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摘要:随着社会经济的发展转型,城市规划面临变革,出现了与GIS结合发展的新趋势,这也使得进行GIS与城市规划互相结合的教学模式研究成为现代城市规划教学改革中一个重要的方向。本文在明确GIS与规划结合的必要性以及GIS优势的基础上,就GIS技术在城市规划中的应用及其针对性教学的一些主要问题进行探讨,旨在探索当前新的社会经济发展时期和技术手段下城市规划教育方法和教学内容的改革。
关键词:GIS;城市规划;教学改革
作者简介:李珽(1981-),男,广东澄海人,东莞理工学院城市学院城市与环境科学系,助教,理学硕士,主要研究方向:城市区域规划。(广东 东莞 523106)李珣馥(1980-),女,广东澄海人,广东外语艺术职业学院,讲师,教育学硕士,主要研究方向:职业教育。(广东 广州 510507)
GIS(Geographic Information System)即地理信息系统,是一种集合了对空间数据及其相关的属性数据采集、管理、显示、分析、模拟等多功能的新的技术平台。随着计算机与网络技术的迅速发展,数字化和信息化深入到日常工作与生活的方方面面,GIS技术的功能也愈显强大,其应用也越来越广泛。
城市规划是城市建设和管理的主要依据,随着社会经济的发展转型,城市规划受到了巨大的冲击,由原来主要解决空间形态的工程技术问题向一项全局性、综合性、战略性的工作转变,涉及面也扩展到物质空间、政治、经济、文化和社会生活等多个领域。学科的交叉性、空间的复杂性和政府科学决策的需要,都对城市规划的管理和设计手段提出了新的要求,因此,传统的规划管理手段已经不能满足城市发展的需要,为适应发展需要,必须综合利用城市空间信息。由于GIS的特点及其在空间数据处理方面具有特殊优势,可以为城市信息综合利用提供一个整合的平台,因此,开展以GIS技术为核心的城市规划信息系统的建设,借助GIS这一现代工具为规划决策和管理服务成为城市规划的新趋势。
城市规划教育旨在培养适应规划工作需要的合格人才,对应城市规划决策和管理发展的新要求,众多高校已开始意识到在城市规划专业教育中引入GIS应用教学的必要性,进行GIS与城市规划互相结合的教学模式研究已成为现代城市规划教学方法改革中一个重要的方向。本文在明确GIS与规划结合的必要性以及GIS优势的基础上,就GIS技术在城市规划中的应用及其教学的一些问题进行探讨,旨在探索当前新的社会经济发展时期和技术手段下城市规划教育方法和教学内容的改革。
一、规划编制中GIS手段与传统的技术手段的不同
城市规划编制的各阶段成果主要是图件、数据图表和文档资料三大类型。在我国,最常见的是各类型成果的编制采用各自的技术手段,即图件由AutoCAD和Photoshop等制图软件生成,数据及其图表由Microsoft Excel进行分析,文档则主要用Microsoft Word进行处理。这些传统的技术手段很有针对性,但是在资料管理方面是相对独立的,在处理数据和条件分析相关的图件时也不够方便。
不同于传统技术手段,GIS采用的是属性数据对应空间数据的管理方式,其中空间数据主要通过地块来显示,是图件部分;与空间相关的各类属性数据诸如人口规模、经济总量、设施名称等数值或文字信息,通过链接,在空间上也能把数据和图表反映出来,这样就可以将以往分别独立的几个部分很好的结合在一起。此外,GIS提供了强大的分析功能,也能极大减轻规划分析中的工作量。
二、将GIS与城市规划专业课程结合的教学改革探索
高校的城市规划专业教育一般分为课堂教学和实践教学两大部分,大多数情况下,课堂教学以教师讲授理论为主,在该部分内容教学过程中必须把新理论和新技术以学生能够接受的形式表达出来,使教学内容和教学手段具有新颖性、先进性,同时还应加强相应的方法性内容,以便在理论教学与实践应用之间建立起有机的联系。鉴于GIS这一新型的技术手段在城市规划中的作用越来越突出,已经深入到信息管理、现状分析、公共设施评价和土地评价与选址等几大方面,加强其应用教学也成为了培养高素质城市规划人才不可或缺的重要环节。因此,必须紧密联系GIS在城市规划设计与管理中的实践应用,探索研究GIS在城市规划教学和课程设计中的实际应用之路。
