基于GIS技术的城市用地适宜性评价-城市规划设计硕士论文VIP

重庆大学 硕士学位论文 基于GIS技术的城市用地适宜性评价 姓名 严亮 申请学位级别 硕士 专业 城市规划与设计 指导教师 朱家瑾 20040508 中文摘要 摘要 本文选题来自于 十五 国家科技攻关项目 城市规划建设 管理与服务的数 字化工程 的子专题 城市用地适宜性综合评价方法与技术 城市用地适宜性评价是 城市规划中的一项重要基础性工作 合理确定可适宜发展的用地不仅是以后各项专题规 划的基础 而且对城市的整体布局 社会经济发展将产生重大影响 目前我国大部分城市总体规划中 受技术和方法的限制 在进行城市用地适宜性评 价时多采用定性分析的方法对各用地进行分类定级 由于影响土地适宜性的因素是多方 面的 各因素对评价目标的影响程度 即权重 不同 这种评价方法并不能客观量化地体 现各用地在适宜性方面的差异 使城市规划工作带有较大的主观性 为给总体规划的深 入分析提供可靠的依据 提高方案决策的说服力和城市规划工作的客观性 科学性 探 索一种适用于城市规划的用地评价定量化方法显得非常有必要 计算机技术的迅速发展 和G I S 技术应用的逐渐成熟为城市规划工作从定性分析发展到定量分析奠定了基础 本 文在分析总结城市用地适宜性评价相关理论基础上 探讨基于G I S 技术的城市用地适宜 性综合评价方法 本文由七章组成 第一章 对研究的目的和意义 研究的缘起 国内外相关研究的发展动态 研究框 架进行了简明的阐述 第二章 概论基于G I S 技术的城市用地适宜性评价目标 内容 评价类型 应用领 域 应用前景及意义 第三章 论述G I S 技术与城市用地适宜性评价方法的关系 着重从应用平台上为评 价模型提供技术支持 第四章 论述城市生态学与城市用地适宜性评价方法的关系 阐明城市生态学为基 于G I S 技术的城市用地适宜性评价模型提供的基本评价方法 第五章 论述城市规划与城市用地适宜性评价方法的关系 从城市规划的具体要求 来指导城市用地适宜性评价 第六章 通过两个具体实例分析探讨基于G I S 技术的城市用地适宜性评价的实现方 法 第七章 结论部分 总结全文关于基于G I S 技术的城市用地适宜性评价方法的要点 以及支持该评价方法的关键技术等 关键词 G I S 城市用地 适宜 英文摘要 A B S T R A C T T h i st h e s i sc o m i n gf r o ms u b s i d i z i n gt a s ka b o u tn a t i o n a ln a t u r a ls c i e n c es u s t e n t a t i o n f o u n d c i t yp l a n n i n gd e v e l o p m e n t s m a n a g e m e n ta n ds e r v i c ee n g i n e e r i n g e v a l u a t i n g m e t h o da n d t e c b a f i q u e a b o u tt h e c i t y l a n d s u i t a b i l i t y T h ec i t y l a n d s u i t a b i l i t y e v a l u a t i o ni sa v e r yi m p o r t a n tf o u n d a t i o nw o r k f o rc i t yp l a n n i n g R e a s o n a b l ec h o i c eo f c i t y l a n df o rd e v e l o p m e n ti sn o to n l yt h ef o u n d a t i o no fv a r i o u ss p e c i a lp l a n n i n g b u t a l s oi m p o r t a n ti n f l u e n c et oo v e r a l la r r a n g e m e n to ft h ew h o l ec i t y t h es o c i a le c o n o m y d e v e l o p m e n t I no u rc o a n t r y r e c e n t l ym o s tb i gc i t i e sa r es u f f e r i n gf r o mr e s t r i c to ft h em e t h o d a n d t e c h n i q u e S Om o s tq u a l i t a t i v em e t h o d w i l lb eu s e di np r o c e s so f c i t yl a n ds u i t a b i l R y e v a l u a t i o nt oc o n f i r mc l a s s i f i c a t i o na n dr a t i o n B e c a u s e a f f e c t i n g f a c t o ri nl a n d s u i t a b i l i t yi sv a r i o u s t