摘要：智慧城市在城市规划领域已经得到了广泛的认知与应用，GIS与智慧城市的发展有着紧密的联系。本文从GIS技术及特点入手，对智慧城市规划设计中的GIS应用进行研究，从数据库搭建、空间分析、三维交互等方面探讨可行的策略及方法。
关键词：地理信息系统；GIS；智慧城市；规划设计
引言
在社会主义现代化建设的新形势之下，在城市规划设计工作的有效推进过程中，先进的科学技术和创新的规划技术方法得到更多的关注与运用。在实际规划工作中，城市规划设计及管理工作者积极利用地理信息系统等先进的信息科学技术，结合当下热门的智慧城市理念，使用高效的空间计算模型在城市规划的各个方面进行有效的模拟计算、科学分析，可以更好地保证城市规划建设的科学性、合理性。
1、GIS技术概述
地理信息系统（GIS），具备获取信息、存储信息、查询信息以及分析处理信息的功能，可以使空间概念从抽象思维转化为具体的图形思维，从而使获取、存储、应用和综合表述空间数据信息成为可能。GIS区别于其他信息系统的关键在于它的决策支持功能，GIS可运用特有的地理空间数据库作为有效支撑，通过基础数学函数搭建的地理模型进行分析应用，能够获取多样化、深层次、动态性的地理信息处理结果，为城市规划工作提供了很好的科学分析引导和决策支撑。GIS是随着计算机技术发展而逐步形成的一门信息技术,其应用程度和范围也随之渗透、延伸,得到了城市规划设计领域的广泛认可。目前，GIS已经在城市规划、土地管理、环境研究、农作物估产、灾害预测、交通管理、矿产资源评价、文物保护以及政府部门管理等许多领域发挥着越来越重要的作用。
2、GIS技术的特点
GIS自身具有强大的信息捕捉和分析能力，具体来讲，其特点可以反映在以下几个方面：第一，可基于高效、低冗余的地理信息数据库，更好地对信息采集、信息管理、信息分析以及信息的有效输出进行有效的支撑，兼容各种空间数据，并系统性地整合具有多重空间性和动态性的复杂数据；第二，在数据使用过程中，可以充分利用空间运算模型，加强对空间信息内容的有效研究，从而更好地为后续的决策提供重要的发展依据；在这个过程中，通过对多重因子空间的有效分析，可以更好地综合多元因素，对动态预测也有很好的把握，从而更好地形成有针对性的地理信息处理结果；第三，可以系统地满足空间数据管理的发展需求，通过强大的信息平台架构功能，可方便用户根据自身需求不断扩展平台模块，对空间数据管理进行长期、有效的支撑。
3、GIS技术在智慧城市规划设计的应用
3.1、智慧城市数据库设计
在信息化高速发展的时代，科学合理的信息存取模式是保证智慧城市规划建设的基础。GIS的信息采集、存储、管理功能，可以为智慧城市规划搭建综合数据平台提供良好的支撑。GIS数据库在进行设计时，一般可划分为四个部分：一是数据分层部分，二是图块管理部分，三是属性编码部分，四是空间索引设计部分，综合这四个板块的建设，能让空间数据库实现其应有的作用。
GIS数据库的搭建模式，可以完全应用于智慧城市规划或管理系统中：第一，地理信息库，该数据库中主要收录城市地形图和城建测绘信息；第二，规划成果库，该数据库中应当有城建规划图、控制性规划图、城区对比规划图以及修建性规划图等；第三，建设用地库，建设用地库收纳的是全部土地数据，包括土地的类别、所属权以及等级等内容；第四，项目报建库，项目报建库中要容纳工程从审批到竣工期间的所有施工图、平面图以及建设图，这些内容缺一不可；第五，道路规划库，该数据库中主要要标准清楚与智能城市道路相关的信息，以便工作人员进行快速查找；第六，管线数据库，城市功能的发挥离不开各类管线，所以关于管线的信息也要收录在地理信息系统之中，包括地下管线、地上管线、给排水管线、通信管线等。
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3.2、空间分析技术与智慧城市中的结合
空间分析是对空间信息、社会经济信息空间分布等进行定量化的分析。GIS的研发历程，主要伴随着空间分析技术能力水平的不断提升，也可以说对于空间的分析能力是GIS与其他常规信息技术系统的主要不同点，空间分析是GIS的核心。
GIS可以从空间检索、数据挖掘、直观关系分析、抽象属性提取等角度进行空间分析呈现。这决定了基于GIS的空间分析方法可以有多种方式的组合，从而形成不同复杂程度的综合性分析方法。综合性的空间分析可以将地学统计、视觉处理、环境监控、网格化分析等多项本身就很复杂的函数运算进行再融合，这也是GIS的强大分析功能的集中体现。
智慧城市飞速发展的关键在于对海量数据的个性化分析，同时在空间予以多元化的视觉表达，GIS空间分析技术与智慧城市规划所需要的空间信息多元表达描述达到了契合。
3.3、三维交互与输出新技术
三维地理信息系统是GIS的重要组成部分。通过多种三维交互与输出新技术，借助符号化建模技术和定制三维符号，三维GIS可以将海量城市点线面矢量要素在三维场景中真实再现，可以构建具有真实感的三维场景；采用编程渲染工具，三维GIS可以实现对太阳、大气散射、海洋、水体、倒影、阴影等自然现象的模拟，采用粒子系统实现对火、喷泉、烟花、雨、雪等模糊边界的自然现象的模拟，更充分地表达和可视化城市空间信息。当前，以网络图像三维技术、虚拟现实、增强现实、全息技术、自适应显示、快速成型等为代表的新技术，使得三维交互城市空间信息的载体转向了轻量级Web浏览器、VR/AR载体和以3D打印机为典型代表的快速成型设备等三维载体，从而更加高效地构建直观真实的城市场景系统。这些技术和设备与三维GIS的结合，运用到智慧城市设计中，会给城市规划设计带来了令人震撼的视觉冲击和三维城市体验，给使用者更自然的交互方式，提升城市规划设计过程中的公众参与感。
3.4、基于GIS的智慧城市规划系统搭建的关键点
将GIS技术应用在智慧城市的规划与建造中，可以使海量社会、经济数据得以更加有效的分析与可视化，推动城市向信息化、技术化、多维度化发展。基于GIS的智慧城市规划系统，应从以下三个关键点入手进行搭建：第一，将城市规划相关的知识与地理信息系统相关的知识融合在一起后，再探索如何在智慧城市规划中应用GIS技术，继而完成智慧城市的基础平台搭建，形成对设计前期各项应用工具的全面开发；第二，基于计算机图形技术及多元制图平台的开放性，开发创新性的规划设计及分析工具，实现对系统功能的完善与扩充；第三，在整个系统研发过程中都需切实遵循城市规划的法律法规，这是保障智慧城市规划具有落地性、实用性的前提，这一点不可忽视，需要落到实处。
结束语
在实际城市规划设计相关工作推进过程中，将GIS技术引入到智慧城市规划与设计之中，可以提升智慧城市规划的科学性。同时，智慧城市规划还应具有实用性，还需要继续加强对创新技术的研究与应用，充分结合成熟的GIS技术，更好地助力于智慧城市规划。
参考文献
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论文作者:杜津
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/20
标签：城市规划论文; 空间论文; 智慧论文; 城市论文; 技术论文; 信息论文; 地理信息系统论文; 《基层建设》2019年第20期论文;