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规划设计中的GIS技术实践以延安新区为例前言•近年来，地理信息系统（GIS）作为一种新兴技术在各个行业的应用越来越广泛，其中城市规划领域也在不断探索。在城市规划领域GIS偏重于城市规划管理方向而在城市规划设计方面的应用相对较少，大部分仅是针对规划设计中出现某些问题使用GIS进行分析、评价。所以探索GIS技术在城市规划设计方面的应用问题是当前研究的一个重要课题。•本文以延安新区规划设计为例，结合GIS技术，重点研究了在新区规划设计中的具体应用，以达到提高规划设计质量、增加设计的科学含量和合理性、提高工作效率的目的。目录1基地现状自然环境要素1.1现状地形1.2现状地形三维模拟1.3现状坡度分布1.4地形断面剖析2地形改造2.1填挖方深度计算2.2地形改造结构3水文分析4城市建设用地适宜性评价5容积率分区和建筑高度控制6景观风貌的视觉设计7三维成果展示小结5.1城市容积率分区5.2建筑高度控制6.1重要景点的视域分析控制6.2城市界面的天际轮廓线1基地现状自然环境要素•山地、丘陵等地形复杂的城市建设，不仅会对城市用地布局影响，还对城市建设的难易程度产生影响。与平原的城市建设相比，山地建设虽然可通过采取一定的工程技术完成建设，但却会增加建设成本和难度。通过对现状自然环境要素进行分析，按照山位引导建筑布置，即可以减少建设投资，同时也降低或避免滑坡灾害的发生。1.1现状地形•运用GIS的地形分析方法将收集到的延安新区的地形图生成地形模型。1.2现状地形三维模拟•利用GIS绘制的数字高程数据与规划区的遥感数据叠加时的三维影像图，影像平面图具有了3D的效果，使人如同亲临现场，能够更容易的感受到实地地形的高程变化。从新区现状自然环境、地貌形态可直观看到规划区沟谷众多，不利于城市的开发建设。1.3现状坡度分布•规划区原始地貌主要呈现出场地地形复杂，起伏较大的特征。由此可见，新区地形较破碎，可用于建设的坡度面积较少，要结合规划范围内其他因素综合考虑对地形利用，不同的坡度采取不同的建筑布置形式。1.4地形断面剖析•从断面角度，GIS技术对延安新区的现状地形分析可以从东西向和南北向断面分析。由以上通过GIS技术对现状基地的高程、坡度、三维模拟以及剖断面的分析，可总结出延安新区基地周边现状情况。由此可见地形是新区建设的主要问题。2地形改造利用GIS技术对延安新区的填挖方经过多次试验，根据城市建设时序特将改造范围划分成近期、中期、远期三期进行，总体上满足填挖平衡。2.1填挖方深度计算•利用GIS计算的填方深度图主要用于指导城市用地的使用。对于填方较少的区域可考虑布置低层建筑和别墅区，填方较多的可考虑绿化或待完全沉降后使用。2.2地形改造结构•通过对地形高差及断面分析，采取打坝筑台的方式，通过削山填谷，将自然侵蚀破碎的山梁改造成可建设的小台地规划区地形改造后的结构如图所示3水文分析•削山建城将会改变原有的地质结构，水土保持是首要考虑的问题。城市冠山而建，将破坏原始的森林植被，因此在新城开发中应考虑如何将绿化引入城中，恢复生态植被。•新区通过应用GIS的水文分析，用以掌握地表水流过程有助于规划区给排水系统的布置。4城市建设用地适宜性评价•城市建设用地适宜性评价是对城市用地的固有条件进行分析并综合考虑其他因素，对某类建设用地的适宜度、限制大小进行评价，最终将建设用的适宜度划分为不同的等级。考虑山地城市用地的特殊情况，选取对山地城市用地影响较大的地形地貌、滑坡灾害、水文条件、经济、社会环境等主要限制要素进行分析。•城市建设用地适宜性评价主要利用了GIS的缓冲分析、叠加分析、重分类等功能。