h ei n f l u e n c ed e g r e e m o d u l u s t h a te v a l u a t i o nt a r g e tf o re a c h f a c t o ri sd i f f e r e n t T l i sk i n do fe v a l u a t i o nm e t h o dc a l ln o tg i v eo b j e e t i v l yq u a n t i t a t i v e d i f f e r e n c ei nc i t yl a n ds u i t a b i l i t y a n di tm a k e sc i t yp l a n n i n gm o r es u b j e c t i v e I ti sv e r y n e c e s s a r yt os e a r c ha f t e raq u a n t i t a t i v em e t h o d f o r c i t yl a n ds u i t a b i l i t y T b i sm e t h o d w i l l b em o r eo b j e c t i v l ya n ds c i e n t i f i ct oc o n v i c t i o no f p r o j e c ta n dt oc i t yp l a n n i n ge m b e d d e d a n a l y s i s 1 1 1 eq u i c kd e v e l o p m e n ti nc o m p u t e rt e c h n i q u ea n dt e c h n i q u ea p p l i c a t i o ni n G I Sh a s g r a d u a l l yb e c o m e f o u n d a t i o n w o r k i n gf o r e v a l u a t i o nm e t h o da b o u t c i t y p l a n n i n gf r o m t h eq u a l i t a t i v ea n a l y s i st oq u a n t i t a f i v ea n a l y s i s A ts a m et i m ei tc a r ls h o w a n a l y s i sr e s u l tb yG I St e c h n i q u ea n d i tC a nb e c o m eak i n do fv a l i dt o o lf o rs p a c ed a t a T l l i st h e s i sw i l lb a s eo nt h er e l a t e dt h e o r ya n a l y s i so fc i t yl a n ds u i t a b i l i t ye v a l u a t i o na t f i r s t t h e ns t u d y m e t h o da b o u tc i t yl a n ds u i t a b i l i t ya c c o r d i n gt ot h eG I S t e c h n i q u e T h et h e s i sc o n s t i t u t eo fs e v e n p a r t s P a r to n e T m sc h a p t e r e x p a t i a t ec l e a r l ys t u d yp u r p o s e s t u d ym e a n i n g s t u d yo r i g i na n d s t u d yf r a m e A ts a m et i m et h i sc h a p t e rw i l le x p a t i a t ec l e a r l yd e v e l o p m e n td i f f e r e n c e b e t w e e nd o m e s t i ca n do v e r s e a s P a r tt w o G e n e r a lo u t l i n ec i t yl a n ds u i t a b i l i t ye v a l u a t i o nt a r g e t c o n t e n t sa n de v a l u a t i o n t y p e a p p l i c a t i o n s f i e l da n d a p p l i c a t i o n sf o r e g r o u n d a n dm e a n i n g sb a s i n gO i lG I S t e c h n i q u ea n df i n a l l yd i s c u s st h ec i t yl a n ds u i t a b i l i t ye v a l u a t i o nm o d e la c c o r d i n gt oG I S t e c h