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摘要：地理信息系统（GIS）的应用在各行各业迅速发展，其中城市规划是GIS的主要应用领域之一。九十年代初期，在国内城市规划行业，GIS的实际应用还处于初始阶段，但随着GIS软件功能的提高，硬件价格的下降，GIS逐渐变为了规划支持系统的重要组成部分。本文分析了城市规划的基本任务和面临的问题，从城市规划的各方面来论述地理信息系统在其管理中的应用，并对以后的技术发展和专业应用作出展望。
关键词：地理信息系统（GIS）；城市规划；应用
1引言
地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种空间信息系统 ，它将计算机技术 、空间信息技术以及管理科学等学科紧密而有效地结合起来， 采集、储存、处理、检索、分析和显示空间物体在地理上的分布和它们之间属性的相关， 它利用地理模拟分析方法通过内置的运算程序对采集到的相关数据进行分析处理，适时提供多种动态的地理信息 ，为地理研究 、综合评价 、管理 、定量分析和决策服务，是一种综合性的地理信息搜集、分析、处理和输出综合技术体系统。
2 城市规划的基本任务和面临的问题
城市规划的基本任务就是查明城市区域范围内的自然条件、自然资源、经济地理条件、城市建设条件、现有经济基础和历史发展特点和在区域生产力布局和城镇体系轮廓方案基本确定的基础上，确定城市的地位和作用，確定城市发展方向和城市性质，拟定城市发展的合理规模，选择城市各功能部分的布局和用地。常规的城市规划设计都是在测绘人员提供的测绘图件、资料基础上进行。以往由于规划设计涉及信息众多，如地质、地貌、气候、水文、环境、历史、土地评估、人口发展规模、经济发展水平等等，存在着规划设计与测绘、规划设计与社会信息严重脱节的现象。这样，难以使规划设计人员充分掌握客观实际的信息，因而不利于提高规划设计工作的质量和水平。随着社会主义市场经济体制的建立和发展，建设的不定性增加了。经济结构、就业结构、投资结构的多元化使许多情况难以预见。“理想蓝图”式的、封闭的、静态的规划模式已经不适合了。城市的发展已经越来越需要实现动态监控和动态设计，以保证城市快速发展的需要，传统的城市规划设计难以满足城市快速发展的需要。随着数字地图和GIS的发展，这些状况已经得到了明显的改善。
3地理信息系统在城市规划中的应用
城市规划作为一种社会的、政府的行动，是一个动态的过程。其过程可用下图表示（如图1）。
图1 城市规划的内容
现在城市规划设计的主要工作是编制规划方案和少量的背景研究。首先，在编制规划方案时，为满足规划管理功能，GIS平台具备强大的绘图功能，可以绘制用地红线图、建筑红线图，可以实现管线的横剖、纵剖等断面分析，可以输出符合标准的地形图、规划图，可支持影像数据的处理，与流行的关系数据库（MS SQLServer、Oracle）结合，可以处理大数据量的图形，运行速度符合应用需要，系统具有三维图形分析功能等等。
其次，背景研究也将会更密切的和GIS应用联系起来。在规划方案的实施控制方面，GIS也可以用于项目建设计划的审查、方案评价、土地开发控制、协调各个建设部门的关系等等。GIS可以与管理信息系统（MIS）结合，实现真正的图表管一体化，可以灵活地实现基础图形、基础属性、一书两证的案卷之间的图数互访；有拓扑逻辑结构，便于发挥GIS的特长，可充分扩展系统的分析和决策能力；GIS平台使用方便，规划管理部门人员可自己维护规划管理系统的地图数据；数据接口开放，可以接受AutoCAD等其他数据格式，并保证数据的完整性。这些
对间接城市规划部门来说，GIS应用将有很大的潜力，将会促进直接城市规划部门的GIS应用，还可在数据共享上带来极大的方便，可大大丰富直接规划部门的信息来源。有了GIS后，也可促进这些间接规划管理部门更加紧密地依靠城市规划来开展他们的工作。
最后，监督反馈也是规划的重要延伸，它要了解事物的真实发展动态，并把现实情况和原先的管理措施相对比，和原先的规划方案相对比，和原先对背景、环境的估计、预测以及愿望相对比，从而及时地调整自己的行动。利用GIS在信息收集，数据输入，数据库管理，以及空间查询、分析上的功能，规划、管理、研究人员可以更及时而全面地掌握事物在时间、空间上的变化，做出更迅速、更准确的反应，监督规划的实施，控制城市的发展。
4地理信息系统在城市规划中的技术发展和展望
