Gis与城市规划管理信息系统研究综述

Gis与城市规划管理信息系统研究综述

1 GIS概述

自1963年加拿大测量学家R.F.Tomlinson提出并建立第一个GIS (Geographic Information System，地理信息系统) 以来，随着信息、测绘、地理学等相关科学的迅速发展，GIS在全球不断发展，日益受到各个国家和地区的重视。

GIS是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，对信息管理和辅助决策具有重要意义。总的说来，GIS是涉及计算机科学、信息学、遥感科学、测量学、地图学、地理学、资源学、环境学等学科的一门新兴边缘学科1。

GIS一般包括一下5个主要部分，系统硬件，包括计算机主机、数据输入设备、存储设备和输出设备；系统软件，包括计算机系统软件、GIS软件(如国外MapInfo公司的Maplnfo、Genaware公司的GenaMap、ESRI公司的ArcGis、TYDAC公司的SPANS、国内中科院地理所的SuperMAP 等)、以及其他支撑软件和应用分析程序等；地理空间数据；应用人员:分析模型。

GIS的功能主要有:

(1)数据采集:主要用于获取数据，包括已有的数字化数据、人工编码、数字化地图等，并保证数据在内容上、空间上的完整性和一致性。

(2)数据整理:包括数据核查、纠错、格式化和转换等；数据查询，以特定的请求再现数据信息。

(3)数据存储:将不同来源、不同属性的数据以恰当的形式存储于空间数据库中，以方便查询能分析。

(4)空间分析:进行数据的地理操作和转换及统计分析，如缓冲区分析、空间插值分析、叠置分析、临近分析、网络分析等。

(5)可视化显示与输出:通过屏幕、打印、拷贝等形式来展示GIS所产生的地图、图像、表格等多种形式2。

2 城市规划的相关理论

2.1城市规划相关理论概述

城市规划是政府为实现一定时期内城市经济和社会发展目标，为调控城市空间资源、指导城乡建设、维护社会公平、保障公共安全和公众利益而制定的重要公共政策之一；是一个无限循环的动态过程，按静态的工作顺序可分为规划编制和规划实施管理两个阶段:其中规划编制工作是为规划的实施和管理提供法律依据，规划的实施和管理是对规划编制成果的落实和动态监控3。

城市规划编制工作按宏观和微观的层次、按编制时间顺序可划分为总体规划和详细规划两个阶段。总体规划又可分为狭义总体规划和分区规划两个阶段；详细规划可以划分为控制性详细规划和修建性详细规划两个阶段4。不同层次城市规划对规划内容深度和基础地形图比例要求有所不同，使得同一地区的各种城市规划成果具有多样性和多尺度。从总体规划到详细规划，各级规划的数据信息是逐层细化的过程，并且上一轮的规划为下一轮的规划编制提供基本的反馈信息，且上一轮规划形成的建设成果是下一轮规划编制现状信息的重要一部分。

另外，由于规划编制的主体不同，其相关职能部门编制的专项规划多从其行业自身需求进行考虑，导致各项规划相互间不协调、建设项目与城市规划的整体性较差甚至重复建设。科学的城市规划编制与决策离不开各区域、各部门、各行业的全方位沟通。并且，从编制、决策到管理，涉及到不同的部门和人员，有着海量的信息。如果在信息、的采集、处理、存储、发布和反馈的运作过程中，缺乏必要的标准分工与协作，就会出现信息、的重复采集、收集不全、信息失真、处理不当等问题，从而使提供的城市规划信息出现问题，甚至是误导。

因此，在城市规划的编制、实施和管理过程中，准确必要的城市规划信息的持有量，将直接影响到城市规划编制的质量、决策的科学性、实施的有效性进而影响城市建设水平5。为了更好地利用各种城市规划成果，就必须将多种来源的城市规划信息进行数据整合，建立一个统一的信息平台来管理数据源不同的城市规划信息，为规划管理工作提供准确、可靠的数据资料和科学、实用的应用工具。

2.2 信息化对城市规划的影响

随着计算机信息技术的飞速发展，传统的城市规划方式急需改变，急需应用信息技术提升改造传统产业；特别是新世纪我国进入了工业化与城市化的迅速发展时期，国民经济建设规模不断扩大，城市数量与城市人口不断上升，城市规划设计与管理工作日趋繁重。随着人们对城市生活舒适度要求的提升，对居住区环境、日照间距、房屋采光等有了高标准的要求，对城市规划相关法律、法规、标准有了全新的认识，对城市规划设计与审批的过程要求更加透明。传统的城市规划方法只有改变，才能适应全新的角色，规划工作人员只有运用信息化技术，提高规划信息的集成、处理水平，才能有效提升城市规划管理、设计效率和服务水平，才能大大提高公众参与的程度。通过对城市规划领域引入信息化技术的研究，将有利于提高城市规划业务人员的技术水平和服务水

