基于GIS的城市竖向规划设计方法及研究

董永超

摘要：近年来，中国特色社会主义经济建设实现了快速健康发展，城镇化进程不断推进，提升了我国新型城市工程建设管理水平。在现代城市规划建设中，城市规划工程设计技术作为基础技术的组成部分，发挥着重要而关键的作用。然而，传统建筑中使用的一些设计技术已经不能完全满足当前的技术要求。因此，为了有效保证当前城市规划工程设计的科学合理使用，有必要合理使用GIS等技术。基于此，本文首先分析了GIS设计技术在我国城市规划和建筑设计实际应用中的一些特点，并对其具体技术应用进行了较为详细的分析，以期为设计专业人员提供参考。

关键词：城市竖向规划设计;GIS技术;方法及研究

引言：

近年来，中国工业城市化项目建设取得了突出的技术进步，但这种传统的管理方式在工业城市规划建设管理中仍被许多地方采用。为了适应我国现代工业城市的快速发展，与时俱进，采用新的技术和方法来提高工作效率是非常必要的。GIS地理信息系统建设工程仍然是一个综合性的技术过程。在当前城市规划建设应用中，要充分利用先进的现代地理信息网络技术，不断加强地理智能系统建设。

一、GIS系统概述

随着我国GIS系统等相关科学技术的不断进步，它已广泛应用于科学研究的各个方面，以及城市规划设计中。这一知识体系已经包含了许多相关学科，如城市地图学、计算机科学技术、与城市调查相关的学科等。其理论内容的全面覆盖和具体观察角度的不同特点，有助于城市规划和建筑设计、交通运输和土地资源利用管理等方面的实际发展和管理。在其调查数据和统计信息的综合支持下，可以提高决策和城市规划设计管理的技术科学水平。

首先，在GIS成像技术、遥感技术和全球定位技术等方面的研究和应用取得了更多新进展。各种信息技术的融合将使GIS技术更好地融合图形、图像等传统电子信息技术，我们可以将地球上其他实体的信息以实时、准确的图像直接呈现给现代人。其次，对面向对象的地理知识信息服务系统本身的技术进行了升级，借助面向对象的地理知识极大地改善了系统本身的优缺点，数据共享、管理和用户权限等功能得到了极大的优化。最后，动态虚拟时空与3d技术的融合可以为动态时空综合体的运营提供更多新的便利。同时，动态GIS与其他模型的相互应用，网络处理技术与动态虚拟增强现实技术的融合，也在功能方面丰富了其他应用，可以轻松实现正向数据采集、编辑和反向数据转换，在软件编程等二次开发应用方面也取得了新的成果。

二、目前竖向规划面临的问题

2.1城市建设要求更高

（1）低碳环保要求

竖向空间规划设计不应仅仅是市场空间规划策略的被动规划结果，而应视为以发展目标和当前市场形势为导向的主动空间规划。在一个可以预控的空间里，前期的正确规划可以避免后期不必要的利益纠纷。以前期土方平衡施工为例，如果将前期与后期项目发展规划同步考虑，可以有效控制后期项目开挖的施工工作量和时间顺序，有效减少前期不必要的人力、物力或财力浪费，减少后期长距离大规模土方开挖运输过程带来的道路交通和环境保护问题，使建设项目前期施工更加低碳环保。

（2）高品质城市环境的要求

城市景观竖向空间规划既要充分考虑不同区域城市排水和防洪安全的整体需求，又要充分考虑自然生态、海绵等的整体要求。对于城市和景观，又善于从更高的角度考虑整体布局和整体设计的整体城市空间设计水平。目前，我国极端干旱天气越来越频繁。许多大中城市的地下排水系统长期经受多重压力测试，全国许多地方出现了严重的内涝，给人们的财产生活和日常工作环境造成了极大的不便。

2.2与城市建设中的其他专项规划缺乏整合

作为现代城市规划建设的重要基础设施规划，竖向城市规划体系肩负着从源头上节约的重要历史使命。从建设项目的初期规划设计阶段，就要尽可能充分考虑其他城市后续专项规划中的“互动”，以及规划实施管理的多功能要求，统筹组织协调。

