城市规划管理中数字化工程的应用探讨

文／童璐玲 武汉市规划研究院（武汉市交通发展战略研究院）湖北武汉 430014

引言：

近年来城市高速发展，传统的城市建设项目报批方式已经无法适应发展需求。因此，有必要应用先进的技术，提高规划部门的决策水平和工作效率，使城市规划管理工作能够规范、高效的开展。为实现这一目标，可在城市规划管理中对数字化工程加以合理应用。

1.数字化在城市规划编制中的应用

城市总体规划是一项系统性相对较强的工作，其中涵盖的内容较多，为提高工作效率，可在此项工作的开展中，加强对GIS（地理信息系统）的应用。下面重点对GIS在城市总体规划中的应用方法展开分析。

1.1 城市现状分析

就城市总体规划而言，现状调查是一项重要程度相对较高的工作，开展此项工作时，GIS 的应用主要体现在空间和非空间分析两个方面。

1.1.1 空间分析

利用GIS 分析城市现状空间时，可借助GIS 强大的统计分析、制图等功能，对调查内容中包含空间信息的项目做统计分类和比例计算，以此来形成数据表格，并根据数据表，绘制图件[1]。GIS 能够对统计数据、空间分布以及地面实况加以显示，从而使规划人员可以更加直观的掌握现状资料。

1.1.2 非空间分析

在执行非空间分析的任务时，相关人员可以利用GIS开发小型的软件，以加快分析任务的完成速度。利用GIS对非空间数据分析时，系统会自动生成相应的统计图表，如直方图等，并配合数值表，对数量的基本特征加以说明。

1.2 预测

在城市总体规划中，预测是一项比较重要的工作，包含的内容相对较多，下面以城市人口规模预测和区域增长预测作为研究对象，分析GIS 在预测中的应用。

1.2.1 城市人口规模预测

人口是城市总体规划中一个非常重要的因素，可用于人口规模预测的方法和数学模型较多，GIS 便是其中之一。利用GIS 预测城市人口规模时，可以通过模块来呈现软件的功能，并将带有功能的模块加入GIS 系统中，输入与人口规模有关的数据及参数后，模块能够自动运算，得出具体的结果。在城市人口预测的过程中，应综合考虑可持续发展要求、国民经济发展计划、城市发展空间等因素[2]。针对规划城市，结合相关条件，评价城市发展的空间规模，在此基础上，依据城市中的建筑特征，采取分析和估算的方法，确定出一段时间内城市可以容纳下的最大人口数量，并与预测量进行比较，由此获得的结果即为城市的人口规模。

1.2.2 区域增长预测

从本质的角度上讲，与区域增长关系最为密切的是城市用地规模。因此，对区域增长的预测，实质上就是预测城市的用地规模，具体预测时，可将人口的预测结果作为基础。需要考虑的因素包括经济、环境等，GIS在区域增长预测中的应用方法如下：确定区域增长所需的数据，包括区域发展目标与政策、公共设施规划、总体规划与发展模式、住房需求描述、交通规划、能源需求、供水、大气质量等；将预测的区域划分为若干个信息统计区，选用网格状的数据统计单元；区域增长模型分两个阶段进行预测，第一阶段预测城市人口和经济状态，第二阶段为三个分布模型，即BEM（基本就业分布模型）、PLUM（土地使用模型）及SOAP（详细分布处理模型）[3]；将城市总体规划过程中获得的土地使用调查资料输入GIS 系统，通过计算面积的方法，便可获得相关的预测数据。

1.3 规划设计与成果输出

1.3.1 规划设计方法

在城市规划设计中，GIS 能够执行的任务包括城市组成要素规划设计、技术经济指标计算等。利用GIS 开展城市组成要素规划设计不但过程简单，而且操作方便，具体就是利用GIS 的有关功能和屏幕数字化，产生出线划图，如城市道路网、工程规划设计、面状物体的规划设计等。整个操作过程采用的是屏幕数字化的方法，设计结果能自动产生图层，以便统计与分析应用。

