您的当前位置：首页正文

基于GIS的区域规划研究

来源：二三娱乐

世　界第12卷第4期

2003年12月WORLD

　地　理　研　究

REGIONALSTUDIES

Vol.12,No.4

　　　　　　　Dec

.,2003

　　文章编号:1004-9479(2003)04-0052-06

基于GIS的区域规划研究

李文实1,2,　黄民生1,　吴健平2

(1.福建师范大学地理科学学院,福州　350007;

2.华东师范大学城市与环境考古遥感开放研究实验室,上海　200062)

摘　要:在简要分析区域规划的发展历程和当前面临的新挑战的基础上,探讨了GIS在区域规划研究中管理数据、分析数据、辅助决策和表达规划成果等几个方面的应用,并就GIS在县域城镇体系规划中的应用给出了一个探索性的实证研究,介绍了ArcGIS8.1和MapObjects2.0在县域城镇体系发展现状、发展规划研究、规划成果表达中的应用,最后得出GIS在区域规划中有着广阔应用前景的结论。关　键　词:区域规划;GIS;城镇体系;平和县

中图分类号:TU982;TP311.56　　　　　　文献标识码:A

1　前言

区域规划就是在一定地域范围内对整个地域的国民经济建设进行总体的战略部署。它具有综合性高、区域性、战略性和政策性强的特点[1],是同发展市场经济相适应的一种重要的政府调控手段[2]。科学的区域规划,通过对经济社会发展的空间结构、资源利用和环境保护进行宏观调控,协调各部门和各地区利益,整合经济、社会、人口、资源、环境的关系,能够充分发挥区域优势,促进区域可持续发展。

2　GIS在区域规划中的应用

　　城市和区域规划是一个决策和控制过程,这个过程不仅要研究空间、资源配置等物质实体,还要研究其间的相互作用、影响因素和信息流通,同时做出一系列决策。信息获取和处理在整个研究和决策过程至关重要,如图1所示,规划体系包括规划立法、规划编制和规划管理等几个部分,规划信息系统在整个规划体系中处于极其重要的地位[6],是规划编制、规划立法与规划管理的基础与纽带。GIS在城市和区域规

图1　规划体系与规划信息系统关系图

(根据参考文献3插图修改)

Ξ收稿日期:2003-07-14;　　　　　修订日期:2003-09-15

基金项目:福建省自然科学基金项目(D0210011)。

作者简介:李文实(1971-),男,硕士,主要从事区域开发与国土整治研究。

　4期李文实等:基于GIS的区域规划研究53

划研究中的应用,在很大程度上并将在更大程度上改变规划领域传统的空间信息获取和处理的方法。

国外的实践证明,GIS用于总体规划及土地利用功能区划中,工作质量和效率明显优于传统手工操作方法。我国城市规划界从20世纪80年代中期开始探索计算机处理地理空间信息的技术,十几年来,经历了许多曲折,GIS终于在城市规划中积累了不少成果[4]。GIS在城市建设规划的土石方和拆迁量计算[5],以及城市公共交通的管理和规划等方面发挥着重要的作用,并正在改变城市规划的处理空间信息的方法[6]。对于注重政策引导“重文轻图”的区域规划,GIS同样可以在数据管理、数据分析、辅助决策和规划成果表达等方面发挥其高速度、空间信息与属性信息紧密结合的优势,成为新形势下区域规划的强有力工具。2.1　数据管理

区域规划是建立在对区域自然地理环境、人文社会经济发展状况等诸多要素全面了解的基础之上,相关数据的获取和有效管理是区域规划研究的前提和必要保障。在进行区域规划研究时,面对形式多样(文字、图表、地图、影像)、比例尺不等、性质不同(规划行业原有的数据多为CAD格式)的资料,通过适当的处理和转换,GIS可以有效地获取(输入)、存储、更新、显示各种相关数据,把空间信息和属性信息关联起来,对数据进行有效的管理,并能以极快的速度,以用户所需的形式提供精确的信息,满足区域规划研究的需要。

准确、实时、适当精度的数据是用GIS进行区域规划研究的基础,在用GIS进行区域规划时,要从项目立项就考虑GIS对数据的精度和形式要有明确的要求,并根据实际情况进行调整、修改,以满足GIS对空间分析和辅助决策的需要。数据库要进行经常性维护和更新,以保证数据的实时性,为规划实施过程中的适当调整和下一轮规划做好数据准备。2.2　数据分析与辅助决策

