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GIS在青岛市高层建筑空间布局专项规划中的应用(图文)

时间:2011-04-23  作者:秩名

论文导读:而GIS适合对客观事物的强大查询、具有准确的地理要素空间分布和特性描述、便捷的地图显示和空间分析能力。下面以CAD和GIS相互结合作为城市规划设计的辅助工具在《青岛市高层建筑布局规划》应用为例来具体说明。
关键词:GIS,高层,数据库
 

一、前言

当前规划设计单位的首选设计平台为CAD平台, 其适合于设计过程的计算机处理,有强大的绘图功能和矢量图形处理的能力,但是CAD在分析等方面有自身的局限性。而GIS适合对客观事物的强大查询、具有准确的地理要素空间分布和特性描述、便捷的地图显示和空间分析能力。之间的相互取长补短,利用GIS技术,可以为规划设计过程起到辅助作用,减少设计时间,提高成果的可利用性。在专业设计人员和GIS专业人员的配合协作下,GIS空间数据应用于规划设计将存在着具大的应用空间并将发挥更大的作用。下面以CAD和GIS相互结合作为城市规划设计的辅助工具在《青岛市高层建筑布局规划》应用为例来具体说明。

二、GIS技术应用于的具体实现

青岛市作为半岛龙头城市,为实现城市经济社会发展目标,城市的功能、经济实力与人口规模将进一步提升和扩张,并推动区域经济发展。在国家施行严格的城市建设用地控制政策背景下,城市快速发展和功能与规模的扩张使土地供需矛盾日趋显化。受青岛市规划局委托,我院开展《高层建筑空间布局专项规划》的研究工作,目的是通过对城市建设用地空间资源的综合分析,在满足规划建设相关限定因素条件下,集约利用土地、优化城市空间形态、提升城市形象、保护与展现城市特色。

2.1 影响高层建筑布局规划的客观因子

在影响高层建筑的各种因素中,既有客观因素,也有主观因素。介于高层建筑布局需要考虑多种因素,经专家讨论研究,影响青岛市高层建筑布局的客观因子分为以下十三个,鉴于本次我市规划是从全市范围角度进行的宏观研究,重点解决高层建筑的发展空间布局,不涉及具体形态布局,重点分析前面9个宏观影响因子。如图一所示:

如何把各项影响因子由定性转为定量,最后叠加提炼为一个定量的图形,提供量化的、可操作的高层建筑布局决策依据。成为本次规划重点解决的难题。这是CAD是无法解决的,而通过GIS强大的空间地理数据和分析功能的支持,得到了很好的解决。

2.2 各影响因子的量化值

采用特尔斐法,即专家打分法和现场调研等手段,制定量化标准。采用打分法,确定各地块的影响因子。各影响因子量化指标:

①城市风貌:

建设超高层建筑不影响整体山海关系的地块1

建设中高层建筑不影响整体山海关系的地块 0.8

建设高层建筑受山海关系限制的地块 0.5

②城市功能

在城市主中心之内地块1

在城市副中心之内地块 0.8

在楼宇经济集群之内的地块0.6

无明显功能要求地块0.5

③视觉景观

临海岸线和城市主要公共活动场所地块 1

城市内部主要景观道路两侧地块0.8

其他地块0.5

④历史文化

无明显保护需求区内地块1

一般性旧城区内地块0.5

“历史风貌保护区”协调区内地块0.2

历史文化保护区内地块0.1

⑤交通可达

交通可达性优地块1

交通可达性一般地块0.8

交通可达性差地块0.5

⑥土地价格

一级地内地块 1 五级地内地块 0.6

二级地内地块 0.9 六级地内地块 0.5

三级地内地块 0.8 七级地内地块 0.4

四级地内地块 0.7 八级地内地块 0.3

⑦建设潜力

现状已建成或已批在建高层地块 1

现状建筑质量较差或开发强度不大,再开发可能性较大0.5-0.8

现状质量较好且开发强度较大,再开发可能性较小0.2-0.4

现状建筑质量很好或受用地性质所限,再开发的可能性很小 0.1

⑧工程地质

高层重型建筑用地在范围之内地块1

综合开发用地范围之内地块0.8

普通建筑用地范围之内地块0.5

建材开采用地、废物堆场用地范围之内地块 0.3

城市绿地、地质环境保护用地范围之内地块 0.1

⑨机场净空

在海拨200米净空线范围之外地块1

在海拨100-200米净空线范围之内的地块 0.8

在海拨50-100米净空线范围之内地块0.5

2.3各影响因子的转换

各影响因子是以青岛市总体规划的地块为依据,为各地块付于不同的影响因子量化值。为了使这些成果能够更好地显示分析,需要将这些成果数据转换到GIS中。专业设计人员在形成CAD成果文件时, 要根据一定的规范和标准进行, 使成果数据的标准化。从而保证了GIS 空间数据的完整性和可操作性。也保证了数据转换前后具有一致性。论文参考网。在本专项规划中主要规范要求是;

