GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用
摘要：隨著GIS的快速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，本文著重介紹GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用，如應(yīng)用辦公自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃電子報(bào)批；利用虛擬現(xiàn)實(shí)及多媒體技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃方案比較；利用嵌入式GIS進(jìn)行規(guī)劃紅線信息系統(tǒng)建設(shè)及利用GIS與遙感的結(jié)合進(jìn)行城市監(jiān)測(cè)，并從區(qū)域城市規(guī)劃角度說明GIS在未來的區(qū)域管制中仍舊大有作為。
關(guān)鍵詞：城市規(guī)劃 地理信息系統(tǒng) 虛擬現(xiàn)實(shí) 多媒體網(wǎng)絡(luò)
一、引言
城市規(guī)劃是指導(dǎo)城市建設(shè)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“龍頭”，是城市建設(shè)和管理的依據(jù)，在城市的建設(shè)和發(fā)展過程中處于十分重要的地位。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速推廣，信息化浪潮正從根本上改變著人們的生產(chǎn)、生活方式，影響著城市的發(fā)展模式、體系結(jié)構(gòu)和環(huán)境資源，給城市規(guī)劃帶來巨大的沖擊。
GIS是20世紀(jì)60年代早期開始迅速發(fā)展的地理學(xué)研究技術(shù)，是地理空間分析技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)交叉的產(chǎn)物。它于20世紀(jì)80年代早期最先在歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家的城市規(guī)劃中獲得應(yīng)用，并于20世紀(jì)90年代開始在發(fā)展中國(guó)家規(guī)劃部門中得到應(yīng)用。本文著重描述地理信息技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用及其未來的發(fā)展。
二、城市規(guī)劃業(yè)務(wù)及GIS新技術(shù)
目前GIS主要與城市規(guī)劃業(yè)務(wù)緊密地聯(lián)系在一起，為城市建設(shè)進(jìn)行輔助性規(guī)劃工作。根據(jù)城市規(guī)劃業(yè)務(wù)及GIS中技術(shù)手段的不同，主要有以下幾種應(yīng)用。
（一） OfficeGIS與城市規(guī)劃
《中華人民共和國(guó)城市規(guī)劃法》和現(xiàn)行城市規(guī)劃、城市土地管理體制規(guī)定，城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)任何建筑項(xiàng)目施工前都必須履行“一書兩證”的程序，即要獲得《規(guī)劃選址意見書》、《建設(shè)用地規(guī)劃許可證》和《建設(shè)工程規(guī)劃許可證》，建設(shè)單位辦理上述許可證的過程就被稱為“建設(shè)項(xiàng)目報(bào)建”。而目前由于城市化進(jìn)程的加快，造成城市規(guī)劃業(yè)務(wù)的急劇膨脹，靠以前的技術(shù)手段進(jìn)行城市規(guī)劃建設(shè)已經(jīng)不能滿足要求。
城市規(guī)劃電子報(bào)批是一種全新的規(guī)劃報(bào)批模式，它將傳統(tǒng)規(guī)劃報(bào)批圖件采用的紙介質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮咏橘|(zhì)，并通過貫徹一套計(jì)算機(jī)技術(shù)規(guī)程和管理規(guī)程，使電子文件符合一定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，可以輸入計(jì)算機(jī)處理，這樣，規(guī)劃審批的一部分工作就可以使用計(jì)算機(jī)來完成，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助審批報(bào)批圖件。GIS等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于城市規(guī)劃電子報(bào)批過程，將給城市規(guī)劃帶來新的氣象與變化。
它主要具有以下幾個(gè)特征：（1）規(guī)劃審批手段電子化。當(dāng)規(guī)劃信息進(jìn)行數(shù)字化后，可把原來城市規(guī)劃中一些瑣碎的工作交給計(jì)算機(jī)完成，如量算指標(biāo)等，大大提高審批速度和效率；（2）標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)劃結(jié)果。由于規(guī)劃規(guī)范缺乏明確的標(biāo)準(zhǔn)且術(shù)語混亂，進(jìn)而導(dǎo)致規(guī)劃中指標(biāo)計(jì)算方法比較模糊，易受人為因素的影響，當(dāng)進(jìn)行電子報(bào)批時(shí)，可向設(shè)計(jì)單位明確規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，以保證術(shù)語與計(jì)算方法的一致性，提高城市規(guī)劃中的公開性與透明度；（3）提高設(shè)計(jì)結(jié)果入庫(kù)速度，由于設(shè)計(jì)單位提交的結(jié)果已經(jīng)數(shù)字化，且符合統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，為未來的設(shè)計(jì)結(jié)果入庫(kù)管理打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
（二） 虛擬現(xiàn)實(shí)及多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與城市規(guī)劃