n i q u e P a r tt h r e e D i s c u s st h er e l a t i o nb e t w e e nG I St e c h n i q u ea n dt h em e t h o do f c i t y l a n d s u i t a b i l i t ye v a l u a t i o n o nt h eo t h e rh a n de m p h a s i z et e c h n i q u es u p p o r tf r o mt h ea p p l i e d f o u n d a t i o n I I l 重庆大学硕士学位论文 P a nf o u r A tf i r s td i s c u s st h er e l a t i o nb e t w e e n c i t ye c o l o g y a n dt h em e t h o do f c i t yl a n d s u i t a b i l i t y s e c o n d l yc l a r i f yc i t ye c o l o g y a st h eb a s i ce v a l u a t i o nm e t h o df o rt h ec i t yl a n d s u i t a b i l i t ye v a l u a t i o n m o d e lb a s i n go nt h eG I S t e c h n i q u e P a r tf i v e D i s c u s st h er e l a t i o no fc i t y p l a n n i n ga n dc i t yl a n ds u i t a b i l i t ye v a l u a t i o n m e t h o d t h e ni n s t r u c tc i t yl a n ds u i t a b i l i t ye v a l u a t i o nf r o mt h ec o n c r e t er e q u e s to ft h e c i t yp l a n n i n g P a r ts i x U s i n gt w oc o n c r e t ee x a m p l es t u d i e sr e a l i z a t i o no f c i t yl a n ds u i t a b i l i t yb a s i n g o nG I S t e c h n i q u e P a r ts e v e n C o n c l u s i o np a r t s u m m a r i z ep o i n to f c i t yl a n ds u i t a b i l i t ym e t h o df r o mt h e t h e s i sc o n c e m i n g b a s i n go nG I St e c h n i q u ea n dp r o s p e c ts u b s e q u e n tr e s e a r c hw o r k K e yw o r d s G i s C i t yl a n d S u i t a b i l i t y 1 引言 1 引言 2 l 世纪 在我国城市化进程的加速初期 许多城市都面临着发展与制约的问 题 现有的城市用地难以满足日益增长的人口和产业发展需求 城市扩展态势迅 猛 为了全面建设小康社会 构筑环境优美适宜的城市与可持续发展 我们规划 人员在城市用地的选择上应更加科学合理 传统的城市用地评价方法可以说比较 全面 然而由于城市用地评价具有整体性 多目标性以及动态性的特点 仅靠人 脑 智力很难把握这些特点 长期以来 传统的城市用地都是采用人工和主观思 维方式进行的 只能对城市用地进行定性的分析 定量分析的成分不够 国在规 划决策中模糊评价较多 城市用地很容易受个人主观判断左右 失去权威性 在 规划实施过程中缺乏客观的评价标准 综合应用地理信息系统 G e o g r a p h i c I n f o r m a t i o n S y s t e m 缩写G I S 思想和方法 以系统论 控制论的思想 根据 城市的不同功能 不同的特点 选择相适宜的数学模型来反映这些功能和特点 达到分析过程的量化 是在城市用地评价中体现量化规划的关键所在 实现城市 用地评定的定量化 规范化 标准化 系统化和信息化 将成为科学地进行城市 用地适宜性评价的一个重要课题 1 1 论文选题及其研究动因 目前 以信息技术为核心的知识经济时代已经到来 为了推进信息社会的迅速 发展 推动我国城建行业信息化的发展 国家建设部提出了 十五重大科研课题 城市规划 管理 建设 服务数字化工程 其终极目标就是建设数字城市 目前建设部首批 数字化工程 试点城市工作己在北京 上海 重庆 杭州 济 南 北海 中山 青岛等城市全面展开 如同城市规划是城市建设与发展的龙头 一样 数字规划也必将在数字城市建设中发挥重要的作用 数字规划时代的到来 必将促进现代城市规划的深刻变革 也给现代城市规划带来了新的发展机遇和挑 战 基于G I S 