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【摘要】本文主要分析了GIS技术应用到城市规划中的必要性，进而分析了GIS在城市规划中的主要功能作用，最后，本文详细分析了GIS技术应用到城市规划中的相关问题，以期可以为GIS的应用提供借鉴。
【关键词】GIS；城市规划；应用
中图分类号：TU984文献标识码： A
一、前言
GIS技术已经被广泛的使用在各种测量工作中，在城市规划的过程中，也需要借助GIS技术，通过GIS技术，可以大大提高城市规划的科学性和准确性，从而为城市的发展提供更加有力的支持。
二、GIS技术应用于城市规划中的必要性分析
1、传统城市规划方法的局限性
（一）传统城市规划数据模型的局限性
最初的城市规划采用手绘制图。直到90年代末软硬件性能的提高、完善，以及CAD技术的优越性的凸显，使得CAD迅速在全国普及，大大推动了中国城市规划的发展。在GIS技术应用到城市规划领域以前，CAD软件一直是城市规划的主要工具。CAD数据模型通过点、线、面将地理数据存储在二进制格式的文件中，由于CAD数据模型不支持属性数据，且空间数据不是存储在数据库中，所以在数据分析、数据量化统计、查询以及在规划方案后期修改等方面对城市规划设计和管理人员带来了一定的困难。
（二）传统城市规划方法的不足
城市规划中，规划前期需要需对基础资料进行分析与校核，传统的规划方法均采用手工计算数据，不仅耗时费力，无法保证数据的准确性，直接影响规划的质量和进度，而且在空间分析及查询检索上无法实现；最原始的规划方法是靠手工绘制地图，随着计算机技术的发展，CAD辅助制图软件得到广泛应用，但是只能单幅地制作各种规划用图，并且在规划方案的调整中不能完成图形与数据的一致性更新，稍不留意，容易出现图形跟文字说明的不对应现象。
2、GIS技术应用于城市规划的历史必然性
（一）GIS数据模型优势
随着计算机技术的出现及其快速发展，对空间位置信息和其他属性类信息进行统一管理的地理信息系统也随之快速发展起来。相对于传统的数据建模技术，GIS技术能把对象的空间位置和相关属性有机结合起来，满足用户对空间信息管理的要求，并借助其特有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。
（二）应用GIS技术的历史必然性
在数据统计以及分析方面，GIS在数据库技术的支持下，实现图形与属性的有机结合，并对数据进行分层和分类处理，根据不同的需求对数据进行分析与指标量算，不仅省时省力，而且可大大提高计算的准确性；GIS在可视化表达方面，GIS拥有独立的符号库，可根据数字地图数据分类、分级特点，选择相应的视觉变量（如形状、尺寸、颜色等），制作全要素或分要素表示的可阅读的地图。GIS在地图输出方面，功能尤为强大，不仅可以输出全要素地图，也可根据用户需要，输出各种专题图、统计图、表格数据等；在三维可视化方面，通过三维场景中浏览数据使其更加直观和真实，并提供一些平面图上无法直接获得的信息。同时还可直观地对区域地形起伏的形态及沟、谷、鞍部等基本地形形态进行判读，比二维图形更容易为大部分读图者所接受。GIS在规划实施和管理中，可以很方便地实现动态的数据更新，保证数据的实时性和准确性，科学、准确地反映规划区的现状与发展趋势，进而提出合理的策略。
由此可见，GIS不仅减少了规划中对时间、人力和物力的消耗，而且大大提高了规划的工作效率和信息的准确性，并且实现了规划的科学性、合理性、实用性和可操作性。因此，GIS技术应用于城市规划具有一定的历史必然性。
三、GIS在城市规划中的功能
从前期资料收集整理到成果出图、项目选址到可持续发展战略制订、从规划编制到规划管理，从小区间的详细规划到大区间的区域规划，从总体规划到专项规划等各个方面都可以应用GIS技术。
1、城市规划数据库的建立
城市规划是一个系统工程，既要确立城市的基础地形、规划控制性数据，也要确立规划的现状和城市的熟悉数据。因而，城市信息系统建立的首要任务就是确立城市规划数据库，能够动态地储存和管理空间信息和各种规划专题信息。为城市规划提供信息服务，并建立空间分析模型，提供决策的信息支持。同時，在进行城市总体规划中，也可以建立分区规划信息系统以及在重要地段建立城市设计信息系统。
2、总体规划中基础资料获取
进行城市规划时，需要海量数据，可以利用GIS技术、利用遥感卫星获得基础资料，然后用GIS软件，将其分类并进行面积的测算，从而对城市的现状进行了解和分析。也可利用GIS软件中所自带的预测功能对未来的土地使用情况进行预测。在获取遥感影像图后，也可以根据需要对土地利用进行分类，而在分类以后还可以对某一种类型进行专题特征的提取和量算。