隨著虛擬現(xiàn)實(shí)及多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得城市規(guī)劃中可使用的技術(shù)手段更加豐富。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于城市規(guī)劃中，可為規(guī)劃決策者提供一個(gè)全新的技術(shù)平臺(tái)，直觀地提供現(xiàn)實(shí)世界中的各種感覺。通過此種技術(shù)，規(guī)劃師與決策者可以在有準(zhǔn)確坐標(biāo)、時(shí)間和對(duì)象屬性的多維虛擬環(huán)境中，回溯城市的發(fā)展和變遷，交互觀察城市建筑的風(fēng)貌，審視城市規(guī)劃布局。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃中主要可以在以下方面進(jìn)行使用：（1）各種規(guī)劃方案的比較。把設(shè)計(jì)單位提供的三維規(guī)劃方案數(shù)據(jù)通過一定的接口導(dǎo)入到預(yù)定的環(huán)境中，在未進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)即能真實(shí)地看到各個(gè)方案對(duì)周圍環(huán)境的影響，是否能達(dá)到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的最佳綜合效益，比對(duì)各種規(guī)劃方案的優(yōu)劣，并可反復(fù)修改和選擇；（2）構(gòu)建逼真城市環(huán)境。目前城市有向立體化、多元化發(fā)展的趨勢(shì)，通過構(gòu)建逼真城市環(huán)境，可以把目前城市規(guī)劃從二維轉(zhuǎn)換為三維，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃與管理的飛躍，適應(yīng)未來城市發(fā)展需要；（3）構(gòu)建時(shí)態(tài)逼真城市。城市發(fā)展在不同的時(shí)期，不同的階段有不同的特點(diǎn)，可根據(jù)構(gòu)建時(shí)態(tài)逼真城市，來研究城市發(fā)展變化；（4）查詢及分析。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃中，不僅僅能給用戶提供一個(gè)逼真的展示環(huán)境，更重要的給用戶提供充足的信息，并開發(fā)眾多分析功能為城市規(guī)劃服務(wù)。重慶市勘測(cè)院2003年將三維仿真應(yīng)用于云陽張飛廟古建筑搬遷，2006年開發(fā)了“三維城市地理信息系統(tǒng)”平臺(tái)，該平臺(tái)具有三維瀏覽，光照分析，容積率分析，視線分析、空間量算、規(guī)劃方案比較等功能（如圖1所示）。 #p#page_title#e#
圖1 規(guī)劃方案比選
由于城市規(guī)劃信息的多元化及信息量非常龐大，這就給存儲(chǔ)、繼承和共享這些信息提出了新的挑戰(zhàn)。多媒體網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)從一定程度上可以解決這些問題，并為城市規(guī)劃的社會(huì)化、大眾化提供了必要途徑?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)讓用戶了解規(guī)劃審批的進(jìn)展?fàn)顩r及發(fā)布城市規(guī)劃方案，讓用戶參與評(píng)估，尤其是網(wǎng)絡(luò)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及多媒體的結(jié)合，可提供快速、方便、直觀的規(guī)劃方案展示，有利于提高公眾參與規(guī)劃的積極性。
（三） 嵌入式GIS與城市規(guī)劃
嵌入式地理信息系統(tǒng)技術(shù)與移動(dòng)通訊及無線互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（包括掌上電腦、PDA和手機(jī)）等集成，可快速提供與位置信息相關(guān)的信息服務(wù)。它具有動(dòng)態(tài)性，移動(dòng)性等特點(diǎn)。城市規(guī)劃中有些業(yè)務(wù)需要快速獲取用戶環(huán)境的各種信息，如為科學(xué)管理和利用規(guī)劃紅線資料，詳細(xì)規(guī)劃現(xiàn)場(chǎng)踏勘設(shè)計(jì)，加強(qiáng)城市規(guī)劃監(jiān)察，實(shí)時(shí)機(jī)動(dòng)地對(duì)違規(guī)建設(shè)用地案件進(jìn)行處理，為這些城市規(guī)劃部門的重要職能提供現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)辦公的平臺(tái)等。
以規(guī)劃紅線為例，城市規(guī)劃管理人員主要根據(jù)以文字及表格的形式提供信息資料作出決策，但用地單位名、項(xiàng)目名稱、地點(diǎn)、面積、國(guó)土文號(hào)、城規(guī)文號(hào)、調(diào)查情況和建議等，這些抽象的文字資料，難以全面反映紅線情況，如紅線形狀、附近街道、臨近大型機(jī)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)拆遷狀況等，缺乏直觀性和可視化，另一方面，規(guī)劃管理迫切需要一種能夠隨時(shí)隨地將紅線信息以電子地圖、幻燈片、照片、錄象等多種媒體方式清晰地表現(xiàn)出來的決策支持系統(tǒng)，使決策者有一種身臨其境的感覺，提高現(xiàn)場(chǎng)辦公速度和決策準(zhǔn)確度。采用潛入式GIS技術(shù)可開發(fā)一套輔助城市規(guī)劃管理決策的信息子系統(tǒng)，利用它實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃紅線設(shè)計(jì)和管理的現(xiàn)代化，真正提高紅線規(guī)劃決策的科學(xué)性，更好地建立與完善城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)。
（四） GIS與遙感技術(shù)結(jié)合