技术的城市用地适宜性评价的方法是数字城市规划的重要组成部 分 是以数字化的手段来实现对城市空间资源的有效配置与合理安排 是一种可持 续的 适应城市发展变化的有效手段 本文选题来源于重庆大学建筑城规学院艾 及熙教授主持的国家科技攻关课题 城市规划综合管理信息系统的子专题之一 城市规划辅助决策支持系统 作者希望在总结前人有关土地适宜性评价的方 艾及熙 城市数字化及其关键技术 数字城市的理论与实践 世界图书出版公司2 0 0 1 P 4 9 7 5 0 1 重庆大学硕士学位论文 法基础上 结合现代技术进行一些实践性的探索 在具体的分析研究过程中建立 与发展城市用地评价的量化分析技术与方法及其辅助决策支持模型 充分利用城 市多元数据进行深层次的综合分析 为实际的城市规划决策提出科学合理且可操 作性强的解决方法 从而提高城市规划的规范性 科学性和前瞻性 实现城市的 可持续发展 使城市用地评价在新的技术下对城市规划发挥更大的作用 因此 本文研究的内容是具有现实性 前瞻性的 城市中各种功能用地的分 布情况和相互关系 城市的社会 经济发展状况等 需走定量与定性 静态与动态 微观与宏观相结合的发展道路 强调其研究方法的动态性 社会性和反馈性壤S 而 面对海量社会 经济及空间数据 城市研究者往往束手无策 G I S 技术的发展给此 类研究带来了新的希望 它联系着地理空间和社会空闻 为定性与定量分析架起了 桥梁 是未来城市研究的信息化主要来源之一 也是城市研究的主要分析工具之一 和新的研究方法与技术支持之一 1 2 相关概念 本论文为一交叉学科研究课题 研究涉及三方面领域内基本概念 即地 理信息系统 生态规划方法 城市规划 用地评价理论 1 2 1 地理信息系统 关于G I S 国内外有许多定义 不 同的应用领域不同的专业对它的理解 是不一样的 目前还没有一个完全统一 的被普遍接受的定义 有人认为G I S 是管理和分析空间数据的计算机系统 在计算机软硬件支持下 对空间数据按 地理坐标或空间位置进行各种处理完 成数据输入 存储 处理 管理 分析 输出等功能 对数据实行有效管理 研 究各种空间实体及其相互关系 通过对 多因素信息的综合分析 可以快速地获 取满足应用需要的信息 并能以图形 图1 1G I S 的构成 F i g1 1S 饥K h 瑾eo f g i s 资料来源 邬伦张晶赵伟编著 地理信 息系统 数据 文字等形式表示处理结果 有人认为G I S 是一种特定而又十分重要的空间 重庆大学建筑城规学院艾及熙教授主持的国家科技攻关谭题 城市规划练合管理信息系统的子专题任务 书 2 1 引言 信息系统 它以采集 存储 管理 分析和描述整个或部分地球 包括大气层在内 空间和地理分布有关的数据的空问信息系统 有人认为G I S 就是数字制图技术和 数据库技术的结合 有人则按研究专业领域不同给予不同的名称 如地籍信息系 统 土地信息系统 环保信息系统 管网信息系统和资源信息系统等 1 9 8 7 年英 国教育部 D O Z 下的定义是 G I S 是一种获取 存储 检查 操作 分析和显 示地球空间数据的计算机系统 1 9 8 8 年美国国家地理信息与分析中心 N C G I A 下的定义是 为了获取 存储 检索 分析和显示空间定位数据而建立的计算机 化的数据库管理系统 应该说 上述定义均比较科学地阐明了G I S 的对象 功 能和特点 总之 地理信息系统是在计算机软硬件支持下 以采集 存储 管理 检索 分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据 并回答用户问题 为主要任务的计算机系统 图l 1 1 2 2 城市生态规划 生态规划最先是以研究生态学与地理学为主 它侧重于生态科学 是以生物 为主体的保护规划 逐步被城市规划 区域规划的学者所接受 并运用到土地利 用规划中去 成为土地适宜性评价的重要理论 生态规划以生态学为理论基础 利用各种信息资源 在掌握土地生态环境特性或承载容量的基础上 把认为有利 于利用的全部或多数因子加以集约 并在对人类没有任何或多数无害的条件下 对土地确定其可能的或最适宜的利用方式 以求得社会经济的共同效益 生态规 划的依据的基本原理主要是土地生态特性的多因素作用原理和生态规划的环境承 载容量 土地是一个综合的学科概念 它代表各地域地质 地貌 气候 水文 植被与人类活动等多因素共同作用下形成的高度综合的自然系统 在这个系统中 各个环境因素都有它不可取代的地位和作用 不会对人类直接产生影响 但是一 旦这些因素组合起来 在一定条件下 就会构成地域的各种特性 就会出现给人 类带来灾害的各种环境现象 这种灾害发生的可能性成为各种土地利用的制约条 件 生态规划在进行土地适宜分析的过程中 为反映多因素作用所形成的生态特 性通常采用 地图叠加法 通过叠加并分配不同的权重 就可以得到一张由多种 因素综合而成某个生态特性的量化表示图 为规划决策者提供直观易懂的适宜性 评价结果 1 2 3 城市用地评价 自然环境条件对城镇建设的影响是多方面的 如地形条件的限制会影响城镇 的发展规模和用地布局等 工程地质 水文地质 特殊气象条件等会影响城镇用 地选择 规模 布局以及具体工程的建设等 城市用地适宜性评价是在调查收集 自然环境要素资料并进行分板的基础上 按照规划和建设的需要 根据区域土地 