首先，是分析功能的发展。总体而言，地理信息系统是种通用技术，但对特殊的部门，应有特殊的功能。例如规划部门和环保部门对GIS的要求就会明显不同。这就要求特殊的分析功能和分析模型加入到通用的GIS中去，其方式有三种：通用的GIS软件不变，特殊的分析模块在GIS之外运行。特殊的分析模块嵌套在通用的GIS软件中，使通用GIS软件的功能得到扩充。对某个专用的分析模型进行扩充，使它具有GIS的功能。软件性能的提高，功能的改进和完善。
其次，经实践证明，通用GIS软件应用频繁，生命力极强。但如何
改进GIS软件产品，使之更好地为城市规划服务，用起来更方便、简洁、高效率，已成为GIS发展的趋势，特别是数据的可视化对规划非常有用，它可以帮助规划者挖掘数据，校准和实现规划结果的可视化，同时它也能增强决策过程中的人机交互。因此，对GIS软件的这方面功能提出了更高的要求。
再次，从GIS数据的获取来说，可获得数据的匮乏是GIS应用的主要障碍之一，GIS需要图形和文字数据来实现它的功能，没有数据就是没有应用，数据对于GIS是生死攸关的。对于规划部门来说，数据的获得主要靠测绘部门建立的地形数据库和地下管线数据库，而其它数据很难获取如：土地部门、房管统计、市政公用设施和民政部门。对于规划部门来说，数据的现时性和现势性非常重要，一旦数据过时，它们的用途很有限。遗憾的是缺乏专门的机构去测量、整理和监督，由不同部门更新数据的频率，也没有对数据的质量进行检查。综上所述，提高数据共享是一个艰巨的、复杂的技术。为此，就必须改革体制，转换机制，完善法制作为数据共享的保障措施。
最后，规划技术水平和人才的培养方面。规划技术水平的发展远不比GIS的发展，规划者应该采用GIS并与新的规划技术结合，以便能更好地诊断出问题并评出最佳候选方案，尽管如此，很多规划管理部门依然体会不到GIS的优点。由于专业技术和资金的缺乏，培训问题比较严峻，对不同层次和机构的人员应有不同的要求，对于行政和业务领导，应以普及教育为主，对于规划业务人员，应学会空间数据的查询、叠加、分析和制图，而对于规划软件开发人员，不仅要求有开发系统的能力，而且还要求具有很强的规划知识。
5结语
地理信息系统在城市规划方面的作用不容质疑，尽管目前还不完善，有许多缺点和限制，但毕竟具有强大的生命力。很多过去实用绘图软件（如AutoCAD）的规划部门逐步开始用GIS软件代替绘图软件，它将变成规划支持系统的重要组成部分。
参考文献：
[1]唐中实，贾海峰等译.《地理住处系统》（下卷）电子工业出版社，2004年9月.
[2]郝力.城市地理信息系统及应用[M].北京，电子工业出版社，2002.
关键词：地理信息系统（GIS）；城市规划；应用
1引言
地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种空间信息系统 ，它将计算机技术 、空间信息技术以及管理科学等学科紧密而有效地结合起来， 采集、储存、处理、检索、分析和显示空间物体在地理上的分布和它们之间属性的相关， 它利用地理模拟分析方法通过内置的运算程序对采集到的相关数据进行分析处理，适时提供多种动态的地理信息 ，为地理研究 、综合评价 、管理 、定量分析和决策服务，是一种综合性的地理信息搜集、分析、处理和输出综合技术体系统。
2 城市规划的基本任务和面临的问题
城市规划的基本任务就是查明城市区域范围内的自然条件、自然资源、经济地理条件、城市建设条件、现有经济基础和历史发展特点和在区域生产力布局和城镇体系轮廓方案基本确定的基础上，确定城市的地位和作用，確定城市发展方向和城市性质，拟定城市发展的合理规模，选择城市各功能部分的布局和用地。常规的城市规划设计都是在测绘人员提供的测绘图件、资料基础上进行。以往由于规划设计涉及信息众多，如地质、地貌、气候、水文、环境、历史、土地评估、人口发展规模、经济发展水平等等，存在着规划设计与测绘、规划设计与社会信息严重脱节的现象。这样，难以使规划设计人员充分掌握客观实际的信息，因而不利于提高规划设计工作的质量和水平。随着社会主义市场经济体制的建立和发展，建设的不定性增加了。经济结构、就业结构、投资结构的多元化使许多情况难以预见。“理想蓝图”式的、封闭的、静态的规划模式已经不适合了。城市的发展已经越来越需要实现动态监控和动态设计，以保证城市快速发展的需要，传统的城市规划设计难以满足城市快速发展的需要。随着数字地图和GIS的发展，这些状况已经得到了明显的改善。
3地理信息系统在城市规划中的应用
城市规划作为一种社会的、政府的行动，是一个动态的过程。其过程可用下图表示（如图1）。
图1 城市规划的内容