以城市規(guī)劃為監(jiān)測(cè)對(duì)象，基于RS技術(shù)、GIS技術(shù)等快速獲取與處理城市現(xiàn)狀空間信息，采用RS、地形、總規(guī)和分規(guī)數(shù)據(jù)比對(duì)和專家判讀的方法，實(shí)現(xiàn)大范圍、可視化、短周期的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)效果，為政府宏觀決策和依法行政提供科學(xué)依據(jù)。這種監(jiān)測(cè)是長(zhǎng)期的和制度化的，具有定量和客觀的特征，能有效地威懾城市違法建設(shè)活動(dòng)，并且監(jiān)測(cè)目標(biāo)比較廣泛，包括建設(shè)工程、城市用地、城市水系、城市道路等多個(gè)方面。
（五） 其它應(yīng)用
GIS在城市規(guī)劃中應(yīng)用越來越廣泛，如進(jìn)行城市規(guī)劃用地評(píng)價(jià)，快速城市規(guī)劃專題圖的制作，歷史文化保護(hù)及風(fēng)景保護(hù)，另外，可把GIS作為一種技術(shù)手段進(jìn)行城市規(guī)劃的研究工作，如城市擴(kuò)展研究等。
三、區(qū)域城市規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃及GIS技術(shù)
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和城市化步伐加快，在珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、京津唐等地區(qū)逐步形成了大型城市群，這些城市群區(qū)域中的城市之間存在著競(jìng)爭(zhēng)和合作的雙重關(guān)系。面對(duì)全球化、城市化、人口增長(zhǎng)、資源枯竭等問題困擾，區(qū)域合作逐步成為一個(gè)新趨勢(shì)，另外，隨著中國(guó)提出“城鄉(xiāng)統(tǒng)籌”規(guī)劃，利用城鄉(xiāng)一體化解決二元化矛盾，建立和諧社會(huì)也被提到了非常重要的位置。
2003年11月，在深圳召開的第六屆城市地理信息系統(tǒng)學(xué)術(shù)論壇上，提出了“城際GIS”的概念，初步探討了GIS在城市密集地區(qū)城市管制中的應(yīng)用前景和實(shí)施方案。對(duì)于城市群地區(qū)的區(qū)域規(guī)劃管制，GIS大有用武之地：第一，地理信息和地理信息技術(shù)為研究解決城市／區(qū)域的空間問題提供了工具支持；第二，借助地理信息和地理信息技術(shù)可以更好地了解區(qū)域可持續(xù)發(fā)展問題，并嘗試提供解決方案；第三，地理信息和地理信息技術(shù)可以幫助參與者之間相互了解，共享信息和知識(shí)，形成共識(shí)和共同行動(dòng)。
四、問題與展望
總體說來，GIS有越來越重要的應(yīng)用，但仍舊存在如下幾個(gè)問題：
（１）數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)獲取是主要障礙，包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的獲取及更新，尤其是社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的獲取和質(zhì)量控制。 #p#page_title#e#
?。ǎ玻┮?guī)劃技術(shù)水平。如何把規(guī)劃技術(shù)和GIS更好地結(jié)合，把辛苦搜集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信息進(jìn)行輔助決策支持。
（３）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。信息共享。
參考書目：
[1] 王賓波，汪祖進(jìn).應(yīng)用RS／GIS等技術(shù)進(jìn)行城市規(guī)劃監(jiān)測(cè)管理.新技術(shù)應(yīng)用，2005.09
[2] 鄭皓，范凌云.基于GIS的城市規(guī)劃電子審批系統(tǒng)研究與開發(fā).蘇州科技學(xué)院學(xué)報(bào),2005.03
[3] 謝波，李利軍等.基于GIS和VR技術(shù)的三維城市規(guī)劃系統(tǒng)的研究.微計(jì)算機(jī)信息,2004.10
[4] 謝士杰.基于Intranet的城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)的研究.測(cè)繪通報(bào),2000.09
[5] 陳銘，郭萌。基于GIS技術(shù)的傳統(tǒng)城市規(guī)劃用地評(píng)價(jià)方法。江西師范大學(xué)學(xué)報(bào) 2005.5
[6] 吳訪生，潘志庚.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.中國(guó)計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào), 2002.12
[7] 龔健雅，杜道生，李清泉.當(dāng)代地理信息技術(shù).科學(xué)出版社,2006.7
[8] 嚴(yán)榮華，牛明光等.OfficeGIS在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用.測(cè)繪通報(bào)，2005.10
[9] 周立.面向數(shù)字城市空間管治的嵌入式GIS規(guī)劃紅線管理信息系統(tǒng)研究.計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程,2005.3
[10] 吳曉莉.利用遙感技術(shù)拓展城市規(guī)劃數(shù)據(jù)源.新技術(shù)應(yīng)用,2001.8
[11] 汪紅松等.GIS在城市規(guī)劃信息系統(tǒng)中的應(yīng)用.計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化,2004.3
[12] 林琿.以GIS面對(duì)崛起的城市群.中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào),2005.11
[13] MacEachren, A. M. How Maps Work: Representation, Visualization, and Design[M]. New York: The Guilford Press. 1995.
