城市规划地理底图编制及应用探索研究

程思聪，黄思思，陈雨婷

(1.武汉市测绘研究院，湖北 武汉 430022； 2.武汉市土地利用和城市空间规划研究中心，湖北 武汉 430010)

1 引 言

城市规划是统筹城市发展的科学，随着我国城市化进程加速，城市规划必须构建科学、理性、定性定量相结合的规划决策模式，才能使城市规划更好地起到引领城市健康、持续发展的作用[1]。在各种类型的城市规划中，规划底图为其提供精准的定位，辅助规划人员进行分析决策，其应用渗透到城市规划的各个方面。从小范围的详细规划到大范围的区域规划，从综合性的总体规划到专业性的专项规划，从项目选址到可持续发展战略制定，都离不开规划底图，规划底图已经成为城市规划编制科学实施不可或缺的工具手段。

2 规划底图编制在城市规划中的必要性

(1)辅助科学规划

各种城市规划编制都是建立在对规划区自然地理环境、社会人文、经济发展状况等诸多要素全面了解的基础上，相关数据的获取和有效管理是科学规划编制和决策的前提和基础[2]。规划底图作为城市规划编制的底层基础，城市规划人员可以借助其进行详细分析，充分利用城市地理地形资源，确保各规划构成单位能协调，避免可能形成的各类隐患和自相矛盾问题[3]。

(2)支持公众参与

随着城市公共服务属性加强，城市规划编制也从原来静态的、控制性的、纯技术的规划逐步转向动态的、服务性的、关注人文的规划[4]，规划思路和内容更贴合公众。规划底图通过选取合适的内容要素，采用通俗易懂的形象化的符号表达，使公众直观清晰地获取规划相关信息，包括地理定位、周边环境、功能区域性质等，可以保障公众参与程度。

(3)方便规划分析

规划底图摆脱过去规划编制所用地理底图单纯图形化的存储和管理形式，利用地理信息系统(GIS)的空间数据管理功能，以数据库的形式管理和存储规划底图，可利用GIS强大的地理信息空间分析、空间建模与空间决策支持功能，为规划方案的编制、评价和实施提供数学分析模型和技术方法，方便规划数据科学化管理和决策分析。

3 规划底图编制研究与实践

3.1 现状分析

以武汉市为例，过去规划底图的制作方法通常是根据不同规划需求，选取不同比例尺和不同范围的基础地形图重新编绘，在这个过程中主要存在以下四个问题：

(1)出图速度慢

由于基本比例尺地形图要素复杂、表示方法单一、涉及诸多保密信息，为了便于规划使用必须对其进行大量综合处理工作，不便于快速出图。

(2)资源共享率低

由于缺乏统一规范的底图，不同部门在规划编制前都会根据自身需求重新编绘规划底图，存在重复建设的问题，资源共享率低。

(3)标准不统一

由于管理及认定规范不同，信息要素在不同规划类型间存在多重标准，影响了规划制定的决策判断。

(4)统计分析难

由于过去地形图形式的规划底图通常为DWG或其他格式的图形数据，不便于统计分析。

为此，我们开展武汉市规划底图的编制研究，通过分析需求、探索技术路线并实施编制，从而形成一套要素内容及形式统一、相关权属界线清晰的规划底图。

3.2 研究思路及技术流程

本研究同时结合测绘地理信息的特点与城市规划需要，力求做到种类全面、内容明晰、针对性强。因此，首先要制定一套科学合理、权威规范的规划底图内容标准，再以此标准为指导，开展实施规划底图编制工作。技术流程图如图1所示：

图1 技术流程图

3.3 资料收集

为了制定出科学合理的内容标准，需要大量收集相关数据资料，主要包括基础底图资料和规划专题资料。其中，基础底图资料包括基础地形图数据、航摄影像数据等，可作为数据基础和更新依据。规划专题资料主要包括湖泊保护“三线一路”规划、山体保护规划、规划路网等。收集这两种类型的资料，将现状数据与规划数据进行分析对比、叠加整合。

3.4 内容标准制定

规划底图内容标准制定是在地形图要素内容的基础上，选取与规划编制相关的要素，并增加其他规划专题要素，同时设计合适的符号样式。为了使内容标准满足实用要求，通过样图试制的方式对内容标准进行制定与审核。

(1)样图试制

在样图区域的选择上，充分考虑全面性和代表性，尽量选择内容要素全面的区域。在实验中选择武汉黄陂前川地区作为试点区域，通过地形图要素清理、专题要素编辑与符号化进行样图编制。其中对地形图要素的清理主要包括涉密要素处理与规划无关要素的删除，删除《公开地图内容表示若干规定》等标准中规定的不得表示的内容，主要包括军事禁区，大型水利设施、电力设施、通信设施等涉及国家经济命脉，对人民生产、生活有重大影响的民用设施，监狱、劳动教养所等与公共安全相关的单位。规划无关要素主要是指地形图中的电站、水闸及电线杆等独立地物。样图试制效果如图2所示：