平6。

信息化对于城市规划领域是一新生事物，其管理方式、规划建设方式都值得深入研究，其规划建设对城市规划而言，还属于新的课题。因此，对城市规划信息化绝不能局限在简单的应用水平，而应上升到信息化研究层面。因此我们应结合信息化工程的演进规律，在理论分析与实证研究的基础上，形成城市规划信息化理论体系，指导城市规划信息化实践，为城市规划信息化建设提供一定的科学依据7。

3 城市规划管理信息系统

城市规划管理信息系统(urban Planning Management Information system，简称UPMIS)。UPMIS是以“一书两证”办理过程中的申报、跟踪督办、流转控制、周期控制、核发“证、书”为核心，覆盖城市规划实施管理全过程的图文一体化办公自动化系统8。系统紧密围绕规划“一书两证”业务，将办公自动化系统(OA)、管理信息系统(MIS)与GIS有机结合，实现图、文、表管理一体化。并能按照一定的工作流程和权限设定，对报建项目的案件受理、审批、发证的全过程实现计算机信息管理，具有对申报案件受理、信息录入、存档、案件办理、各级审批以及通知书、许可证、红线图等审批结果进行绘制与打印处理等功能。因此，UPMIS 是城市规划信息系统中的子系统，他与基础地理信息系统和综合管线系

统密切相关。

城市规划的主要工作是对城市空间发展进行管理、控制和监督，其管理手段较其他政府部门特殊而复杂，其管理工作的特点是日常工作离不开图和表，需要与大量的图形、表格和法规文献打交道，因此是各类政府管理机构中最具特色的管理部门，规划管理过程各阶段需要不同的图形参考资料、表格和数据；各阶段间要不断地比较参考；各阶段又要产生一定量的图和表；各个不同专业管理间要交叉引用相应图表；各个不同专业管理要进行不同类别的统计，各专业各阶段均需使用大量的测绘、编辑、量算、比较等工具。这些特点都要求对图文数据的处理具有阶段性、交叉性、一致性和可计算性，以及将图、文、表、管贯穿与整个规划管理的全过程。

4 国内外相关研究进展综述

城市地理信息系统(Urban Geographic Information SyStem，简称UGIS)是专业化的地理信息系统，是为城市建设、城市规划、城市管理提供信息和信息服务的空间型地理信息系统。城市地理信息系统起源于西方发达国家，这是与其高度的物质文明密切联系的。据估计，地方政府日常业务处理的数据中70%-80%与地理位置有关9。

目前，绝大多数发达国家和部分发展中国家与地区已结合城市规划与城市地理信息系统完成了城市规划与管理的数字化工程，并在实际工作中发挥了显著效益。并在城市规划、市政公用设施、动态监测，城建档案管理等方面都广泛应用地理信息系统。在亚洲，新加坡从1986年开始，投入新币3600万元，历时7年实施名为“整体性国土资源系统”的城市地理信息系统，于1993年完成。它能为决策部门提供新加坡的土地、建筑、人口和开发条件等动态信息，对规划和土地开发进行分析和评估，追踪管理开发状况及相关过程，并产生用于管理和决策的咨询报表等10。在美国，地理信息系统己被广泛地应用到地方政府的各项职能中。应用地理信息系统的城市和地区的比例由1992年的40%迅速上升到1997年的87%。澳大利亚的布里斯班市为申请举办奥运会，将该市己建立的城市地理信息系统作为有利的竞争条件之一。1988年法国巴黎市政府开始建设巴黎市城市信息系统用于城市地籍和地下管线管理，并协调城市规划和管理部门的工作；德国建立了城市模拟系统，提供了对城市

的基础设施数据的查询、分析和显示功能:日本致力于开发网上虚拟京都11。

我国地理信息系统方面的工作自20世纪80年代初开始—以1980年中国科学院遥感应用研究所成立全国第一个地理信息系统研究室为标志。随着我国改革开放的不断深入，城市地理信息系统也己经进入我国的城市建设、规划各个领域。1989年利用世界银行贷款正式在常州，洛阳和沙市三个中等城市进行城市规划与管理信息系统子系统的研究探索和建设12。进入90年代，经济发达沿海地区在经济高速增长的同时，其城市规划、建设和管理方面也面临着严峻的挑战。

