shè)計工作就顯得尤為重要，該工作的實施能夠完美地解決城市建設(shè)不合理問題，但需注意的是其規(guī)劃設(shè)計效率實效性有時候并不高，而這就需要使用更為新穎、先進的GIS技術(shù)來進行處理。

一、城市規(guī)劃設(shè)計應(yīng)用GIS技術(shù)的重要意義

1. 適應(yīng)現(xiàn)代城市規(guī)劃需求

城市規(guī)劃與設(shè)計是復(fù)雜而又精細的系統(tǒng)工程。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與處理方法往往存在著低效、精度不高等問題，已不能很好地適應(yīng)現(xiàn)代城市規(guī)劃與設(shè)計的要求。在此基礎(chǔ)上，倘若規(guī)劃人員使用GIS城市技術(shù)規(guī)劃方法，則可很好地完成這一目標。

2. 優(yōu)化城市規(guī)劃設(shè)方案

GIS系統(tǒng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)城市空間量化分析、模擬與預(yù)測，使其更加科學(xué)合理。規(guī)劃人員利用GIS系統(tǒng)技術(shù)可以對城市用地、交通流量和環(huán)境質(zhì)量等進行模擬和預(yù)報，從而為城市發(fā)展和城市建設(shè)提供科學(xué)基礎(chǔ)。利用GIS系統(tǒng)技術(shù)亦可優(yōu)化城市規(guī)劃設(shè)計方案，使方案內(nèi)容更加科學(xué)、合理。

3. 推動城市管理智能化、精細化

城市規(guī)劃設(shè)計在城市營運中占有舉足輕重的地位，GIS系統(tǒng)技術(shù)為城市營運提供了智能化、精細化規(guī)劃方法。利用GIS系統(tǒng)技術(shù)，規(guī)劃人員可以實現(xiàn)城市基礎(chǔ)設(shè)施、公共設(shè)施、交通管理等各個環(huán)節(jié)的智能管理，從而提升城市管理工作的效率與質(zhì)量。GIS系統(tǒng)技術(shù)也能有效監(jiān)管和保護城市生態(tài)環(huán)境，推動城市可持續(xù)發(fā)展。

4. 增強規(guī)劃編制民主性

在城市規(guī)劃過程中，規(guī)劃人員要充分考慮公眾的需要與利益，而GIS系統(tǒng)技術(shù)則為其提供了方便快捷的管理平臺。規(guī)劃人員利用GIS系統(tǒng)技術(shù)能夠直觀地展現(xiàn)城市規(guī)劃設(shè)計方案，使市民能更好地理解規(guī)劃意圖與影響。利用GIS系統(tǒng)技術(shù)還可廣泛地聽取社會各界意見、建議，增強規(guī)劃編制工作的民主性、公平性。

5. 促進城市規(guī)劃設(shè)計創(chuàng)新性發(fā)展

GIS系統(tǒng)技術(shù)在城市規(guī)劃與設(shè)計過程中的應(yīng)用是一種全新的理念，對各地區(qū)城市規(guī)劃與設(shè)計具有重要的促進作用。借助GIS技術(shù)可以更好地發(fā)掘城市空間信息價值，尋找城市中存在的問題與發(fā)展機會，為城市規(guī)劃提供更具創(chuàng)新性、前瞻性的規(guī)劃方案。GIS系統(tǒng)技術(shù)也能促進各學(xué)科間進行交流與協(xié)作，促進規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容的多樣化變革。

二、常見城市規(guī)劃設(shè)計過程存在的問題

1. 缺少長期發(fā)展遠見

現(xiàn)今，我國城市規(guī)劃和設(shè)計存在著長期發(fā)展規(guī)劃遠見不足的問題，久而久之會忽略城市長期發(fā)展問題，造成城市規(guī)劃缺乏連貫性，很難適應(yīng)今后發(fā)展需求。比如，一些城市的發(fā)展過于強調(diào)眼前建設(shè)，而忽略了未來交通、人口和工業(yè)發(fā)展等方面問題，從而限制了城市發(fā)展。

2. 與現(xiàn)實脫節(jié)

在城市規(guī)劃設(shè)計進程中，理論與實際往往是相分離的。規(guī)劃人員常常過分尋求完善的理論，而忽略現(xiàn)實條件的約束。比如，一些城市盲目追求大范圍的更新改造，忽略了自身承載力與資源環(huán)境條件，致使規(guī)劃設(shè)計目標難以落實，甚至引起一系列社會問題。

