GIS在城市规划中的运用GIS平台操作-模块化空间分析.docx

GIS在城市规划中的运用“模块化空间分析”的运用 表1 “数字化控规”技术流程规划内容数字化模块分析工具现状分析现状分析模块地形分析、社会和经济空间化分析三大空间管制四大支撑体系功能管制区划模块系统承载力、OD分布矩阵、选址分析可达性分析“两度两率”强度管制区划模块多因子评价、可视性分析、日照分析景观空间设计景观管制区划模块三维形态预景分析、视觉敏感性分析1）构建“现状分析”模块“现状分析”模块的目的在于分析规划区的现状条件（如自然条件、社会经济、土地利用状况）并结合上层次规划得到现状评估结论，进而确定规划片区发展方向与思路。该模块主要包括地形分析、社会经济空间分析与多因子叠加分析，其中地形分析主要得到坡度、坡向和高程；社会经济空间分析将现状社会经济数据以属性数据的方式纳入到空间要素（如行政区划）中，把社会经济发展态势转化为规划的操作对象；多因子叠加分析主要将现状要素与上层次规划相对应的规划要素进行叠加分析，从而帮助规划人员准确识别上层次规划与现状的冲突地区和冲突级别，为规划人员采取正确的解决方法提供决策支撑。 图3 现状分析概念模块坡度分析图坡向分析图高程分析图社会、经济空间分析图由地形图提取等高线和等高点，通过Create Tin工具构建数字高程模型。把社会经济数据作为空间要素的属性进行入库，而后进行图形化表达。图4 以珠海市中心城区前山片区控规现状分析图为例2）构建“三大空间管制”分析模块“三大空间管制” 重点解决控规中的核心指标问题，并确定城市整体景观框架。数字化控规可通过模块化分析处理，为指标确定提供方便快捷的技术支持。构建“功能管制”分析模块“功能管制”分析模块的目的是得到土地利用规划图。模块共分为生态、交通、经济和设施四个部分，各部分均为承载力分析（需求分析）+空间分析（布局分析）。生态支撑部分由生态承载力分析和绿地选址分析组成。生态承载力分析主要是研究生态足迹与生态承载力的相关关系，计算自然生态和人工生态的需求量，确定生态区的规模。而绿地选址分析是在研究多种影响因子，确定其权重的基础上进行叠加打分，得到绿地的最佳布局。结合以上两个分析的规模预测和布局研究可得到绿地系统结构。交通支撑部分主要由交通承载力分析和OD模型组成。交通承载力分析是在研究主要节点和人口的基础上，预测交通流量。而OD模型则以交通流量为输入条件，通过双约束重力模型预测得到反映交通分布的OD矩阵。结合不同交通方式的需求和道路供给得到道路规模和分布，从而形成道路交通系统结构。经济支撑部分主要由经济承载力分析和用地适应性评价组成。经济承载力分析是在研究整体经济需求的基础上，在保证城市土地的需求平衡的条件下确定生产、生活用地的规模。用地适应性评价是在研究各类影响因子及其权重的基础上，进行叠加分析，确定生产生活用地的合理布局。设施支撑部分主要由设施承载力分析和设施选址分析组成。设施承载力分析是在校核功能单元对设施需求程度和现有设施服务能力的基础上，确定服务设施用地的规模。可达性分析是以设施为目标点，通过时间费用函数确定各类设施的覆盖范围，从而确定各类设施的合理布局。两者结合形成公共服务设施系统的结构。在拼合四大支撑体系的结构后，对局部用地进行细分，则可确定控规层面的土地利用规划图。绿地选址图区域OD线示意图居住用地分布图设施分析图结合阻力面和风廊，进行Cost Distance分析，得到绿地率分区图，高值地区定为绿地。结合现状居民出行分布对不同出行目的参数进行标定，带入双约束重力模型得到OD分布矩阵。结合自然因子（坡度、洪水线）、社会因子（学校、医疗）、环境因子（绿化、交通）进行综合评价得到居住用地最佳布局。对现状基础设施进行Cost Distance分析，确定设施的覆盖范围。以珠海市中心城区前山片区功能管制分析图为例构建“强度管制”分析模块“强度管制”分析模块的目的是计算出功能单元（地块和管理单元）的“两度两率”。模块主要分为四个部分。容积率部分延续承载力分析+空间分析模式，首先确定建筑总面积需求，将其分配到“八区”中，由多因子综合校正（交通、服务、生态、经济因子叠加）得到容积率分区，两者结合确定功能单元的容积率。建筑高度和绿地率部分只需进行空间分析，可视性分析是通过设定视点（通常位于主要通行廊道和重要开放空间）和视觉对象（可以是山体、水体、标志物等），建立视点与视觉对象之间的三维联系面，从而确定功能单元的建筑限高；通分和采光要求的分析是在确立风廊、阻力面以及日照的基础上，通过叠加运算确定功能区的绿地率分区。建筑密度部分只需进行简单的算术运算，由容积率和建筑高度得到密度低限，由绿地率得到密度高限。 “强度管制”概念模块的技术实现在ArcGIS的Model平台下完成，将Toolbox下的分析工具（如Buffer、Euclidean Distance、Weighted Overlay、Create Tin、Cost Distance等）按照概念模块中的框架进行组合，形成一个流程化的分析模块。规划设计人员只需指定初始数据及参数，便可得到最后的输出结果，而不需对模块中的每个步骤亲力亲为。容积率分区图建筑高度分区图绿地率分区图建筑密度分区图以道路、公服设施、公共绿地、基准地价等为输入数据，采用Weighted Overlay工具进行分析。选择视点和观测对象，利用Create Tin工具构建视点与对象之间区域的高度分区图。结合阻力面和日照，进行Cost Distance和日照分析，得到空地率和绿地率分区图。建筑密度低限=3*容积率/建筑高度；建筑密度高限=1-绿地率。图8 珠海市中心城区前山片区控规强度管制分析图构建“景观管制”分析模块景观管制区划的目的在于构建城市景观框架，形成景观分区和景观空间设计意向，并对强制性指标“两度两率”进行验证和调整，提出功能单元的建筑体量、体型、色彩等指导性指标。“景观管制”分析模块首先在“两度两率”和土地利用规划图的基础上，通过CAD、Sketchup实现地物模型的创建，通过ArcScene建立地形模型，结合以上两种模型形成城市三维模型，最后在此基础上运用三维预景分析、日照阴影分析、开敞空间覆盖范围分析和视觉敏感性分析来对景观空间设计提出要求，并对“两度两率”进行校核和调整。三维形态预景通过设立不同的建筑形态，以三维形式表达不同建筑体量、体形和色彩控制体系下的城市风貌景观，同时可通过不同建设模式下的经济效益、社会效益、景观效益比较，为规划师的决策提供准确而直观的信息；视觉敏感性分析从维护城市重要景观的视觉感知要求出发，分析通过游憩道路所观察到的城市景观频率程度，确定城市不同地区的视觉敏感程度，从而帮助规划师准确的确定景观框架要素的布局地点；日照阴影分析是模拟阳光在不同时刻照射建筑物时所形成的阴影轮廓，分析建筑物之间的间距是否符合采光要求，进而作为建筑密度调整的依据；开敞空间覆盖范围是对规划后开放空间（片区公园、社区绿地、街头绿地）对应片区服务范围的模拟