3、规划的可视化
利用GIS三维技术，规划人员能够实时交互地观察各方案在城市环境中的规划效果，可以沿任意角度，任意路线对不同的方案加以比较，也可以对规划方案和周围山体之间的关系进行分析研究，对方案中建筑的高度、体量、外观以及整个城市的空间关系进行分析，还可以对一些重要的景观点进行视线与视域分析，做到更好地控制好城市的整体景观效果。因而，以GIS为依托，能够使城市设计及土地开发管理信息系统相互集成，这是一般的CAD系统无法完成的。
4、图文信息一体化
图文信息一体化主要指图形与属性的双向查询方便，图文的交互功能强大，这也是地理信息系统最基本的特征。可在城市规划信息系统的建设中，文档信息与"海量"的图形数据的有效关联却一直是系统建设的一个瓶颈。因此，需要根据规划工作的特点，充分利用数据库技术和网络技术，从而进行系统的一体化设计，将空间数据与属性系统高度集成、数据相互关联，实现图文并茂的信息可视化系统。
5、技术经济指标的计算，统计专题图的生成
利用GIS技术，可以进行基于空问数据的各类非空间属性的统计分析，能够方便地生成各类技术经济指标表，也可以同时生成多种多样的统计专题图，像直方图、饼状图、柱状图、折线图等等。
四、GIS在城市规划中的应用
1、在规划编制中的应用
城市规划编制是指根据国家的城市发展建设方针以及城市的自然条件和建设条件,合理确定城市发展目标、城市性质、规模和布局,重点强调规划区域内土地利用空间配置和城市产业及基础设施的规划布局[2]。利用ArcGIS可以在现场踏勘时收集各种相关资料,并录入数据库中,以便于实施城市规划信息的查询与管理；可以方便的计算经济技术指标,例如面积、绿地率、容积率、建筑密度、人口密度；可以利用叠加分析功能和地图运算进行辅助问题分析,以求直观、快捷的效果。如图1～图4所示,可以根据分析结果确定该区域的用地范围和布局。
2、GIS在规划数据管理中的应用
GIS具有海量数据的存储和管理功能,这一点是GIS技术在城市规划管理中被广泛应用的原因。在城市规划管理信息系统中都建有基于GIS的规划空间数据库,都有综合信息平台。综合信息平台是规划建设的骨干工程,其核心是建立一套统一、集成、共享的数据库系统和电子化协同工作机制,根据功能和服务对象的不同,分为协同办公系统、综合“一张图”系统和综合监管系统3个部分,在各项管理工作中发挥着重要的作用。目前,在城市规划管理领域中GIS已经成为城市现代化的标志与重要基础设施之一,主要用于城市动态管理和对城市重大问题、突发性事件进行科学决策的一种现代化的技术手段。
3、为规划监察提供辅助支持
目前,在规划管理工作中,为了加强科学管理,加大违法建设的查处力度,提高城市规划监督管理效能和技术水平,可以根据DOM进行违法建筑的监督和管理。具体方案为:通过对不同时相的卫星影像进行对比分析,将不同时相卫星影像变化区域处理成变化图斑,根据变化图斑的面积分级分色显示。执法监督局通过（网络在系统）浏览卫星影像和不同色彩的变化图斑,根据图斑到现场进行坐标、面积等技术指标的详细测量,再结合规划数据和审批数据对图斑进行进一步核实,然后进行违法建设的查处,同时（在系统中）记录查处的整个过程。主要技术流程如图4所示,图5为某一区域的查处结果。
4、GIS在城市三维可视化中的应用
地理信息系统发展至今,二维的表现形式己经不能满足人们在某些特殊领域的需求,三维地理信息系统己经成为新的研究热点。在规划工作中,平面设计和绘制规划图纸存在许多局限性,主要有以下几个方面:(1)不能给设计人员和用户提供真实、直观、富于真实感的场景。(2)不利于规划方案的展示[3]。随着三维GIS技术的发展,可以在在二维GIS基础上进行三维可视化表达的扩展,侧重管理大量的一维、二维、三维空间信息和属性信息、海量的地形、影像、三维模型及其纹理数据,同时延续GIS系统的空间查询、分析等功能。这样以来,规划设计和管理人员可以实时、交互地观察不同方案在城市环境中的效果,可以从不同角度对不同方案进行比较,从而为从空间角度评价建筑提供了更加直接、有效的手段。
五、结束语
总而言之，将GIS技术应用到城市规划中，是非常有必要，也是非常有效的，在城市规划工作的各个环节中，合理恰当的借助GIS技术，将可以使得城市规划工作进展更加顺利。
【参考文献】
[1]张雅琼.浅析GIS在城市规划领域中的应用[J].山西建筑,2011,12.
[2]张晓瑞.GIS在城市规划中的应用[J].地理空间信息,2012,7(6):64-66.
