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地理信息技术在村庄规划中的应用

0 引言 农村建设一直备受关注,由于缺少统一的规划,当前农村建设的情况比较混乱,村民乱建、违建的现象十分普遍。同时,村内基础设施建设在数量和规模上不能满足实际需求,而且在空间布局上缺乏合理性。这种现象将导致农村土地资源得不到合理的利用,阻...

作者:刘振荣来源:2014测绘学会|2014年12月26日

引言

农村建设一直备受关注,由于缺少统一的规划,当前农村建设的情况比较混乱,村民乱建、违建的现象十分普遍。同时,村内基础设施建设在数量和规模上不能满足实际需求,而且在空间布局上缺乏合理性。这种现象将导致农村土地资源得不到合理的利用,阻碍农村经济的发展,村民生活水平难以提高。

农村建设,规划是龙头,广州市于2013年开展村庄规划工作,以推动农村集约利用土地、盘活空心村、农民居住入社区为目的,利用这次编制村庄规划的机会,对农村社会经济、建设用地等基本情况进行摸查,为促进城乡统筹发展、推进美丽乡村建设、传承岭南历史文化打下基础。同时,规划成果将对农村环境整治、规范农村建房、促进农村产业化和经济发展有着重要的指导意义,使农村建设符合城乡一体化发展的要求。

增城作为广州“123”城市功能布局规划中三个城市副中心之一,辖区面积1616.47平方公里,辖282个行政村。增城地域面积之广,村庄数量之多,农村问题复杂,进行村庄规划工作的难度可想而知。如何采取科学、高效的手段进行村庄规划编制和审批工作,对农村规划建设部门是一次重大的考验。

地理信息技术在规划中的优势

地理信息技术集成了地理学、计算机技术、遥感技术、全球定位技术和地图学,是对空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术[1]。随着地理信息技术的应用日趋广泛,在规划领域,地理信息技术被用于规划设计、工程项目选址,以及城乡规划建设管理、决策等工作。在此之前,CADComputer Aided Design计算机辅助设计)一直是规划设计人员的主要工具。CAD的数据模型起源于六七十年代,通过点、线、面将地理数据存储在二进制格式的文件中[1]CAD操作简单,易于编辑,出图美观,但由于CAD数据模型缺乏对属性数据的支持,无法处理要素之间的拓扑关系,因此在进行数据查询、统计和分析等方面给规划设计和管理人员带来了一定的困难。

运用地理信息技术进行规划编制,对比传统的CAD编制技术,有以下三方面的优势:①地理信息技术将对象的空间位置与属性信息相结合,并储存在关系数据库中,能够实现对海量数据的快速查询和管理。②地理信息技术能建立要素之间的拓扑关系模型,获取要素的空间关系,便于进行空间分析分析、模拟及预测。③地理信息技术可以将空间分析后的结果进行统计,并快速生成报表,可提高规划设计与管理工作的质量与效率。由此可见,运用地理信息技术进行村庄规划编制和审批,将会大大提高规划编制的效率和规划成果的科学性。

地理信息技术在村庄规划中的实际应用

2.1 建立村庄规划数据库,加强对规划成果的管理

村庄规划产生了海量的数据,如农村建房、村内公用服务设施及市政设施、村内传统建筑、土地利用规划图、土地利用现状图、功能分区图等等,这些数据包括大量的图形信息和属性信息。

传统的CAD编制方法着重于对图面的表达,而对属性信息的管理相对较弱,且操作十分不便。相比CAD的数据管理模式,地理信息技术有完整的空间和属性数据的管理特性,可以处理要素的定位特性,通过建立空间数据库,将图形信息与属性信息有机地结合起来,实现“图文一体化”的可视化管理,对图形和属性的双向查询十分方便。对于新增或删除的数据,可以在属性中添加时间信息后进行入库,可以有效地获取、存储、更新、显示各种相关数据和对历史数据进行查询和回溯,提高对规划成果的管理力度,满足村庄规划编制的需要。

