本文摘要：空間分析作為GIS中的核心技術方法，不僅能用于城市土地分區(qū)功能規(guī)劃、城市人口數(shù)量控制與預測、城市發(fā)展結構預測與分析、城市經(jīng)濟結構建模與預測、城市交通構架與評價、城市資源利用與合理分配等諸多方面，而且對于自然與城市結構演變、城市中環(huán)境發(fā)展趨勢和
空間分析作為GIS中的核心技術方法，不僅能用于城市土地分區(qū)功能規(guī)劃、城市人口數(shù)量控制與預測、城市發(fā)展結構預測與分析、城市經(jīng)濟結構建模與預測、城市交通構架與評價、城市資源利用與合理分配等諸多方面，而且對于自然與城市結構演變、城市中環(huán)境發(fā)展趨勢和城市基礎設施建設與配置以及城市中物質、能量和信息的交換具有高效、準確、合理的預測與決策支持作用。
《城市規(guī)劃通訊》關注城市規(guī)劃、研究城市規(guī)劃、為城市規(guī)劃的發(fā)展提供經(jīng)驗交流和理論支持各類優(yōu)秀規(guī)劃設計實例，是規(guī)劃設計人員的最佳助手;規(guī)劃研究：城市規(guī)劃理論研究欄目，涉及城市規(guī)劃學科不同領域，尤其歡迎各類基金研究項目的成果。城鎮(zhèn)化、土地利用、城市交通、小城鎮(zhèn)、歷史文化保護、國外規(guī)劃研究、市長之聲、觀點引介、研究綜述、規(guī)劃書市。
摘 要：GIS的發(fā)展引領著空間分析也在迅速的走向成熟，因為空間分析作為GIS的核心技術，同時也是區(qū)別于其它信息系統(tǒng)的主要特征，能夠根據(jù)地理對象的位置和形態(tài)特征等采用相關分析模型對其進行綜合性的分析、預測乃至決策和支持。本文針對空間分析在城市發(fā)展建設中的作用以及具體內(nèi)容進行了探討研究。
關鍵詞：GIS，空間分析，城市規(guī)劃
空間分析是對分析空間數(shù)據(jù)有關技術的統(tǒng)稱。根據(jù)作用的數(shù)據(jù)性質不同，可以分為基于空間圖形數(shù)據(jù)的分析運算和基于非空間屬性的數(shù)據(jù)運算以及空間和非空間數(shù)據(jù)的聯(lián)合運算。空間分析賴以進行的基礎是地理空間數(shù)據(jù)庫，其運用的手段包括各種幾何的邏輯運算、數(shù)理統(tǒng)計分析，代數(shù)運算等數(shù)學手段，最終的目的是解決人們所涉及到地理空間的實際問題，提取和傳輸?shù)乩砜臻g信息，特別是隱含信息，以輔助決策�？臻g分析在GIS應用中起著非常重要的作用，如空間查詢與量算、緩沖區(qū)分析、跌至分析、路徑分析和空間插值以及統(tǒng)計分類分析等。本文則主要介紹了空間分析與地理信息系統(tǒng)的關系及其在城市規(guī)劃中的應用思想。
1.空間分析與地理信息系統(tǒng)
空間分析就是利用計算機對數(shù)字地圖進行分析，從而獲取和傳輸空間信息。由于空間分析對空間信息(特別是隱含信息)所具有的提取和傳輸功能它已經(jīng)成為地理信息系統(tǒng)區(qū)別于一般信息系統(tǒng)的主要功能特征，也成為評價一個地理信息系統(tǒng)功能的主要指標之一�？臻g分析是基于地理對象的位置和形態(tài)特征的數(shù)據(jù)分析技術，是各類綜合性地學分析模型的基礎，為人們建立復雜的空間應用模型提供了基本工具。因此，空間分析與應用模型的關系是“零件”與“機器”的關系，不從概念上明確這一點，就無法在一個適當?shù)木C合程度上研究空間分析的體系，也就無法改進GIS系統(tǒng)功能的設計。但是長期以來，空間分析的各種模型和方法沒有形成一個統(tǒng)一的體系結構，甚至對空間分析的基本內(nèi)容也沒有形成普遍認同的界定，這一狀況對空間分析的理論和方法的擴展，對空間分析與GIS集成都是不利的。
