城市规划设计应用分析

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［摘要］随着计算机技术的进步与发展，地理信息系统GIS技术在现代城市规划设计中的应用研究迫在眉睫，尤其是GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用受到了各界人士的广泛关注。本文即通过案例从三个方面对GIS空间分析功能的实际应用进行探讨，以使现代城市规划与设计更符合现代城市化发展的标准与要求。

［关键词］GIS空间分析功能;城市规划设计;应用分析

地理信息系统GIS(GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem)在1960年左右开始形成与发展，是一种研究地理学科的新技术，是一种由多学科交叉而演化的产物。GIS主要是以地理空间数据库为核心基础，在地理研究、地理决策服务的过程中起到了一定的推动作用，它能及时获取到动态的地理位置信息。1990年以来，随着空间处理技术的日渐成熟以及计算机制图的应用普及，GIS技术开始广泛应用于城市规划领域，其能够在一定基础上对空间数据进行图形表达，并对属性数据进行空间分析，GIS技术强大的空间分析功能为城市规划设计提供了条件。结合相关研究发现，无论是国内还是国外，将GIS技术应用于城市规划领域的研究已经逐渐成熟化与系统化，并且在城市规划设计中充分发挥着重要的管理与分析作用，随着GIS技术的进步与发展，在城市规划设计领域的应用已无法满足发展需求，现已广泛拓展到城市土地利用、资源管理、交通运输、地震灾害等各个方面。本文主要是对现代城市规划设计中GIS空间分析功能的应用进行研究，旨在为国内规划行业的发展提供一定的理论依据。

1GIS空间分析功能简介

地理信息系统(GeographicInformationSystem或Geo－In-formationsystem，GIS)是一种技术系统，能够对所获取的数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示以及描述，是一种基于计算机的工具，其核心的内容为空间分析(SpatialAnalysis)。空间分析技术主要是为了提取与分析空间信息，是一种基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术。与计算机辅助绘图系统(CAD)相比而言，GIS空间分析技术具有提取和分析空间信息的巨大优势。ArcGIS产品在2013年由Esri公司再次更新与完善后，推出ArcGIS10.2，与最初的ArcGIS产品相比，其充分利用了信息技术的巨大优势，是一类空间分析工具。ArcGIS10.2的空间分析模块主要包括空间分析、3D分析、地统计分析、网络分析与跟踪分析等，在一定程度上扩大了地理信息系统GIS的影响力与适用性。ArcGIS10.2的空间分析模块主要是为了建立与问题相对应的表征模型或过程模型，进而在模型建立的基础上对信息进行提取与分析。空间分析的主要步骤与技术流程如图1所示:

2GIS技术与城市规划

2.1GIS技术适应城市规划设计的需求。随着科技的进步与发展，结合先进的技术理念，现代城市的规划与设计需要符合现代城市规划领域规划与管理信息的标准。计算机辅助绘图系统(CAD)普遍应用于传统的城市规划工作过程中，主要通过点、线、面将矢量数据储存。CAD具有较少的属性数据、属性查询不便、没有空间数据库、浏览与使用功能单一等缺点，而GIS技术可以结合对象的空间位置信息及其相关属性数据，能够在一定程度上有效避免CAD软件技术的缺陷，弥补传统城市规划单一的文字描述、单一的图形展示的不足，可以将城市规划的空间位置信息可视化表达，从而满足现代城市规划与设计的新需求。2.2GIS技术能够提高城市规划的合理性、科学性。GIS空间分析功能可以有效利用空间数据库对相关数据进行细分与管理，进而快速便捷地生成各种规划用途以及表格、报告等，在一定基础上可以做到对动态进行更新与增补，能够便利相关技术工作人员对GIS软件进行二次开发与升级。在近几年GIS技术发展中，将其空间分析功能与卫星遥感技术进行有机结合与统一，在一定程度上促使数据的信息含量得以大幅度增加，进而推动现代城市规划设计工作的稳健发展。与此同时，在基础数据连续更新的情况下，仍然可以长期地、持续地使用，能够使现代城市的管理者有效获取最新的数据并加以使用，从而有助于成本的节约和工作效率的提升。

3GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用

现代城市规划与设计是衡量一个城市发展好坏的一种重要标准。一个区域发展的核心是城市的发展，城市的进步与发展是该地区人文与自然共同作用而推动形成的，一个城市的规划设计需要多样复杂的空间数据与属性数据作为支撑，然而，这些繁琐复杂的数据在一定的时期内也是不断更新与变化的。传统的城市规划与设计在面对大规模的数据时，无法做到精准的处理与分析，这主要是因为缺乏先进的数据分析处理工具，因而导致数据的分析过于粗糙，不能满足科学化的要求。传统的城市规划设计大多侧重于定性分析，提出的发展意见与策略相对主观，其中夹杂着较多的感性因素，致使规划数据分析结果相对滞后，在规划师制定城市发展规划时所参考的依据不够充分，最终影响城市未来的发展方向。随着数据分析技术的日益成熟，ArcGIS软件的出现与引入，给城市规划设计领域带来了一个崭新的思路，加快转变了城市规划设计的思维模式，并且在一定程度上带领了城市规划设计方向进行了大的转折。ArcGIS软件具有更新数据快、空间分析直观等巨大优势，可以科学合理地对大规模的数据进行管理与分析，有助于城市规划设计从静态到动态的转变。与此同时，ArcGIS软件技术在一定基础上丰富了城市规划设计手段，弥补了传统的城市规划设计方法展现较为单一的缺陷。ArcGIS软件在现代城市规划设计中的应用愈加被重视起来，其空间分析技术已经完全融入到城市规划设计的整个过程中，无论是资料收集与数据处理，无论是详细规划与区域规划，无论是静态或动态模拟，GIS空间分析功能都在城市规划设计中发挥着不可替代的作用，为现代城市的规划与设计增添助力。

4实例应用

4.1模拟规划区地形、优化道路线形。在现代城市规划与设计中，城市道路线形设计是其中最为重要的一个环节。城市道路线形设计与优化在一定程度上和城市的地形地貌特征、城市目前现有的道路线形、道路周围的建筑物排列布局以及规划道路等级等影响因素紧密相关。要想使规划的道路线形科学合理，需要对道路坡度进行精准测量，与先进的GIS技术相结合，运用城市道路规划相关理论与经验，使规划出的道路等级合理、占用农业用地少且与道路周围建筑物排列朝向协调。结合福建省安溪县某地区的地形地貌，利用GIS技术对该地区的地形进行DEM建模，从中获取到该地区的相关数据，其高程、坡度及坡向等情况如图2所示:在获取到该地区的坡度、高程及坡向的相关数据之后，利用Arcscene中的3D扩展模块，将CAD图纸中建筑物的数据与道路网数据分别导入其中，图层界面如图3:将设置的不同图层分别导入到Arcscene中，赋予不同的高度，得到如图4所示的基础高度分析图:4.2GIS空间分析功能在土石方计算中的应用。在CAD普遍应用于城市规划时，也同时运用于方格网法对土石方进行计算，其计算过程繁琐复杂、整体工作量巨大，而且还存在梯形台地计算结果不精确等缺陷，因此，随着空间分析技术的引入，现代城市规划与设计中已无法离开GIS技术的应用，而对土石方的计算已从方格网法逐渐被DEM建模方法所代替。结合xx市某工业园区规划设计的相关数据，运用GIS空间分析技术DEM建模对土石方进行计算，主要是通过对该工业园区的地形坡度与坡向进行DEM建模分析，将工业园区规划基地分成多个坡度与坡向相一致的地块，结合软件中的3D扩展模块对体积与面积进行计算，进而对土方平衡时的高程进行计算，得到土方分析图、土方平衡图如图5、图6所示:4.3GIS空间分析功能在防洪规划决策中的应用。GIS技术在防洪规划决策中也具有不可替代的作用，尤其是所规划区内有水系穿越时，如何制定出合理的解决方案至关重要，即使有相关水文基础资料作为支撑，结合传统的CAD辅助软件与经验法，也无法精准地对地区进行规划。因此，需要结合GIS空间分析技术，对规划区的地形地貌特征进行全面了解，并利用ArcGIS软件中3D扩展模块与DEM建模方法进行规划实施。

5结束语

综上所述，GIS技术与传统的城市规划方式相比较，更能够适应城市规划设计的发展要求。本文首先从GIS空间分析功能出发，对该技术的运用步骤与基本流程进行简单说明，接着对GIS技术与城市规划相结合发展进行分析，并对其在城市规划设计中的应用进行研究，最后结合实例对GIS技术在城市规划的不同方面的应用进行了探讨，从而为GIS技术在城市规划中应用的广度与深度进行拓展打下坚实的基础。

参考文献

［1］许为一，杨昌新，肖单涛．GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用初探［J］．科技广场，2017(11):142－145．

［2］范磊，钱利昆．浅谈GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用［J］．城市建设理论研究，2014，(14)．

［3］杜津．GIS分析在城市生态规划中的应用研究［D］．天津大学，2017．

［4］贺志军．GIS在生态城市设计中的应用框架研究［D］．哈尔滨工业大学，2015．

［5］王广震．基于GIS的城市规划设计方法及应用研究———以城市竖向规划设计为例［D］．西安建筑科技大学，2015．

作者:林申赠 单位:霞浦县村镇建设管理站