基于GIS 地理信息系统的智能城市规划设计解析

王潘峰

（中城航遥（北京）信息工程有限公司烟台分公司，山东 烟台 264000）

0 引言

随着我国城市化前进步伐的不断加快，我们在城市建设中面临的问题、涉及的内容也越来越复杂。但随着GIS 技术在我国各个城市的建筑规划中被大量应用，这一技术改善了城市建设混乱无目的的现状。同时其应用使我国城市化进程得到加快，该技术作为一套完整的系统可以对城市地理模型进行分析，使工作人员可以得到更好的城市地理数据，使资源和设备可以进行合理的分配。本文主要探究GIS 技术在国内外城市规划中的应用，希望本文可以为GIS 技术在以后的实际应用中起到较好的推动作用。

1 GIS 地理信息系统的概念

GIS 地理信息系统属于测绘技术的范畴，是指利用计算机及网络技术，对一定空间内的地理信息进行收集、存储、分析的技术系统。该技术能够在传统地图的基础上增加数据统计分析以及查询功能，在城市规划设计中应用GIS 地理信息系统，不仅能够实现城市的智能化管理，而且能够使城市规划设计更加科学。

2 GIS 地理信息系统的特点

2.1 三维出图性

在城市规划设计中，通常采用CAD 辅助制图技术。该技术操作简单，出图形式为二维平面图形，3D 建模功能并不完善[1]。相比CAD 制图技术，GIS 技术能够将城市规划设计思维转变为三维立体模型，城市规划设计人员可将创新性设计思维转化为三维模型，并通过GIS 的分析功能，提高城市规划设计的适宜性及有效性。

2.2 较强的数据处理能力

GIS 地理信息系统能够收集海量信息，并通过特定的算法对此类信息进行分析及处理。城市规划设计中需要合理利用城市的土地资源，因此需要以城市土地数据为基础，合理划分城市土地的功能。应用GIS 地理信息系统，能够实现城市土地数据的全面收集。同时，GIS 技术不仅能够分析平面信息，还能够分析空间信息，具有极强的数据更新能力，不仅能够帮助设计人员调整城市规划设计方案，还能够实现城市土地资源的整体规划。

2.3 虚拟现实性

GIS 技术本身具有三维出图性的特点，能够从多层面、全方位展示城市规划设计方案，将GIS 技术与虚拟现实技术（即VR技术）联用能够整合计算机技术、人工智能及人体交互技术，将虚拟城市与现实城市结合起来，以计算机技术为基础，以仿真、电子等现代科学技术为支撑，通过模拟城市现实的环境及城市中的人、物，使用户能够通过计算机系统获得人机交融的体验[3]。如在城市建筑规划设计中，基于测绘、研究数据，利用计算机技术，将这些数据转化为场景，使用户感受城市建筑的布局。

3 信息时代对城市规划设计的重要性

3.1 增强城市规划设计的规范性

通过信息化平台的构建，为城市规划设计提供更多资料和依据，科学评判城市规划设计的合理性，提高城市规划设计水平。另外，借助信息化平台，可对城市现状加以细致分析，并对未来发展方向有进一步的了解，这为城市规划设计目标的确定提供一定的助力，加强城市规划设计的可行性。信息化平台的落实对城市信息数据实施汇总和分区管理，并构建完善的数据库系统，让设计人员可随时随地调取所需资料，展开分析工作，为城市规划方案的编制提供帮助，为城乡建设目标的实现奠定基础。由此可知，信息时代下的城市规划设计，规范性得到有效提升，规划设计内容更加清晰、完善，为日后建设和发展带来积极的作用。

3.2 完善规划体制，避免盲目扩张

目前一些城市在规划建设中将重点放在利益增长上，存在盲目扩张的情况，这导致城乡发展差距逐渐拉大，居民生活存在较大矛盾，难以满足城市规划目标要求。为此，有必要建立完善的规划体制，对城市规划设计给予合理的约束和控制，根据城市实况有针对性地开展规划作业，做到空间、资源的合理利用，从而减少浪费的问题产生，推动城市的全面发展。

3.3 促进社会经济的增长

在城市规划设计中经常会出现一些环境问题，如水环境污染、水资源浪费等，相关部门虽然也对这些问题提出有效的整改意见和措施，但由于部门职能的差异，在整改和管理上存在差异性，整体处理效果不佳。而在信息时代下，借助信息技术的应用可实现各部门的协调和统一管理，在问题处理上快速完成资料和意见的传输，加强整改方案的可行性，高效解决存在的各种问题，促进城市建设规划的综合性发展以及社会经济的全面进步。

