鲁达 1.导言
城市规划是指导城市建设的蓝图，也是城市建设管理的依据，其在城市的建设和发展过程中的作用越来越受人们重视。随着社会经济的飞速发展，城市建设的步伐进一步加快，传统的城市规划设计、管理和监测手段已经不能满足城市发展的需要。随着计算机与网络技术的发展，城市规划的信息化程度正逐年提高，特别是以GIS技术为核心的城市规划信息系统的推广应用，提高了城市规划管理水平，促进了城市管理的现代化。
2.GIS的概念与基本功能
2.1GIS的概念
地理信息系统(GeographicalInformationSystem)是以采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据的计算机空间信息系统。它是一种决策支持系统。GIS具有信息系统的各种特点。它与其他信息系统的主要区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息。GIS把空间位置数据与属性数据有机结合起来了，这个突出的特点是其他数据库所不及的。
2.2GIS的基本功能
2.2.1空间可视化(SpatialVisualization)
(1)空间地物轮廓特征的可视化
地理信息系统强调对现实世界空间关系的模拟，使我们对于在空间中各事物的状态有一个非常直观的感受。无论是在屏幕上展示一幅可以无级缩放和信息查询的地图，还是展现一幅三维的地形模型，都使我们对现实世界空间关系的认识更为直观、具体。
(2)空间地物专题属性信息的可视化
地理信息系统的空间可视化功能还包括对空间分布的地物的属性信息的图形可视化，这一点是由地理信息系统的一个重要特征来保证的，即GIS实现了空间信息和属性信息的集成管理，并能够完善地建立二者之间的联系。
2.2.2空间导向(SpatialNavigation)
一个完善的地理信息系统提供了空间数据库功能，可以以小比例尺查看全局，以中比例尺查看局部，以大比例尺查看细部。在比例尺不断增大的同时，展现给用户的空间信息内容会不断更新。地理信息系统的空间导向功能还可以从空间查询功能中得到体现。
2.2.3空间思维(SpatialThinking)
地理信息系统的空间数据库在存贮各地物的空间描述信息的同时，还存贮了地物之间的空间关系，这一特点为进行空间分析提供了基础。地理信息系统的空间思维，就是要利用GIS数据库中已经存贮的信息，通过GIS的工具(例如缓冲区分析、叠置分析)，生成GIS空间数据库中并没有存贮的信息。地理信息系统的空间思维功能能够揭示空间关系、空间分布模式和空间发展趋势等其它类型信息。城市与区域规划是地理信息系统技术体现空间思维特征的最典型的应用领域。
3.GIS在城市规划中应用现状
3.1在城市规划编制中的应用
3.1.1规划方案的可视化
平面设计不利于规划方案的展示，不能给规划人员与用户直观的感受，不能展示规划方案与周边环境之间的关系，规划方案可能会隐藏着不易发现的设计缺陷[1]。利用GIS三维技术，规划人员可以实时交互地观察各方案在城市环境中的效果，可以沿任意角度，任意路线对不同方案加以比较，可以对规划方案与周围山体之间的关系进行分析，对方案中建筑高度、体量、外观以及整个城市的空间关系进行分析，还可以对一些总要的景观进行视线与视域分析，更好地控制好城市的整体景观效果。
3.1.2用地适宜性评价
地形地势是城市规划设计中的一个主要条件，不同的地形是制约和引导规划用地功能的重要因素之一。作为规划者，在方案初始阶段，首先必须研究用地条件，然而当遇到一些用地范围较大的规划，尤其延伸到几平方公里以上的范围的时候，仅仅凭借人在地面的感觉是无法准确把握地形地势条件的，而借助DEM模型可较好地解决这个问题。相对于CAD图中原有信息的二维平面的表现形式，DEM模型可以更加直观地表现基地的情况，从而快速生成准3D模型，并可进行任意角度甚至漫游式的观察。借助GIS独有的高程分析、坡度坡向分析、拓扑分析等多种分析工具，可有针对性地对基地的用地条件进行客观分析，辅助后期规划方案的决策和设计。
3.1.3公共设施布局优化
城市公共设施是维持城市健康运转的基本保证。目前，大多数城市的公共设施是伴随着城市居住区的开发而建设的，居住区开发中往往从满足自身需求为出发点来配建公共服务设施.由于居住区受规模、形式的限制，居住区配建的公共服务设施不能完全满足城市整体的需求。从大的区域范围看，就会存在很多服务盲区，这些地方缺乏相关公共设施，人口稠密区公共设施布置相对较少等问题。利用GIS的缓冲区分析，很方便的发现服务盲区，便于规划设计中进行相应的调整，在生成的缓冲区下面再叠加上人口密度图，就能很方便的统计出每个公共设施所需服务的人口，与其现状服务规模进行比较，就能很快知道那些公共设施服务规模不够，需要新建服务设施或扩建规模。利用GIS的缓冲区分析、空间分析和统计功能，可以摆脱传统的根据规范，依据规划师个人经验来进行公共设施规划布局的方法，方便规划设计人员更加科学合理地进行公共设施规划布局。