[3]乔相飞.城市规划中的GIS应用分析[J].测绘工程,2012,14(4):69-71.
【关键词】GIS；城市规划；应用
中图分类号：TU984文献标识码： A
一、前言
GIS技术已经被广泛的使用在各种测量工作中，在城市规划的过程中，也需要借助GIS技术，通过GIS技术，可以大大提高城市规划的科学性和准确性，从而为城市的发展提供更加有力的支持。
二、GIS技术应用于城市规划中的必要性分析
1、传统城市规划方法的局限性
（一）传统城市规划数据模型的局限性
最初的城市规划采用手绘制图。直到90年代末软硬件性能的提高、完善，以及CAD技术的优越性的凸显，使得CAD迅速在全国普及，大大推动了中国城市规划的发展。在GIS技术应用到城市规划领域以前，CAD软件一直是城市规划的主要工具。CAD数据模型通过点、线、面将地理数据存储在二进制格式的文件中，由于CAD数据模型不支持属性数据，且空间数据不是存储在数据库中，所以在数据分析、数据量化统计、查询以及在规划方案后期修改等方面对城市规划设计和管理人员带来了一定的困难。
（二）传统城市规划方法的不足
城市规划中，规划前期需要需对基础资料进行分析与校核，传统的规划方法均采用手工计算数据，不仅耗时费力，无法保证数据的准确性，直接影响规划的质量和进度，而且在空间分析及查询检索上无法实现；最原始的规划方法是靠手工绘制地图，随着计算机技术的发展，CAD辅助制图软件得到广泛应用，但是只能单幅地制作各种规划用图，并且在规划方案的调整中不能完成图形与数据的一致性更新，稍不留意，容易出现图形跟文字说明的不对应现象。
2、GIS技术应用于城市规划的历史必然性
（一）GIS数据模型优势
随着计算机技术的出现及其快速发展，对空间位置信息和其他属性类信息进行统一管理的地理信息系统也随之快速发展起来。相对于传统的数据建模技术，GIS技术能把对象的空间位置和相关属性有机结合起来，满足用户对空间信息管理的要求，并借助其特有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。
（二）应用GIS技术的历史必然性
在数据统计以及分析方面，GIS在数据库技术的支持下，实现图形与属性的有机结合，并对数据进行分层和分类处理，根据不同的需求对数据进行分析与指标量算，不仅省时省力，而且可大大提高计算的准确性；GIS在可视化表达方面，GIS拥有独立的符号库，可根据数字地图数据分类、分级特点，选择相应的视觉变量（如形状、尺寸、颜色等），制作全要素或分要素表示的可阅读的地图。GIS在地图输出方面，功能尤为强大，不仅可以输出全要素地图，也可根据用户需要，输出各种专题图、统计图、表格数据等；在三维可视化方面，通过三维场景中浏览数据使其更加直观和真实，并提供一些平面图上无法直接获得的信息。同时还可直观地对区域地形起伏的形态及沟、谷、鞍部等基本地形形态进行判读，比二维图形更容易为大部分读图者所接受。GIS在规划实施和管理中，可以很方便地实现动态的数据更新，保证数据的实时性和准确性，科学、准确地反映规划区的现状与发展趋势，进而提出合理的策略。
由此可见，GIS不仅减少了规划中对时间、人力和物力的消耗，而且大大提高了规划的工作效率和信息的准确性，并且实现了规划的科学性、合理性、实用性和可操作性。因此，GIS技术应用于城市规划具有一定的历史必然性。
三、GIS在城市规划中的功能
从前期资料收集整理到成果出图、项目选址到可持续发展战略制订、从规划编制到规划管理，从小区间的详细规划到大区间的区域规划，从总体规划到专项规划等各个方面都可以应用GIS技术。
1、城市规划数据库的建立
城市规划是一个系统工程，既要确立城市的基础地形、规划控制性数据，也要确立规划的现状和城市的熟悉数据。因而，城市信息系统建立的首要任务就是确立城市规划数据库，能够动态地储存和管理空间信息和各种规划专题信息。为城市规划提供信息服务，并建立空间分析模型，提供决策的信息支持。同時，在进行城市总体规划中，也可以建立分区规划信息系统以及在重要地段建立城市设计信息系统。
2、总体规划中基础资料获取
进行城市规划时，需要海量数据，可以利用GIS技术、利用遥感卫星获得基础资料，然后用GIS软件，将其分类并进行面积的测算，从而对城市的现状进行了解和分析。也可利用GIS软件中所自带的预测功能对未来的土地使用情况进行预测。在获取遥感影像图后，也可以根据需要对土地利用进行分类，而在分类以后还可以对某一种类型进行专题特征的提取和量算。
3、规划的可视化