三、基于GIS系统的城市规划设计可行性分析

近20年来，城市规划信息采集、分析、建模、仿真、制图、传播等领域取得了长足的发展，整个城市规划设计方法和技术手段都有了很大的创新。城市规划信息设计的一个主要特点是所有的规划信息都需要附加一定的表示空间物体属性的信息，因此根据信息类型大致可以分为两类：信息表示一个物体一定的空间属性位置和形状，称为空间信息;由文字和数据组成的非空间信息。GIS本身的空间数据处理结构可以帮助组织和管理空间数据与非城市空间数据之间关系的建立。它具有现代城市规划和城市空间数据分析的综合能力，同时能够使一个GIS系统具备进一步管理和提供分析的空间数据处理能力，能够很好地满足当代城市法规的要求。城市规划工程设计所涉及的城市地理整体信息分析得到的数据精度越来越高，数据分析的精度也越来越高。目前，国内基于城市工程设计和系统制图的地理软件已经基本不能满足这一技术要求，而GIS系统可以实时模拟和全面描述一个城市的多个方面，准确分析和预测一个城市未来的经济发展趋势。因此，基于地理信息系统的城市规划设计将取代现有的模式。

四、基于GIS系统的城市规划设计

在城市规划图设计过程中，需要实时采集和分析大量的城市数据和地理信息，GIS需要实时采集大量的城市地理数据，可以通过城市地图信息数字化、实测地理数据、实验地理数据、遥感全球定位系统定量数据、统计普查定量数据、理论信息、地理数据推测和定量估算、地理数据历史记录等多种信息渠道获取。地理信息系统结合混合数据结构和矢量数据结构，可以完整地表达点和线的空间位置和相关性，这对空问网络分析非常重要。GIS操作复杂，需要专业人员采集地形图、地籍图、房产图等专题地图。该操作侧重于数据收集、分析和管理，从而分析空间数据结构并对空间数据进行分层。

基于GIS的城市规划设计是以计量经济学地理学为基础的。其主要特点是将定量规划模型与空间表示相结合，建立空间分析模型。将城市规划的定性和定量分析方法拓展到空间领域。

在基于GIS的城市规划设计过程中，GIS系统的空间分析方法可以方便地应用于城市规划设计的各种分析。土地资源的利用和建设可以有效地发挥建设投资的效益和经济合理性。同时，GIS系统极大地提高了属性数据库关系表的信息收集和查询能力。

五、竖向规划与海绵城市的融合

在总体规划区内，可在绿色建筑和住宅小区内设置大量绿色建筑屋顶、透水材料等基础设施;结合区域整体规划设置大量海绵绿地和人工水系绿地可用性设施。比如可以结合人工水系和海绵绿地，建立大规模的人工海绵湿地。结合人工水系和绿地雨水回流主管道后，可在入口河口设置大型雨水回流蓄水池，也可在海绵绿地内设置下沉式海绵绿地。道路建筑標高逐渐抬高后，可利用城市道路两侧设置的大型人工湖、湿地等各种海绵式城市节水措施，将雨水资源收集起来，直接流入当地雨水形成蓄水池，实现受低湿度影响的综合开发。

结束语

竖向建筑空间规划技术方案设计是目前我国城市总体规划技术方案设计体系中主要的城市专项规划之一。与其他同类城市的整体建筑空间规划设计方案相比，可以直接比作一个整体形成“图与底”的横向空间关系，是我国城市空间总体规划设计方案体系顺利组织和有效实施的重要技术保障。与此同时，对于我国城市景观场地整体排水处理，应注意将我国城市道路整体竖向高度的高程与组团式城市景观工程建设有序、合理、紧密结合，避免相互冲突，造成城市场地整体排水困难等复杂环境问题。同时要定期采取环保、安全等相关技术配套措施，构建完善的景观工程设计实施周期和质量安全保障体系，实现我国城市道路土方排水垃圾处理的产生、堆放、转运、消纳等各项功能的动态平衡。

参考文献：

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[2]年士磊，汪明.城市道路地下管线平面布置及竖向空间规划设计重要性分析[J].中国高新技术企业，2017（07）：145-146.

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