在工程技术上的可能性和经济性 对土地的环境条件进行质量评价 以确定土地 3 重庆大学硕士学位论文 对城镇建设用途的适用程度 为城镇建设用地的合理选择和布局提供科学依据 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国内研究现状 定性评价多于定量评价 国内现已有部分规划设计单位引入了G I S 系统 但使用情况还在起步阶段 往往只是用G I S 做一些单因子的分析 例如 现在很多设计单位开始使用 A R C G I S 三维分析模块 但仅仅是做一些场地的三维模拟 从视觉方面对场地进 行一些定性的评价 定量分析不够 没有真正综合量化评价 农用土地适宜性评价多于城市用地评价 在土地适宜性评价案例分析中 国土资源部门对土地农业适宜性评价较多 方法比较系统 评价因子指标体系也比较成熟 总体来说已经初步形成体系 然 而 反观城市用地评价方面 案例相对较少 评价方法基本差不多 但评价指标 体系的确定还很不成熟 当然这和复杂的城市用地布局结构有一定的关系 很难 用统一的评价指标体系来对不同城市环境 不同规划层次进行评价 评价过程本身缺乏规划数据的支持 国内很多专家学者已经很早涉足基于G I S 技术的城市生态敏感性的评价研 究 例如 黄光宇教授在富川县总体规划研究中运用G I S 技术时考虑了近1 0 个 生态因子 从目前所掌握的资料看 在山地城市规划中是不多见的 然而对山地 城市而言远远不够 很多基础信息关键资料往往只是以文字图表的形式出现 直 接运用G I S 技术分析有一定的困难 因此 由于基础资料的缺乏限帝0 了G I S 技术 在城市用地适宜性评价中的运用 1 3 2 国外研究现状 近年来国外在处理土地问题时在很大程度上取决于土地政策的实施 土地政 策的实施需要通过良好的土地管理来实现 而土地管理离不开土地有关信息的支 持 因此 在国外 些发达国家中作为采集和提供土地信息的土地信息系统是有 效管理土地资源 制定土地规划的基础 在土地资源管理中发挥至关重要的作用 发达国家的土地信息系统建设具有较长的历史 在服务于土地资源管理方面 形成了比较成熟的经验 近年来 随着G I S 和网络技术的发展及可持续发展模式 对土地有关的信息需求的变化 土地信息系统体系框架和功能发生了显著的变化 目前 发达国家大多数都已完成基于G I S 和I n t e r n e t 技术的国家级土地信息系统 建设 在土地利用规划与地区经济发展方面发挥了重要的决策支持作用 使土地 信息系统能更好地服务于各种级别土地利用规划和地区经济的可持续发展 并对 美国E S P J 公司的地理信息系统软件名称 4 1 引言 土地市场发展产生了推动作用 国外在土地数据的建设上也比较成熟 例如 北欧国家芬兰土地信息建设的 已有5 0 年的历史了 负责土地信息管理工作的机构是国家土地测量署 N L S 7 0 年代末 N L S 开始对地籍登记中属性数据进行数字化 并于1 9 9 4 年完成 属性 数据存储在一个网络数据库中 8 0 年代中期 N L S 开始编制数字地籍索引图 并 用G I S 软件进行图件的矢量化和数据更新工作 1 9 9 9 年完成了覆盖全国的矢量化 图件数字存储工作 并且N L S 每年完成大约2 0 万个地块的测量和有关的数据更 新 维护工作 土地信息库为自然资源和社会经济发展规划提供了较完备的后备 资源 由此可见G I S 技术在国外解决城市土地问题方面的应用已经形成相当完善 的体系 1 4 本文研究的基本内容和基本路线 1 4 1 本文研究的基本内容 随着科技水平的发展 信息技术广泛地应用于城市规划领域 包括数据库 管理信息系统 计算机辅助决策系统 人工智能与专家系统 遥感技术 地理信 息系统和全球定位系统 自动控制技术 多媒体技术以及计算机网络等 这些技 术的应用无疑给城市规划方法的数字化带来了广阔的前景 信息技术的发展和创新 是技术间的互相融合和互相推动形成的 要达到信 息技术的全面综合运用 离不开其他科学技术之间的融合集成 系统论的观点认 为 整体大于部分之和 传统的城市规划用地评价方法如果与信息技术融合成一 整体 既运用传统科学用地分析方法 利用G I S 强大的空间数据的分析能力 将 使城市用地的适宜性评价方法更加科学合理 因此 本文研究侧重在总结相关用 地评价理论基础上探讨结合新兴技术进行用地评价的方法 1 4 2 本文研究的基本方法和路线 研究方法 自然生态环境各因素总是相互联系 相互制约 相互作用的 在一定的条件 下保持相对的平衡 形成复杂的生态系统 城市生态脆弱性很大程度上是伴随着 自然环境的脆弱性产生的 城市土地适宜性评价方法主要就是采取自然生态规划 方法 以城市用地适宜性评价为研究对象 通过对城市用地自然属性因子的分析 和地理信息系统 G I S 的集成技术的研究 综合运用系统科学 数学 计算机科学 城市规划学 生态学等多门学科的理论和方法 旨在建立一种基于G I S 技术的城 市用地适宜性分析的技术系统 进行城市用地适宜性分析 以提高城市用地适宜 性分析的科学性和准确性 提高分析结果的质量 更好的为城市规划决策服务 并促进城市规划的数字化进程 5 重庆大学硕士学位论文 研究的技术路线 查阅文献 调研 系统需求及用地评价因子的分析 评价方法的研究 城市用地实例分析 总结与撰写论文 1 5 本文研究的基本框架 