利用GIS三维技术，规划人员能够实时交互地观察各方案在城市环境中的规划效果，可以沿任意角度，任意路线对不同的方案加以比较，也可以对规划方案和周围山体之间的关系进行分析研究，对方案中建筑的高度、体量、外观以及整个城市的空间关系进行分析，还可以对一些重要的景观点进行视线与视域分析，做到更好地控制好城市的整体景观效果。因而，以GIS为依托，能够使城市设计及土地开发管理信息系统相互集成，这是一般的CAD系统无法完成的。
4、图文信息一体化
图文信息一体化主要指图形与属性的双向查询方便，图文的交互功能强大，这也是地理信息系统最基本的特征。可在城市规划信息系统的建设中，文档信息与"海量"的图形数据的有效关联却一直是系统建设的一个瓶颈。因此，需要根据规划工作的特点，充分利用数据库技术和网络技术，从而进行系统的一体化设计，将空间数据与属性系统高度集成、数据相互关联，实现图文并茂的信息可视化系统。
5、技术经济指标的计算，统计专题图的生成
利用GIS技术，可以进行基于空问数据的各类非空间属性的统计分析，能够方便地生成各类技术经济指标表，也可以同时生成多种多样的统计专题图，像直方图、饼状图、柱状图、折线图等等。
四、GIS在城市规划中的应用
1、在规划编制中的应用
城市规划编制是指根据国家的城市发展建设方针以及城市的自然条件和建设条件,合理确定城市发展目标、城市性质、规模和布局,重点强调规划区域内土地利用空间配置和城市产业及基础设施的规划布局[2]。利用ArcGIS可以在现场踏勘时收集各种相关资料,并录入数据库中,以便于实施城市规划信息的查询与管理；可以方便的计算经济技术指标,例如面积、绿地率、容积率、建筑密度、人口密度；可以利用叠加分析功能和地图运算进行辅助问题分析,以求直观、快捷的效果。如图1～图4所示,可以根据分析结果确定该区域的用地范围和布局。
2、GIS在规划数据管理中的应用
GIS具有海量数据的存储和管理功能,这一点是GIS技术在城市规划管理中被广泛应用的原因。在城市规划管理信息系统中都建有基于GIS的规划空间数据库,都有综合信息平台。综合信息平台是规划建设的骨干工程,其核心是建立一套统一、集成、共享的数据库系统和电子化协同工作机制,根据功能和服务对象的不同,分为协同办公系统、综合“一张图”系统和综合监管系统3个部分,在各项管理工作中发挥着重要的作用。目前,在城市规划管理领域中GIS已经成为城市现代化的标志与重要基础设施之一,主要用于城市动态管理和对城市重大问题、突发性事件进行科学决策的一种现代化的技术手段。
3、为规划监察提供辅助支持
目前,在规划管理工作中,为了加强科学管理,加大违法建设的查处力度,提高城市规划监督管理效能和技术水平,可以根据DOM进行违法建筑的监督和管理。具体方案为:通过对不同时相的卫星影像进行对比分析,将不同时相卫星影像变化区域处理成变化图斑,根据变化图斑的面积分级分色显示。执法监督局通过（网络在系统）浏览卫星影像和不同色彩的变化图斑,根据图斑到现场进行坐标、面积等技术指标的详细测量,再结合规划数据和审批数据对图斑进行进一步核实,然后进行违法建设的查处,同时（在系统中）记录查处的整个过程。主要技术流程如图4所示,图5为某一区域的查处结果。
4、GIS在城市三维可视化中的应用
地理信息系统发展至今,二维的表现形式己经不能满足人们在某些特殊领域的需求,三维地理信息系统己经成为新的研究热点。在规划工作中,平面设计和绘制规划图纸存在许多局限性,主要有以下几个方面:(1)不能给设计人员和用户提供真实、直观、富于真实感的场景。(2)不利于规划方案的展示[3]。随着三维GIS技术的发展,可以在在二维GIS基础上进行三维可视化表达的扩展,侧重管理大量的一维、二维、三维空间信息和属性信息、海量的地形、影像、三维模型及其纹理数据,同时延续GIS系统的空间查询、分析等功能。这样以来,规划设计和管理人员可以实时、交互地观察不同方案在城市环境中的效果,可以从不同角度对不同方案进行比较,从而为从空间角度评价建筑提供了更加直接、有效的手段。
五、结束语
总而言之，将GIS技术应用到城市规划中，是非常有必要，也是非常有效的，在城市规划工作的各个环节中，合理恰当的借助GIS技术，将可以使得城市规划工作进展更加顺利。
【参考文献】
[1]张雅琼.浅析GIS在城市规划领域中的应用[J].山西建筑,2011,12.
[2]张晓瑞.GIS在城市规划中的应用[J].地理空间信息,2012,7(6):64-66.
[3]乔相飞.城市规划中的GIS应用分析[J].测绘工程,2012,14(4):69-71.