3.1.4指标数据的统计分析
GIS很好的将空间属性与非空间属性有机的结合在一起，利用GIS技术，我们能非常方便地进行基于空间数据的各类非空间属性的统计分析，非常方便地生成各类技术经济指标表，同时也能生成多种多样的统计专题图，像直方图、柱状图、饼状图、折线图等等。非常方便、直观地进行各类数据的比较分析，为规划人员的规划设计提供数据支持。例如，在规划范围涉及到旧城区改造的情况下，统计每个街区的现状建设强度可以为合理确定旧城改造的范围、时间安排以及改造强度等决策提供数量化的依据。因此，进行街区建设强度统计对于控制性详细规划、尤其是涉及旧城改造的控制性详细规划工作，是很有帮助的辅助决策手段。
3.2在城市规划管理中的应用
3.2.1城市规划专业数据库
城市规划是以地理空间数据作为其设计与管理的基础，因此，进行城市规划信息系统建设的首要工作就是建立城市规划数据库，动态地存储和管理城市空间信息及各种规划专题信息，为城市规划提供综合性的信息服务，并在此基础上，建立城市规划的空间分析模型，提供决策支持，实现城市规划管理的科学化与智能化。依据城市规划工作的业务性质与相关数据的结构特点，城市规划数据库主要包含3种类型的数据：基础地理信息，规划专业信息，规划文档信息。
3.2.2规划方案的评价和审核
针对规划方案，进行土地价格分布、土石方填挖平衡、房屋拆迁量计算等经济分析，结合专业模型进行城市外围用地建设适宜性评价、内部用地功能更新时序分析、发展方向与用地布局优化研究，可以预测和评价规划方案的社会效益和经济合理性。
3.2.3日常业务办公与公众信息服务
基于GIS技术的城市规划信息系统是以实现城市建设和管理为主要目标，在功能上支持空间信息的查询、支持规划工作的日常业务办公流程以及公众的信息服务，因此，基于GIS技术的城市规划信息系统属于城市规划部门的操作型的实用系统。系统以GIS技术为基础，面向办公自动化管理，对图、文信息进行有效集成。
3.3在城市规划监测中的应用
利用GIS技术实施城市规划监测工作的基本思路是以城市规划为监测对象，基于RS技术、GIS技术、GPS技术和网络技术等高新技术，快速获取与处理城市现状空间信息，采取RS、地形、总规、分规数据比对和专家判读的方法实现大范围、可视化、短周期的动态监测效果，为政府宏观决策和依法行政提供科学依据[2]。
4.GIS在城市规划中应用发展
4.1GIS技术向集成化推进
目前在城市规划设计领域，除了利用GIS技术外，还要使用一些其他图形技术软件，比如，绘制矢量工程蓝图的CAD软件、绘制平面效果图的PHOTOSHOP软件、绘制3D模型的3DMAX、SKETCHUP软件。加强与这些软件的兼容和集成可以提高规划设计工作的效率，同时可进一步开发利用好GIS的功能。比如，GoogleSketchUp软件与ArcGIS相结合，就可以将SketchUp的3D模型导入ArcScene中进行空间分析。CAD软件与ArcGIS相结合，利用CAD技术辅助绘图;利用GIS技术进行叠加分析、缓冲分析、门槛分析、专题图，并建立规划数据库[3]。RS技术、GPS技术与ArcGIS相结合，可将卫星图片和卫星定位坐标作为GIS系统的地理空间数据[4]。
4.2GIS技术向时空多维拓展
动态城市规划要求城市规划结果不能成为一个不变的蓝图，而是要随着现状的改变而不断进行调整，以往人们往往忽视时态信息的存在，使得规划基础资料不完整，降低了城市规划的科学性和预见性[5]。同时传统的二维GIS虽然有强大的分析功能，但损失了空间位置信息，不能完整反映客观世界[6-7]。要想真实表达处于三维空间中的现实世界，GIS技术需要向时空多维拓展。比如：以三维GIS为技术平台的地下管线信息系统和以时态GIS技术为平台的城市动态规划管理系统实现了GIS技术向时空多维拓展。
4.3GIS技术与智能技术结合
GIS不仅要处理海量的地理数据，还要进行与地理数据相关的分析，预测，辅助决策等工作。对于GIS来说，在地理信息的采集、存储、加工处理、表示等方面功能比较强大，但在进行预测、辅助决策等方面还比较薄弱，而进行预测和辅助决策正是人工智能中重点研究的知识工程、问题求解、推理、决策等核心问题。GIS技术与智能技术结合就是要把专家系统与GIS集成成一个系统，使得这个系统不仅能存储、管理空间数据，还能利用系统中的地理信息进行深加工，智能化地分析与运用数据进行推理，强化系统在空间分析、预测预报、决策支持方面的能力。
4.4GIS技术向开放化推广
