一、引言

日益加快的城市化進(jìn)程，對城市測繪提出了新的要求。傳統(tǒng)的測繪方法因其低效的數(shù)據(jù)處理能力和滯后的信息更新，難以滿足現(xiàn)代城市發(fā)展的需求。而地理信息系統(tǒng)由于其高效的數(shù)據(jù)集成能力、強(qiáng)大的空間分析功能和靈活的可視化手段，能夠廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)控、土地使用分析等領(lǐng)域，形成支持城市規(guī)劃、管理和決策的強(qiáng)有力工具，有助于提高城市測繪的效率、增強(qiáng)數(shù)據(jù)的可用性、提高數(shù)據(jù)價(jià)值[。其中，在環(huán)境管理方面，地理信息系統(tǒng)能夠通過分析不同時(shí)間序列的數(shù)據(jù)，對城市綠地和水資源進(jìn)行有效的規(guī)劃與保護(hù)；在城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃中，地理信息系統(tǒng)能夠幫助規(guī)劃者進(jìn)行有效的道路網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與交通流量分析，確保城市交通的高效運(yùn)行。因此，本文將探討地理信息系統(tǒng)在城市測繪中的應(yīng)用，以期為城市規(guī)劃和發(fā)展提供參考。

二、概念界定

（一）地理信息系統(tǒng)（GIS）

地理信息系統(tǒng)（GIS）結(jié)合了地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科技和統(tǒng)計(jì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的方法論，形成了一種高度專業(yè)化的技術(shù)手段，用于捕捉、存儲、分析和展示與地理空間相關(guān)的數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出子系統(tǒng)等多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)組成，通常對點(diǎn)、線、面等地理實(shí)體數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)對其定位、定性和定量的描述2?；诘乩硇畔⑾到y(tǒng)，研究人員可以將人口統(tǒng)計(jì)、氣候模式、交通流量等數(shù)據(jù)與特定的地理位置相結(jié)合，從而進(jìn)行深入的空間分析和模式識別。隨著技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)將進(jìn)一步提升其在處理速度、用戶友好性和數(shù)據(jù)共享等方面的能力，以擴(kuò)展其應(yīng)用空間。

（二）城市測繪

城市測繪通過采用全站儀、GPS（全球定位系統(tǒng)）、遙感技術(shù)和攝影測量學(xué)等精確的測量儀器，對地形、建筑物、道路、水體及其他基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行測量，并依靠CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）和GIS（地理信息系統(tǒng)）等專業(yè)的軟件進(jìn)行高級處理和分析，以為城市規(guī)劃、土地利用決策和公共工程的實(shí)施提供詳盡的空間數(shù)據(jù)。同時(shí)，城市測繪涉及廣泛的管理和規(guī)劃策略，通過高精度的測繪，決策者可以獲得關(guān)于城市地理環(huán)境的實(shí)時(shí)和詳細(xì)信息。將其應(yīng)用于城市擴(kuò)展、交通系統(tǒng)規(guī)劃或?yàn)?zāi)害管理中，以幫助規(guī)劃者優(yōu)化資源分配，預(yù)防潛在的環(huán)境影響，提高城市應(yīng)急響應(yīng)能力，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

三、地理信息系統(tǒng)在城市測繪中的技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢

（一）數(shù)據(jù)采集與處理的高效性

地理信息系統(tǒng)能夠采集來自衛(wèi)星遙感、航空攝影、地面測量和現(xiàn)有地理數(shù)據(jù)庫等來自各種源頭的數(shù)據(jù)，從而獲得大范圍的城市地表數(shù)據(jù)，并通過自動化工具對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正、配準(zhǔn)和分類等處理，縮短數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的時(shí)間，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可用性[3。同時(shí)，在數(shù)據(jù)處理和管理方面，地理信息系統(tǒng)涵蓋的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等數(shù)據(jù)管理工具，提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)存儲、查詢和恢復(fù)功能。通過復(fù)雜的算法能夠進(jìn)行空間分析、地形建模和網(wǎng)絡(luò)分析等高級任務(wù)，而用戶也可以輕松地訪問歷史數(shù)據(jù)并進(jìn)行時(shí)間序列分析，從而有效支持城市發(fā)展的監(jiān)測和規(guī)劃。數(shù)據(jù)分析結(jié)果能夠幫助城市規(guī)劃者和決策者理解城市的空間動態(tài)，應(yīng)對快速變化的城市環(huán)境。

