智慧城市建设背景下土地利用规划GIS技术应用策略

俞谦德 闫浩 郭正凯 赵志鹏

（山西农业大学 山西晋中 030600）

1 智慧城市建设

智慧城市的建设需要从两方面做起：一方面，需要从互联网展开对城市的全面管理，并通过有效的网络信息感知，使城市的各个设施、各个功能能够有效地联系，并形成智能化的处理方式；另一方面，需要从城市的实际功能性入手，对城市的数据进行有效的预测，并在交通、医疗、居住等各个城市功能的区域划分中进行有效的智能规划，使其能够达到物理层面的资源优化配置。从技术的角度上来讲，智慧城市的建设意味着城市信息、智能技术的应用深度，需要从技术的角度上对运行过程中产生的各种数据进行有效的追踪，并根据城市物理环境的各种变化，通过智能系统，进行有效的更新与管理［1］。在使用数字、智能技术对城市的运行效率进行改善的同时，可以进一步有效分配城市的各种资源，从而达到对城市的精准管理。

城市的智能规划需要从土地资源的合理分配中进行展开。一方面，城市的土地资源较为有限，同时，各种生活建筑与功能性建筑混用的现象十分明显，在鼓励城市生态圈形成的同时，还需要有效解决城市土地资源有限的问题；另一方面，在对城市进行规划的过程中，可以根据区域的功能、支撑功能运行的设施体系，进行科学的土地利用规划，可以进一步提升土地资源的利用效率。在此过程中，需要基于传统的土地规划利用理论，针对现代技术对城市建设所带来的影响，体现城市发展特色的同时，还需要通过信息、智能、数据技术的充分利用，构建智慧城市的“神经元”，并通过有效的支持体系，形成属于城市的智能“神经系统”，进一步增强城市土地的可持续发展能力［2］。

2 智慧城市规划建设中对GIS的技术需求

2.1 GIS技术与土地规划设计的紧密联系

从GIS技术的功能上来讲，该技术需要将地理数据进行信息化处理，与地理数据相关的工作可以使用计算机系统对其进行可视化的处理。同时，现阶段GIS技术的发展可以在导入地理数据的过程中形成该地区的三维模型，进一步帮助相关工作人员直观地观看并操作，从而提升数据处理的精准性和有效性，因此，该技术也在土地规划设计的过程中应用得较为广泛。在使用GIS技术的过程中，可以利用该技术的优势，合理安排、规划区域的土地开发、利用、环境整治及保护等工作，对于实现区域土地资源的宏观调控及对城市功能性用地与生活、商业用地进行合理的调整，达到良好均衡度的同时，确保城市的功能得到有效的发展。从GIS技术发展的角度上来讲，现阶段GIS技术的先进性可以实现有效的二次开发，上文所讲的区域三维模型可以根据实际的使用和规划需求，来增加未来的建筑、设施、空间模型，从而帮助土地规划设计人员动态了解城市未来可能发展的趋势，并让土地利用规划可以面向未来有效展开。

2.2 GIS技术在土地利用规划中的技术优势

城市的土地资源较为有限，而土地利用规划需要利用有限的土地资源，确保该资源得到合理的分配。因此，需要充分考虑土地的综合利用率，不仅涉及土地的使用功能，还需要从人文、经济、社会等多个角度上对其进行有效的协调，从而形成科学的城市布局，以帮助城市取得良好的发展前景。总体上来说，GIS技术在应用的过程中具有以下3个较大的优势。

（1）基于信息、计算机技术的GIS技术可以有效提升土地利用规划设计的科学性，确保城市在功能性上获得有效的区域协调。同时，GIS技术最大的优势在于其优秀的空间分析和判断能力，对于城市开发过程中所产生的规模庞大的空间、设施数据可以进行统一的处理和分析，使土地利用规划的过程中可以结合多样性的发展策略来进行合理的判断，以确保规划方案的科学性和可发展性［3］。

（2）城市建设发展是一个动态的过程，存在各种不确定的因素。为了避免不确定因素对土地利用规划带来的不良影响，一方面，需要对其进行多次论证，探讨方案的合理性和可行性，并将规划方案对城市发展所带来的影响进行有效的预测；另一方面，需要对城市的土地利用规划进行动态的管理，这种方式可以有效减少土地利用规划与城市发展过程中存在的时间差，利用庞大的数据处理对规划方案的可行性进行有效的探讨，在动态调整的过程中保证合理利用。总体上来说，GIS技术在土地利用规划的过程中可以进行动态化的调整，从而减少相关数据的处理量，提升规划效率，为城市土地利用规划人员提供便利的技术服务。