图1 2 研究课题基本框架 F i g 1 2 L o g i cf r a m e 6 2 概论 2 概论 土地是人类赖以生存与发展的基本资源 是人类社会活动的载体 也是一切社 会物质财富的源泉 土地对于农业 矿业或是空间开发等活动 乃是基本的生产 要素 城市用地是城市规划区范围内赋以一定用途与功能的土地的统称 是用于 城市建设和满足城市机能运转所需要的土地 如城市工厂 住宅 公园等城市设 施的建筑活动都是由土地来承载 而且各类功能用途的土地经过规划配置 使之 具有城市整体而有机的运营功能 G I S 技术运用城市用地适宜性评价将为城市建设 用地决策提供科学合理的技术支持 2 1 G I s 技术用于城市用地适宜 眭评价的目的与意义 改革开放以来 计算机技术在城市规划行业中取得了不少应用成果 其技术 和应 用的对象按时间顺序大致分为四个方面 7 0 年代末 8 0 年代初 计算机应用于 有关社会 经济问题的统计 分析 模拟 预测 8 0 年代中期 交通调查资料处 理和交通规划模型使用 8 0 年代中后期开始 应用于计算机辅助绘图与辅助设计 8 0 年代末 9 0 年代初开始应用于和管理工作相结合的信息系统 近年来 以 地理信息系统技术为支撑的城市建设管理或城市规划信息系统成为 个热点 许 多城市已经开始或准备花较大的投资进行地理信息系统的应用开发 其中有少数 城市已初见成效 在此前提下 基于G I S 技术的城市用地适宜性评价也将有广阔 的应用前景 2 1 1 促进数字城市规划目标的实现 数字规划是以数字化的手段来实现对城市空间资源的有效配置与合理安排 是一种可持续的 适应城市发展变化的有效手段 它涵盖城市规划业务的每个方 面 简单地说 数字规划就是在全数字化的环境下完成城市规划的所有任务 基 于G I S 技术的城市用地适宜性评价是有助于数字规划的实现的 这主要表现在 基于G I S 技术的城市规划专题制图 目前 城市规划设计已经广泛地应用C A D 技术 各个设计院己基本上甩开了 图板 纸和笔 但C A D 技术仅仅是一个传统的绘图工具 传统的城市规划制图都 是以人工操作为主 这样不仅工作量大 划的需要 随着计算机技术的日益发展 而且制图周期长 不能适应现代城市规 机助制图正在逐渐替代手工制图 利用 计算机和机助制图软件制作城市规划专题图 实现规划制图的自动化 己成为各 宋小东 地理信息系统在城市规划中应用的若干问题及探讨城市规划汇千 1 9 9 5 2 7 重庆大学硕士学位论文 城市规划部门普遍采用的新技术 由于城市规划涉及的范围广 信息量大 不仅 拥有描述地理位置的空间数据 还包括城市各专题的属性数据 如城市人口 工业 环境 用地等 因此一般的机助制图系统往往难以适应 无法管理这些庞大而又 不同类型的城市规划信息 基于G I S 的城市规划制图的核心是利用G I S 的数据管理与分析功能 综合处 理城市规划制图的各类信息 空间数据 属性数据 制图数据 实现城市规划制 图的自动化 将G I S 环境下的城市规划分析模型与专题制图结合起来 实现城市 规划制图的智能化 基于G I S 技术的城市用地适宜性评价总体来说是符合G I S 专题制图的要求 为数 字规划的实现迈出了重要的一步 规划方案评价及其后期的规划管理 基于G I S 技术的城市用地适宜性评价将为以后的规划方法评价提供更直观科 学的依据 现阶段的规划设计方案评审往往要兴师动众 对于重大方案更是如此 这不仅浪费大量的人力 物力 也浪费大量的时间 而且目前这类评价往往还停 留在空间布局上 对方案好坏的量化评估不够 G I S 引入用地评价使规划从一开始 就为量化的评价做好了准备 通过用地评价可以很精确的知道规划区域内适宜修 建以及不适宜修建的范围大小 从而可以分析规划方案和用地条件的适宜程度 为科学决策提供依据 同时 基于f i I S 技术的城市用地评价为规划的后期数字化管理也创造了条件 城市发展过程中积累了大量的资料 以传统档案方式保存管理的这些资料随着时 间的推移大量增加 人工管理的负担越来越重 检索的困难也越来越大 而且时 间越长 损坏丢失的可能性越大 因此 迫切需要将这些历史资料进行认真整理 分类 将其存入计算机系统并刻录在光盘上 用专用的软件进行管理 不仅保存 查找方便 而且还可节省大量的贮存空间 大大提高资料的检索效率 基于G I S 技术的城市用地评价的数据符合城市空间信息的要求 对数据能够进行方便的检 索 利用网络技术还可以和设计单位进行及时的沟通 使规划建立在对现状充分 分析基础之上 2 1 2 满足城市化与城市建设发展的需要 随着我国现代化与城市化的进程 城镇人口迅速增加 开发与利用范围逐日 扩大 城镇建设的数量和规模也与日俱增 土地作为一项基本资源 在我国有着 特殊的价值与涵义 我国虽然国土辽阔 但可用的土地并不多 而且由于城市生 态环境极其敏感性与脆弱性特点 决定了城市土地开发与利用的复杂性 如果开 发利用不当 就会给国民经济与人民生活带来严重的损失与影响 城市建设用地适宜性是指土地及其构成要素对城市建设用途的适宜程度 城 市土地的合理利用 一般认为是对土地按照城市规划规定的用途进行利用 使土 g 2 概论 地收益最大化的土地利用 然而 城市规划也只是一种促进土地合理利用的手段 它本身不是土地合理利用评价的标准 相反 假如它对土地合理利用问题认识不 