在GIS發(fā)展早期階段，由于人們的注意力多集中在空間數(shù)據(jù)結構和計算機制圖方面，因而空間分析尚未受到重視。但是今天，對GIS空間數(shù)據(jù)結構的研究已經(jīng)相對成熟，計算機制圖也達到了相當高的實用水平，實用的GIS軟件以及實際的GIS系統(tǒng)已有許多成功的實例，因此空間分析又慢慢成為人們關注的焦點。相對于GIS的其它分支領域，空間分析的研究是相對落后的，這已經(jīng)引起GIS理論界的高度重視。
對于GIS中的空間分析目前還沒有明確的、統(tǒng)一的定義。Robert Haining給出以下定義：空間分析是基于地理對象布局的地理數(shù)據(jù)分析技術;郭仁忠等給出的定義是：空間分析是基于地理對象的位置和形態(tài)特征的空間數(shù)據(jù)分析技術，其目的在于提取和傳輸空間信息。但“空間分析是GIS的主要特征，有無空間分析功能，這也是GIS與其它系統(tǒng)區(qū)別的標志”這一點已被廣大學者和專家所認可。
2.城市規(guī)劃中空間分析的意義
一般來說，地理信息系統(tǒng)首先是在城市規(guī)劃和管理中得以發(fā)展和應用的。城市規(guī)劃中的GIS空間分析主要是指利用GIS的統(tǒng)計分類分析和制圖功能，對城市規(guī)劃中含有空間信息(位置、形狀和分布等)的數(shù)據(jù)項進行統(tǒng)計、分類、比例計算，并形成報表，同時繪制出相應圖件的分析過程。在可能的條件下，利用多媒體技術形象和動態(tài)的反應地表實況，如將遙感圖像、地面攝影像片錄像片等均存入GIS內(nèi)，規(guī)劃人員要了解規(guī)劃區(qū)域現(xiàn)狀時，GIS除顯示統(tǒng)計數(shù)據(jù)、空間分布外，還顯示這些地面情況，幫助規(guī)劃人員身臨其境地掌握現(xiàn)狀資料。
作為地理信息系統(tǒng)核心功能的空間分析方法，在城市規(guī)劃領域具有廣闊的應用前景。城市規(guī)劃空間分析的實踐意義在于：分析和研究城市空間實體的現(xiàn)狀以及預測其發(fā)展前景，并以此作為編制城市規(guī)劃、指導城市建設的依據(jù)�？臻g分析技術方法的應用，提高了城市規(guī)劃處理各類規(guī)劃基礎數(shù)據(jù)的能力，提高了對未來城市發(fā)展的預測、模擬和優(yōu)化能力，使規(guī)劃能夠在理性的綜合分析基礎上做出科學判斷與決策。
城市空間作為一個特殊的空間系統(tǒng)，是政治、經(jīng)濟、社會、環(huán)境等共同作用的結果，有其獨特的空間演變機制。通常，在充分分析城市空間基礎數(shù)據(jù)，包括空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)的基礎上，發(fā)現(xiàn)空間演變的規(guī)律，為城市規(guī)劃奠定分析基礎，使城市規(guī)劃成果有據(jù)可依，然而基礎規(guī)劃數(shù)據(jù)分析一直是城市規(guī)劃工作中的薄弱環(huán)節(jié)，成為城市規(guī)劃學科發(fā)展的一個技術瓶頸。
在城市規(guī)劃領域，主要從感性的角度來分析基礎數(shù)據(jù)，通過抓住主要矛盾來解決城市發(fā)展問題。這種方法，不僅速度慢、效率低，而且主觀隨意性大，因此無法做出科學的分析和決策，在分析問題的深度和廣度方面，都存在著嚴重的不足，既影響了規(guī)劃的科學性，也不能適應現(xiàn)代城市迅速發(fā)展的需要。