1.3.2 规划成果输出

GIS 可以将城市总体规划成果以可视化的形式输出，这是GIS 特有的功能，包括图件绘制、动态模拟等。汉字标记是图形输出过程中需要解决的一个问题，因GIS软件多为进口产品，无法对汉字进行处理，所以需要加入辅助软件，完成汉字注记。利用GIS 的三维模拟技术，可以显示规划的城市景观，三维动态模拟中的一帧如图1所示。

图1 三维动态模拟中的一帧

2.数字化在城市规划审批管理中的应用

数字化工程在城市规划审批管理中的应用，主要体现在信息系统方面，利用城市规划管理信息系统，能够实现图、文、表管理一体化，图2 为技术支撑结构。

图2 图、文、表管理一体化技术支撑结构

2.1 管理信息系统的功能

本文中城市规划管理信息系统是由三个子系统组成，具体如图3 所示。

图3 城市规划管理信息系统功能结构

2.1.1 规划管理业务

该子系统由多个次级子系统组成，包括查询与统计、地图管理等。GIS 图形处理功能是该子系统中非常重要的一部分，该功能是专为用户设计，它可以满足用户的实际需要，通过相关的操作，转化图形数据的格式。

（1）查询与统计。由城市规划管理部门负责设计的数据种类比较多，其中具有典型性和代表性的数据有案卷中的历史数据、办案中新生成的数据、图上量算的数据以及相关单位报送的数据等。上述数据除了种类较多之外，来源也呈现为多样化的态势，并且数据量非常大，数据统计具有动态性强的特点。基于此，设计开发统计模块，采用人机交互式的统计方法，配有专业的统计表格制作工具，能够实时制作出相应的表格。

（2）图形管理。城市规划管理部门日常工作中有一项重要程度相对较高的任务，即画红线，对于规划审批而言，必须保证红线图上各个拐点的定位准确，若是定位出现偏差，则会对规划审批造成影响。规划管理子系统提供多种画图方式，如极坐标、方位角、绝对及相对坐标等[4]。除此之外，还提供一套制图工具包，可以绘制点、线、面。由此，能够使工作人员快捷、规范、精确完成绘图、量算等工作。

2.1.2 建设维护工具

该子系统可以实现的功能比较多，具有典型性和代表性的功能包括业务类型自定义、规划机构及人员配置、输入与输出及统计表格生成、权限设置、监控网络、统计类型与方法设置、统计表格管理、图形数据使用等。对该子系统的建设，实质上就是建立相应的计算机模型，通过维护工具可以对模型做出修改，避免了以人为手工的方式保持系统数据库一致性时，可能发生错误的问题，效率得到大幅度提升。

2.1.3 公众查询

在城市规划管理信息系统中建立公众查询子系统的主要目的是，确保相关的建设单位能够借助自动语音电话及触摸屏，或是登录规划局网站等方式，对案卷的办理状态进行查询。在触摸屏查询界面中，输入立案号，点击查询后，便可获得相应的结果。

2.2 电子报批

作为城市规划管理部门，主要的职责是确保城市建设合理、有序开展，在规划审批中，需要处理海量的数据，具体包括图件、规划图则、文字说明、审批表格等[5]。为促进规划管理部门工作效率的提升，可对空间与非空间信息系统技术加以合理应用。电子报批与规划管理之间的关系如图4 所示。

图4 电子报批与规划管理的关系示意图

2.2.1 报批方案

对于规划审批而言，电子报批属于新的模式，该模式的出现，使报批的介质发生改变，即从纸介质，变为电子介质。由于报批介质改变，审批方式等也相应发生变化。在对规划项目进行报审的过程中，可以提交图形文件，并确保文件中的内容符合相关技术标准的规定要求。审批部门应对图形文件进行校核，确认文件无误后，按程序完成审批。电子报批的特点体现在如下方面：能够在原有的基础上改善管理部门的日常事务；可为低成本建立规划图形库提供支撑；数据源的可靠性得到有效保障；有利于促进设计成果科学性的提升[6]。

