宋艳维
北京京密鸿图测绘有限公司 101500
摘要：我国目前城市化的进程不断加快,传统的城市格局已经不适应现代社会发展的需要,甚至会对城市的发展有一定的阻碍。所以对城市的规划建设,要加以改进使之符合现代社会的要求,重视城市规划管理以及城市规划的设计,充分发挥两者之间对城市发展的作用。城市规划本身涵盖多层次的规划要素以及规划内容,体现应有的规划针对性。面对现阶段的城市建设转型趋向,有关部门针对原有的城市总体规划要尝试予以灵活的转变,保证当前拟定的城市规划可真正适应整体转型趋势。
关键词：城市规划;?测绘;?地理信息系统;
1 GIS系统的功能
(1) 采集、编辑数据。
GIS系统对数据进行抽象,利用采集以及编辑数据的功能,使各种地理要素转变为系统中的代码以及坐标。
(2) 存储、管理数据。
GIS数据库涵盖大量数据,该系统除了存储数据以外,具有管理数据的功能,主要有数据更新及维护、开窗及接边操作、依据属性对空间物体以及位置进行检索、依据空间位置检索物体及属性、访问及提取数据以及定义空间数据库等功能。
(3) 处理、变换数据。
GIS涉及各种类型的数据,为了保证数据统一、规范,GIS具有数据处理的功能。数据处理的功能主要包括变换数据、重构数据以及抽取数据等。
(4) 空间分析及统计。
这一功能可以辅助确定地理要素之间的空间关系,能为用户灵活解决各种问题提供极大帮助。空间分析及统计功能主要包括缓冲区分析、拓扑叠合、数字地形分析、空间集合分析等。
(5) 产品制作演示。
地图地形输出的表现形式包括立体图、等值线图、晕线图、点值图、动线图以及符号图等。
2 GIS辅助城市规划决策
(1) 比较分析。
GIS对城市结构的空间序列变化、时间序列变化进行对比分析,发现结构模式以及关联性。通过比较分析,反映城市结构要素变化情况,同时反映出城市结构要素在空间分布、空间位置上的变化规律,帮助规划人员从空间关系、空间分布、空间位置以及数量等方面把握城市空间发展的机制以及规律,明确城市发展的趋势。
(2) 预测分析。
预测分析采用GIS软件建立预测模型,与城市发展规律相结合对未来一段时间城市的经济、用地、人口等方面的空间分布变化、数量增长情况进行研究,分析可能弧线的问题。基于预测分析制定出相应政策措施、规划方案引导城市要素在空间上合理组合、布局,为城市可持续发展提供保障。
(3) 统计分析。
通过GIS的统计分类功能以及空间查询功能,采用主成分分析、相关分析以及回归分析等方法对数据库属性的相关性以及函数关系进行确定,应用频率统计、多因素交叉分析以及单因素统计等。
(4) 优化分析。
城市规划与环境、经济、社会等多方面因素均相互影响,优化分析利用GIS综合、转化大量规划数据,充分考虑各种因素对规划方案的影响,取得发展目标、规划方案的相对最优。例如,对环境质量评价、规划设计方案、城市功能区划分以及规划选址等进行优化分析。
(5) 模拟分析。
对城市系统而言,无法直接预见城市规划方案对城市造成的影响。将虚拟现实技术与三维地理信息系统结合,通过可视化的方法,模拟规划方案实施过程。通过统计指标、扩展分析等从模拟结构中,分析实施城市规划方案实施后对城市的经济发展、人口分布等造成的影响,分析城市的空间结构、形态等。联合使用多种技术进行模拟分析,帮助规划人员直接感知规划方案对城市的具体影响。
3 当前城市规划测绘中GIS的应用
(1) GIS应用于数据采集。
城市规划对数据的精度提出的要求较高,数据时代的当前,城市测绘数据对城市的发展具有基础的作用,城市电子地图是否精确受到数据采集质量的直接影响。对非空间数据进行采集时,要对这些数据进行数字化处理,结合遥感技术以及卫星定位技术。为了保证工作能够顺利进行,需要抽象化处理数据,储存栅格数据以及矢量数据。因此,技术人员要对数据处理速度进行控制,确保高精度处理数据,发挥GIS系统在城市测绘中的作用。城市测绘过程中,充分利用GIS系统能对城市建筑、城市景观以及城市道路等进行信息的采集,保证数据处理具有较高的精度。为了确保这些需求得到满足,技术人员对测绘数据集进行采集时要对管理标准予以明确,不断提高数据的准确性,对数据采集过程进行控制,减少周围因素对数据造成的影响,确保数据的精度,绘制出精度的电子地图。