4城市建设用地适宜性评价•考虑山地城市用地的特殊情况，选取对山地城市用地影响较大的地形地貌、滑坡灾害、水文条件、经济、社会环境等主要限制要素进行分析。根据综合评价图将延安新区的用地分为4个等级：适宜建设用地、比较适宜建设用地、有条件限制建设用地、不适宜建设用地。5容积率分区和建筑高度控制•容积率可以集中反映新区土地的开发强度，并通过容积率对延安新区开发强度进行整体的控制。采用GIS技术可以对规划内的六个片区分别计算规划地块的开发强度和建筑高度，并用图形的方式将数据表达出来。5.1城市容积率分区•规划区六块片区的开发强度控制都是在遵循土地集约利用的原则，结合每个片区的功能确定各地块的容积率。5.2建筑高度控制•新区充分考虑山形轮廓背景与整治地形高差，结合新区总体功能部署，有组织布局高层建筑，力求建筑与环境和谐。同时考虑不同功能建筑之间的高低对比关系，形成错落有致的空间视觉效果。具体控制如下：6景观风貌的视觉设计•城市景观可视性分析是基于可见性分析的基本原理，根据城市规划设计的要求，开展一系列视线分析、视域分析。•在山地环境中，地形的高低起伏会使观景点和观景角度有较多的变化。对于延安新区景观的设计，既要研究鸟瞰效果，又要考虑仰视景观，同时还得注意利用高差组景，以丰富景观的层次感。6.1重要景点的视域分析控制•1.最佳观景点•研究区地形高低起伏变化多样，城市立体特征明显，山、城相依相扣，为观察者在城市中的眺望提供了良好的观察点以及丰富的景观资源。综合考虑各种要素，将新区保留下来的山体，作为视线的主要集聚点。通过对现状地形的改造，规划师确定了两低三高共五处观景点。•从行政中心向城市中央公园眺望时，为保证要在视线范围内不被遮挡，提取两者沿线的地形线进行视廊分析，计算建筑控制高度。2.行政中心与城市中央公园廊道建筑高度控制6.2城市界面的天际轮廓线•山地城市轮廓线线尤其应具有鲜明的个性特征，应重点强调人工与自然环境的有机融合。它是城市的标志，在体现城市特色方面具有重要意义。利用GIS技术中天际线分析、天际线障碍对延安新区的天际线进行分析，探讨在老区可视的天际线情况。7三维成果展示•利用GIS生成的DEM模型结合新区方案建立三维模型，为设计者提供了一个动态的虚拟的城市空间环境，有利于对分析方案与规划范围内山体之间的关系，即建筑高度、体量与整个城市空间的关系，从而为推敲修改方案提供了科学有效的工具。•在对延安新区做渲染效果图表达设计成果时，效果图只能以静态的局部视觉体验，而且视点多以鸟瞰形式出现，无法获得接近于真实空间的感受。利用GIS的三维模型功能，可以为3dsMax提供接近真实环境的三维地形，可在GIS三维场景中调整到需要的角度，转换成到软件中，做进一步渲染。如图所示为利用GIS的三维地形制作形成的效果图，实现了粗细精度的有机结合。因此，在将来的规划设计中，建议充分结合各种软件的建模优势，最后全部统一转换到GIS平台，从而建立基于真实地形的虚拟三维环境。小结•总之，新区规划从规划构思、草图至最后方案成果表达整个阶段都与GIS技术进行了实时交互反馈并与方案设计真正结合起来，在实时调整和修改方案方面提供了帮助。通过对延安新区规划GIS技术应用实践研究发现，这种将城市规划问题分解成能够用GIS处理并建立相应模型并提出规划建议的方法，希望可成为以后解决规划问题的一种应用模式。参考文献•牛秀梅.延安新区城市规划设计中GIS技术应用研究•赵景伟，顾凤霞，吕京庆.城市规划制图中的GIS应用[J].四川建筑科学研究,2009,35•张晓瑞，周国艳.数字城市规划概论[M].合肥：合肥工业出版社，2010：45.•李祺玮.GIS在城市规划中应用的优势和存在的问题[J]．山西建筑2010.37（7）:204-205.•简立政.基于GIS的城市规划设计研究[J].城市建设.2010,58(173).