4 GIS 技术在城市规划设计中的应用

4.1 城市总体规划设计

从城市规划设计的角度来看，在城市规划过程中积极使用地理信息分析技术以促进选址任务和设计工作是有利的。在这个过程中，不断加强管理控制和辅助决策作用的有效发挥，在有效利用发展基础的过程中，有必要系统分析土地利用性质的变化与自身财产之间的关系。同时也可以通过数据监督，在实际执行城市规划和建设项目的过程中，通过代表各个地区的土壤特性和规划需求，加深对地籍权属关系变化和环境变化的理解。

4.2 自然条件分析

运用GIS 技术结合GNSS 及RS 技术，以城市土地调查的图件和数据作为基础数据来源，结合遥感图像处理和识别技术，通过GPS-RTK 测量采集到的控制点坐标，在遥感图像上对城市的规划变化进行识别与分析，从而得到整个城市的自然区位条件、土地利用变更信息。3S 技术可以动态监测城市自然条件变化、土地利用类型的变更，检查政府总体规划和年度用地规划的实施情况，重点监测自然条件改变以及土地利用变更的汇总数据，为整个城市的规划制定提供有力的数据保障。

4.3 三维模拟预测技术应用

在与GIS 的相关功能进行有机连接的过程中，系统内容的功能大部分是由数据基础功能进行支撑的。在这个过程中，GIS 结合空间信息数据库，对海量数据进行筛选分析管理和可视化展示，海量数据为城市规划提供可供模拟预测分析的原始数据和基础。通过这一项技术城市规划人员可以更好地对地理空间数据信息进行二次挖掘。同时，越来越多的用户通过卫星定位和导航技术以及使用三维坐标的普及，三维地理信息服务功能的实现可以得到更好的利用。用户通过互联网在此平台中查询到城市规划具体位置，通过大数据集群化不断加强各项地理空间信息业务功能的联系，一些城市规划系统已经将模拟预测功能运用于其中。与此同时，城市规划人员要通过各项有效独立的客户端网络平台，加强各类地理信息终端系统的完善，在对城市测绘测量规划的各类工作推进的过程中，2D 和3D 平面图的信息管理模型的扩展在不断加强。这项技术对快速构建3D 数字平台具有重要的领导意义。

5 城市规划设计内容

5.1 自然生态平衡设计

城市规划设计正在积极促成绿色发展，改变重视短期经济利益而过多侵占城市生态环境的情况，追求更合理的生态城市建设，为此首先要提高土地利用率，合理开发土地，保证绿化土地，在城市规划设计中必须关注土地资源的整体性、复合性问题，根据城市发展需要对城市空间合理布局，杜绝土地浪费情况发生，其次要考虑城市绿色容积率，结合城市实际土地利用空间结构，将建筑与植物有机结合，提高建筑物的生态价值，降低城市热岛效应，最后要减少环境污染，利用节能减排等绿色环保技术和材料发展工业，加强城市道路的园林景观设计，有效控制污染物排放量，促使人与自然和谐发展。

5.2 城市道路交通设计

城市交通体系是非常重要的基础设施，也是规划设计必须重点考虑的内容，与城市的景观规划、土地规划、建筑规划等内容也大有联系，影响着城市功能的发挥和各项运输和出行活动质

量，因此城市的规划设计人员要基于公共交通的发展模式进行有效改进，合理利用土地资源规划交通线路，按照道路交通环境进行车道划分和站点设置，此外还要考虑城市在交通方面产生的能源消耗，充分利用相关的绿色能源来提高交通运输能力，并加强道路体系的绿化景观设计，在缓解交通压力、减少交通拥堵现象的同时提高城市道路交通规划设计的环保性，使城市交通体系向低碳、低污染物排放的可持续发展道路进步。

6 结语

GIS 地理信息系统具有三维出图性、较强的数据处理能力、数据分析精准性、虚拟现实性等特征，在城市规划设计中具有广泛的应用前景。基于GIS 地理信息系统的智能城市规划首先要构建地理信息数据库，确定地理信息系统的功能后，并在此基础上进行城市规划设计。