地理信息系统在城市地下空间规划中的应用

韩正昌 刘吉雷 王志亮

山东正元地球物理信息技术有限公司 山东 济南 250000

由于我国推行绿色发展理念，因此在重大战略的制定中遵循因地制宜原则。在对城市地下空间进行规划的过程中，采用地理信息系统对空间整体加以勘测、调动、配置及方案制定显得尤为重要[1]。它可以在一定程度上化解空间利用率不足的问题，在源头上防范因地下空间资源流失而导致规划方案失效的现象，并对城市地下空间的不合理使用作出必要的控制，最大限度地提升地域使用权限。地理信息系统可以辅助资源与规划部门的相关人员制定科学的土地使用方案，在已有数据的基础上对地下空间布局规划进行明确的信息支撑。如果对地下空间作出规范性统筹建议，地理信息系统会在技术层面给予智能化、信息化的支持，进而获得更为全面、客观、真实的地下空间规划方案。

1 地理信息系统内涵概述

地理信息系统指的是在城市规范化建设进程中对地形勘探、规划建设、城市升级和改造等环节作出精准预判的数据解构系统。在航天技术已获得快速发展的现代社会中，选择地理信息系统对城市规划作出合理的指导是很有必要的，它可以快速、高效地对实际空间规划问题进行重组[2]。地理信息系统的简称是GIS系统，它包含着关键的影像存储、数据传输、人机互动流程，需要在认真熟悉它的工作原理前提下预先设定使用参数。地理信息系统对地下城市空间规划的重要作用主要体现在以严谨的数据传输系统对空间规划方案进行理性、中肯的设计，在充分掌握各类地理要素信息的背景下，依据审核通过的规划方案加以建设。通常情况下，地理信息系统可以为城市地下空间规划部门提供必要的信息和技术支持，这是它独特的优势；但是如何科学运用地理信息系统为规划决策部门作出相应的辅助是需要仔细考虑的。对于城市地下空间的空间解构是正确应用地理信息系统的关键，应遵循空间使用特点进行统筹规划，以确保地理信息技术在探寻城市地下空间的路径中掌握其内在规律。从长远角度来看，地理信息系统的核心技术有常规数据分析、空间波动分析和核算密度分析等方面，在实际规划过程中要按照当地的具体情况作出具体解析。

2 地理信息系统关键技术

2.1 人机交互技术

地理信息技术中的人机交互技术表现为地理勘测人员与计算机地理数据处理技术相互融合，具有良好的空间适应性和位置适配性。当进行地理信息收集和汇总的时候，计算机处理技术会综合之前提供的各类地理信息对城市地下空间资源的使用状况进行合理解读，确保所提供的地理信息是准确和科学的[3]。人机交互技术在一定程度上化解了人力资源不足的局面，是地理信息从业者的有效辅助形式；在计算机的资源数据库中，实时地图搜索数据可以帮助使用者全面了解城市地下空间规划的布局。依据网格化管理方式，对地下空间资源进行合理规划。尤其是在地理信息的解析过程中，人机交互技术可以为构建准确的信息网络提供丰富的数据信息，增强空间规划的可行性，同时也加快了计算机信息处理速率。

2.2 多媒体交互技术

多媒体交互技术中的网络技术和人工智能技术使地理信息系统在运行的过程中以数据资源共享和收集地理信息的方式对城市地下空间的合理性作出解读。它需要由技术人员对空间规划作出方案预设，从整体上促进地理规划的进程。在多媒体交互技术的实际应用中，空间规划参与者可以以不同形式的规划方案对地下空间的使用状况加以展示，在第一时间将修改意见向外界进行公布[4]。多媒体交互技术可以依据空间规划方案的实施情况对具体的空间环境做出科学的分析，并积极按照专家学者的建议对规划方案进行合理的补充和完善，进一步优化数据展示平台，以高效、便捷的服务理念对城市地下空间的规划作出明确指示。

2.3 虚拟现实技术

虚拟现实技术中包含着重要的地理属性因素，只有对地形、地块的构造情况作出合理的解读，才有可能熟练运用该技术对地理空间规划作出指导。虚拟现实技术是计算机处理技术与地理信息系统配合的表现，它可以将地下空间规划工作落实到位。在虚拟场景的设定中，虚拟现实技术会在一定程度上协助地理信息勘察人员进行严格的数据审核，进一步促进地理信息数据的可循环使用。特别是在二维信息的数据识别过程中，虚拟现实技术显示了独特的图像处理作用，它将地理信息系统有效地加以转化，以较为合理的处理方式帮助城市地下空间资源规划体系获得系统的调整，也使地理信息收集人员对地理规划工作形成正确的认识。

