GIS在我国小城镇规划中的应用简述

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　　摘要：本文通过文献检索对GIS在我国小城镇规划中的应用进行了简述。目前国内的应用主要是GIS的二次开发形成的决策系统，但小城镇的资料限制了GIS大规模用于国内的小城镇建设。
　　关键词：GIS；小城镇规划；GIS应用
　　The resume of GIS used on laypout of town
　　LI Xingchun
　　Abstract: In this paper, through literature search of the GIS in our small towns planning application was brief. Currently the application of GIS is mainly formed by the secondary development of decision-making system, but the information from the small towns limits the GIS for the domestic large-scale construction of it.
　　Keyword: GIS; layout of town; use of GIS
　　
　　 一、引言
　　 小城镇狭义上指除了国家设建制的3081个市、镇以外的5482个集镇[1]，由县镇（含县城、建制镇、工矿区）和农村集镇所组成的介于城乡之间的社区类型[2]。广义上认为指县城和县城以下比较发达的集镇或乡政府所在地，以及大城市周围农村建设的卫星城镇，是介于城市和乡村之间的初级城市。小城镇包括两个层次：一是城市型的小城镇即县城和县属镇，二是乡镇和村镇，统称农村集镇。小城镇是农村的政治、经济、文化、教育、科学技术的发展与推广以及信息交流的中心。它既具有（初级的）城市工业、商业和社会服务业协同发展的产为结构，又具有一定比重的农业；既具有城市相对集中的人口和公共设施，又有接近乡村的生态环境和浓厚的乡土气息。小城镇的发展看作是具有中国特色的城市化道路的主要内容，应因地制宜，根据不同的发展条件，选择区域化、多元化的城市化道路[3]。
　　 地理信息系统（Geographical Information System，简记为GlS）是应用计算机硬件软件系统对各类地学信息进行获取分析和管理所构成的与人类生存地理空间、社会发展和进步密切关联的一门信息科学与技术，是管理空间信息的计算机系统，包括空间数据的输入、存储、检索、运算、显示、分析和输出。地理信息系统是一种特定的空间信息系统，它的研究对象是与空间和地理分布有关的数据，地理信息系统主要由：（l）信息获取与输入；（2）数据储存与管理；（3）数据转换与分析；（4）成果生成与输出四个部分组成。在地理信息系统中储存和处理的数据可以分成两类：第一类是反映事物地理空间位置的信息，称空间信息或空间数据（也称地图数据或图形数据）。第二类是与地理位置有关的反映事物其它特征的信息，称属性信息或属性数据〔也可称为文字数据或非图形数据）。系统通过对这两类信息的特有管理方式，在它们之间建立双向对应关系。
　　 二、GIS在小城镇防灾减灾中的应用
　　 公共安全应急决策是一项涉及众多职能部门、高度综合的复杂问题，除具有事件发生和环境变化的随机不确定性等特点之外，还涉及政治敏感性，经济代价、社会公众反应等诸多因素。在最短时间内处理大量与灾害相关的空间和属性数据，充分调动工程抢险、交通管制、消防扑救、医疗救护、人群疏散、环境保护和专家支持等一切可能的力量，在事件发生后迅速控制其发展，并尽快营救人员、疏散居民、减缓灾害后果和控制灾情。
　　 GIS可以完美地将空间数据和属性数据相结合，通过数据库的管理功能，为规划人员快速提供信息。除了常用的信息获取、存储、查询、制图等基本功能外，还可以利用GIS强大的空间分析能力支持规划，其中分为以下两种类型：一种是对现有空间和属性数据信息的分析，通常是多条件下对地理信息的优化选择，通过分析对符合要求的地理信息实现可视化显示，例如在抗震及地质灾害中的选址、消防规划中消防站的定位等等。其特征就是基于城镇空间和属性信息在多种约束条件下的区位选址，GIS可以综合多种信息数据进行分析并可视化输出结果，对规划进行高效精确的支持。另一种是建立在模型基础上对灾害的模拟，广泛用于对灾害影响的预测，例如地震中房屋的受损情况、洪水淹没范围、火灾的蔓延情况和不同城镇布局受台风的影响。