足 有可能导致规划出现失误 土地收益最大化虽然是土地开发利用的目标 但 由于土地具有位置的固定性和土地质量的地域差异性 土地利用收益不同 即 土 地级差收益 的存在是必然的 土地收益大小并不一定代表着城市土地利用合理或 不合理 土地质量好 区位优势突出的土地 即使土地利用不合理 其收益也有 可能超过土地质量差 区位条件不佳而是合理利用的土地 因此 合理地利用和 节约土地资源 己引起广泛的重视 要实现城市土地的合理利用 必须建立起城 市用地评价的科学体系 对土地进行资源开发利用的适宜性与潜力分析是预测并 分析区域土地资源的供需状况及供需矛盾 合理利用土地资源的前提 只有通过 土地评价才能寻找出城市土地合理利用的途径 2 1 3 促进相关产业的镶荣 由建设部提出的 城市规划 建设 管理与服务数字化工程 已被列为国家 十五 重大科技攻关项目 并且已经正式启动 概括地说 城市数字化工程就 是先将一切与城市建设和发展密切相关的空间 社会 经济 文化信息输入计算 机 形成数字化的城市信息 然后借助现代信息技术来处理 分析和管理城市化 过程中所产生的各种愈来愈复杂的问题 显然 计算机系统中的数字化城市即 数 字城市 它是 数字国家 数字地球 极为重要的组成部分 基于G I S 技术的 土地适宜度评价方法是城市数字规划工程的一个必不可少的环节 在城市规划领 域推广应用 将产生联动作用 在数据支持 分析评价 后期管理方面都将促进 相关产业的繁荣 以下是艾及熙教授主持研究的 城市数字化需求分析及软件评 测标准 课题部分研究结论 城市基础空间 属性数据的建库和相关数据的采集与更新 是一个极为庞大 且较稳定的市场 这方面数字产品的在线流通将构成全社会共享的基础数据平台 城市规划 建设与管理领域的业务工作量大面广 且多具有 由图查文 由 文查图 甚至进一步 由图改文 由文改图 的行业特点 这方面各种业务应用 系统的开发与集成 需求旺盛 但综合性专业性较强 比较强调G I S C A D 与M I S 和O A 的结合 面向社会公众提供关于城市综合数据的集成服务将有很大作为 是一个潜 力极大且回报较丰厚的市场 但要提供这方面的数字服务与数字产品 需要同时 在经营理念和技术路线上都有所创新 才能取得成功 随着城市数字化工程的开展 为保证数据建设和系统建设的工程质量 数字 化工程监理也将作为一个新兴行业而出现 刘卫东等编著 城市土地价格调查 评价及动态监测 北京 科学出版社 2 0 0 2 9 重庆大学硕士学位论文 基于G I S 技术的城市用地适宜性评价所需要的数据 离不开这些相关行业的 数据支持 该方法在城市规划领域应用的瓶颈主要是由于数据交换等问题 在第 三届 城市地理信息系统 U G I S 论坛 2 0 0 0 年9 月 重庆 上 香港中文大学 的林晖教授曾经指出 现今阻碍U G I S 发展的主要因素不再是技术 而更多是现有 的数据政策 由于我国行政体制上的原因 垂直分级 横向分工造成许多部门都 处于一种 资源割据 信息孤岛 的必然状况 因此 只有这些相关行业发展起 来了 城市数字化工程才能顺利实施 基于G I S 技术的城市用地适宜性评价方法 才可能有更广阔的用武之地 2 2Gls 技术用于城市用地适宜性评价的契机 G I S 作为一种大型的地理空间数据的采集 模拟 处理 检索 分析和表达计算 机信息系统 从各个方面来说是能满足城市用地适宜性评价的需求 运用G I S 技 术进行用地评价将有助于城市规划的数字化方法的探索 2 2 1Gls 技术应用于城市用地适宜性评价的必要性 传统评价方法面临的挑战 传统的城市规划用地适宜性评价方法很难适应数字城市规划方面的要求 主要 表现在以下几点上 1 规划整体性的要求 城市规划中的整体性与城市系统的整体性是相适应的 城市系统中的微观的 宏观的 静态的 动态的 内部的 外部的 时间的和空间的 自然和社会的等 等因素构成一个有机的系统 反映在城市用地选择上就要考虑规划的整体性要求 而传统的用地评价方法很难把握这种要求 例如 规划界目前所广泛使用的直接 叠加法虽然直观性强 但步骤相当烦琐 对于少数几个生态因子叠加是可行的 但对于复杂的城市生态系统 其生态因子要复杂得多 人工叠加显得力不从心 很难有一个整体性的评价 2 规划动态性的要求 城市是一个受很多因素影响而不断发展变化的动态系统 各因素的多方面的 影响和相互的制约性 使城市成为一个动态的模型 决定城市用地适宜性的各个 方面因素也在不断变化中 而传统的人工评价方法决定了其很难适应这种动态的 需求 例如 叠加法所用到的单因子分析图基本上由人工绘制 当某几个相关因 子条件发生变化时 重新绘制所占有的入力和时间是相当大的 因此 传统的用 地适宜性评价的现实性比较差 很难跟踪这种动态性 从时间和空间上都难以把 握 3 规划多目标的要求 城市用地评价具有多目标性的特点 其多目标性反映在决策对象的多样性 1 0 2 概论 规划思维的多样性以及评价体系的多方面性 这种决策对象层面上的 思维上的 和评价体系上的多目标性 使得城市用地评价对数据的要求具有相当的灵活性 例如 在不同规划区域或不同规划层次上 对评价因子的选择具有差异性 这就 要求完备的G I S 数据库的支持 而传统的城市用地评价方法不具备这些条件 这 使得传统的评价方法只能对单一目标的评价产生作用 4 规划定量分析的要求 