(2) GIS应用于空间查询及量算。
①空间查询。
GIS最为基础的功能之一是空间查询,这一功能又可细分为属性查图形、图形查属性以及混合查询。属性查地形是将需要查询的一些属性条件输入系统中,在系统中查询所有能够满足条件的地理位置。例如,通过中国人口信息系统查询城市人口超过1 000万的城市,主要是在属性库中完成,通过SQL操作进行结果的查询,根据属性以及图形之间的对应关系在图上显示出选定实体的位置。
图形查属性输入图形的空间位置,对相关属性信息进行查询。例如,根据鼠标选定的空间位置,或者通过多边形、圆形以及矩形等确定空间范围,由系统查出相应范围或该位置的属性以及空间实体,显示其属性列表并进行统计分析。这种查询首先需要通过空间索引确定空间实体,其次利用属性库与图形库的连接查询属性列表并显示。
混合查询比以上两种查询都更加复杂,查询时输入条件通常是空间范围、属性条件的结合。例如,查询同时满足数个条件的县城,要求位于某区域、距离某条公路在10 km以内、人口数量超过50 000等人。这种查询要结合属性特征、空间关系来进行,具有较强的复杂性,需要综合使用多个命令。
②空间量算。
距离量算:应用比较多的是几何意义的距离,采用栅格结构、矢量结构都能很容易实现。但在实际生活中,旅行的距离不仅与几何距离有关,还与运输工具性能以及路况关系密切,需要考虑从固定点出发在各个方向上的阻力,距离计算中考虑阻力,得到的结果被称为耗费距离。形状量算:目标物外观多变,因此,难以使用准确的量描述其外观,判断目标是膨胀还是紧凑时比较模糊。几何量算:对点状目标而言,几何量算指的是坐标的量算;对线状目标而言,几何量算指的是方向、曲率以及长度的量算;对面状目标而言,几何量算包括周长、面积等;对体状目标而言,几何量算包括体积以及表面积等。质心量算:地理目标的质心是目标的半径位置,通过这一量算可对一些地理分布变化进行跟踪,包括土地类型变化、人口变迁等,同时还能对一些比较复杂的目标进行简化。
(3) 空间信息再分类。
与地图相比,地图上的数据都已经过专门处理以及分类,GIS所存储的数据则具有原始数据的性质,用户基于不同目的提取、分析数据。当采用不同的分类方法分析数据时,得到的结果会有较大的差异。在分类非空间属性例如性质、产值、性质等时,不对物体的已有属性做出改变,而是依据物体的属性将其划分为不同的类别,可通过改变图例表现以及聚类分析法、层次分析法、主成分分析法等实现。
(4) 叠加分析。
叠加分析建立统一空间参照系统,每次叠合相同地区两个地理对象的图层,形成多重属性特征,或建立不同地理对象的空间对应关系。
(5) 邻域分析。
这一功能被称为窗口分析,其在栅格数据模型中应用最多。栅格数据描述的地学要素中,(I,J)栅格会对周围栅格属性特征造成影响,计算机地学分析要准确、有效地反映这种事物在空间联系的特点。窗口分析建立一个分析半径固定的分析窗口,对栅格数据系统中的栅格点进行均值、极值等统计计算,将这些信息与其他层面信息进行复合分析。
4 结语
城市化建设中,科学、规范的城市测绘可以保障城市化进度持续推进,这是提高城市建设性能、效率的关键途径。在城市测绘中引入GIS技术,可以保证测绘工作深入各个区域,实现因地制宜的发展目标,满足城市化建设要求。
参考文献
[1]刘朝辉.地理信息系统在城市规划测绘中的应用探析[J].价值工程,2016,35(31):217-218.
[2]韦秋庆.地理信息系统GIS在城市测绘中的应用[J].技术与市场,2020,27(5):94,96.