3. 公共參與不足

城市規(guī)劃與設(shè)計牽涉到多個主體，而當(dāng)前部分偏遠地區(qū)公眾參與程度卻不是很高。規(guī)劃人員常常不能充分傾聽市民意見，造成規(guī)劃成果偏離現(xiàn)實需要。另外在規(guī)劃執(zhí)行過程中，由于缺少有效的信息反饋機制，很難及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。

4. 缺少科學(xué)、合理的考核機制

在城市規(guī)劃設(shè)計工作結(jié)束后，規(guī)劃人員要在第一時間對其實施效果進行評價。但是當(dāng)前部分城市的規(guī)劃評價體系還不夠科學(xué)、不合理，評價內(nèi)容也存在著主觀性、片面性。這不僅造成規(guī)劃執(zhí)行中出現(xiàn)的問題很難被及時地發(fā)現(xiàn)并修正，而且也導(dǎo)致規(guī)劃改善程度不足、缺少科學(xué)依據(jù)。

三、現(xiàn)有城市規(guī)劃設(shè)計GIS技術(shù)應(yīng)用流程探析

1. 應(yīng)用于市區(qū)運輸

不合理的規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容會使城市節(jié)奏功能和日常運營都受到不可忽視的影響。特別是隨著汽車數(shù)量的增加以及外來務(wù)工者的流動，道路交通不確定性也隨之增加。每到上下班高峰期，道路擁擠問題都會讓人頭疼。GIS系統(tǒng)技術(shù)的科學(xué)運用可以在時間和空間層次上，對城市道路各部位信息進行提取和分析，并將其按區(qū)域編號進行分類形成完整的信息手冊。GIS系統(tǒng)中所提供的完備、有序信息，有助于交警部門減少交通管制工作量，而且還可以很好地解決城市居民在日常生活中所面臨的各種問題，比如街頭公共廣播可以在高峰時間為出租車司機、乘客提供實時路況信息。

2. 城市用地開發(fā)利用

GIS技術(shù)還可用于城市用地開發(fā)利用。在城市規(guī)劃和設(shè)計過程中，最重要的工作就是提高城市土地的利用率。在這種情況下適當(dāng)?shù)貞?yīng)用地理信息技術(shù)，可謂是“對癥下藥”，能夠從根本上給規(guī)劃人員帶來更多幫助。GIS系統(tǒng)技術(shù)的強大支撐使規(guī)劃部門能夠更加精確地對土地開發(fā)利用、土地整治等方面進行規(guī)劃。有了GIS系統(tǒng)技術(shù)的支持，相關(guān)部門可以對各種土地的使用情況和表現(xiàn)進行全面地分析，使每塊土地都可以得到更科學(xué)、合理的安排。

3. 安防部門應(yīng)用

伴隨著基礎(chǔ)設(shè)施信息化建設(shè)的快速推進，各地安防部門的工作效率有了明顯地提高，比如在人口信息采集方面，積極使用GIS技術(shù)配合城市規(guī)劃設(shè)計工作，可對城市治安多方面產(chǎn)生積極影響。安防部門可以利用互聯(lián)網(wǎng)對城市開展更周密的監(jiān)控，獲取更詳盡的情報，對案件的偵破提供更大幫助。將GIS技術(shù)科學(xué)地應(yīng)用于公共拿權(quán)，可以使各項工作更加高效、有序，將數(shù)字信息滲入到城市每一個角落，給民眾、群眾帶來更多安全感。

四、城市規(guī)劃設(shè)計GIS技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化路徑

1. 城市規(guī)劃設(shè)計3D可視化

在進行城市規(guī)劃設(shè)計時，規(guī)劃者若僅采用常規(guī)規(guī)劃方法，很難充分體現(xiàn)設(shè)計方案的意圖，讓受眾進行直觀的理解，更無法輕易地發(fā)現(xiàn)其中隱藏的設(shè)計漏洞。在城市規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)用GIS地理信息系統(tǒng)，規(guī)劃者可以實時觀察各解決方案對城市整體環(huán)境的影響，并可沿任意路徑、任意角度對不同方案進行對比，對建筑各方面城市環(huán)境協(xié)調(diào)性進行空間比較。對于某些關(guān)鍵景觀點位還可以通過視角分析來實現(xiàn)合理規(guī)劃，進而確保城市規(guī)劃的3D可視化效果。針對數(shù)據(jù)采集與處理問題，可采取一下措施：首先，GIS技術(shù)人員采用先進的測繪設(shè)備和數(shù)據(jù)處理軟件，提高數(shù)據(jù)采集的精度和效率；其次，規(guī)劃項目甲方管理層還要增強數(shù)據(jù)處理和分析工作的培訓(xùn)，優(yōu)化技術(shù)人員的專業(yè)工作水平；最后，建立數(shù)據(jù)質(zhì)量控制體系，對數(shù)據(jù)進行質(zhì)量檢查和校驗，確保獲取規(guī)劃工程數(shù)據(jù)的準確性。