　　 规划用地的评价和选址：1）叠加分析在抗震规划用地评价中的应用。在抗震防灾规划中，可以应用栅格图叠加分析对规划用地进行评估和选址，即通过GIS把遥感和钻孔探测的地下土层组成情况和土质条件，包括地形地貌、地基土壤的软硬、地下水位的深浅等因素分别转化为栅格图表示，然后进行叠加处理，可以对规划用地的地质条件进行判断，选择合适的用地。2）DEM（数字高程模型）在防洪规划选址中的应用。在防洪规划中，做好选址工作可以避免或减少洪涝灾害。应用DEM（数字高程模型）可以分析城镇的洪水淹没区域，避免选址于洪水淹没线下的区域。可以通过实测的高程点数据或已有的地图的等高线数据，GIS可以快速建立3D地形模型，再计算出不同水位的淹没范围[4]。
　　 重要建筑及基础设施的定点和布局，防灾规划薄弱环节分析使用GIS的灾害模拟功能，对现状和规划后的城镇进行灾害影响的模拟分析，可以有针对性地调整城镇基础设施、重要建筑的规划布局，提出建设和改造的防灾要求与措施。GIS的灾害模拟是通过建立灾害数字模型，将基础设施、建筑物和社会经济信息等承载体信息与地表因素、气象信息、水文信息和地质信息等致灾因素连接起来，对灾害发生时进行快速预测和评估灾情，为小城镇防灾减灾规划提供科学依据。模型可以通过所使用GIS平台支持的编程语言编写，如VC，VB，Delphi等等。
　　 三、 GIS在小城镇土地利用变化中的应用
　　 土地利用动态监测就是通过分析不同时期的卫星和土地利用图像，从中快速提取、分析变化信息来实现的，而如何利用各种传感器所获取的图像，将各种信息融合起来以提高分类精度，以及如何快速发现土地利用的变化是土地利用动态监侧的两个基础技术。陈泽鹏等[5]采用ISH变换融合法，通过对SPOT和TM图像融合处理实现多数据源的信息互补，使各地类特征清晰，地物容易判别。在研究土地利用变化区时，探讨了单纯利用全色图像和利用多光谱及全色波段快速发现变化区的方法。程学军、李仁东等[6]通过应用不同时期的Landsat TM假彩色合成影像，结合土地利用专题图，利用遥感和地理信息系统技术对武汉市土地利用动态变化进行了实时、快速的监测。该研究采用的监测方法是在分类后比较法的基础上加以改进的，这种方法能够克服由于图像时相系列不一致带来的问题，省去了多次解译图像的繁重工作，但要求本底数据库的准确度高，能与图像很好吻合。赵庚星等[7]以黄河三角洲垦利县为例，对比分析了目视解译、机助自动分类等遥感土地利用信息提取方法，同时为了便于土地利用长期监测，确立了统一的监测分类系统。刘盛和等[8]采用GIS空间分析技术对1982-1997年期间北京市土地利用扩展的时空过程进行了空间聚类和历史形态分析，揭示了北京城市土地利用扩展的时空分异规律及模式和“超常膨胀”的主要原因。Fung和Siu [9]利用SPOT图像采用传统的图像差值法和主成分分析法，对香港地区的土地覆盖及其环境质量进行动态监测研究。Yang[10]以GIS作为基本技术框架，利用卫星图像结合环境、社会、经济数据和动态空间模型对亚特兰大市的土地利用变化及其驱动力进行分析研究，并对变化趋势进行预测。小城镇是一个不断发展、向城市迈进的一个过程，土地利用的面积不断变化，土地类型转变较大，通过3S技术可以方便对小城镇土地利用现状进行掌握并对下一阶段的利用进行规划。赖日文等[11]通过CA模型与GIS系统的结合，运用于福建省玉山镇镇区土地利用规划中，试图为土地利用规划方法的改进提供一个探索的焦点。

　　 四、GIS在小城镇管理中的应用