图2 样图试制

(2)内容设计

结合武汉市地形地貌特点，参考《城市用地分类与规划建设用地标准》[5]、香港法定图则土地用途表[6]等对用地的分类，分析整理大量细碎的测绘信息，对地形图中要素内容进行分析取舍和归并，去除零散的植被、内部道路、水塘及电线杆等独立地物，保留房屋、道路、水系、山体等主要信息；结合城市规划需求，新增规划相关要素，并根据现状地形图绘制相关要素的范围线。规划底图内容要素包括建筑、水体、山体、植被、铁路、城市道路、公路、轨道交通、桥隧、地名共10个大类。具体内容如表1所示：

规划底图内容要素 表1

(3)符号设计

从规划人员和公众的角度对要素符号样式及色彩进行设计，使底图图面效果清晰美观，既能保证图面的可读性，起到辅助规划设计的作用，又能保证图面的视觉效果，避免过于突出，起到规划底图的背景作用。符号设计示例如表2所示：

规划底图符号设计示例 表2

3.5 规划底图制作

以最新的基础地形图库数据为基础，首先通过FME转换工具转换为shp数据。根据统一规划底图内容标准，以ArcGIS为主要技术平台进行统一规划底图的编制。实施步骤包括数据预处理、要素编辑及检查修改，最终形成以路网、山体、水系、绿地、房屋居民地、大型市政设施及地名为主要表示要素的规划底图。

(1)数据预处理

主要包括底图数据更新、要素提取整合与涉密要素处理三块工作内容。

①底图数据更新。

城市发展日新月异，为了保证底图数据的现势性，依据2017年武汉市航空影像数据对基础底图数据进行重点更新。删除已经被填埋的水体坑塘，补充新建的主要道路、桥隧、轨道交通及小区等。

②要素提取与整合。

根据统一规划底图内容标准提取基础地形图数据库中的相关要素，同时分析整理规划资料，提取湖泊蓝线、绿线、山体保护范围线等规划要素。

③涉密要素处理。

根据保密单位信息的特点在地形图资料中对含有以下关键字的文字进行提取：禁、部队、军、油、库、靶、监、狱、戒、毒、看守、干休、粮、总后、机场、教养、变、营、战、储、武、兵、炮、拘、核、安、犯、警、炸、雷(达)、气象、国防、休养、电、旅、救助、安康、编组、弹、爆等关键字词组。

除了删除以上涉密相关注记，还包括各类控制点、高程点等不适宜作为公开地图表示的要素。

(2)要素编辑

主要包括分要素编辑与要素全面整合两块工作内容。首先根据内容标准的每类要素要求进行编辑，再将所有要素进行整合。具体如表3所示。

要素编辑内容 表3

续表3

(3)检查修改

以规划底图内容标准为主要依据，对全要素底图框架进行全面遍历式检查，检查主要包括以下内容：

①涉密要素。检查图内是否有不符合《公开地图内容表示若干规定》等有关规定明确表示公开地图不得表示的涉密信息。

②要素关系合理性。检查要素间关系是否合理，如道路压盖房屋或房屋压盖水体等不合理情况。

③图面完整性。检查是否有因为要素提取不完整造成的断线、图形缺失、图面表达错误等，如道路边线、水体的缺失。

④图面美观性。检查要素的符号化表达是否清晰美观，如道路构面时精度较低出现锯齿，道路名称偏离道路中心线。

统一规划底图管理界面如图3所示：

图3 规划底图管理界面

4 结 语

本文研究了规划底图编制方法，结合地形图基础与规划需求进行了底图内容、符号样式的研究设计，并以武汉市为例实施了底图制作。作为测绘与规划工作结合的探索，底图制作过程中对规划需求与基础地理数据现状之间如何协调进行了仔细分析，并在此基础上对地形图数据进行选取综合与编辑处理。这需要同时具备测绘与规划的相关背景知识，且整个过程是人工操作，一定程度上影响了制图效率，这也是后期完善维护规划底图时需要考虑的方向。

本研究探索了规划底图公开服务的新模式、升级了传统地形图的表现方式。不同于过去单一的背景底图功能，通过对要素内容、表现形式等方面的拓展，公众能借助规划底图更直观、更深入地参与到各类城市规划中，使公众参与规划的举措得到更有力的实施。同时，打破传统地形图图形化的单一存储模式，以GIS软件为编制平台，使规划底图数据同时具备空间特征与属性特征，更有利于辅助城市规划的分析决策。