2.2 多源数据整合,提升规划成果的质量

规划是对空间上的各种资源的整合,并根据当地实际情况,对这些资源进行合理的布局。规划讲究空间布局的合理性,一是特定领域规划应与土地开发规划、城市发展规划和区域发展规划协调统一,二是局部区域规划、区域规划、国家规划势必重叠,但应相互包容。因此,村庄规划的方案需结合村庄实际情况,对多源数据进行整合分析,最终的成果才能体现规划的合理性和科学性,才能保证村民的最大利益。

凭借着良好的生态资源,增城致力发展生态旅游。面对日趋增长的游客资源,如何向游客提供更好的乡村旅游和购物服务,加速优质农产品的销售,是农村发展急需解决的问题之一。旅游设施的选址是解决问题的关键,选择好的地理区位,能够解决景区交通问题,提高旅客接待能力,提升农产品的仓储物流服务,有效地促进农村农业和旅游业的发展。

以旅游服务中心的选址为例,理想的地理区位应满足以下条件:①在景点附近,可用于建设的地方;②地势平坦,较为空旷的地方;③交通便利,通达性好。

利用地理信息技术,通过对多源数据进行整合分析,选择最优的选址方案,具体步骤如下:①加载土地利用规划中的建设用地图斑、地形图、规划路网和交通数据(如公交线路、公交站点和地铁线路等);②根据理想区位的条件进行分级,分配每个条件所占的权重;③通过缓冲区分析和叠加分析,计算出符合条件的最优方案。

通过对村庄现状的多源数据进行整合分析,使规划方案更加符合村庄的实际,使规划方案更加科学合理,对指导村庄建设和保障村民利益有着重大意义。

2.3 空间数据模拟与分析,提高规划决策的科学性

地理信息技术有着强大的空间分析功能,包括叠加分析、缓冲区分析、邻域分析、特征提取等,可以对规划数据进行专题分析,审查规划成果的合理性,提高规划审查的效率,减轻规划分析中的工作量,。

以村庄规划新增建设用地规模核查为例,根据村庄规划的工作要求,需要上报每条村的新增建设用地需求,新增的建设用地需求的布局是否科学,规模是否合理,是否符合土地管理部门的规定,需要规划部门对这些新增需求进行核查。新增建设用地需求是根据农村新增分户、经济发展及生活配套的合理需求,通过用地图斑位置的合理调整,给各村庄安排一定量的新增用地规模,划定新增的建设用地界线,以达到满足农村新增的发展需求,进行相应的农村建设。利用地理信息技术的空间分析功能,对新增建设用地方案进行核查,判断是否符合土地利用规划中的建设用地范围,具体步骤如下:①在ArcMap中加载各村的新增建设用地数据与功能片区土规数据,如图1;②利用空间建模工具(见图2)将新增建设用地数据与功能片区土规中非建设用地部分进行相交分析,得出新增建设用地中占用非建设用地的部分,见图3;③将空间分析后的结果按照用地类型、所在的行政区域范围、面积等进行统计,并生成报表,见图4。④将空间分析后的结果反馈给土地主管部门和各村庄。土地主管部门根据村庄发展建设的有关政策,对一部分有新增需求但不符合土地利用规划的村庄进行帮扶,落实部分建设用地规模;各村庄对于不符合土地利用规划的新增用地需再次征求村里的意见,适当地调减新增需求,力求让村庄规划在符合土地利用规划的前提下,能够最大限度地实现农村的需求,让建设项目真正落地实施。

    利用空间建模和空间分析方法对规划成果进行核查,能够实现批量处理海量的规划成果,提高核查的效率,为规划决策提供快捷、科学的技术保障。

 

1新增建设用地在功能片区土规的分布情况

Fig.1 The new demand of land in the land use planning map

 

空间建模

Fig.2 Model Builder

          

新增用地占土地利用规划中非建设用地情况

Fig.3 Analysis with new demand of land and non-construction land 

 

