乡村规划信息技术的应用-《乡村规划与设计》

3.5.3.1　地理信息系统

地理信息系统，即GIS（Geographic Information System）起源于20世纪60年代，从90年代开始，GIS逐渐成为一个产业。GIS市场发展很快，已渗透到各行各业，如测绘、交通、农业、公安、环保、城建等，并且已成为人们生产、生活、学习和工作中不可或缺的工具。

GIS是指主要由地理学的各种信息为信息源所组建的信息系统。具体来说，地理信息系统是指在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析和显示的信息系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策、管理和服务等问题。它是以地理学为理论依托的一种重要的空间信息系统。

3.5.3.2　GIS功能

（1）数据采集、输入、编辑、存储功能

图3－5－6　透水路面横截面

来源：曾红舟.海绵城市专项设计，2016.

图3－5－7　蓄水沟

来源：曾红舟.海绵城市专项设计，2016.

图3－5－8　植草沟

来源：百度图片。

数据采集是地理信息系统获取数据的过程，数据要求保证地理信息系统数据库中的数据的完整性、正确性和逻辑一致性。数据采集的工作量极大，GIS采集的数据不仅包括了属性数据，还包括以图形数据显示的空间数据以及复杂度极高的关系数据。数据处理包括数据的格式化、转换等工作。数据存储是将系统所需的地理空间数据进行保存的过程，也是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及空间数据和属性数据的组织问题。

（2）数据查询、统计、计算功能

查询、统计、计算功能是地理信息系统最基本的分析功能。地理信息系统的查询功能主要表现为两个方面，即“图查属性”和“属性查图”。“图查属性”功能指的是根据图上的相关地物来查找相关的属性，而“属性查图”功能指的是根据给定的属性条件来查找图上的相关地物。

（3）空间分析功能

空间分析功能是地理信息系统的核心功能，也是地理信息系统与其他计算机信息系统的根本区别。空间分析是从空间物体的空间位置、联系等方面去研究空间事物，以及对空间事物做出定量的描述。一般地讲，它只回答What（是什么）、Where（在哪里）、How（怎么样）等问题，但并不（能）回答Why（为什么）。空间分析需要复杂的数学工具，其中最主要的是空间统计学、图论、拓扑学、计算几何学等，其主要任务是对空间构成进行描述和分析，以达到获取、描述和认知空间数据，理解和解释地理图案的背景过程，模拟和预测空间过程，调控地理空间上发生的事件等目的。

空间分析技术与许多学科都有联系，如地理学、经济学、区域科学、大气学等专门学科为其提供知识和机理。除了GIS软件捆绑空间分析模块外，也有一些专用的空间分析软件，如GISLIB、SIM、PPA、Fragstats等。

（4）显示功能

地理信息系统能够为用户提供多种形式的信息显示服务，既包括内容表达的多样性，也包括显示方式的多样性。内容表达的多样性表现在可以用地图、报表、报告等多种形式来显示结果；显示方式的多样性表现在可以由计算机屏幕显示，也可以通过打印机或绘图仪进行地图输出。(www.xing528.com)

3.5.3.3　GIS在乡村规划中的应用

GIS可以在乡村规划的各个阶段发挥重要作用。

（1）现状调研阶段

利用GIS管理现状数据，例如土地利用现状数据、道路数据、市政设施数据等。利用手持GIS设备辅助现场踏勘，融合全球定位系统、遥感和GIS的手持设备（例如GPS手机、PAD）可以告诉规划师所处的位置和周边地理环境以及相关地理数据，使规划师更快、更准确地掌握现状。特别是我国乡村地区基础资料缺乏、地形图缺乏，GIS能够帮助规划师更好地掌握现场的地形情况（图3－5－9、图3－5－10）。

（2）现状分析阶段

利用GIS的叠加分析功能可统计容积率，评价用地的适宜性，制作各类现状图纸；利用空间统计功能可挖掘地理事物的空间分布规律，分析空间结构、交通可达性和交通网络结构；利用三维地形地貌、虚拟规划场景可分析景观视域等。

（3）规划设计阶段

利用GIS可进行交通网络的优化、市政和公共设施布局的优化，实现规划景观的实时模拟，进行场地填挖方分析和规划制图等。

（4）规划实施阶段

图3－5－9　坡度分析图

来源：陈雪梅，杜青峰.平武县豆叩镇华丰村规划.四川众合规划设计有限公司，2015.

图3－5－10　坡向分析图

来源：陈雪梅，杜青峰.平武县豆叩镇华丰村规划.四川众合规划设计有限公司，2015.

利用GIS管理规划编制成果、基础地形、市政管线以及相关的各类信息，为规划业务提供信息；利用规划管理信息系统，开展各类建设许可业务；决策时，模拟建设的三维场景，用于多方案选择和方案优化，查验项目申报是否符合相关规划等。

（5）评价、监督阶段

此阶段，GIS应和遥感相结合，检测区域的环境变化；检查建设项目是否符合规范；检讨规划的实施效果等。

【注释】

[1]以信息物理融合系统CPS为基础，以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。

[2]城市绿线是指城市各类绿地范围的控制线。按住建部出台的《城市绿线管理办法》规定，绿线内的土地只准用于绿化建设，除国家重点建设等特殊用地外，不得改为他用。