现在城市规划设计的主要工作是编制规划方案和少量的背景研究。首先，在编制规划方案时，为满足规划管理功能，GIS平台具备强大的绘图功能，可以绘制用地红线图、建筑红线图，可以实现管线的横剖、纵剖等断面分析，可以输出符合标准的地形图、规划图，可支持影像数据的处理，与流行的关系数据库（MS SQLServer、Oracle）结合，可以处理大数据量的图形，运行速度符合应用需要，系统具有三维图形分析功能等等。
其次，背景研究也将会更密切的和GIS应用联系起来。在规划方案的实施控制方面，GIS也可以用于项目建设计划的审查、方案评价、土地开发控制、协调各个建设部门的关系等等。GIS可以与管理信息系统（MIS）结合，实现真正的图表管一体化，可以灵活地实现基础图形、基础属性、一书两证的案卷之间的图数互访；有拓扑逻辑结构，便于发挥GIS的特长，可充分扩展系统的分析和决策能力；GIS平台使用方便，规划管理部门人员可自己维护规划管理系统的地图数据；数据接口开放，可以接受AutoCAD等其他数据格式，并保证数据的完整性。这些
对间接城市规划部门来说，GIS应用将有很大的潜力，将会促进直接城市规划部门的GIS应用，还可在数据共享上带来极大的方便，可大大丰富直接规划部门的信息来源。有了GIS后，也可促进这些间接规划管理部门更加紧密地依靠城市规划来开展他们的工作。
最后，监督反馈也是规划的重要延伸，它要了解事物的真实发展动态，并把现实情况和原先的管理措施相对比，和原先的规划方案相对比，和原先对背景、环境的估计、预测以及愿望相对比，从而及时地调整自己的行动。利用GIS在信息收集，数据输入，数据库管理，以及空间查询、分析上的功能，规划、管理、研究人员可以更及时而全面地掌握事物在时间、空间上的变化，做出更迅速、更准确的反应，监督规划的实施，控制城市的发展。
4地理信息系统在城市规划中的技术发展和展望
首先，是分析功能的发展。总体而言，地理信息系统是种通用技术，但对特殊的部门，应有特殊的功能。例如规划部门和环保部门对GIS的要求就会明显不同。这就要求特殊的分析功能和分析模型加入到通用的GIS中去，其方式有三种：通用的GIS软件不变，特殊的分析模块在GIS之外运行。特殊的分析模块嵌套在通用的GIS软件中，使通用GIS软件的功能得到扩充。对某个专用的分析模型进行扩充，使它具有GIS的功能。软件性能的提高，功能的改进和完善。
其次，经实践证明，通用GIS软件应用频繁，生命力极强。但如何
改进GIS软件产品，使之更好地为城市规划服务，用起来更方便、简洁、高效率，已成为GIS发展的趋势，特别是数据的可视化对规划非常有用，它可以帮助规划者挖掘数据，校准和实现规划结果的可视化，同时它也能增强决策过程中的人机交互。因此，对GIS软件的这方面功能提出了更高的要求。
再次，从GIS数据的获取来说，可获得数据的匮乏是GIS应用的主要障碍之一，GIS需要图形和文字数据来实现它的功能，没有数据就是没有应用，数据对于GIS是生死攸关的。对于规划部门来说，数据的获得主要靠测绘部门建立的地形数据库和地下管线数据库，而其它数据很难获取如：土地部门、房管统计、市政公用设施和民政部门。对于规划部门来说，数据的现时性和现势性非常重要，一旦数据过时，它们的用途很有限。遗憾的是缺乏专门的机构去测量、整理和监督，由不同部门更新数据的频率，也没有对数据的质量进行检查。综上所述，提高数据共享是一个艰巨的、复杂的技术。为此，就必须改革体制，转换机制，完善法制作为数据共享的保障措施。
最后，规划技术水平和人才的培养方面。规划技术水平的发展远不比GIS的发展，规划者应该采用GIS并与新的规划技术结合，以便能更好地诊断出问题并评出最佳候选方案，尽管如此，很多规划管理部门依然体会不到GIS的优点。由于专业技术和资金的缺乏，培训问题比较严峻，对不同层次和机构的人员应有不同的要求，对于行政和业务领导，应以普及教育为主，对于规划业务人员，应学会空间数据的查询、叠加、分析和制图，而对于规划软件开发人员，不仅要求有开发系统的能力，而且还要求具有很强的规划知识。
5结语
地理信息系统在城市规划方面的作用不容质疑，尽管目前还不完善，有许多缺点和限制，但毕竟具有强大的生命力。很多过去实用绘图软件（如AutoCAD）的规划部门逐步开始用GIS软件代替绘图软件，它将变成规划支持系统的重要组成部分。
参考文献：
[1]唐中实，贾海峰等译.《地理住处系统》（下卷）电子工业出版社，2004年9月.
[2]郝力.城市地理信息系统及应用[M].北京，电子工业出版社，2002.