第58期：GIS技术推进城乡规划编制过程数字化
编者按：城乡规划是根据城乡的地理环境、人文条件、经济发展状况等客观条件，为实现一定时期内城乡的经济和社会发展目标，统筹安排城乡发展建设空间布局，协调各项建设所作的综合部署和具体安排，保护生态和自然环境，合理利用自然资源，是进行城乡建设和管理、维护社会公正与公平的重要依据。随着我市城乡建设和经济的快速发展，以及建筑和人口日益密集，城乡规划工作对我市城镇化的健康发展也日益重要。本文通过介绍城乡规划编制的一般过程和相关技术方法，使大家对城乡规划的编制过程及其数字化有一个更清晰的了解。
一、城乡规划及其发展趋势
我国城乡规划，包括城镇体系规划、城市规划、镇规划、乡规划和村庄规划。现行城市规划、镇规划在编制层次上分为总体规划和详细规划，详细规划按照深度和使用层次又分为控制性详细规划和修建性详细规划;在编制内容上又分为各类专项规划，如交通规划、生态规划、市政管线工程规划等。我市的城乡规划以城市(镇)总体规划、详细规划、城市设计、村庄规划和各类专项规划为主。
在城乡规划中，经常要涉及大量的空间数据和信息，数据量庞大，且种类繁多，使得城乡规划中的数据分析较为困难。同时，我市城镇化的快速发展，给城市管理工作以及社会、经济问题的决策提出了越来越高的要求，以传统的决策模式和手工作业方式为主的城乡规划研究方法已经不能满足我市发展的需要。地理信息系统(GIS)拥有空间数据管理、专题制图和数据可视化功能及强大的空间分析、模拟与预测功能，能够全面的管理和分析城乡规划相关的各类数据，提高城乡规划编制的工作效率和决策的科学性，为规划师提供了一个高效、科学的技术手段，在城乡规划的各个层面和各个阶段都可以发挥重要作用。利用地理信息系统(GIS)技术辅助规划设计和决策，推进城乡规划编制过程数字化，成为我市城乡规划发展的必然要求。
二、城乡规划的编制过程及方法
城乡规划编制的基本工作程序大体包括以下几个方面：首先，通过现场踏勘、问卷调查、访谈和座谈会调查、文献资料收集等方法对规划片区进行现状调研;在详尽的现状调研的基础上进行深入研究，梳理地区的现状特征和规划建设情况，包括区位、人口分布、用地现状、交通条件与影响分析等，进一步深化对规划片区的认识;通过科学研究和综合，对编制范围的功能布局、规划结构、道路交通、绿地景观系统等方面做出系统安排，在与土规等其他规划相协调的基础上，理性地构思规划方案。
(一)现状调研和前期研究阶段
规划的现状调研和前期研究阶段需要对规划地块调研的基础资料进行分析整理，这是进行规划设计和研究的基础性工作，也是最繁琐的工作，涉及经济、社会、自然等各个方面的数据资料。这时可以利用GIS技术来存储和管理相关数据，在此基础上，对这些基础资料进行分析，梳理地区的现状特征和规划建设情况，如对人口分布与密度、用地现状、历史建筑和文物分布情况等进行分析。
这一阶段经常需要制作各类现状专题图纸，如土地利用现状图、人口分布图等。传统的规划编制都是利用CAD软件绘制土地利用现状图，对每一种用地类型都要单独建一个图层，面积分类统计工作也比较繁琐。随着GIS技术的推广与应用，我们也可以利用ArcMap的绘图模板轻松绘制，同时ArcGIS可自动完成面积统计工作，提高了工作效率。此外，还可以利用ArcGIS对其他社会、经济等属性
数据用不同的颜色或符号表达，制作出各类专题地图，如将各镇街的人口数据添加到GIS中，制作出人口密度分析图(图1);历史建筑及传统风貌区数据库的文物数据，进行可视化显示，制作出历史文物保护建筑分布图(图2)，从而更加直观地理解数据内容。
图2 瓜岭村文物保护建筑分布图
图1 增城市人口密度分析图
(二)规划研究和规划设计阶段
