科学论坛 啊ｌ 城市规划中地理信息系统的应用研究 张君丽 （松滋市规划设计院４３４２００） ［摘要］城市地理信息系统是地理信息技术及其他相关信息技术在城市的管理与决策及市民社会生活中的应用系统，是随着信息社会发展的客观需要兴 起的。本文主要就地理信息系统在城市规划中的应用进行了论述。 ［关键词］地理信息系统；城市规划；应用 中图分类号：ＴＵ９８４；Ｐ２０８ 文献标识码：Ａ 一．地理信息系统概念 ＧＩＳ￣Ｐ地理信息系统（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ），地理信息系统 简称ＧＩＳ，又被称为资源与环境信息系统或地学信息系统，是一种在计算机软硬 件系统的支持下，对部分或整个地球表层（包括大气层）空间中有关地理分布的 数据进行采集、分析、显示、运算、管理、储存和描述的技术系统。地理信息系统 是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息 科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策 等所需信息的技术系统。简单的说，Ｇ１ｓ是综合处理和分析地理空间数据的一种 技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计 算机编程为平台的全球空间分析即时技术。地理信息系统成为了获取、存储、分 析和管理地理空间数据的重要工具和手段，近年来得到了广泛关注和迅猛发 展。 城市地理信息系统是地理信息技术及其他相关信息技术在城市的管理与 决策及市民社会生活中的应用系统，是随着信息社会发展的客观需要兴起的。 城市地理信息系统由五大要素构成：数据、软硬件和网络 规范标准、技术队伍 以及组织管理，其中数据是最重要的，它是建立城市地理信息系统的基础，数据 可概括为基础数据和专题数据两类。地理信息系统发展到现在地理信息系统已 经具备了数据输入、数据的存储与管理、数据传输与表达、图文编辑、空间分析 与查询、构建空间模型等多种功能。 ＝．地理信息系统的基本特征 不同学科和不同的应用领域对ＧＩＳ的理解和定义不尽相同。美国联邦数字 地图协调委员会（ＦＩＣＣＤＳ）￣，：ｔＣＩＳ的定义是：“ＧＩＳ是由计算机硬件、软件和不同 方法组成的系统，该系统具有支持空间数据的获取、管理、分析、建模和显示的 功能，并可解决复杂的规划和管理问题。”不难看出，ＧＩＳ具有以下特征：？ （１）ＧＩＳ￣计算机化的技术系统，它由良好的硬件环境、多功能的软件模块、 描述地理实体的空间数据和良好的用户界面所组成，具有结构、功能和应用效 益高度统一的特征。 （２）ＧＩＳ的处理对象主要是附有地理坐标的空间数据，也就是指点、线、面或 三维要素等地理实体的地理坐标及相关的屙眭数据和拓扑数据。这正是地理信 息系统与其它统计信息系统的根本区别。 （３）ＧＩＳ的核心在于它的数据综合、地理模型和空间分析能力，在于它集空 间数据的获取、管理、处理、分析、建模和显示于一体的数据流程。根据数据的来 源不同，城市地理信息系统的数据分为空间数据和非空间数据，空间数据主要 描述事物的空间位置，以及它和其它要素在几何上的关系（即拓扑关系），主要有 矢量和栅格两种数据形式。非空间数据主要是描述事物属性的属性数据，主要 以数据库或文本形式存在。空间数据和属性数据是不可分割的，用来描述复杂 的空间关系和地理关联。ＧＩＳ通过地理编码驱动技术解决空间数据与属性数据 的连接问题。ＧＩＳ中的各种数据主要以“层”来分别存贮和组织，根据使用方便来 组成“层”或者根据数据代表的专题性质来组成“层”。按“层”组织的数据，有利 于信息查询检索和分析叠加。 兰、地理信息系统（ＧＩＳ）在城市规划中的功能 数据库管理可视化，空间分析和空间建模是ＧＩｓ在规划中应用的主要功能。 城市规划的功能可以划分成一般管理阶段、发展控制、规划制定和战略规划等 几类。前两者是相关的日常的规划活动，后两者则是规划发展的趋势所在。