浅谈城市地理信息系统

王玉全

摘 要：本文介绍了城市地理信息系统的特点，介绍了城市地理信息系统在城市规划与管理中的应用

关键词：城市地理信息系统；特点；应用

1.概述

城市地理信息系统是城市重要的基础设施和实现现代化管理的主要技术手段，在城市经济建设和人民日常生活中有着极为广泛的应用。城市地理信息系统（简称UGIS），已经成为GIS的一个重要分支。UGIS是专业化的地理信息系统，是为城市建设、城市规划、城市管理和信息服务的空间性地理信息系统。它担负着整个城市综合信息的存储、分析、交换和服务的功能，为城市规划、管理和建设的定量化、科学化以及为城市地理信息进行快速查询和分析提供了先进的技术手段和方法，并为决策提供辅助支持，成为未来数字城市不可缺少的工具。其主要特点有：

（1）基础空间数据全面，数据类型多样，数据更新方便，且能长期保留各时期城市空间状况，便于分析城市的发展规律、变迁过程和特点。

（2）数据库中的数据可进行多用户、多目的的重复使用，实现数据共享。

（3）便于利用现代数学方法加以模拟和评价，如回归分析、层次分析、系统动力分析、聚类分析等，提供定量信息。

（4）便于与其他数据综合利用，提供综合信息。

（5）定量描述规划方案及城市发展战略。

（6）提高了城市规划空间布局的准确性。

（7）可视化、动态的表现方法使得城市现状及规划方案更为直观和易于理解，并能提供标准、美观的文档及各类报表。

（8）有利于城市复杂信息和数据管理的规范化、智能化和可视化。

2.UGIS在城市规划与管理中的应用

一个完善的UGIS系统包含了从数据录入到数据（图形、报表）输出等各个阶段的工作。它具有良好的交互界面、顺畅的输入系统、完整的数据库（包括空间数据和属性数据）、完备的应用子系统、详尽的城市规划知识库、智能的辅助决策支持系统、完美的输出系统等。

城市总体规划大致可分为资料收集、现状调查、现状分析、预测分析、适宜性评价、方案制作、方案评审、成果整理等多个阶段。原则上，城市规划信息系统可以适合现状分析及后期各阶段的工作。

（1）现状分析、评价及发展预测。

通过对现状的自然环境、土地利用、道路、建筑物、经济数据等的定性、定量、定位进行分析，辅以适当的数学模型加以论证，可以对城市各要素的现状进行评估和评价，从中找出城市发展的动力因素和制约因素，进而提出促进城市发展的建议和措施。还可以预测城市及

各要素的发展趋势，为规划者和城市决策者提供参考，以便在以后的规划决策中既能充分利用城市发展的有利条件，因势利导，促进城市的健康快速发展，同时又能避免各种不利因素对城市发展的阻碍，使城市的发展既满足自身生长的客观规律，又可以满足人们的不同需求。典型的实例如Thomson和Hardin利用GIS和RS图像去寻找、确定曼谷城市圈地收入居民点的位置，加以综合分析评价，从而找出适宜的住宅发展地块。

（2）规划方案的生成与比较。

城市总体规划一般要求进行多个方案比较，以便形成更加科学、合理且符合实际、切实可行的规划方案。UGIS允许计算机改变传统的手工制图方式，使设计及方案修改、变更等工作变得方便、快捷、明了。利用UGIS的屏幕数字化和人机交互的功能，可以方便地实施某些城市要素的规划设计，包括城市交通网的结构和布局、用地发展方向选择和布局、城市基础设施（供水、排水、供电、通讯等）的规划布局和综合协调等。同时，UGIS的分析计算模块可以及时、准确地计算出总体规划中需要的各种技术经濟指标，包括用地平衡表、土地利用率、投资估算等。从而通过比较得出各规划成果的指标与国家标准、相邻主要城市相应指标的差异以及方案的经济性。

在多方案进行比较中运用UGIS可以节省大量的人力、物力和财力，并且更方便和精确，并具有较强的时效性。例如，在选址时的操作可按如下步骤进行，在城市规划数据库中将规划区域内各要素（地质、地形、水文、土地利用、人口密度等）分成不同的数据层，每个要素又分成不同的等级（即权值，一般有三标度、五标度不等），同时，各要素也应依据其对评价结果的影响程度的不同而赋予不同的权重。然后将各数据层与用地规划图进行叠置，从而得出各地块的适宜度，从中挑出合适的地块进行相应的用地布局。同样地，我们还可进行城市现状及规划方案的环境质量影响状况评价，居住方便性、灾害风险、工程合理性、经济性等的分析。

3.规划成果的输出。

由机助制图生成规划成果，包括文字报告及二维图件、三维模拟等，这是目前最成熟、最普及的UGIS功能模块。不但解放了规划师，使其不必耗费过多的精力于制图和编写相关报告上，同时也使规划成果更加美观、标准，更易被非规划专业人士理解。但值得注意的是，我们不能认为这就是UGIS的全部而走入误区。

3.1 当前UGIS的主要问题

（1）几乎没有专门的UGIS模块和软件，大都只是利用GIS软件二次开发后来进行规划及管理，许多必要的分析功能及决策功能由于软件中没有相应的工具而不能进行。

（2）各城市、各部门各自为战，各搞各的系统，相互之间无法沟通与共享，造成浪费。

（3）重视硬件设备，轻视软件投入，忽视技术人才的培养，使得建成的系统成了摆设，无法发挥其应有的作用。

3.2 当前的发展策略

（1）有针对性地展开UGIS模块的开发与应用。不求大而全，而应力求实用、方便。如今，控件GIS和网络GIS的兴起正为这项措施的实施提供了条件。只有开发完善的用户界面，设计出各种业务管理与决策分析的查询、统计和分析功能模块，才能满足城市规划与管理科学化、现代化要求。

（2）标准化。应尽快统一全行业的标准。包括软件标准化、数据分类及编码的标准化、数据结构及格式标准化、图示、图例及报表标准化等。

（3）全面开展应用培训，培养各层次的专业人才。包括模块开发人员、管理维护人员、应用人员等。

参考文献

[1]城市信息系统的开发应用现状与展望，许昌学院学报，田洪阵.

[2]贾永红，计算机图像处理与分析[M]，武汉：武汉大学出版社，2014

（作者单位：大连市普兰店区规划设计研究院）