GIS下生態城市規劃設計與應用

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【摘要】生態城市建設缺少統一的理論體系來對生態城市設計實踐進行指導，生態城市規劃建設過程中使用新科技、新技術的手法相對局限，例如，gis運用也只是僅僅局限于一些零散的設計方案上，并沒有滲透到整個城市的規劃設計與應用當中。

【關鍵詞】城市規劃；GIS技術；生態城市

1引言

在我國生態城市設計過程中，雖然有充分的設計動機，但是缺乏有效可實施的生態城市分析表述方法和強有力的科學理論支撐。GIS技術的出現使計算機圖形與數據庫相互結合，實現了空間數據與實際數據的有機結合。通過GIS與生態空間技術相結合，在進行生態城市設計的過程中提升了空間分析能力，城市設計師的生態城市成效分析能力也進一步加強。

2GIS基本原理概述

2.1GIS概述

GIS是對地理環境進行研究的一門學科，主要是針對地理環境中的各個要素進行整合分析，將地理環境中的空間地理位置相應情況與對應的社會環境以及經濟走勢相結合。通過廣泛的搜集信息與資料，將各個地理要素進行深度挖掘、匹配，并且將地理要素與社會現實地質因素融合到一起進行研究，從而能夠深層次把握社會發展過程中所需的城市設計因素。在數據要素的整合上，進行更深層次的信息獲取、整理、儲存等，加之互聯網技術的發展，地理信息系統已經開始運用到工程建設領域各個方面[1]。GIS主要的概念結構如圖1所示。

2.2GIS在城市規劃中的運用

在進行城市規劃的過程中，城市相關的基礎要素以及數據可以通過GIS進行有序的收集及管理。通過GIS數據庫來提取并且進行城市規劃，GIS制圖可以為城市規劃提供便捷的可視化工具體系，可以通過GIS對各個城市的數據進行空間整理分析，并得出相應結論。GIS技術在初級的資料收集方面可以對收集的數據進行模擬預測、方案制定等應用；在后期的實施與管理的過程中，也可以借助GIS技術進行成果的編制管理，并且對城市規劃過程進行整體監督[2]。

3GIS在生態城市規劃中的應用價值

GIS技術將計算機的圖形以及計算機的屬性數據庫融合到一個體系當中，將計算機的圖形結構模式與計算機可容納的數據庫兩者融為一體，將數據庫里的數據通過計算機進行計算，可以分析出較為直觀明顯的計算機圖形，對于生態城市設計有較大幫助。GIS技術通過兩方面的融合實現了整個空間數據與屬性數據的結合過程，通過GIS強大的技術空間分析能力以及三維模擬功能的能力，為設計師提供了高效的分析工具和在城市規劃過程中決策的工具[3]。GIS在規劃過程中，可以通過技術的運用將冗雜的、單個的地理數據因素整合成有效體系，可以統一管理的數據信息。這有助于促進設計師對生態理念基礎上的空間管理進行量化分析，并在整體上提升城市在生態原則下進行設計方案的科學性以及可實施性。

4傳統城市設計與生態城市設計

4.1傳統城市設計

在傳統城市設計過程中，重點主要是關注在城市物質環境等方面的設計，主要對城市景觀進行大范圍的形態設計以及物質環境設計。其中，包括整個城市的空間形態、整個城市所處的功能、所擁有的交通系統，以及社會群體所產生的一些問題、解決方案。傳統城市設計過程中所運用的設計理論以及方法，主要是對物質形態進行分析、對城市空間進行分析。這些分析方法與理念主要集中研究了城市的公共空間體系、城市人群的活動范圍和空間分析技術，是對城市物質形態等方面的研究。所以，在此基礎上形成了較為完整的對于城市形態方面的體系。傳統的城市設計過多的將以人為本的原則放在重點，將人類自身發展的需求放為首要條件，忽略了整個空間體系中的生態共存者以及生態的可持續發展性[4]。

4.2生態城市設計

生態城市設計的重點主要是突出人與自然、人與社會的統籌協調發展。人與自然的和諧是指降低人類對自然環境的破壞和自然災害發生率，生態城市設計需要將環境友好型作為生態城市設計的首要條件，保護人類所生存的自然環境。在城市設計的過程中要合理利用各個自然資源，包括礦產資源、水資源等等。在生態城市設計過程中，重點強調和突出的是城市交通的綠色性，對城市交通擁擠的問題要進行解決，要進一步減少交通所帶來的環境污染問題。