2.4 GIS信息技术

GIS信息技术是地理信息系统中的重要应用技术，它是geographical information system的简称，也被称为空间分析技术[5]。GIS信息处理技术既可以有效地存储地理属性信息，也可以快速合成必要的地理信息操作系统，是城市地下空间资源的区域性综合信息处理技术。在该项技术的应用过程中，计算机系统可以对数据进行全要素数据分析，以良好的空间展现形态对地下空间资源的地理位置进行锁定，使空间预测与感知水平获得提升；进一步减少了城市地下空间规划预判的失误。地理学模型的巧妙使用是GIS信息技术的外化形式，它可以从始至终协助空间规划者进行合理的方案制定和技术应用，以确保地理空间信息的专业性和准确性。在未来的数字化地理信息统筹规划时代，只有强化GIS信息技术的多样性和全面性，才有可能真正实现地理信息系统在地下空间规划中的重要作用。

2.5 遥感通信技术

遥感通信技术是地理信息系统中不可或缺的应用技术。当地理技术工作人员距离勘测地点较为遥远的时候，就需要选用遥感通信技术对城市地下空间规划作出指示。特别是在地下空间中的水资源、土地资源、交通资源等重要方面的调度，遥感通信技术发挥了关键的联通作用；为寻求城市地下空间的高效利用，相关从业人员务必按照地理信息系统中的相关标准对城市建设和规划作出明确的远程控制，使城市规划中的基础设施和公共配套设施具备合理性和科学性。通信技术的出现大大缩短了地理空间规划的进程，进一步推动了城市化速度。计算机数据传输系统为遥感通信技术作出升级的调整，目的就是为了强化地理信息系统的可操作性与可视化。

3 地理信息系统在城市地下空间规划中的应用

3.1 地理信息系统对城市地下空间的规划应用

地理信息系统对于城市地下空间的规划应用主要体现在空间总体性规划中，其中含有城市地上空间与地下空间的共建中。在数据集中和汇总的过程中，地理信息系统发挥了功不可没的作用；首先，在地下空间的专项规划中，地理信息系统充分表现出了数据分析的专业性，不断协助地理工作从业者进行准确的思考和判断，将数字化、智能化的城市建设方案以生动、直观的方式加以呈现[6]。其次，在城市地下空间资源的应用设计环节，地理信息系统以其独特的信息化、多元化实施形式对城市中曾经闲置的部分空间进行二次利用，使民众倾向于对城市地下空间合理性的支持，进一步明确了如何以创新型城市规划与建设方案助力城市的可持续发展。再次，地理信息系统结合了最新的国土空间使用法规对具有地下空间资源的城市进行周密的计划，使可利用的空间资源实现效益最大化，进而增强了城市地下空间规划的社会效益和经济效益。在空间的规划中，地理信息系统可以对调研数据作出准确的解读，使从业者了解到动态地理信息对于空间规划的重要性。

3.2 嵌入式地理信息系统的数据综合分析应用

在进行城市地下空间的规划建设前期筹备阶段，嵌入式地理信息系统的数据综合分析应用是必不可少的环节，它将间接地对城市地下空间作出精准分析和统筹安排，这是由它的自身特点所决定的。由于嵌入式地理信息系统可以为从业者提供非常精确的定位、导航服务外，还可以凭借面积小、重量轻、能耗低、环境适应能力强、安全系数高等无可比拟的优势被选作地下空间规划方案的可操作性项目。在对城市前期规划的准备过程中，需要嵌入式地理信息系统提供必要的数据信息分析结果，以便在形成科学规范方案的基础上对具体地理环境进行勘察。如果发现当地的地下空间不具备开发利用的条件时，如地基不牢固、地面附着物较多、地面承载力较弱等情况出现后，就要及时更换空间利用方案。嵌入式地理信息系统在此时便可派上用场，在地块选择、地形分析、方案设计的步骤中发挥它的优势化作用，积极营造适合地下空间规划的良好氛围，进一步助推城市空间可视化发展。此外，为了获得优质的城市地下空间影像资源，嵌入式地理信息系统可以深入地下进行辅助拍摄、影像回传及综合存储的方案实施计划，从源头上确保了城市地下空间规划的顺利实施。