GIS在城市规划专业课程教学方面的结合主要可以从两大方面起作用:一是教学辅助,即将GIS作为新的教学手段引入到课程教学中,利用GIS软件对空间数据库的操作、简单查询和分析辅助等讲授特定教学内容的方法,达到辅助教学和提高理论教学效果的目标;二是教学内容方面的革新,主要是突出GIS的应用教学,培养运用GIS技术和研究方法进行城市规划管理和规划分析,以及提高规划方案科学性等方面的能力。
与此相关的课程,主要有“GIS”课程與“城市规划设计”课程,在教学中还必须注意保持”GIS”课程与“总体规划”、“详细规划”等课程的相互衔接,努力做到活学活用、理论联系实践,使学生能在城市规划实际项目中结合信息技术的应用综合考虑,适应信息时代发展的需要。
1.“GIS”课程的教学改革
我国传统的以适应物质规划需要的城市规划专业人才培养模式中,“GIS”课程以概述性内容介绍为主,缺乏方法和应用性方面的能力培养,已不能适应我国城市规划人才教育的需要。城市规划管理工作涉及大量与土地利用、道路选线、建设工程等有关的图形数据、文档与统计表格,通过GIS平台建立的空间数据库可以对空间现象和实体形成的完整描述,进行图形浏览与信息查询,大大提高城市规划管理的工作效率与规范性。因此,在教学实践中,对于城市规划专业的“GIS”课程教学,除了对GIS的基本知识、功能介绍外,应突出空间数据库的建立、管理,以及专题图制作等内容的学习上,通过实例教学让学生对GIS的应用有一个初步认识,并强化学生数据处理和数字城市规划方面技能的培养,为学生运用GIS进行城市规划管理与设计打下扎实基础。
2.“城市规划设计”课程的教学改革
“城市规划设计”课程诸如“总体规划”、“详细规划”等课程的教学主要采用案例教学与实践教学两种方式,GIS的辅助教学和应用教学可以贯穿到城市“总体规划”、“详细规划”等课程教学过程的各个阶段。
在“城市规划设计”课程的案例教学中,往往需要配合规划图纸和图形演示来进行规划原理和规划设计思想的讲解,GIS的显示、可视化功能改变了以往教学中信息表达单纯使用纸质图纸或静态电子图件所存在的交互性、动态性不足的状况,在增强信息可读性、易懂性的同时,也提高了学生学习的积极性。与此同时,以矢量数据为主的空间数据库可以任意缩放而不影响可视效果的特性以及GIS在空间数据、属性数据间互相对应的管理方式,让学生整体系统的认识的同时也能向学生精确地表达各个局部的信息,取代原先简单强硬的机械记忆的学习方式,以取得较好的教学效果。
“城市规划设计”课程的实践教学通常是按照规划编制的技术工作程序,让学生将城市规划理论应用到现状调研、规划分析、规划方案的制定等各个规划技术环节,并熟悉规划制定的流程,在实践教学过程中可以有意识地引入GIS的应用教学。
现状分析是编制规划的基础,这也是GIS在规划中应用得最多的一个方面,由于GIS具有可视化的功能,在对涉及同一空间对象的数量规模等基础资料进行系统化入库后即可用于一系列专题图纸的显示和出图,另外也可以利用GIS的模拟功能创建DEM数字高程模型,进而生成高程、坡度和坡向等与地形地貌相关的一系列图纸。在规划的现状调研阶段的教学中,可以以GIS为基础平台介绍规划调研中相关统计数据整理的方法和经验,对由各部门收集得到的地形、地貌、土地利用、行政管理、统计数据、建筑、权属等相关信息统一建立空间数据库,在随后的现状分析和规划用地方案设计及多方案比较阶段,可以结合GIS软件的上机训练,使学生学会在规划前期方案辅助分析中借助GIS软件分析来提高方案的科学性。
在编制规划方案和进行规划选址阶段的教学中,比如涉及到工业区位选择和产业布局时,可充分利用GIS的空间信息处理能力,采用“划分地理单元+因子加权”的方法,将规划区细分成若干个大小相等的地理单元,并分别对应有地形地貌、交通区位等一系列的属性数据,引导学生将影响产业布局的各因素进行综合处理,按照各产业对用地的不同要求对各属性选取不同的权重百分比,形成一个综合指标体系,进行因子加权运算,寻求产业布局的最佳方案,使学生不但掌握工业选址的主要理论知识,同时掌握实际选址的方法。再如,在公共设施规划中,利用GIS的空间分析功能,以服务设施为中心,按照服务半径自动产生一个服务区,获取区内相应的人口规模,然后以服务区总人口与设施规模的比值对照相应的设置规范,就可以找出需要新增设施的地区,为新建设施的选址提供参考,学生通过整个分析过程便可以更清楚地掌握相关的知识点。