5以GIS推動生態城市規劃設計與應用

5.1綜合功能運用力強，節省制圖時間

通過GIS技術的運用，可以提高城市規劃主要數據的錄入條件。生態城市規劃過程中所需要的數據來源，主要是對各個城市部門以及各個領域已有的電子數據進行整合，但是這樣的數據格式以及數據資源存在各種各樣的缺陷。通過GIS技術將各個數據進行整合和兼容，進一步劃分成統一的數據格式進行數據的調配以及使用[5]。GIS數據庫里的數據之間有著明確并且緊密的關聯關系，通過GIS內置工具進行統一的整合和分析，可以得到GIS專屬的專題制圖，通過相關的參數對同類型的專題圖進行參數數據的運用以及合理的規劃，提高了制圖效率的同時，也增強了制圖過程中的準確性，大大減少了制圖時間。

5.2復雜地圖分析過程更加直觀

對于GIS技術而言，通過GIS技術將分析得出的專題圖進行各種基礎數據圖形化，可以進一步將這些因素以及地理數據直觀的在地圖上表現出來。為生態城市設計師在圖示結果中搜尋信息提供了方便。通過GIS技術，將GIS基礎數據庫中的海量數據進行挑選、整合。這些數據又通過直方圖、餅狀圖等圖形的方式反映到地圖空間要素上，從而形成了各種數據之間的差別對比，可以進一步得到相關城市以及相關生態動向的發展規律以及發展新內涵，從而輔助設計師能夠更加客觀地進行設計方案的判斷以及設計方案的調整。

5.3空間維度的三維可視化更加生動

將GPS等航空攝影技術與GIS工作平臺進行相互結合，進一步將圖像進行預判與解讀，分析出空間數據。地理信息系統技術與遙感技術相結合，可以提高對土地勘測數據以及環境信息數據搜集效率。這種信息采集的模式對我國現階段來說是空間信息的主要來源，通過對各個區域內的土地使用現狀以及地質勘測來搜集數據，進行整體的城市規劃，為城市的動態可視化提供三維模型。將生態城市模型模型直接導入到GIS數據庫中，生成可視化地圖。真實的地形起伏和地貌情況，可以為城市設計師提供全方位、多視角的城市虛擬環境，為生態城市規劃提供了更客觀的條件。

5.4案例分析——以鳳縣為例

鳳縣，古稱“鳳州”，地處秦嶺腹地，嘉陵江源頭，位于陜西省寶雞市西南部，西鄰甘肅，南接四川，素有“秦蜀咽喉，漢北鎖鑰”之稱，總面積3187km2。通過軟件，借助其空間分析工具，進行單因子制圖；根據不同地域的自然環境、社會經濟特點，以主導因素劃界為模板，進行基于權重的多因子疊加，得到多因子綜合圖；最后確定各生態功能區域，并因地制宜進行分區規劃。北部為中山森林生態重點保護區，本區包括通天河國家級森林公園、嘉陵江源頭生態重點保護區。通天河國家級森林公園主要以森林生態、森林景觀為資源，以森林旅游為主，是生態保護的重點。嘉陵江源頭風景區位于鳳縣北部的秦嶺之巔，屬天臺山國家級森林公園四大風景區之一。中部為中低山林、藥、養殖、礦產限制開發區，本區緊靠秦嶺主脊和紫柏山脈，包括唐藏、紅花鋪、巖灣、平木、坪坎、三岔鎮和溫江寺鄉、南星鎮的部分高山村。本區發展發向:①大力發展林業生產，以發揮其良好的生態效益和經濟效益；②要充分利用該區牧草面積大的優勢，發展畜牧養殖業；③改造坡耕地，提高本區糧食產量；④對于適合種植藥材的村組，專業生產藥材，以增加經濟收入；⑤提高采、選、冶指標，提高綜合利用回收率，同時做好礦山生態環境綜合治理和地質災害防治工作；⑥搞好山區小水電建設。

6結語

與我國傳統城市設計相比，生態城市融入了生命周期理論以及城市人文生態理論，強調人與自然、社會的和諧相處，這種生態城市規劃設計更符合我國未來的發展趨勢。在生態城市規劃的過程中進一步與GIS技術相結合，產生更為理性客觀的規劃方案。本文在對GIS技術原理闡述的基礎上，進一步對GIS在生態城市規劃中的應用價值進行剖析?；贕IS技術專題的生態城市地形圖以及三維生態城市模型的建立，可增強生態城市規劃過程中數據的可視性，利于設計師提出更有效的規劃方案。

參考文獻

[1]房永軍.城市規劃設計中生態城市規劃應用分析[J].住宅產業，2018(7):18-20.

[2]楊建勇.關于城市規劃中生態城市規劃設計的應用分析[J].四川水泥，2018(10):113.

[3]崔雪梅，崔貴玉.GIS技術在城市規劃中的應用[J].智能建筑與智慧城市，2020(12):98-99.

[4]陸麗紅.基于GIS地理信息系統的智能城市規劃設計解析[J].華北自然資源，2021(1):64-65.

[5]李美麗.基于GIS的城市房屋全周期動態管理應用與實現[J].礦山測量，2021，49(1):93-97+103.

作者:李明哲 單位:蘇州大學