随着计算机网络技术、客户服务器技术、ODBC(OpenDatabaseConnectivity)技术、GIS技术等的不断发展与成熟.传统的GIS技术正朝着0PENGIS、COMGIS、WEBGIS方向发展，特别是OPENGIS的技术与规范的成熟以及OracleSpatial空间数据库软件的推出，使开发完全基于关系型数据库一体化存储空间图形与属性数据的GIS系统成为可能，并且有效的解决了GIS数据库的共享与并发操作问题。
4.5GIS技术向专项化开发
信息技术及相关领域技术的迅猛发展和融合，为地理空间数据库系统的发展创造了前所未有的条件，以新技术新方法构造的先进数据库系统正在或将要为地理信息数据库系统带来革命性的变化。比如：由专业地理信息系统和常规数据库管理系统融合形成的业务化地理信息系统(OfficeGIS)，地理信息系统和社会科学及WebGIS技术、协同式空间决策技术、分布式数据库技术、地理信息互操作技术、系统可视化及仿真技术相结合产生了公众参与地理信息系统即PPGIS(publicparticipatorygeographicinformationsystem)。
5.结束语
随着GIS技术的不断发展，长期以来城市规划主要靠定性分析凭经验处理问题、手段落后的局面将被扭转。城市规划学科的现代化程度也将不断提高，同时随着科学在发展、技术在进步、社会在前进，城市规划过程中呈现的新问题、新矛盾必将引导GIS进一步发展完善。
文档来自：百度文库，向原作者致谢，仅供学习交流之用！
节选：GIS在城乡规划设计中的应用--(高级速成班)
看完这10个视频，
让你搞定GIS在城乡规划设计中的应用
扫描二维码，观看全部视频
01
课 程 背 景
随着城乡建设的不断发展，城乡规划管理的要求也越来越高。作为存储、分析和管理空间数据的 GIS 技术，在城乡规划管理中的位置越来越重要。城乡的发展离不开城乡的规划、建设、管理和服务工作，它所涉及的信息非常庞杂，而以空间数据及其属性数据为特征的地理信息系统技术的应用,大大提高了信息管理的效率与质量。GIS技术在城乡规划和管理领域的应用日益广泛和深入，我们应认识GIS在城乡规划管理应用中的重要性，把握 GIS 未来的发展趋势，提高城乡规划建设效率和管理水平，发展智慧城市和培养城乡高级规划人员已成为企业和政府创新发展的必然选择。
02
师 资 介 绍
牛强 武汉大学教授
注册城市规划师，研究方向为城市规划数字技术和方法，包括GIS空间分析、数字规划方法、智慧城市规划、规划计量模型、规划信息管理等。主持2项国家自然科学基金项目，参与多项国家和省部级项目。著有城市规划GIS类畅销书《城乡规划GIS技术应用指南》、以及土建类学科“十三五”规划教材《城乡规划GIS实践教程》《城市规划GIS技术应用指南》一书。
03
牛 强 教 授 著 作
“十三五”规划教材
《城乡规划GIS实践教程》
04
课 程 收 益
1、在ArcGIS中查阅城市规划常用的GIS数据和CAD数据，感受GIS“一张图”查阅各类规划信息的魅力
2、学习GIS中快速绘制各种城市专题图方法，感受GIS高效的自动制图功能，掌握数据编辑和制图技能。
3、掌握GIS统计和矢量叠加技术，学习CAD地形图导入GIS方法、空间分析步骤、对属性表分析方法，了解开展规划空间分析技术路线。
4、学习地表面TIN、DEM的建模方法，基于地表面，掌握各种地形地貌分析方法，掌握城市中的建筑、水面、道路的三维快速模拟方法。
5、首先完成交通单因素评价，学习缓冲区分析技术，然后对多个单因素评价图进行加权叠加，学习栅格叠加、栅格分类技术。
6、学习栅格叠加的高级技术，通过叠加植被、地形、水文等生态单因子分析图，完成生态敏感性评价。
7、学习城市交通网络建模技术，构建拟真城市交通网络模型；基于该模型，掌握各类交通可达性分析方法，设施服务区计算、设施优化布局方法。
8、学习大数据的空间化，数据清洗，行为轨迹分析，道路流量分析。
05
课 程 大 纲
第一章、GIS知识及规划应用
第二章 、利用GIS查阅规划信息
第三章、用GIS快速绘制城市规划专题图
第四章、控规中的现状容积率统计
第五章、 地形地貌分析、城市三维场景快速模拟（上）
第五章、 地形地貌分析、城市三维场景快速模拟（下）
第六、七章、用地适宜性评价与生态敏感性分析
第八章、城市交通网络模拟与交通分析
第九章、规划大数据分析
第十章、规划GIS应用展示
06
可 供 下 载 资 源
温馨提示
本课程由武汉大学牛强教授亲自授课。由浅显的GIS基础知识入手，到GIS软件的应用，至大数据的分析。分层次的授予知识、操作与案例分析。视频中的课件以及相关数据，均可下载，以便后期学习。
点击阅读原文，系统的学习GIS在城乡规划设计中的应用--(高级速成班)