3.3 虚拟现实技术对城市地下空间的辅助应用

虚拟现实技术对城市地下空间的辅助作用主要表现为以大面积的地下空间为主导，积极开发丰富的城市资源，进而推动地图测绘、制图迈向精准化。众所周知，虚拟现实技术以其庞大的数字化影像成像系统高度还原了城市地下空间的真实场景，对于有条件建设区、不可建设区、中间建设区等地块形态作出个性化的城市规划方案定制。对于具备地下规划建设条件的城市而言，可以在虚拟现实技术的帮助下充分依照相关的规章制度进行合理统筹；对于不具备地下空间规划的城市而言，可以通过地理信息的整合为城市规划提供有效的备用方案；对于城市地下空间的规划方案而言，只有依托虚拟现实技术作为可靠性规划技术，对城市地下空间进行规划可行性数据分析，使城市建设的专家、学者依据虚拟现实技术提供的准确数据进行科学而准确的规划预备工作。另外，可以将虚拟现实技术应用到城市地下空间的统计和开发中，将具有明显地下空间的城市纳入到智慧城市的综合治理体系中，不断强化虚拟现实技术的实际作用。

3.4 地理信息技术与地下空间资源的具体应用

地理信息技术实施过程中的数据采集任务，可以通过全站仪等精密测量仪器获得。也可以通过数字化信息处理设备，如扫描仪等电子仪器对地下空间资源利用率作出科学推导，进一步带动地下空间资源的可持续利用。这些与信息技术相关的仪器可以将城市地下目标空间数据传输到系统中，对于打造城市立体空间应用、树立良好城市形象具有重要的指导作用。在地下空间资源的具体应用方面，地理信息系统的构建有利于地理信息数据的规范运行，还需要借助灵活的地理信息处理工具来营造科学合理的地理信息系统。地理信息系统可以使城市地下空间资源的使用得以实现，也可以增加城市地下空间的数量。为了切实提升地下空间的使用效果，城市规划建设部门可以依托科学的地下用地方案对城市进行依法依规的重建，不断提升地理信息技术在具体应用中的作用。将城市地下空间进行规范化安排和构建可以应对国土空间不足带来的劣势，从长远角度来看，垂直化空间利用方案会促进城市化进程。

3.5 基于遥感信息技术的地下空间规划和应用

基于远程遥感技术的地理信息技术一方面可以帮助工作人员进行地下空间资源的可循环利用，另一方面也可以对地质灾害进行必要的监测，这是它的独特优势。依靠地理信息系统对当地的自然灾害或地质灾害进行推理演绎可以预防不可控的次生灾害发生，为城市灾害抵御系统提供切实可行的数据支撑。在规避自然灾害、提前预警、化解风险等方面具有出色的信息预判机制，可以科学地降低自然界中不可抗力所导致的地质灾害。地理信息系统中的遥感信息技术在城市地下空间资源的应用方面具有权威性和不可复制性，一旦地下空间中具有异样信号的传达，遥感信息技术系统会在第一时间内综合仪器中的数据进行分析，来判断是否有地面塌陷、洪水波动、岩石松动等现象发生，进而使地理空间规划人员对规划方案加以及时的调整，将地下空间中潜在的危险性降至最低。因此，选择遥感信息技术对地下空间进行统筹、协调运用是很有必要的一项城市规划举措，需要认真研究当地的地形条件后再作出明确的选择。

4 结束语

综上所述，在科技兴国宏观政策的背景下，采用依靠地理信息系统为核心的地下空间资源规划方案可以有效地帮助决策部门进行制度优化。在对城市地下空间进行调整、升级的进程中，地理信息系统发挥了重要的导向作用，为我国的城市建设、空间利用等作出了必要的指导。随着我国城市化进程的加快，未来需要地理信息系统在收集信息、数据存储、综合管控和空间解构中起到更为专业的地理动态监测作用，使规划工作从业人员更加明确应如何强化地下空间规划中的土地使用效率和使用方式，将地下空间资源在科学、高效的环境中获得良好的使用。因此，在未来的城市地下空间构建过程中，务必将地理信息系统作为科技主导引入到规划建设中来，为高品质的城市发展保驾护航。