如寸土寸金的城市中，城市空间信息、己成为宝贵的资源，如何准确快速地获取、处理和分析这些数据，己成为政府管理部门的当务之急。沿海城市纷纷投入大量的资金和人力建设自己的城市地理信息系统，并且随着其影响和作用的不断扩大，逐步影响到北部和内陆城市。1992年10月联合国城市信息系统及其在发展中国家的应用研讨会在北京召开，对我国城市地理信息系统发展起到了推波助澜的作用，掀起了我国城市地理信息系统开发的热潮，先后有海口、深圳、珠海、中山、北海、天津、厦门、昆明、贵阳、济南、淄博、重庆、十堰、南京、宁波等城市相继进行城市地理信息系统的设计和建设。

新世纪随着信息化的发展，在全国范围内“城市规划、建设、管理与服务的数字化工程”的启动和引导下，己初步形成符合我国国情和发展战略的城市信息化和建设的新阶段和热点13。例如，上海市率先在全国提出了“信息港”的概念，开发建设了由大量数据库及城市基础地理、城市规划设计、城市规划实施管理、城市建设档案、城市地名管理、城市规划展示和区县规划管理等一系列独立系统构成的分布式的专业地理信息系统。“数字北京”建设已被列入首都重大创新工程，包括3项信息基础设施建设、3项软环境建设、4个区域示范应用及个单项应用。目前，在全国660多个城市中，已有120多个城市建设了城市规划管理信息系统。40多个城市建立了房产管理信息系统，100多个城市建设了综合或专业管网管理系统，200多个城市不同程度地建设了空间基础信息系统和综合管网管理系统，100多个城市建设主管部门建立了办公自动化系统14。这些行业应用系统的建成和运行，为数字城市和城市地理信息系统的建设和发展奠定了坚实的技术和数据基础。

5 GIS在城市规划中的应用

城市规划涉及的基本问题是城市设施和城市资源在空间上的合理分布，地理信息系统作为存储、分析和管理空间数据的技术，为日益复杂的城市规划工作提供了强有力的辅助工具，可以协助城市规划工作者解决许多实际问题。相应的，GIS在城市规划和城市管理中的研究也日益广泛和深入，研究的角度呈现出多样化的特点，按照研究涵盖的地域空间范围来看，其中包括了城市空间扩展与建设用地格局分析研究、土地评价研究、公共设施的选址应用研究、GIS在小尺度的社区景观规划和设计中的应用等方面15。另外，有研究者对于GIS作为增加公众参与城市规划编制过程程度和提高规划公平水平的工具、城市规划和管理中应用GIS的非技术性问题以及利用GIS实施在线规划的实践等方面也作了探讨16。

通过在规划中引入GIS技术，可以在基础资料调查方面节省大量时间，利用GIS强大的空间数据存储、处理能力，可以对土地现状进行分析，将土地开发状况和土地适宜条件相叠合，找出土地开发与环境不相适应的位置；利用GIS的建模和预测功能能够模拟规划远景方案，并通过其可视化技术以专题图形式显示，便于规划人员制定多套方案，并通过优化模型、多准则决策分析与GIS的结合进行方案比选与制定；在规划实施过程中，GIS可对开发项目的环境影响进行评价，对如何减轻环境影响提出政策上的建议；最后，GIS与遥感技术的结合可以实现对土地利用和环境变化的监测，从而实现对规划的反馈和评价。

城市规划有多种尺度、作用、阶段，涉及各种人员和机构，导致规划的应用也有差异17。在规划的编制阶段，GIS技术在城市规划相关的土地开发管理、交通、住房、市政建设、环境保护等方面都有广泛的应用，例如公共服务设施选址规划，土地适宜性评价，交通领域的网络分析、路径选择，公共服务、市政设施的容量配置、选址，环境规划与管理等等18。在规划管理中，在传统常规模式下，规划部门一般是利用规划成果文件、或者采用目前流行的数据库来管理规划数据；前者的缺陷是规划数据的空间实体与属性信息脱节，数据更新、维护、查询比较困难；而后者的缺陷是不具备根据数据库信息、定义相应实体的能力；两者共同的缺陷是不具备空间查询、分析能力。而GIS强大的空间数据库管理能力可以解决上述问题，使其在规划数据管理上有着广阔的应用前

景。GIS的应用基本实现了对控制数据的现代化管理，以有效的数据组织形式进行数据库管理、更新、维护，进行快速查询检索，可以多种方式输出设计管理所需求的信息，为规划设计、规划管理提供了强有力的帮助。

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