在这一阶段，我们需要以现状调研和前期研究的成果为依据，对编制范围的功能布局、规划结构、道路交通、绿地景观系统等方面做出系统安排，形成规划方案。规划师通常采用定性、定量和空间模型分析方法，利用CAD、湘源控规、PS等软件进行规划设计。此外，借助GIS强大的数据处理和空间分析功能辅助规划设计也成为当前城乡规划的重要技术手段。例如，可以利用GIS统计地块的现状容积率、进行用地适宜性评价和设施优化布局等;还可以利用GIS进行规划景观的实时模拟，构建虚拟的三维场景，使规划设计人员更好的分析建筑及其与周边环境的关系。下面详细介绍GIS技术在这一阶段中的三个常见应用。
1.现状容积率统计
容积率是指一个地块的地上总建筑面积与地块用地面积的比率，是土地使用强度控制的重要指标。容积率的高低影响居住区的生活环境和品质。在控制性详细规划中，经常需要统计现状容积率，作为规划容积率的参考。传统规划方法在CAD软件技术下进行统计地块的现状容积率，需要花费规划师大量的时间和精力。利用ArcGIS软件，通过简单的数据连接和数据叠加，就可以十分快速地统计出各个地籍地块的容积率，并对其进行可视化表达，使各个地块的现状容积率一目了然地显示在图上(图3)，减轻了规划师的工作量，提高了规划编制效率。
图3 增江街重点发展地区现状容积率统计
2.用地适宜性评价
用地适宜性评价是城乡规划中一项重要的研究工作，可以为城乡发展用地的选择和空间布局提供科学依据，使城乡建设避开自然灾害易发和投资费用较高的地段。在许多城乡规划建设实践过程中，用地适宜性评价多为传统定性评价，很难准确地体现用地在适宜性上的差异。利用GIS技术，在确定适宜性评价因子(如地形、环境、交通等)及其权重后，通过对每个评价因子作适宜性评价，然后进行叠加计算就可以得到用地适宜性的综合评价值，实现用地适宜性评价的定量化。在此基础上，分类定级并在图上显示出来，这样，规划区域内，哪些地段是最适宜建设的，哪些地段是有条件限制建设的，哪些地段是不适宜建设的，我们都能很直观、很清晰地看到(图4)。
图4 教育城用地适宜性评价
3.设施优化布局
市政基础设施和公服设施是维持城市和乡村正常运行，保障居民日常生活的重要基础。城乡规划中经常会涉及设施布局的问题，包括位置、规模、配套标准和建设要求等。例如，在布局消防设施时，需要确定应建设多少个消防站才能满足需求，建在哪个位置才比较合适。传统的规划过程一般是根据现状设施及规划条件，由规划设计人员确定消防站的初步选址方案之后，再与有关部门协商修改，最后经专家讨论审议通过后确定最终选址方案，过程繁琐且带有一定的主观性。而利用ArcGIS的“位置分配”工具，在确定居民小区、娱乐场所、商场等火灾可能发生点和现有消防站的基础上，指定最小化抗阻(最短时间内达到火灾发生点)模型或最大覆盖范围(覆盖最多的火灾可能发生点)等优化模型，马上就可以自动挑选出数量和位置合适的设施选址，如图5所示，系统选出了3个消防站点，规划片区只需在这3个点上布局消防站即可满足片区全部的消防需求。这样不仅减轻了设施选址的工作量，同时也保证了设施布局的合理性和科学性。
图5 消防设施优化布局模拟
三、推进我市城乡规划编制过程数字化的思考
为推进数字增城建设，提升我市信息化水平，市规划局和城乡规划测绘院一直致力于我市城乡规划的信息化建设。在不断更新和完善我市各类空间数据的同时，还建设了众多信息系统及服务平台，如增城市“三规合一”信息平台、增城市村庄规划信息管理应用系统、数字增城政务空间信息平台、数字增城文物示范应用系统等，大大提升了我市城乡规划管理的信息化水平。为全面建设数字规划，实现我市规划全过程信息化，将GIS技术与传统城乡规划技术相融合，建设数字化的规划编制系统成为今后我市城乡规划信息化建设的重要内容。提高我市规划信息化的整体水平，除了加强系统建设以外，还需要提高我市规划设计人员应用GIS技术进行规划设计和研究的意识和技能，通过系统和人力资源“两手抓”，来提升我市规划编制信息化的硬实力和软实力，真正实现数字增城的规划信息化。
(作者 凌筱舒)