空間分析技術方法的應用，為城市規(guī)劃空間研究提供了新的技術手段。在數(shù)據(jù)的分析處理方面，基于GIS的空間分析技術，首先能夠管理海量空間數(shù)據(jù)，存儲、檢索、查詢城市規(guī)劃相關信息，安全可靠且現(xiàn)實性強;其次可以對空間數(shù)據(jù)進行綜合性分析處理，獲得對規(guī)劃所需要的有用信息;同時還能將分析所得的結果用可視化方法進行表達，易于規(guī)劃人員理解和進一步加以利用。
在空間分析研究的深度方面，由于空間分析方法實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的一體化處理，因此，能夠透過城市空間現(xiàn)象的表面，對深層次的空間關系進行研究分析。在把握城市空間演變機制的基礎上，預測模擬城市的未來發(fā)展趨勢，優(yōu)化調(diào)整城市空間格局，從而改變以往城市規(guī)劃停留于城市空間問題的表象、就事論事、缺乏預見能力的空間分析研究方法，使規(guī)劃具有更強的深度和說服力，也能更好的面向未來。
3.城市規(guī)劃中空間分析的內(nèi)容
地理信息系統(tǒng)應用于城市規(guī)劃領域的目的是提供決策支持，其中的GIS空間分析是一種提供可靠決策信息的有效手段。通過城市規(guī)劃空間分析，可以揭示城市空間相互作用關系，如城市土地空間演變、城市結構以及空間演變、人口與用地之間的關系，自然條件與城市結構的關系，城市持續(xù)發(fā)展中物質、能量和信息流動的空間規(guī)律等。在實際應用中，城市規(guī)劃空間分析通常有五種主要類型：
第一：比較分析。
主要分析城市規(guī)劃要素的時間序列與空間序列的變化。通過比較分析，發(fā)現(xiàn)要素在不同時期的數(shù)量變化、空間分布的模式及其演變。為規(guī)劃人員提供更加詳細的規(guī)劃信息以供決策，并把握城市空間發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律以及未來的時空演變趨勢。
第二：統(tǒng)計分析。
主要是對城市規(guī)劃要素的非空間信息的分析。運用回歸分析、相關分析和主成分分析等方法，確定數(shù)據(jù)庫屬性之間存在的函數(shù)關系或相關關系，應用于城市規(guī)劃中的單因素不同狀況統(tǒng)計、多因素交叉統(tǒng)計和頻率統(tǒng)計等運算。
第三：預測分析。
根據(jù)城市發(fā)展的時空演變規(guī)律，使用各類預測模型，預測一定時期內(nèi)人口規(guī)模、城市土地利用、城市災害、區(qū)域增長等的發(fā)展變化趨勢以及空間演變過程。在預測分析的基礎上，可以制定正確的預測措施來引導城市結構要素在空間上的合理布局和組合。
第四：優(yōu)化分析。
制定合理的城市規(guī)劃涉及社會、經(jīng)濟、政治、環(huán)境等諸多要素，優(yōu)化分析就是通過對大量規(guī)劃數(shù)據(jù)的綜合與概括，在多因素綜合影響的條件下，在多種規(guī)劃方案中選擇最優(yōu)的規(guī)劃方案或發(fā)展目標。城市土地利用功能區(qū)劃、城市功能區(qū)劃、規(guī)劃方案評價、環(huán)境質量評價等問題都可以進行優(yōu)化分析。
第五：規(guī)劃模擬。
它是以可視化方法模擬規(guī)劃方案的實施過程，通過擴展分析和指標統(tǒng)計等方法，從模擬的結果中直觀地了解規(guī)劃方案實施以后的城市狀況、經(jīng)濟發(fā)展水平及其空間機構與形態(tài)。
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