规划 目标的确定，规划方案的提出 规划方案的选择，规划方案的实现；规划方案的 评价，城市规划的不同功能和阶段，分别使用不同的ＧＩＳ￣ＪＪ能。 数据管理可视化和空间分析常用于城市规划的常规工作中。空问建模用于 战略规划中。一般管理多用于数据管理和可视化功能。最后，发展控制规划更多 地使用ＧＩＳ的可视化和空间分析功能。 ３ １数据管理和可视化。 对空间属性数据进行管理，并以不同载体表达是ＧＩＳ最常用的功能。近年 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１５）１４—０３２５—０１ 来，建德市规划部门以建德市统计部门提供的社会、经济数据，结合郊区的经济 发展空间状态进行分析，对近年来的人口、土地、产业特征进行归纳总结，得出 以下结论： １）建德郊区大部分劳动力不从事农业，城市化进程不断扩大，郊区逐步向 城区过渡。发表论文。 ２）乡镇工业水平不断提高，但地均产出率低，土地消耗大。 ３）耕地面积不断减少，企业不断发展同土地供应不足形成瓶颈。 ４）城区规模不断扩大，人口逐步增加，但建德城区城市化程度不够高。 ３ ２空间分析和空间建模。 近年来，随着土地制度的改革、土地的级差效益成为房地产开发的主要动 力，更加有效地开发好、管理好各种用地，特别是商业用地成为规划管理部门一 个重要工作，所以，可以通过纸上的规划方案，建立空间建模、空间叠合和属性 数据库集成，（！ｃ口计算机电子沙盘等形式或者是三维动态演示尉各个规划方案 进行空间分析和评价，从而得到最优效果。 四，地理信息系统在城市规划中的应用 ４ １ Ｇ ｌ ｓＣｊ城市规划提供直观和理性的工具 在地理信息系统的结构中，我们可以看出它包含有基本比例尺的地形图、 各种正射影像图和航空照片、卫星照片，以及各种文本资料、图片资料、声频信 息、统计数据等社会信息。通过各种资料的分层叠加，城市规划设计人员对各种 客观实际信息，以及对各模型模拟产生的预测数据一目了然，能较好的做到科 学高效的规划设计。常用的ＣＡＤ软件往往是图形能力强而相对属性数据的管 理能力较弱，所以ｃＡＤ一般只能作为绘图软件。而Ｇ］Ｓ由于其对空间数据和属 性数据的分析能力，弥补了原来城市规划纯图形或纯文字的缺陷，使得空间数 据的图形表现和属性数据的空间分析有了很大的提高，为城市规划提供了一个 直观和理性的工具。 ４．２ Ｇ Ｉ ｓ对规划数据的存储与管理 ＧＩＳ不同于一般的数据库，它具有数据量特别大，空间数据与属性数据之间 不可分割的联系，数据应用面广等特点。ＧＩＳ的数据库能做到数据集中管理，数 据冗余度小，数据与应用程序相互，使得规划数据得到很好的存储及管理。 随着计算机技术和地理信息技术的发展，我们可以利用计算机具有高速运算和 极强的逻辑判断功能以及较为详实的数据资料，应用ＧＩＳ技术在较短时间内提 供多方案比选，增加了规划设计方案的合理性和科学性；自动生成各种规划用 图、表格和报告，利用数据库易于更新、修改等优点，还可以实现对城市规划的 动态监控和动态设计管理。 ４ ３ Ｇｌｓ在规划决策中的作用 ＧＩｓ在城市规划领域应用的高层次目标就是决策支持，而决策支持的核心 必然是空间分析。ＧＩＳ可以实现如叠置分析、缓冲区分析、拓扑空间查询、空间集 合分析等空间分析，通过对城市规划的空间分析，可以辅助规划师更好地通过 对规划方案的模拟、规划方案的选择、规划方案的评估等进行规划决策。应用城 市地理信息系统，规划设计人员就可以根据实际需要提取各种分层信息叠合成 各种所需综合信息，为自己的设计服务。例如，在旧城改造规划中就可以以地形 数据为底层，叠台航空照片以及人文历史、房产数据、城建档案等资料，这样可 以非常方便快速地做好文物保护、道路交通、管线等城市基础设施的规划，快速 预算出拆迁费用，做好拆迁安置方案、用地规划等。 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，但毕竟具有强大的生命力，它将变成规划支持系统的重要 组成部分。 科技博览ｌ ３２５