（二）空間數(shù)據(jù)的整合與可視化

地理信息系統(tǒng)能夠在同一個(gè)平臺上整合土地使用記錄、交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、人口統(tǒng)計(jì)信息和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)等多種空間數(shù)據(jù)，為規(guī)劃者提供了一個(gè)多維視角，來觀察城市的空間和社會經(jīng)濟(jì)特征，使得其可以將人口增長數(shù)據(jù)與交通網(wǎng)絡(luò)覆蓋進(jìn)行對比，以確定哪些區(qū)域需要公共交通服務(wù)的增強(qiáng)。這提高了數(shù)據(jù)間交互作用的理解和決策的效率。同時(shí)，地理信息系統(tǒng)的可視化工具可以創(chuàng)建復(fù)雜的3D模型和交互式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，使得規(guī)劃者可以通過3D城市模型，直觀地評估新建筑項(xiàng)目對城市天際線的影響，以及對城市熱島效應(yīng)進(jìn)行可視化分析；也可以通過對交互式地圖進(jìn)行簡單地點(diǎn)擊和拖動來探索不同的數(shù)據(jù)層，進(jìn)而深入理解城市的空間分布和時(shí)間變化，增加了信息的透明度，提升了公眾對城市發(fā)展政策的參與和理解。

（三）多維數(shù)據(jù)分析的能力

地理信息系統(tǒng)能夠處理和分析空間數(shù)據(jù)、時(shí)間序列數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和多源異構(gòu)數(shù)據(jù)等不同類型的數(shù)據(jù)。例如，在交通規(guī)劃中，地理信息系統(tǒng)可以綜合分析道路網(wǎng)絡(luò)、交通流量、事故熱點(diǎn)和公共交通使用情況，揭示空間數(shù)據(jù)分布趨勢和未來變化，使得規(guī)劃者能夠制定更加有效的交通改善方案，支持更加精確和科學(xué)的城市規(guī)劃和決策。隨著物聯(lián)網(wǎng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流的日益普及，地理信息系統(tǒng)能夠接入交通監(jiān)控系統(tǒng)和氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)等實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，能夠在緊急情況下迅速調(diào)整交通路線或優(yōu)化對救援資源的部署，提升城市管理的效率和響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)對城市動態(tài)需求的即時(shí)響應(yīng)。另外，地理信息系統(tǒng)能夠通過模擬不同的城市發(fā)展策略，幫助評估各種規(guī)劃方案對城市未來環(huán)境影響的潛在效果。這為城市規(guī)劃和管理提供了一個(gè)綜合、動態(tài)且前瞻性的分析平臺。

四、地理信息系統(tǒng)在城市測繪中的應(yīng)用要素（一）點(diǎn)

在城市規(guī)劃和管理的過程中，點(diǎn)的坐標(biāo)用于表示建筑物、交通信號燈、監(jiān)控?cái)z像頭等具體的地理位置或特定地點(diǎn)，能夠提供對城市基礎(chǔ)設(shè)施和關(guān)鍵資源的詳細(xì)信息?；诘乩硇畔⑾到y(tǒng)，可以分析和理解交通節(jié)點(diǎn)的分布、公共服務(wù)設(shè)施的可達(dá)性，以及緊急服務(wù)資源的位置分布，并通過建立交通流量模擬或犯罪熱點(diǎn)分析模型，幫助決策者理解城市的結(jié)構(gòu)布局[4。同時(shí)，每個(gè)點(diǎn)可以關(guān)聯(lián)名稱、類型、使用狀態(tài)等多種數(shù)據(jù)，提供更豐富的語義信息，使得系統(tǒng)對優(yōu)化城市資源分配、提升城市運(yùn)行效率，以及提高居民生活質(zhì)量等方面的分析更加全面和深人，成為實(shí)現(xiàn)城市空間數(shù)據(jù)分析和決策支持的基礎(chǔ)。

（二）線

線用于表示道路、河流、電力線路和其他類型的運(yùn)輸或流通網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵地理要求，這些因素標(biāo)識了網(wǎng)絡(luò)的路徑和形態(tài)，反映了交通流向、水流方向或人流遷移路徑等城市結(jié)構(gòu)的動態(tài)性和功能性?；诘乩硇畔⑾到y(tǒng)對線進(jìn)行詳盡分析，規(guī)劃者可以優(yōu)化道路網(wǎng)絡(luò)布局、改善交通堵塞狀況、設(shè)計(jì)更有效的防洪措施，促進(jìn)城市運(yùn)作的效率和可持續(xù)性，從而提升城市的整體功能性和居民的生活質(zhì)量。同時(shí)，通過引入長度、寬度、材質(zhì)、使用狀況等信息，使得城市規(guī)劃部門可以對公共交通線路進(jìn)行評估，分析各線路的乘客量和服務(wù)頻次；環(huán)境管理部門可以監(jiān)測河流的污染負(fù)荷和流速。這種精確的分析和決策能夠形成一個(gè)綜合的決策支持系統(tǒng)，幫助城市管理者從更宏觀的角度理解和解決城市管理過程中出現(xiàn)的問題。