2. 注重公共設(shè)施布置規(guī)劃

城市公共設(shè)施是保障各地區(qū)城市正常營運的重要基礎(chǔ)，隨著城市居住空間的持續(xù)發(fā)展與建設(shè)，各類城市公共設(shè)施也在不斷地得到完善。在住宅小區(qū)的建設(shè)過程中，所有公共設(shè)施都是根據(jù)其居住容量需求而設(shè)定的。如果由于住宅區(qū)形態(tài)和規(guī)模受到地塊限制，其相配套的公共設(shè)施配置不能充分地滿足整個區(qū)域市民的生活需要，就會極大地影響該區(qū)域市民生活。規(guī)劃人員可以利用GIS技術(shù)的緩沖功能，快速發(fā)現(xiàn)城市現(xiàn)有規(guī)劃盲區(qū)并做出相應(yīng)地調(diào)整，如圖1示。

3. 優(yōu)化垂直平面規(guī)劃

在城市規(guī)劃設(shè)計工作的每一階段，規(guī)劃者對地形的合理利用都有著極高需求，只有合理地利用地形，才能最大限度地不影響周邊環(huán)境、降低工作成本。利用GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以將城市計劃設(shè)計內(nèi)容轉(zhuǎn)化為三角網(wǎng)模型，同時其自身還具備強大的立體分析能力，地提高計劃均衡計算結(jié)果的準確性，同時也可以計算出規(guī)劃建設(shè)挖方和填方工程的具體數(shù)目和面積。為解決數(shù)據(jù)共享與安全問題， GIS技術(shù)人員首先應(yīng)制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準和管理規(guī)范，讓各部門之間及時地進行作業(yè)數(shù)據(jù)的交換和共享；其次，加強數(shù)據(jù)的保密管理，建立完善的數(shù)據(jù)安全保障體系；最后，利用云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式存儲和加密處理，保障數(shù)據(jù)的可靠性。

4. 城市規(guī)劃設(shè)計對比

在進行城市規(guī)劃和設(shè)計時，往往需要編制大量備選方案，并對其進行經(jīng)濟性的比較和分析，最終選擇出最優(yōu)方案。而在GIS技術(shù)得到有效地應(yīng)用后，由于該系統(tǒng)具備疊加分析等能力，可從大量評價指標中提取出細節(jié)數(shù)據(jù)并對其賦權(quán)，系統(tǒng)就會對這些評價指標層進行重疊和對比，再對每一層進行疊加和對比后得出綜合評價值，由規(guī)劃者對各方案的綜合評價值進行分析，從而得出最優(yōu)設(shè)計方案。

5. 拆遷安置合理估算

在進行城市規(guī)劃設(shè)計工作時，拆遷安置是其中一項重要工作內(nèi)容，規(guī)劃者要綜合考慮多個層面：一是征地后被征收的房屋數(shù)量；二是新建工程等建設(shè)項目導(dǎo)致的被拆遷人數(shù)。由于地理信息系統(tǒng)強大的空間篩選能力和緩沖區(qū)分析能力，故而規(guī)劃者可以在GIS技術(shù)的運用下，將拆遷范圍內(nèi)所有的建筑影像都提取出來，再對其各項數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，進而對被拆除房屋和建筑總量進行精確的估計，如圖2示。

圖2 規(guī)劃人員利用GIS技術(shù)進行房屋拆遷數(shù)量統(tǒng)計

6. 利用經(jīng)濟技術(shù)指標進行核算

GIS系統(tǒng)技術(shù)可以很好地融合空間屬性與非空間屬性，因此將GIS技術(shù)運用到城市規(guī)劃設(shè)計工作中，可以很輕松地實現(xiàn)基于空間數(shù)據(jù)的各種非空間屬性統(tǒng)計分析內(nèi)容。GIS技術(shù)的運用對各種數(shù)據(jù)的比較與分析具有更精確、更直觀的效果，為城市規(guī)劃設(shè)計人員提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

五、結(jié)束語

總之，隨著各地城市化進程的加快，我國城鎮(zhèn)規(guī)模也在不斷擴大。GIS系統(tǒng)技術(shù)是新型、先進的規(guī)劃設(shè)計技術(shù)之一，已經(jīng)成為城市規(guī)劃設(shè)計中不可缺少的輔助工具。