（3）从技术先进性的角度上来讲，GIS技术融合了计算机、信息和数据技术，其技术的优势使其在土地利用规划的过程中得到有效的利用。一方面，可以在规划设计方案的角度上直观地使用模型空间数据进行展示，从而了解规划的实际情况，针对其中的问题，进行有效的修订；另一方面，从城市发展的角度上来讲，GIS技术的预测功能远比传统的预测方式强大，各种数据的可视化可以让规划设计人员对方案的发展情况了如指掌，并对未来城市发展过程中产生的变化有深入的了解，从而达到良好的技术应用效果。

3 智慧城市建设背景下土地利用规划GIS技术的具体应用

3.1 城市地理、空间数据库的构建

从土地利用规划模式的角度上来讲，需要对该区域某一时间段的土地利用情况进行有效的管理。结合该地区的设施、功能、经济等综合条件，对土地的利用进行有效的规划，使其能够发挥实用价值，因此，需要城市地理、空间数据库提供可靠的数据基础。GIS技术的应用首先需要建立城市的地理、空间数据库，针对该区域的地理、空间数据，进行有效的信息收集，并结合实际的空间和地理信息，建立对应区域的地理和空间数据库，使其为未来的工作展开提供可靠的数据服务［4］。在使用GIS技术的过程中，可以针对该区域的使用情况和未来的规划用途来建立对应的土地资源信息库，使未来的城市规划建设可以根据土地资源的情况来进行有效的管理和规划。但需要注意的是，该数据库的可靠程度对于最终的规划利用成果具有较高的影响，因此，务必采集现阶段真实的城市地理空间、数据，从而确保其服务功能得到有效发挥。

3.2 数字化的数据编辑和图形显示

现代技术的发展使GIS技术可以将空间地理信息通过三维模型进行图形化的展示，通过可靠的人际交互方式来展示和改变空间、地理数据。在实际利用的过程中，可以借助计算机进行有效的编辑，并通过在线调整的方式，确保总体规划工作的统一性，使相关人员可以针对不同的规划方案展开图形化的处理，进一步提升规划的工作效率。同时，该技术的有效应用可以有效改变传统规划过程中在野外收集大量信息的工作方式。土地利用规划工作具有较高的复杂性，数字化的数据编辑和图形显示可以有效提升测量工作的精度，并使规划数据变得更加精准，使其能够提供可靠的数据服务。在此之上，数字成图技术在现代发展的过程中也可以使用移动设备进行访问，通过远程一体化的图形显示模式，精准、简便地提供地理、空间数据信息，从而使土地利用规划过程中的测绘效率得到有效提升。

3.3 空间分析

针对空间的分析，可以有效提升土地利用规划的可行性。虽然传统的规划过程中也会借助计算机来进行空间分析，但分析过程主要还是以人工为基础，导致工作效率和工作精度无法得到保障。现代GIS技术具有独立的空间分析能力，在使用的过程中，可以根据土地利用规划系统将相似的模型进行有效的结合，并对比分析地理空间中的差异情况，从而综合得出当前的土地利用和规划情况，对于土地利用规划整治工作的有效展开可以提供良好的技术支持。

3.4 土地利用数据的拼接

在智慧城市的建设过程中，会根据区域的功能和使用方向来进行行政辖区的划分，以确保该区域的经济和社会得到有效发展。在建立数据库的过程中，也会根据行政区展开数据的分类。但在实际的规划过程中，需要进行数据汇总，在此过程中，需要进行有效的数据拼接，需要根据不同区域的土地利用信息进行相似度的数据拼接，并将相同的要素在目标层中进行有效的计算，从而达到不同区域土地利用数据的拼接效果。在此基础上，还可以将历史数据和当前数据进行有效的对比、拼接，从而掌握城市土地开发利用实际情况，使工作人员可以充分参考历史的成功经验，实现规划设计方案的进一步优化。