（三）面

面元素提供了對城市地理空間范圍和面積特征的詳細(xì)描述，包括城市區(qū)域、行政邊界、土地使用類型、公園或湖泊等空間實(shí)體?；诘乩硇畔⑾到y(tǒng)，城市規(guī)劃者和管理者可以分析城市擴(kuò)張的模式和速度，比較過去和現(xiàn)在的王地使用數(shù)據(jù)，以及進(jìn)行環(huán)境影響評估、城市熱島效應(yīng)研究和公共資源配置等多種應(yīng)用，揭示城市發(fā)展的趨勢和潛在問題。在此基礎(chǔ)上，通過整合人口密度、土地所有權(quán)、經(jīng)濟(jì)活動類型等豐富的信息，地理信息系統(tǒng)能夠提供對城市不同區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)條件的深人分析，可以幫助政策制定者制定更具針對性的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展策略，豐富了城市管理和規(guī)劃的決策內(nèi)容，使其更加科學(xué)和系統(tǒng)化。

五、地理信息系統(tǒng)在城市測繪中的應(yīng)用實(shí)踐

（一）城市基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃與管理

在城市基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃與管理中，地理信息系統(tǒng)能夠支持規(guī)劃者有效地監(jiān)控和分析道路、橋梁、水管網(wǎng)、電網(wǎng)等城市的基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，允許規(guī)劃者在做出決策時(shí)考慮到地理空間的分布特性和基礎(chǔ)設(shè)施之間的相互依賴性。其中，規(guī)劃者可以通過地理信息系統(tǒng)模擬不同基礎(chǔ)設(shè)施改進(jìn)方案對城市交通、能源供應(yīng)和應(yīng)急響應(yīng)能力的影響，從而優(yōu)化資源配置、提高城市運(yùn)行效率[5]。

在城市交通方面，城市規(guī)劃部門可以預(yù)測道路擁堵的潛在瓶頸，并提前規(guī)劃繞行路徑或者擴(kuò)建道路；在能源供應(yīng)方面，城市規(guī)劃部門可以使用地理信息系統(tǒng)的空間分析工具，監(jiān)測和分析整個(gè)城市的能源網(wǎng)絡(luò)，識別能源供應(yīng)中的薄弱環(huán)節(jié)，并模擬不同的維修或升級方案，評估每種方案的潛在效益和成本，從而做出科學(xué)的投資決策；在應(yīng)急響應(yīng)方面，城市規(guī)劃部門可以利用地理信息系統(tǒng)的高級分析功能，識別因自然災(zāi)害或其他緊急情況最有可能受影響的地區(qū)，使得應(yīng)急管理部門可以預(yù)先部署救援設(shè)備和人員，設(shè)置臨時(shí)避難所，并規(guī)劃最佳的撤離路線?；诖?，地理信息系統(tǒng)提供了一個(gè)平臺，可以在其中記錄每一項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)的位置、狀態(tài)、歷史維護(hù)記錄和預(yù)計(jì)壽命等詳細(xì)信息，使得管理者可以優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃和預(yù)算分配，確保對資金和資源的有效使用。

（二）城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃

規(guī)劃者可以利用地理信息系統(tǒng)準(zhǔn)確分析城市綠地的地理分布、類型、面積，以及與城市其他地理要素的關(guān)系，能夠識別城市中缺乏綠地的區(qū)域，評估現(xiàn)有綠地的效用，并據(jù)此規(guī)劃新的綠地或改進(jìn)方案。其中，地理信息系統(tǒng)可以幫助分析綠地與城市熱島效應(yīng)之間的關(guān)系，從而指導(dǎo)城建部門通過優(yōu)化綠地的布局來降低城市溫度，增加城市的生態(tài)效益；也可以通過模擬不同綠地規(guī)劃方案對城市生態(tài)系統(tǒng)和居民生活的潛在影響，支持決策者進(jìn)行科學(xué)的選擇和調(diào)整；還可以協(xié)助規(guī)劃持續(xù)監(jiān)控和管理城市綠地的成長和健康狀態(tài)，確保綠地系統(tǒng)的持續(xù)效能和可持續(xù)管理。例如，BT市利用地理信息系統(tǒng)構(gòu)建現(xiàn)狀道路交通網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)狀公園分布和居住片區(qū)分布矢量數(shù)據(jù)庫，并利用其含有的網(wǎng)絡(luò)分析模塊，在必選設(shè)施點(diǎn)上增加候選設(shè)施點(diǎn)位置，根據(jù)特定位置分配優(yōu)化模型并設(shè)置相關(guān)阻力，讓系統(tǒng)從候選設(shè)施點(diǎn)位置進(jìn)行挑選，將其應(yīng)用于公園綠地布局優(yōu)化中，從而得到科學(xué)、高效的布局方案。