城市规划决策的方法由定性逐步过渡到定量上来 传统的规划方法与设计采 用的常规分析原则与方法 多需要人工去判断和完成 往往因为时间紧 任务重 以及信息偏少 规划师只能人工对少数几个生态因子加以分析评价 综合考虑得 不够 只能做简单的定性处理 规划方案很多来源于所谓的经验和灵感 目前 我们的规划决策仍然处于粗放式的状态 感性判断的成分较重 模糊性较大 G I S 的分析技术可加强对城市环境与发展的定量评估及增长趋势的预测 避免城市规 划与建设的盲目性以及无序的超强度开发 时代的发展要求我们的规划与管理必 须与科技进步协调一致 将传统的规划精于 量化 程序化 和 智能化 并为实际的规划决策提出科学合理且可操作性强的解决方法 给城市规划及管理 带来方法上的变革 以改变过去在规划及管理决策时不注重定量分析的传统习惯 城市规划方法变化所显示出的这些特点显然对传统的城市用地评价方法是一 种严峻的挑战 尤其在当今的信息时代 将城市规划从感性到理性 静态到动态 实现定性与定量的结合 将传统的城市规划理论与以信息技术为代表的现代科学 技术相结合已成为必然 因此 采用G I s 技术评价土地适宜度的意义在于 规划 的科学性和严肃性得到加强 城市规划决策管理的需求 城市用地适宜性评价已不能单独看成是一项规划的前期分析工作 而应该看 成是数字规划的一个重要组成部分 评价的结果要满足管理决策的需要 城市用 地适宜性评价要体现规划管理的数字化发展趋势 管理目标的深化 控制的量化 配置的优化 指标的细化 法制的强化 手段的先进化 管理的公开化 1 规划管理目标的深化 城市用地适宜性评价对城市发展起着非常重要的作用 这已成为共识 但由 于各个城市采用的规划管理方式和规划思想有着很大的不同 特别是一些城市规 划工作者还没有意识到评价的意义 致使城市规划前期用地适宜性评价可松可紧 可有可无 时松时紧 存在着一些混乱的状况 城市中违法用地和违法建设现象 屡有发生 禁而不止 管理目标的深化成为一个急需解决的问题 数字城市规划 将城市规划要素 相关部门 相关法律集中到一个系统中 使规划管理体现时势 吴书霞艾及熙郭平 数字城市规划 概念及其支撑技术 数字城市的理论与实践 广卅世界图书出版公 司 2 0 0 1 1 1 重庆大学硕士学位论文 性 科学性 完整性 规范性 2 规划管理控制的量化 城市规划实旄管理对城市各项建设具有指导 调控 管理 服务等功能 但 在目前的城市规划管理中 原则性指导多 具体性指导少 抽象控制多 具体控 制少 务虚的管理多 务实管理少 软性服务多 硬性服务少 这样就很容易造 成衡量建设项目的合理与否 加入了许多人为主观的因素 以关系代替政策 以 冲动代替科学 出现失控现象 在一段时间里 出现高级宾馆热 人造景观热 房地产开发热 开发区热等就是一个很好的证明 数字城市规划可以很方便的将 规划指标量化 进而制定合理的量化指标 严格控制 变抽象为具体 使城市建 设有科学性 有比例的合理健康发展 3 规划配置的优化 我国长期在城市规划中出现的 大而全 小而全 实行强权配置 使有限的 资源 导不到充分合理的应用 造成空间和土地资源的浪费 虽然现在是市场经济 多年形成的强权配置得到改善 但出现的被投资牵着鼻子走的新型 强权配置 仍影响着合理的城市用地结构 空间结构和产业结构 影响着城市规划的科学实 施 在管理中严格按照规划要求 进行多方案的比较 择优而定 充分发挥每一 寸土地 每一个资源的经济效益 社会效益 环境效益 变强权配置为择优配置 这在数字城市规划中也是可以实现的 4 规划指标的细化 我国共有6 6 8 个设市城市和2 0 0 0 0 多个建制镇 用地条件千差万别 在城市 规划管理的实施过程中 用地配置指标 土地使用强度 建筑高度控制 基础设 施标准 建筑间距要求 公共绿地定额 人均用地面积指数等指标都应该因地制 宣 合理确定 根据不同地域 不同性质 不同规模 不同历史文化条件 在国 家统一指标要求指导下 健全各地的指标管理体系 使之有理有据 科学合理 又有可操作性 使管理数字化 5 规划法制的强化 城市规划法 的颁布 使我国城市规划实麓和管理走上了法制化道路 但 真正从人治管理到法制管理还有很长的路要走 其关键是从手段上进行改进 尽 早发现违法现象 以杜绝违法现象 而基于G I S 技术的城市用地适宜性评价为依 法行政 依法办事 严格执法提供了可能 所有规划前期以及成果阶段都利用C I S 进行管理 从而提高了规划管理的科学性 利于实现城市规划的法制化 6 规划手段的先进化 数字城市规划对城市规划的手段实现现代化的作用是无庸置疑的 科学技术 王雨村编著 小城镇总体规划 南京东南大学出版社 2 0 0 2 1 2 2 概论 的日新月异 电子信息系统的神速发展 使城市规划实现手段的完全现代化已成 为不远的现实 我国将计算机技术用于城市规划 与其他行业相比是比较早的 但大多数规划设计单位只是利用计算机进行规划图纸的绘制 而规划中很重要的 分析阶段依然停留在手工阶段 一些规划管理部门也只是刚开始利用G I S 系统用 于了城市规划初步管理的实践 变陈旧为先进 变事后处理为事前管理 实现城 市规划的现代化 规范化 已成为城市规划管理的发展方向 7 规划管理的公开化 城市规划是服务于社会更服务于人民的政府职能 因此曾经是一项保密工作 的城市规划 现在已成为一项公开的事业 世