2.2.2 电子报批的实施

在信息时代到来的今天，电子报批已经成为城市规划管理自动化和无纸化办公目标实现的重要基础。从目前的实际情况来看，建设单位编制城市规划成果时，多数都是通过计算机系统及相关的软件程序辅助设计，并由计算机直接输出规划设计成果，基本不再需要人为手工绘制。传统的规划审批工作量大、精度不高，电子报批的出现使上述问题得到有效解决，不但能够大幅度减轻工作量，而且精度也可以获得保障[7]。不仅如此，还能实现数据的自动存储存、归档及动态更新。

3.数字化在城市规划实施管理中的应用

在当前的新时期下，城市规划管理要合理应用先进的技术，包括计算机技术、网络技术、数字化处理技术、通信技术等，并对城市中的数字资源整合利用，以此来促进规划管理决策水平的提升。在开展城市规划动态监测的过程中，可以通过遥感技术获取影像数据，将之与城市规划数据作对比分析，据此了解并掌握城市建设发展的具体情况以及其中存在的主要问题。下面重点分析城市规划管理动态监测系统的建设目标与内容，并明确实施中需要解决的问题。

3.1 系统建设目标与内容

城市规划管理动态监测系统的具体建设目标如下：实现面向广大公众实时发布城市规划管理信息；动态监测城市用地规划、城市建设工程规划以及城市“四线”规划的实施情况；系统建设的基本内容包括公共信息子系统、专业信息子系统、数据动态监测子系统[8]。上述子系统为相互依存的关系，可根据实际需要对各个子系统逐步建设。

3.2 实施中解决的问题

在城市规划管理动态监测系统的实施过程中，需要解决的主要问题有数据源信息的采集、数据加工处理与分析、数据集成与共享、数据接口等。

3.2.1 数据源信息的采集

对于城市规划管理动态监测系统而言，数据源信息的采集是较为重要的一共环节，与监测系统的运行密切相关，是城市规划监测、管理、分析的关键之所在。数据源信息涵盖的数据比较多，其中具有典型性和代表性的有遥感数据、基础测绘数据、规划成果数据、行业数据等。为确保数据源信息采集的顺利完成，除了要有专项费用的保证之外，还要与其他行业相协调。

3.2.2 数据加工处理与分析

在对数据进行应用的过程中，要保证所应用的数据质量达标，为实现这一目标，需要对数据进行加工处理。为确保数据格式及编码的统一，应当针对城市规划管理动态监测系统，制定统一的数据加工处理标准。从目前的实际情况来看，各城市对现有的数据重新加工及新数据的获取，需要有专项费用的保证，这样才能使数据的整体质量得到保障，也才能最大限度发挥出数据的作用。

3.2.3 数据集成与共享

集成与共享是数据通畅的基本保障，也是动态监测系统内容统一、管理规范性的有效保证。因此，在系统推行的初期阶段，应当对现有的规划管理软件的系统置换问题予以充分考虑。同时，还应考虑地方规划局在相关费用方面的承受能力。作为主管部门一方面要做好数据交换体系的建设工作，另一方面要加大推行力度，为系统置换与升级换代创造有利条件。

3.2.4 数据接口

系统之间的数据对接，需要通过数据接口来实现。因此，可以利用数据接口解决规划监管系统与监管中心系统的数据对接问题，从而使监管数据能够及时传送给监管中心系统，以此来实现数据的可靠传输。

结语：

综上所述，城市规划管理是一项重要程度较高的工作，为在现有的基础上，进一步提升此项工作的效率，可在城市规划的编制、审批管理及实施管理中，对数字化工程加以合理应用。未来一段时期，要加大数字化技术的研究力度，通过不断的优化改进，使数字化技术趋于完善，从而更好的为城市规划管理服务，提高规划管理水平，推动城市持续发展。