A、图形分层标准化。由设计人员按每一个影响因子形成一张CAD图,在各CAD文件中图层按不同地块各自的量化等级放在不同的的图层上。

B、尽量保证每个地块是封闭的。如有少量的不封闭,并在Arcgis-Desktop中把CAD和由之转换成的GIS数据相叠加,补上未封闭的块。

本专项规划采用的数据库是Office的Access数据库,具体入库实现见图二所示。这样经过转换形成九个影响因子表单。 图二

 

 
 

转换后的表单的数据结构形式为:九个影响因子按图二分别转换后,形成九个GIS地理数据表单。

对各个评价影响因子进行分析,制作专题图,图三是”城市风貌”因子而形成的专题图

图 三

通过各影响因子专题图的制作,可以看出各影响因子对高层建筑分布的影响,但由于对高层建筑分布产生的影响是各个影响因子共同作用的结果,更好地分析各影响因子对各地块的综合影响,需对各影响因子进行加权综合,从而形成各地块的综合评价因子。论文参考网。为了方便计算,这里把各影响因子与空间数据整合在同一表单中(综合表单的数据结构见表二),整合后的表单各影响因子分别放在综合表单中, 具体整合过程见表三所示,然后按照一定的权重加权计算,计算结果放在字段” integration”中,此整合过程是通过ARCGIS-Desktop的VBA代码完成的(由于篇幅有限,代码可向作者索要) 。

根据在青岛市高层建筑布局中的重要程度,通过特尔斐法确定各因子在加权中所占的份额为:城市风貌15%,城市功能30%,视觉景观10%, 交通可达10% ,土地价格10% , 建设潜力20%, 工程地质5%。论文参考网。各份额总和为100%。

其中:历史文化和机场净空因子涉及到国家有关法律、法规,具有较强的否决性。将综合叠加表示为:

地块综合付值=(城市风貌*15%+城市功能*30%+视觉景观*10%+交通可达*10%+土地价格*10%+建设潜力*20%+工程地质*5%)*历史文化*机场净空

(具体公式为: integration =(Citysight*15%+CityFunction*30%+CityView*10%+Traffic*10%+GroundPrice*10%+Potential*20%+project*5%)*HistoryCulture*HeadRoom)

综合因子表单形成后,在ArcGis-Desktop中,可利用GIS本身的功能实现计算过程,见图四所示:

图 四

叠加计算后的地块综合赋值成五个等级,分别如下:

>0.8 建设高层建筑可能性很大

0.8-0.5 建设高层建筑有可能性较大

0.5-0.3 建设高层建筑可能性较小

0.3-0.1 建设高层建筑可能性很小

<0.1 建设高层建筑无可能性

综合影响因子可以通过生成专题图的形式表现出来,图五是”地块综合赋值”生成的专题图。

图 五

本图可作为青岛市高层建筑布局的一个重要依据,高层建筑应在综合评价可能性大于0.5的分值区域选择。另外考虑要满足城市服务产业的聚集需求、缩小城市区域差距、优化城市产业布局、优化前海景观界面、塑造胶洲湾城市风貌、重要交通轴线景观塑造等主观因素,青岛市高层建筑布局的空间管制分区规划图,可以通过GIS中的ARCScene展示各影响因子的三维效果。见图六

图 六

四.结束语

本文讲述了地理信息系统为城市规划设计服务的一个例子,地理信息系统(GIS)是一种先进的信息技术,为设计、生产、经营、管理提供高效先进的辅助管理手段。现在许多行业均在努力通过数字化、信息化管理不断提升本企业的技术和管理,不仅满足了规划管理的辅助决策工作,还为规划设计人员的设计提供了方便的设计依据。同时可以看出,此应用大部分利用的是GIS本身的功能,GIS本身的操作已能满足大部分的设计分析显示的功能,无需大量的二次开发,它的灵活和方便是值得专业设计人员利用的。


参考文献
1.王建国 高源 胡明星基于高层建筑管控的南京老城空间形态优化 城市规划2005-1
2.陈能;施蓓琦 AutoCAD地形图数据据转换为GIS空间数据的技术研究与应用 测绘通报 2005-8
 

 

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