3.5 土地利用规划

在基于GIS技术建立土地利用规划系统的过程中，可以通过对应的数据库来准确得出需要利用土地的相关信息。而其具备的空间分析能力可以对利用规划过程中的各种方案进行对比，并指出各方案中的不同，从而方便规划设计人员选择最优的规划方案［5］。另外，在土地利用规划的过程中，会根据不同的规划方案及历史发展数据来建立不同的模型，但在分析处理模型的过程中，花费的时间和人力成本较大，同时周期也会较长，而人为导致的误差势必会影响最终的规划成果。因此，也需要在土地利用规划的过程中充分利用GIS技术，并使用其模拟和空间分析的优势，对不同设计方案不同模型中存在的问题及未来的发展情况进行有效的模拟，从而有效节省规划设计人员的时间和人力成本，并通过该技术提供的地理、空间数据库，以确保规划方案的合理性与可行性。

3.6 土地利用规划编制

在土地利用规划编制的过程中，需要对土地使用面积、权属、分类等信息进行细致的划分，以确保土地利用的可靠性，使规划用地得以合理、有效的使用。在使用GIS技术的过程中，一方面，可以通过土地规划的精准定位和数据导入，使土地的使用信息、利用信息能够显示在三维模型中；另一方面，GIS数据库会直接记录和导入相关的规划信息，工作人员只需要查询对应的数据库，便可以了解到土地的具体使用情况、权属和分类。此外，基于该技术建立的GIS平台，可以根据不同阶段的土地利用规划来进行有效的编制和修改，并在借助计算机和智能技术的前提下进行动态化的管理。同时，在未来的开发与利用过程中，GIS技术提供的数据库和分析能力可以进一步为土地利用的总体规划提供可靠、详尽的信息数据。

4 智慧城市建设背景下土地利用规划GIS技术的应用策略

4.1 集成化的发展方向

首先，集成化的发展方向可以保证GIS技术在应用的过程中与其他的部门展开有效的数据和信息交流。例如，现阶段，CAD、3Dmax、Matlab 等图形工具软件建立GIS技术的连接接口，虽然各种工具软件的应用方向不同，但都可以帮助GPRS 技术的工作效率得到有效的提升。其次，集成化的发展方向可以有效提升GIS技术的可靠性。例如，Google Sketch Up 与Arc GIS 的集成可以将谷歌搜集到的城市3D 模型导入到GIS系统中，在进一步扩展城市地理、空间信息测绘方式的同时，还可以发挥3D 图形软件的优势，建立更加精准有效的GIS 模型。此外，还有CAD 与ARC GIS 的集成，利用CAD 的工程技术精准性，将土地利用开发的计划导入到GIS 系统中，从而对土地利用规划进行动态化的管理和控制。

4.2 时空、多维的动态拓展

城市的发展与建设是动态化的过程，产生的结果及数据的变化会导致土地利用规划方案的有效性、合理性受到影响。为了适应城市的发展趋势，并在变化的过程中进行合理的调整，需要从时空、多维的角度上展开GIS技术的动态拓展。一方面，在合理利用现有GIS技术功能的基础上，掌握当前或者过去的城市空间、地理信息；另一方面，还需要将GIS技术的应用放到未来的动态发展过程中，从而使城市的土地利用规划策略与城市的发展方向和发展需求进行合理匹配，从而提升规划设计方案的合理性与有效性。例如，在地下管线信息的规划和应用过程中，通过三维GIS技术的使用，来精确了解当前及未来的地下管线信息发展趋势，从而实现对城市地下管线的动态和智能规划，有效保证GIS技术的时空多维拓展［6］。

4.3 智能技术的有效融合

大量的地理、空间数据是城市土地利用规划过程中的处理难题，同时还需要配合城市的发展和规划来进行数据的分析和预测。虽然现阶段GIS技术已经得到一定程度的有效利用，但主要用于对空间地理信息的采集、存储和加工，对信息的处理、整合多是由人工来进行处理，也就是说，在预测和决策方面，该技术的应用不够智能化。因此，在未来智慧城市的建设过程中，也需要结合智能技术的优势，使GIS技术能够根据导入的相关信息来做出准确的预测和决策，进一步提升土地利用规划工作的效率，并进一步发挥GIS技术的技术优势和价值。

5 结语

综上所述，城市土地利用规划过程中需要处理的地理、空间数据十分庞大，GIS技术的优势已经在过去的工作中得到证明，但在智慧城市的发展过程中，需要进一步对该技术的有效利用进行研究。一方面需要加强传统的功能应用；另一方面还需要加强该技术的集成化、智能化应用，从而实现对城市发展的动态管理与规划。