区域规划实质上是对各种(历史的、现状的、预测的)空间数据进行分析并进行决策的过程。GIS区别于其他信息系统、辅助设计系统之关键在于其强大的空间分析功能。在区域规划过程中,GIS方法可根据实际需要对拥有的数据进行逻辑性或空间性的分类和分层,进而应用各种分析功能产生多种新的信息或连接不同来源的信息,用以辅助决策。国内外的实践证明,在区域规划中,利用GIS把区域社会、经济统计数据和用地情况同空间分布联系起来,使复杂的空间分析能很快完成,避免了手工操作的费时、不精确和难以修正等缺点,为空间研究和规划制定提供依据。利用GIS的空间分析技术,能够高效、便捷地根据规划原则确定鼓励建设区域、限制建设区域和禁止建设区域,并提供详细的相关数据,为区域规划决策服务[7][8]。

建立在高速度、大容量的现代计算机基础之上的GIS的空间分析统计功能、数字地图优势,能帮助规划人员更全面地了解区域的基本情况及其内部差异,做出更为科学的规划决策;能方便、精确地进行区域规划的多方案比较,使方案修改、方案评价和比较、方案与现状的比较、方案对环境的影响、规划实施过程中方案的调整等都可十分便捷。GIS业已成为规划师和决策部门手中强有力的辅助决策工具。规划师利用GIS进行科学分析和规划决策,提供不同方案,并对各方案进行优选;决策部门在平衡各方面的利益关系,使区域整体利益最大化的同时,根据区域的实际情况选择合适方案,并在实施过程中根据形势的变化进行适当的调整。

GIS技术在区域规划的数据分析和辅助决策中能够发挥重要作用,但由于应用时间不

54世　界　地　理　研　究12卷　

长,技术优势尚未充分发挥,在数据分析和辅助决策方面的功能还有待进一步提高。提高的途径包括:对GIS技术研发人员而言,要熟悉规划原理,了解规划过程,吃透规划思路,使

GIS产品和区域规划紧密连结,增强GIS在区域规划上的专用性,让GIS数据分析和辅助决策功能在区域规划领域得到最大限度的发挥。对规划人员和GIS应用人员,则要充分利用现有通用GIS产品,发挥自身的专业优势,对GIS进行二次开发。比较可行的做法是组件式GIS开发,许多GIS厂商都推出GIS组件,这些组件能够完成GIS的大多数的空间操作和分析功能,把这些组件和开发环境(如VB、VC、Delphi等)结合,利用组件完成基本GIS功能,利用开发环境来开发区域规划的专用模型,使两者完美结合,以解决现有GIS产品专用性不强的问题,更好地进行区域规划的数据分析和辅助决策。2.3　规划成果表达

规划成果的可视化输出是最成熟、最普及的GIS功能模块。GIS除能像其他辅助设计系统一样,便利地绘制各种不同比例尺的常规规划图件外,更以其数字地图(电子地图)功能为区域规划成果提供卓有成效的表述手段,通过与属性数据库、多媒体信息连接,数字地图能够交互、高效、无缝、无级缩放地对区域各种信息进行显示、查询,根据需要增减不同的图层,并对区域特征进行计算、统计和分析,使规划部门的日常规划管理工作变得十分方便,还可利用其三维GIS技术和虚拟现实GIS技术,并与多媒体技术结合,静态或动态地模拟区域的现状和发展景观。

3　实证研究

在我国当前的区域规划实践中,开展得较多的是区域城镇体系规划,其规划模式为:在预测城市化水平的基础上,制定城镇体系的发展战略,确立城镇体系的等级规模、职能分工和空间布局,配置城镇体系的支持系统———区域性基础设施。其中许多工作可利用GIS技术,籍以提高效率,增强规划的科学性。为了做好新一轮的总规修编,按照建设部的要求,福建省平和县委托福建省城乡规划设计院编制《福建省平和县(2002～2020年)城镇体系规划》,笔者参与了规划的全过程,并尝试把GIS用于城镇体系规划。实践证明,GIS在城镇体系规划的现状分析,规划决策和成果表达上都能发挥重要作用。3.1　规划资料搜集阶段

