浅谈GIS技术在城市设计领域的应用

浅谈 GIS技术在城市设计领域 的应用

黄真

中国联合工程有限公司 浙江 杭州 310052

摘要：提出现代城市设计中的问题，简述GIS技术的基本特征和功能，分析了GIS在城市设计方面的基本职能。以重庆市江津区北部新城城市设计为例，通过GIS对场地进行因子分析和叠加，展示GIS技术在该案例城市设计中各阶段的应用。最后针对目前城市设计中存在的问题，得出了GIS可以提供几个方面相应的技术支撑，提出了GIS技术在城市设计中应用发展方向的构想。

关键字：GIS技术 城市设计 空间数据

1.问题的提出

随着城市化进程的加速发展,全球城市居民人数正逐渐超过乡村居民人数,城市将在未来社会里占主导地位。城市规划设计中的数据不仅涉及地形地貌、地质、用地、建筑物、工程设施及管线等地理空间位置分布相关的空间数据，还有像人口、经济、社会文化、历史等非空间数据，像环境污染、住房拥挤、交通堵塞等等。

探索城市设计中的新技术,尤其是地理信息系统(GIS)的应用,体现了以信息技术为代表的高科技在协调人与自然的关系中的可行性以及所能发挥的巨大作用。本文以重庆市江津区北部新城城市设计项目的具体实例，设计了基于GIS 技术的江津区北部新城城市设计辅助支持系统，解决了城市设计的一些问题，为城市设计提供了科学合理的技术支撑。 

2. GIS的基本特征和功能

2.1 GIS的功能

GIS是多学科的空间型信息系统，一个GIS的构成可以简单分为3部分:空间数据,空间数据库管理和空间数据库分析处理软件。

2.2空间数据分析功能

空间分析是GIS的主要特征,也是评价一个GIS系统功能的主要指标之一。利用GIS的空间分析功能,可以方便、迅速、准确地分析各种不同形式、不同时态的资源环境数据,产生所需要的各种数据。

2.3建立应用模型的功能

对于GIS来说,专题分析模型是根据关于目标的知识将系统数据重新组织,得出与目标有关的更为有序的新的数据集合的有关规则和公式,应用模型是GIS的高级功能,是智能化GIS的基础。

3. GIS在城市设计方面的基本职能

3.1 空间数据的采集整理及数据资料库的建构

除了为城市设计者提供数字化地图及其关联数据外，GIS 还可以将通过现场踏勘、社会调查所得的各种数据及资料与数字化地图数据进行系统化整合，并对相关信息进行贮存、编辑、管理及可视化处理，建构城市设计所需的物质性空间数据、社会、经济数据、历史数据资料库。

3.2 空间查询与分析

GIS 技术平台通过与其他分析工具相结合，有效整合城市空间的物质形态、尺度和时间多种维度的相关信息，从而为城市设计者系统分析海量城市空间数据信息提供了有力保障。该职能的应用包括三个层次：空间要素及属性检索、空间特征及拓扑叠加分析、空间系统及模型分析。

3.3 可视化表达与输出

在城市设计中，通过 GIS 处理空间数据，其中间过程和最终结果都能够以可视化方式表达和输出；而且设计者可以主动选择显示的对象与形式，不仅可以输出包括全部信息在内的全要素地图，也可以分层输出各种专题图、各类统计图表等资料，相应的图形化空间数据还可放大或缩小显示，这就为城市设计者提供了全面、系统、直观的分析工具。

4. 实例分析

以重庆市江津区北部新城城市设计为例，本次城市设计在同时进行的土地利用规划的基础上，结合了用地适宜性评价基本理论方法，以GIS对地形分析以及可视性分析技术优势为切入点，重点针对地形中的高程、坡向、坡度、交通、景观、可视性等方面进行了方案前期介入。并且在方案设计中，把道路及场地的竖向设计的阶段方案成果通过 GIS 技术平台计算，再通过直观的图形可视方式表现出来。从而快速地评价规划方案的经济可行性，最后通过反复调整、校核，使规划方案的竖向设计达到更加经济、合理的效果。

4.1 背景介绍

重庆是中国长江经济带重要的组成部分，是西部通江达海的门户。江津区位于川渝黔三省交界的重要地区，地处四川盆地东南边缘，云贵高原北坡大娄山余脉梯间过渡地带。北部新区位于江津区北部，东西宽约6公里，南北长约10公里，南临长江，与几江隔江相望

4.2现状地形地貌

境内现状地貌山体尺度宜人，植被良好，提供打造高品质森林的地形地貌条件。具有以下特征：1.整体地势呈现西高东低，南北倾斜形态。2.场地平整度较差，高大山脉、低山、浅丘、冲沟等地貌都有分布。3.核心区地貌冲刷痕迹明显。

4.3现状交通分析

对外交通、街道、村镇道路。 （图1 建设用地综合评价）

4.4景观资源评价

北部新城靠山面水，非建设用地比重达到30%，并且主要以自然山地为主。未来北部新城将形成靠山面水、城在山中、山在城内的自然景观品质绝好的森林滨水城市，而靠近景观生态用地的区域将是城市中拥有较高价值的区域。

4.5视线评价

景观视线分析主要通过在几个关键节点对北部新城进行眺望，对北部新城尤其是核 心区的可见视域范围进行分析，从而确定未来城市中心区的城市界面形态以及标志性建筑物分布、天机轮廓线形态等。

4.6建设用地综合评价

在适宜建设的用地上进行土地价值评价，主要通过景观、交通等方面因子进行分析，并叠加获得土地价值分布的情况，从而较为客观地反映功能布局及建设强度分布，并对方案起到指导作用。

根据规划用地的特点，选择坡度、地质条件、用地性质、自然景观、交通条件、视线等要素作为评价因子，按一定标准赋予每种因子不同的权重，然后对诸因子的影响程度逐一评价，叠加后得出用地综合评价图，作为功能选择、布局与开发强度控制的主要依据。（图1 建设用地综合评价）

4.7 总体城市设计

根据上述分析，我们可以更科学地进行城市设计，最终得出最合理的设计方案。（、图2总平面图、图3效果图）

（图2总平面图） （图3 效果图）

5.总结

针对目前城市设计中存在的问题，GIS 可以在以下几个方面提供相应的技术支撑： 

（1）提供更科学可行的城市设计方法和手段，让城市设计技术科学化。（2）为城市设计工作提供决策支持，让城市设计决策更具科学性和有效性。（3）实现城市设计工作的公众参与，让城市设计工作更具开放性。

GIS技术用仿真技术立体展示三维效果改变了传统的二维的地形平面图来规划设计。GIS 空间分析是从空间物体的空间位置、联系等方面去研究空间事物，以对空间事物做出定量的描述。GIS技术在城市设计中的应用，目前还处于研究的初级探索阶段，相信随着GIS技术本身的快速发展，其在城市设计中的应用也将更加深入。

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