三、结束语
GIS为具备同一空间属性的数据的系统化以及不同属性图层的叠加和处理提供了一个整合和管理平台,而城市规划恰恰是以空间事物为对象的工作和学科。GIS可视化与直观性的特点使得在完成数据录入工作后,进一步提供有选择性的数据显示以及分级分类等一系列的简便操作,使得显示数据和出图变得非常容易,为城市规划现状图纸的绘制提供极大的便利。并且,凭借GIS提供的更准确的测算工具和大量空间分析模块,可以通过简单的数据输入操作即完成输出规划中涉及到的跟空间相关的量算或发展条件的分析等复杂的分析工作,大大减轻规划管理和设计的工作量,也提高规划工作的精确度与科学性。
GIS技术在城市规划工作中的作用与效能已为国外许多国家的实践所证实,GIS在中国规划行业的广泛应用也已成为不可逆转的趋势(周异等,2001)。因此,在高校城市规划教育中,有必要加强学生在GIS应用方面的训练,使高校培养的人才更能适应现代规划管理和规划设计需要。
当然,由于GIS应用的理论指导、方法依据都来自于各学科,其分析出来的结果解释也应回归各学科。GIS只是提供了一个更方便、更精确的技术处理手段,并不能代替理论本身。要做好GIS应用,必须加强专业知识的学习。在“城市规划设计”课程的教学中,强化GIS应用性的介绍和教学的同时,仍应该重视基础理论教学。
此外,GIS是一个新的工具,但不是唯一的工具,与传统的规划技术工具结合,往往能获得更好的效果,GIS也为这些各种工具的格式输入输出提供有容易的操作。因此,在城市规划专业教育中,对于传统技术手段,如CAD、photoshop的应用训练应继续保持,以有助于提高学生的综合能力。
参考文献:
[1]卢新海.“3S”技术在城市规划专业的应用与教学改革[J].测绘与空间地理信息,2006,(3):118-120.
[2]王成芳,黄铎.城市规划专业GIS课程的设置与教学实践研究[J].规划师,2007,(11):68-70.
[3]张瑞芳,刘祖文.城市规划专业GIS课程教学体系的构建[J].测绘与空间地理信息,2009,(1):32-33,50.
[4]赵红红,王成芳,阎瑾.将GIS和RS技术引入城市总体规划教学的尝试[J].规划师,2005,(4):65-67.
[5]周异,吴缚龙.英国GIS高等教育与城市规划实践[J].國外城市规划,2001,(3):13-15.
(责任编辑:苏宇嵬)
关键词:GIS;城市规划;教学改革
作者简介:李珽(1981-),男,广东澄海人,东莞理工学院城市学院城市与环境科学系,助教,理学硕士,主要研究方向:城市区域规划。(广东 东莞 523106)李珣馥(1980-),女,广东澄海人,广东外语艺术职业学院,讲师,教育学硕士,主要研究方向:职业教育。(广东 广州 510507)
GIS(Geographic Information System)即地理信息系统,是一种集合了对空间数据及其相关的属性数据采集、管理、显示、分析、模拟等多功能的新的技术平台。随着计算机与网络技术的迅速发展,数字化和信息化深入到日常工作与生活的方方面面,GIS技术的功能也愈显强大,其应用也越来越广泛。
城市规划是城市建设和管理的主要依据,随着社会经济的发展转型,城市规划受到了巨大的冲击,由原来主要解决空间形态的工程技术问题向一项全局性、综合性、战略性的工作转变,涉及面也扩展到物质空间、政治、经济、文化和社会生活等多个领域。学科的交叉性、空间的复杂性和政府科学决策的需要,都对城市规划的管理和设计手段提出了新的要求,因此,传统的规划管理手段已经不能满足城市发展的需要,为适应发展需要,必须综合利用城市空间信息。由于GIS的特点及其在空间数据处理方面具有特殊优势,可以为城市信息综合利用提供一个整合的平台,因此,开展以GIS技术为核心的城市规划信息系统的建设,借助GIS这一现代工具为规划决策和管理服务成为城市规划的新趋势。
城市规划教育旨在培养适应规划工作需要的合格人才,对应城市规划决策和管理发展的新要求,众多高校已开始意识到在城市规划专业教育中引入GIS应用教学的必要性,进行GIS与城市规划互相结合的教学模式研究已成为现代城市规划教学方法改革中一个重要的方向。本文在明确GIS与规划结合的必要性以及GIS优势的基础上,就GIS技术在城市规划中的应用及其教学的一些问题进行探讨,旨在探索当前新的社会经济发展时期和技术手段下城市规划教育方法和教学内容的改革。