县域城镇体系编制要搜集大量资源、环境、社会、经济发展资料。在资料搜集阶段,根据县域城镇体系规划的特点和平和县的实际情况,分为点和面的两部分资料:面上资料为县域的资源环境、社会经济发展、城镇体系发展及现状等资料,主要是通过在县级各有关部门中搜集现成的资料,与有关人员座谈等形式来进行;点的资料为有代表性的城镇和乡村居民点的资料,经过与当地建设部门有关人员探讨,选取平和县15个乡镇中有代表性的5个乡镇进行资料搜集和数据调查,并在15个乡镇中各选取1～2个行政村进行调查。

在编制规划的项目计划书时就确定了所要搜集的资料的内容,初步确定了地理信息系统的模型。在资料搜集后,根据项目要求和资料性状,设计地理信息系统数据库。把平和县的空间信息分为行政区划、地形地貌、水系、土地利用、旅游资源、居民点、交通、通讯、电力、教育资源、医疗卫生资源等11个图层。把搜集到的图件进行扫描,用ArcView3.2进行屏幕数字化,把相关的属性数据作为各个图层相应要素的属性输入到相应的属性表中,并以1:5万的地形图为基准在ArcGIS8.1中对各种不同比例尺的地图进行配准,建立控制点和

　4期李文实等:基于GIS的区域规划研究55

拓扑关系。3.2　规划编制阶段

在规划编制过程中,利用ArcGIS8.1的空间分析功能,对平和县城镇体系的现状特征进行分析,对城镇体系的发展进行预测,在预测的基础上进行定性分析,编制发展规划。3.2.1　城镇体系现状分析

城镇体系现状包括城镇体系发展阶段,现有的等级规模结构功能结构和城镇分布格局等几个方面,用ArcGIS8.1可方便快捷地对城镇体系现状等级规模结构和现状空间分布进行分析。

小城镇的发展离不开区域经济的发展,具有不同经济水平的地区,小城镇的规模和职能表现明显不同。经济发达地区小城镇的规模大,水平高,发展迅速,反之规模小,水平低。城市规模,可以用若干个指标来刻划,如人口规模、用地规模、经济规模等。但大多从人口的角度来加以分析[9]。选取适当的指标,用ArcMAP能对城镇体系现状等级规模结构进行有效分析。考虑到平和县各城(集)镇的建成区人口规模都较小,且各城(集)镇都是相应乡(镇)的行政、经济、文化教育和医疗服务中心,把各城(集)镇的建成区人口和各乡镇域的社会经济水平结合起来进行考虑,以确定各城(集)镇在县域城镇体系中的地位。具体做法是:利用ArcMAP的计算功能,对各城(集)镇的建成区人口数和各乡镇域的人均GDP进行极差标准化,并把两者的值相加作为该城(集)镇的县域城镇体系中的地位的量化得分值,其结果如表1所示。从表中可以看出,县城小溪镇的得分值远高于其他城(集)镇,这与平和县所处的城镇体系发展阶段有关。平和县城镇体系处于极化发展阶段,其首位城镇(通常是县城)在整个区域中处于中心地位,这从其首位度(5.14)也可以体现出来。另外有九峰、南胜和坂仔三个小城镇的得分值在为正,其余十一个城(集)镇的得分值为负。根据这一结果,在ArcMAP上把所有城(集)镇分为三个级别进行显示,结果如图2所示。

城(集)镇的空间分布与诸多的自然环境、经济社会发展、历史沿革有关,在ArcMAP上,把城(集)镇的空间分布现状和其他地理要素叠置,可以进行城(集)镇空间分布结构的分

56世　界　地　理　研　究12卷　

析。把平和县的城(集)镇等级规模图与交通图叠置,得出结果如图2所示,从图上可以清楚

地看出,除坂仔外的规模较大的城(集)镇都分布在省道沿线,各城(集)镇都分布在省道、县道沿线。

3.2.2　城镇体系发展规划

在城镇体系发展规划中,利用ArcMAP定量分析技术,确定重点发展城镇,编制形象化的城镇辐射图,利于进行规划决策。根据城市引力模型[10]　S=PV/d2

取场强S=1,可得到各城(集)镇的经济辐射范围的计算公式为d=PV根据平和县目前的经济发展状况及发展预测,认为在今后十几年中,平和县现有的城(集)镇仍将起着辐射中心的作用,但其辐射能力大小不同,其辐射能力与现状的城镇规模和