4统计不同类型用地面积的结果

Fig.4 The result of statistic of different types of land

地理信息技术在城乡规划中的发展趋势

<!--[if !supportLists]-->(1) <!--[endif]-->三维GIS技术的发展

虚拟现实技术的发展与应用,使得三维动态建模更加快速便捷,效果更加精细。利用三维GIS技术进行规划方案的设计,可以更加真实地模拟设计方案的效果,让设计人员和规划管理人员从不同的角度、方向、沿任意路线对规划方案进行比较,而且可以对比报批的建筑与周边环境的兼容性,包括是否遮挡日照光线、是否遮挡视线、外立面是否能与周边的建筑风格相融合等,有助于专家和规划决策者选择更科学的合适的规划设计方案,大大提高城乡规划的科学性和前瞻性。

<!--[if !supportLists]-->(2) <!--[endif]-->GISCAD集成

GISCAD技术在规划编制中各有所长,将两者进行集成应用无疑是规划领域的发展趋势。目前也有许多GISCAD的集成方法,比如采用数据格式转换方案,虽然技术比较成熟,但由于转换过程中必然会产生数据丢失、数据冗余、数据精度损失等问题,导致集成过程中工作量增大,建设成本提高,效率低下[4]

利用GIS中对空间数据的管理优势和CAD方便快捷的辅助设计环境,使之在设计与管理的工作中达到完美的结合。通过二次开发,实现在CAD环境中绘制的规划成果图作为GIS中的数据源,然后可以直接生成GIS空间数据库。GISCAD的集成应用从工作思路和技术上,将会对整个城乡规划带来重大的影响。

结语

    地理信息技术在空间数据的管理、处理分析和统计方面的优势,在规划领域应用日趋广泛,逐步替代传统的规划编制方式,极大地提高规划编制和审批的质量和效率,将来更进一步地对空间数据进行分析和数据挖掘,采用二三维一体化的模式,为规划管理和决策提供更加科学的依据,为规划落地实施提供技术保障,使城乡规划工作更加科学、合理地开展,真正做到“结合实际,科学规划,规划为民”。

 

参考文献:

[1] 邬伦.地理信息系统——原理、方法和应用[M].北京:科学出版社,2004

(Wu Lun. Principle, method and application of geographic information system [M], Beijing: Science Press,2004)

[2] 乔相飞,周宏伟,刘文新.城市规划中的GIS应用分析[J].测绘工程. 2005(04)

(Qiao Xiangfei, Zhou Hongwei, Liu Wenxin. Analysis of GIS application to city planning [J]. Engineering of Surveying and Mapping. 2005(04))

[3] 刘宝华,张立涛浅析GIS技术在城市规划中的应用[J].城市勘测.2011(04)

(LiuBaoHua,ZhangLiTao. The Research of GIS Technology Application in Urban Planning [J]. UrbanGeotechnical Investigation&Surveying. 2011(04))

[4] 吴千里马小龙面向城市规划信息化的GISCAD集成技术探讨[J].测绘通报.2010(2)

(WU Qianli, MA Xiaolong. Discussion on the Integration of GIS and CAD Based on Urban Planning Informationization[J]. Bulletin of Surveying and Mapping. 2010(2))

 

The Application of Geographic Information Technology in Village Planning

LIU Zhen-rong

(Surveying and Mapping Institute of Urban and Rural Planning of Zengcheng, Zengcheng, Guangdong, 511300, China)

Abstract: Village Planning as an important mission of Guangzhou in 2013, is the foundation of rural construction, which provides a guidance to improve rural environment, promote rural industrialization and develop rural economic. Geographic Information Technology is a technology to acquire, store, manage, compute, analyze, display and describe data. Many complicated problems in planning design and planning decision can be solved by using GIS technology through processing and analyzing the variety of geospatial data. GIS technology also provides accurate, efficient means for planning department to approve planning, which can make a guarantee for village planning landing.

Key words: GIS; Village Planning; Geodatabase; Spatial Analysis

 

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