一、规划编制中GIS手段与传统的技术手段的不同
城市规划编制的各阶段成果主要是图件、数据图表和文档资料三大类型。在我国,最常见的是各类型成果的编制采用各自的技术手段,即图件由AutoCAD和Photoshop等制图软件生成,数据及其图表由Microsoft Excel进行分析,文档则主要用Microsoft Word进行处理。这些传统的技术手段很有针对性,但是在资料管理方面是相对独立的,在处理数据和条件分析相关的图件时也不够方便。
不同于传统技术手段,GIS采用的是属性数据对应空间数据的管理方式,其中空间数据主要通过地块来显示,是图件部分;与空间相关的各类属性数据诸如人口规模、经济总量、设施名称等数值或文字信息,通过链接,在空间上也能把数据和图表反映出来,这样就可以将以往分别独立的几个部分很好的结合在一起。此外,GIS提供了强大的分析功能,也能极大减轻规划分析中的工作量。
二、将GIS与城市规划专业课程结合的教学改革探索
高校的城市规划专业教育一般分为课堂教学和实践教学两大部分,大多数情况下,课堂教学以教师讲授理论为主,在该部分内容教学过程中必须把新理论和新技术以学生能够接受的形式表达出来,使教学内容和教学手段具有新颖性、先进性,同时还应加强相应的方法性内容,以便在理论教学与实践应用之间建立起有机的联系。鉴于GIS这一新型的技术手段在城市规划中的作用越来越突出,已经深入到信息管理、现状分析、公共设施评价和土地评价与选址等几大方面,加强其应用教学也成为了培养高素质城市规划人才不可或缺的重要环节。因此,必须紧密联系GIS在城市规划设计与管理中的实践应用,探索研究GIS在城市规划教学和课程设计中的实际应用之路。
GIS在城市规划专业课程教学方面的结合主要可以从两大方面起作用:一是教学辅助,即将GIS作为新的教学手段引入到课程教学中,利用GIS软件对空间数据库的操作、简单查询和分析辅助等讲授特定教学内容的方法,达到辅助教学和提高理论教学效果的目标;二是教学内容方面的革新,主要是突出GIS的应用教学,培养运用GIS技术和研究方法进行城市规划管理和规划分析,以及提高规划方案科学性等方面的能力。
与此相关的课程,主要有“GIS”课程與“城市规划设计”课程,在教学中还必须注意保持”GIS”课程与“总体规划”、“详细规划”等课程的相互衔接,努力做到活学活用、理论联系实践,使学生能在城市规划实际项目中结合信息技术的应用综合考虑,适应信息时代发展的需要。
1.“GIS”课程的教学改革
我国传统的以适应物质规划需要的城市规划专业人才培养模式中,“GIS”课程以概述性内容介绍为主,缺乏方法和应用性方面的能力培养,已不能适应我国城市规划人才教育的需要。城市规划管理工作涉及大量与土地利用、道路选线、建设工程等有关的图形数据、文档与统计表格,通过GIS平台建立的空间数据库可以对空间现象和实体形成的完整描述,进行图形浏览与信息查询,大大提高城市规划管理的工作效率与规范性。因此,在教学实践中,对于城市规划专业的“GIS”课程教学,除了对GIS的基本知识、功能介绍外,应突出空间数据库的建立、管理,以及专题图制作等内容的学习上,通过实例教学让学生对GIS的应用有一个初步认识,并强化学生数据处理和数字城市规划方面技能的培养,为学生运用GIS进行城市规划管理与设计打下扎实基础。
2.“城市规划设计”课程的教学改革
“城市规划设计”课程诸如“总体规划”、“详细规划”等课程的教学主要采用案例教学与实践教学两种方式,GIS的辅助教学和应用教学可以贯穿到城市“总体规划”、“详细规划”等课程教学过程的各个阶段。
在“城市规划设计”课程的案例教学中,往往需要配合规划图纸和图形演示来进行规划原理和规划设计思想的讲解,GIS的显示、可视化功能改变了以往教学中信息表达单纯使用纸质图纸或静态电子图件所存在的交互性、动态性不足的状况,在增强信息可读性、易懂性的同时,也提高了学生学习的积极性。与此同时,以矢量数据为主的空间数据库可以任意缩放而不影响可视效果的特性以及GIS在空间数据、属性数据间互相对应的管理方式,让学生整体系统的认识的同时也能向学生精确地表达各个局部的信息,取代原先简单强硬的机械记忆的学习方式,以取得较好的教学效果。