　　 基于GIS的功能，通过系统代码的二次开发形成新管理系统，在相关的理论和实践研究中有所显现。土地具有自然性、区域性、多源性等多种特征，定级涉及到的参评因素因子类型多样数据量大，按照传统的方法需要花费大量的时间，而且很难达到精度要求，而地理信息系统恰好能在这一方面具有明显优势，运用地理信息系统进行土地定级是必然要求[12]。新会市[13]利用Mapinfo的二次开发形成城市规划管理信息系统，系统主体由图形输入、编辑子系统、规划管理子系统和统计查询子系统构成。该套系统的研制为小城市利用地理信息系统技术进行城市规划管理积累了一定的经验。张美亮等[14]提出建立小城镇综合信息管理系统，应用比较广泛，认为运用“小城镇综合信息管理系统”，能将小城镇的基础地理数据与资源环境信息和社会经济信息按空间分布进行存贮管理，把大量单一分散的数据资料变成活的综合信息源，满足小城镇发展规划、专题管理和战略决策的科学化、系统化和信息化的需要。通过“小城镇综合信息管理系统”的研究，探索了小城镇地理信息系统的编码规则，为国家和省市制定统一的小城镇地理信息系统编码体系标准提供参考。顾静秋等[15]通过设计并建立小城镇电子政务系统，认为此系统结合了当前农业信息化的特点，以及城镇政府日常办公的实际需求，利用了智能移动设备的便携性，同时结合了移动计算、移动定位、无线通讯、GIS等技术，实现了远程移动办公和事务处理功能。具有不受时间、空间限制的优势，为政府部门进一步改善对公民的服务质量和提高政府管理水平提供了新的条件。
　　 五、小结与讨论
　　 1、我国小城镇普遍存在信息化水平低，数据库组织和建立工作面临巨大挑战。基础设施基本上采用纸质档案保存，效率低下，同时成型的系统由于依赖于移动网络，在运行过程中会受到通信网络状态的影响，例如数据的采集传输，有时时间过长。基层单位的基础数据不足或不准确也给移动政务系统的实用性带来一定影响[15]。利用GIS完善小城镇规划的数据库系统，以便能够很好的了解小城镇发展中存在的问题，为小城镇的长期发展提供依据。
　　 2、进行GIS的二次开发，形成灾害预警系统、应急决策系统和灾后重建系统，便于通过可视化和虚拟场景漫游来掌握灾害的发生、发展、应急处理及灾后重建。
　　 参考文献
　　 1、黄汉江 主编.建筑经济大辞典[M].上海：上海社会科学院出版社.1990.
　　 2、袁世全，冯涛主编.中国百科大辞典[M].北京：华厦出版社.1990.
　　 3、向洪，张文贤，李开兴 主编.人口科学大辞典[M].成都：成都科技大学出版社.1994.
　　 4、徐志胜，徐亮，冯凯.基于GIS的小城镇洪灾淹没分析与应急决策系统[J].中国安全科学学报，2005(6):20-23.
　　 5、陈泽鹏，李德仁，周一.影像融合及土地利用变化的自动发现[J].应用技术，2000，3:29-31.
　　 6、程学军，李仁东，薛怀平.武汉市近期土地利用的动态监测研究团[J].华中师范大学学报(自然科学版)，2001，35(1):111-114.
　　 7、赵庚星，李玉环，徐春达.遥感和GIS支持的土地利用动态监测研究一一以黄河三角洲垦利县为例[J].应用生态学报，2000，11(4):573-576.
　　 8、刘盛和，吴传钧，沈洪泉.基于GIS的北京城市土地利用扩展模式[J].地理学报，2000，55(4): 407-416.
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　　 10、Yang Xiaojun.Integrating image analysis and dynamic spatial modeling with GIS in a rapidly suburbanizing environment (Georgia)[Z].
　　 11、赖日文，孟宪宇，王婷婷.基于GIS与CA模型的小城镇土地利用规划研究[J].现代城市研究，2006，(11): 48-51.
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　　 13、叶树宁，张虹鸥，黎云.广东省小城市规划管理信息系统的研究[J].热带地理,1997，(3): 238-242.
　　 14、张美亮，王益澄，沈舟峰.小城镇综合信息管理系统总体设计[J]. 宁波大学学报(理工版)，2003，(2): 198-201.
　　 15、顾静秋，吴华瑞，朱华吉. 小城镇移动电子政务系统的设计与实现[J].计算机工程与设计，2010，(1):98-101，113.
　　 作者简介：李兴春（1984―） 男 贵州开阳人 硕士研究生研究方向：水土流失动态监测
　　

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