第二产业发展水平有关。根据所搜集的资料,P取2001年各城(集)镇建成区人口,V取2001年各乡镇工业企业总产值来进行研究,各城(集)镇的经济辐射范围能基本覆盖整个平和县域,如图3所示,把该图和平和县交通局编制的交通规划图叠置,结果如图4所示,据此初步确定小溪为县域城镇体系的中心城市,九峰为县域副中心,霞寨、大溪、南胜和山格为重点镇(图4)。今后随着各城(集)镇的发展速度不同,各城(集)镇的辐射范围将会有所变化,各城(集)镇的地位也将会相应发生变化,这要在规划实施过程中根据形势的发展作相应的调整。

图3　平和县各城(集)镇辐射图　　　　　　　　　　图4　平和县重点城镇图　　

3.3　规划成果表达阶段

利用ArcMAP的绘图功能,可编制符合规划所求的系列成果图,如《平和县区位图》、《平和县城镇体系现状图》《、平和县城镇体系空间发展图》《、平和县基础设施规划图》等。同时,笔者还利用VisualBasic6.0和MapObjects2.0结合开发了一个《福建省平和县城镇体系规划信息系统》。该系统包括规划成果所有的图件和文本的内容,而且不同图层上的不同要素与相关属性相联系,根据不同权限可以对系统的数据进行更新,给日常规划管理中的信息查询和与办公自动化系统的联接带来了一定的便利。

4　结论

　4期李文实等:基于GIS的区域规划研究57

在全面建设小康社会,快速推进城市化的过程中,做好区域规划具有十分重要意义。依靠传统的规划方法已很难满足形势发展的需要,把GIS技术作为区域规划研究和决策工具,可为区域规划和区域建设提供多专业、多层次和多目标的综合服务,并辅助决策部门,提高决策水平、工作效率和管理水平,因而,在区域规划实践中应大力推广。

参考文献:

[1]彭震伟.区域研究与区域规划[M].上海:同济大学出版社,1998.41.

[2]陈雯.我国区域规划的编制与实施的若干问题[J].长江流域资源与环境,2000(2):141-147.

[3]戴逢,陈顺清,姜崇洲.城市规划与信息技术──中国广州市的发展与实践[J].城市规划汇刊,1999(3):6-13.[4]宋小冬.经验、启示、趋势———进一步开拓GIS在城市规划中的应用[J].国外城市规划,1997(1):1.[5]张开广.地理信息系统在洛阳城市规划与建设中的应用[J].测绘学院学报,2002(3):232-234.[6]吴建学.关于地理信息系统在城市规划领域中实施问题的探讨[J].国外城市规划,1997(1):34-39.

[7]侯丽,宋小冬,赵民.应用GIS技术,深化区域问题研究———以上海郊县为例[J].城市规划汇刊,1996(5):39-47.[8]宋小冬,叶嘉安.地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用[M].北京:科学出版社,1995.80-100.[9]顾朝林.中国城市地理[M].北京:商务印书馆,1999.161.

[10]陆大道.区位论及区域研究方法[M].北京:科学出版社,1988.130-131.

TheStudyonRegionalPlanningBasedonGIS

LIWen-shi1、HUANGMin-sheng1WUJian-ping2

(1.CollegeofGeographicalScience,FujianNormalUniversity,FuzhouFujian350007,China;2.OpenResearchLaboratoryofRemoteSensingUrbanandEnvironment,Archaeology,

EastChinaNormalUniversity,Shanghai200062,China)

Abstract:Afterbrieflyanalyzingthedevelopmenthistoryofregionalplanning,thisarticle

discussestheuseofGISfordatamanagement,dataanalysis,decisionsupportandplanningproductionpresentinregionalplanning.Afterdoingthis,thisarticlegivesanexampleabouttheuseofArcGIS8.1andMapObjects2.0toestimatethedevelopmentactualities,todecidetheprimarydevelopmenttownsandtopresenttheplanningproductionintheurbansystemplanningatthecountylevel.

Keywords:regionalplanning;GIS;urbansystem;Pinghecounty

因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容

查看全文