“城市规划设计”课程的实践教学通常是按照规划编制的技术工作程序,让学生将城市规划理论应用到现状调研、规划分析、规划方案的制定等各个规划技术环节,并熟悉规划制定的流程,在实践教学过程中可以有意识地引入GIS的应用教学。
现状分析是编制规划的基础,这也是GIS在规划中应用得最多的一个方面,由于GIS具有可视化的功能,在对涉及同一空间对象的数量规模等基础资料进行系统化入库后即可用于一系列专题图纸的显示和出图,另外也可以利用GIS的模拟功能创建DEM数字高程模型,进而生成高程、坡度和坡向等与地形地貌相关的一系列图纸。在规划的现状调研阶段的教学中,可以以GIS为基础平台介绍规划调研中相关统计数据整理的方法和经验,对由各部门收集得到的地形、地貌、土地利用、行政管理、统计数据、建筑、权属等相关信息统一建立空间数据库,在随后的现状分析和规划用地方案设计及多方案比较阶段,可以结合GIS软件的上机训练,使学生学会在规划前期方案辅助分析中借助GIS软件分析来提高方案的科学性。
在编制规划方案和进行规划选址阶段的教学中,比如涉及到工业区位选择和产业布局时,可充分利用GIS的空间信息处理能力,采用“划分地理单元+因子加权”的方法,将规划区细分成若干个大小相等的地理单元,并分别对应有地形地貌、交通区位等一系列的属性数据,引导学生将影响产业布局的各因素进行综合处理,按照各产业对用地的不同要求对各属性选取不同的权重百分比,形成一个综合指标体系,进行因子加权运算,寻求产业布局的最佳方案,使学生不但掌握工业选址的主要理论知识,同时掌握实际选址的方法。再如,在公共设施规划中,利用GIS的空间分析功能,以服务设施为中心,按照服务半径自动产生一个服务区,获取区内相应的人口规模,然后以服务区总人口与设施规模的比值对照相应的设置规范,就可以找出需要新增设施的地区,为新建设施的选址提供参考,学生通过整个分析过程便可以更清楚地掌握相关的知识点。
三、结束语
GIS为具备同一空间属性的数据的系统化以及不同属性图层的叠加和处理提供了一个整合和管理平台,而城市规划恰恰是以空间事物为对象的工作和学科。GIS可视化与直观性的特点使得在完成数据录入工作后,进一步提供有选择性的数据显示以及分级分类等一系列的简便操作,使得显示数据和出图变得非常容易,为城市规划现状图纸的绘制提供极大的便利。并且,凭借GIS提供的更准确的测算工具和大量空间分析模块,可以通过简单的数据输入操作即完成输出规划中涉及到的跟空间相关的量算或发展条件的分析等复杂的分析工作,大大减轻规划管理和设计的工作量,也提高规划工作的精确度与科学性。
GIS技术在城市规划工作中的作用与效能已为国外许多国家的实践所证实,GIS在中国规划行业的广泛应用也已成为不可逆转的趋势(周异等,2001)。因此,在高校城市规划教育中,有必要加强学生在GIS应用方面的训练,使高校培养的人才更能适应现代规划管理和规划设计需要。
当然,由于GIS应用的理论指导、方法依据都来自于各学科,其分析出来的结果解释也应回归各学科。GIS只是提供了一个更方便、更精确的技术处理手段,并不能代替理论本身。要做好GIS应用,必须加强专业知识的学习。在“城市规划设计”课程的教学中,强化GIS应用性的介绍和教学的同时,仍应该重视基础理论教学。
此外,GIS是一个新的工具,但不是唯一的工具,与传统的规划技术工具结合,往往能获得更好的效果,GIS也为这些各种工具的格式输入输出提供有容易的操作。因此,在城市规划专业教育中,对于传统技术手段,如CAD、photoshop的应用训练应继续保持,以有助于提高学生的综合能力。
参考文献:
[1]卢新海.“3S”技术在城市规划专业的应用与教学改革[J].测绘与空间地理信息,2006,(3):118-120.
[2]王成芳,黄铎.城市规划专业GIS课程的设置与教学实践研究[J].规划师,2007,(11):68-70.
[3]张瑞芳,刘祖文.城市规划专业GIS课程教学体系的构建[J].测绘与空间地理信息,2009,(1):32-33,50.
[4]赵红红,王成芳,阎瑾.将GIS和RS技术引入城市总体规划教学的尝试[J].规划师,2005,(4):65-67.
[5]周异,吴缚龙.英国GIS高等教育与城市规划实践[J].國外城市规划,2001,(3):13-15.
(责任编辑:苏宇嵬)