（三）水資源與洪水管理

一方面，水資源管理者可以對流域雨量、河流流量、水庫水位、污染源分布等數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的水文和水質(zhì)數(shù)據(jù)分析，利用其空間分析功能，識別水資源的空間分布規(guī)律和變化趨勢，以及幫助分析和預(yù)測城市擴(kuò)展對地下水資源的影響，評估不同水利工程對水環(huán)境的潛在影響，從而提前采取措施，以保護(hù)和合理利用這些珍貴的水資源。另一方面，地理信息系統(tǒng)能夠通過集成歷史洪水?dāng)?shù)據(jù)和實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)更新洪水信息，向公眾和應(yīng)急管理部門提供準(zhǔn)確的洪水預(yù)警，從而使應(yīng)急響應(yīng)更加及時(shí)有效，并幫助評估洪水造成的損害，以支持相關(guān)部門優(yōu)化資源分配和重建計(jì)劃。例如，Z地區(qū)利用地理信息系統(tǒng)中的矢量處理和柵格處理技術(shù)，制作了大比例尺雨量統(tǒng)計(jì)分布圖、水庫蓄水地表吸水能力分布圖，并針對排澇救災(zāi)相關(guān)任務(wù)制定了城市排水設(shè)施工程圖等，這幫助Z地區(qū)制定了緊急疏散計(jì)劃，減輕了洪水損害。

（四）城市土地使用與規(guī)劃

規(guī)劃者可以集成和分析衛(wèi)星圖像、地籍圖、規(guī)劃文檔、歷史土地使用記錄等數(shù)據(jù)，能夠在更大的空間尺度和更細(xì)的粒度上理解土地使用模式及其變化趨勢，并通過土地適應(yīng)性分析、城市擴(kuò)張預(yù)測和環(huán)境影響評估等分析，設(shè)計(jì)更為科學(xué)的城市發(fā)展邊界，有效控制非計(jì)劃的城市擴(kuò)張和保護(hù)重要的自然與農(nóng)業(yè)資源。在規(guī)劃執(zhí)行過程中，地理信息系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù)更新和可視化功能使得監(jiān)控活動更加直觀和高效，提高了規(guī)劃政策的透明度和公眾的參與度，能夠增強(qiáng)城市規(guī)劃的適應(yīng)性和響應(yīng)性。例如，超圖移動地理信息系統(tǒng)在采集過程中智能捕捉節(jié)點(diǎn)、線上點(diǎn)，確保圖斑邊界清晰準(zhǔn)確。通過分割、合并、導(dǎo)洞等方式處理相鄰地塊圖斑，避免因形狀不精確導(dǎo)致的權(quán)屬糾紛。

六、結(jié)束語

本文基于對地理信息系統(tǒng)和城市測繪的概述，分析了地理信息系統(tǒng)在城市測繪中的應(yīng)用優(yōu)勢，如數(shù)據(jù)采集與處理的高效性、空間數(shù)據(jù)的整合與可視化、多維數(shù)據(jù)分析的能力等，提出地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃與管理領(lǐng)域的應(yīng)用方式，如基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、綠地系統(tǒng)設(shè)計(jì)、水資源管理，以及土地使用規(guī)劃。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，地理信息系統(tǒng)將為城市的可持續(xù)發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持和決策基礎(chǔ)。

作者單位：李宇剛杭州富陽土地勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司

參考文獻(xiàn)

[1]馮其娜.地理信息系統(tǒng)在城市測繪中的應(yīng)用分析[J].智能建筑與智慧城市，2022，（11）：38-40.

[2]管曉燕.智能城市測繪中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用[J].華東科技，2023，（07）：54-56.

[3]呂建勛.地理信息系統(tǒng)在城市測繪中的應(yīng)用分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2023，（20）：108-110.

[4]江蕓倩，鄧鑫.地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃測繪中的應(yīng)用[J].信息系統(tǒng)工程，2024，（03）：93-96.

[5]楊翔.地理信息系統(tǒng)在現(xiàn)代城市測繪中的應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2024，14（10）：181-184.