城市规划中的GIS应用，远比你想象的强大！

说到GIS在城市规划的应用，可能很多人都会用GIS做地形、坡度、坡向的分析，为后期规划设计提供基础和参考。但是，如果你还只会用GIS作地形、坡度、坡向分析的话，那你就太OUT了！

其实GIS远比你想象的强大！

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没有高程信息，自己做高程信息

有时候做方案，想做更大范围的地形分析，却苦于我们手头上只有规划范围内的CAD，有时CAD高程信息不全，更有甚者连CAD都没有，只有纸质版的资料。这时候你是准备问甲方要资料呢？还是准备把纸质版的资料扫描成图片自己描？

其实网上获取带有高程信息的数据有很多种，这里以地理空间数据云下载DEM文件为例，进行说明。

1.需要准备的软件

ArcGIS10.2，AutoCAD

2.高程数据获取

注册登录后，选择“高级检索”，可以检索所需地区的DEM文件，之后点击“数据集”可以选择不同精度的数据。一般选择30M精度的，之后下载即可。

地理空间数据云里提供了行政区、经纬度、行列号等多种类型的搜索模式。我们可以从行政区中搜索我们需要找的地区的DEM文件。行政区搜索的精度到县，可以下载全县域的DEM。如果你有下载范围的经纬度号，可以输入经纬度下载。如果需要镇、村一级的DEM数据，下载县域DEM文件后用GIS中的掩膜工具剪裁所需的范围即可。

3.剔除错误数据

下载的数据解压后，将.IMG或.TIF格式的数据加载到GIS中。因为下载的数据可能存在错误点，导致后期数据分析存在错误，因此需要剔除错误数据。

①选择“spatial analyst—地图代数—栅格计算器”。

②设置DEM数据为0。

③选择“spatial analyst—重分类”，勾选“change missing values to NoData”。

④选择“spatial analyst—地图代数—栅格计算器”，用第3步生产的数据乘以原始数据，确定即可。

此时生成的数据就是正确的。之后用来做高程、坡度、坡向分析就可以了。

4.生成等高线，导入CAD

如果想将DEM数据转化为等高线，为后期利用CAD设计方案做基础，还可以利用DEM数据生成等高线。

①选择“spatial analyst—表面分析—等值线”输入等值线的距离即可。此时生成的等值线，在CAD中无法识别高程值，不可直接导出至CAD，需要添加高程值。

②在刚刚生成的数据图层，点击右键，选择“属性-添加字段”，命名为elevation。

③在新建的elevation字段右键，选择“字段计算器”，输入elevation = contour。（注：转化为CAD可识别的高程值。）

④在刚刚操作的图层右键，选择“导出至CAD”，选择CAD相应的版本即可。

此时，打开刚刚导出的CAD文件就生成了带高程值的等高线了。

注：因为网上下载的数据精度有限，最大精度为30M，因此等值线的距离小于30，会存在一定误差。

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巧用插件，用GIS帮你建模

在方案初期，简单的体块模型是帮助我们推敲空间关系的重要手段，传统的Sketchup可以帮助我们实现这一目的。但是当你遇到复杂地形、庞大的地块，高密度的建筑，想想自己还得封闭一个一个的等高线，闭合一栋一栋的建筑平面，拉起一个一个的体块，还担心Sketchup可能随时崩溃，是否觉得人生已无可恋？

而GIS利用其空间分析的强大属性，就能快速生成地形和建筑体块，通过插件的应用，便可以使模型导入Sketchup。

1.需要用到的软件

AutoCAD，湘源控规6.0，ArcGIS10.2，arcscense10.2，arcgis for sketchup 6(beta)或FME

2.需要准备的数据

带高程信息的高程点或等高线

由多段线组成的完全闭合的建筑平面轮廓线

3.具体流程

①转化高程信息

利用湘源控规中的“字转高程”将原有的高程点转化为GIS可识别的“DX-离散点”，并将新图层的信息另存到新的CAD文件中，命名为“高程地形”。

②创建地形模型

在ArcGIS中打开新CAD文件，利用“3D analyst”—“数据管理”—“TIN”—“创建TIN”工具生成TIN模型。(注：在“创建TIN”对话框中，高度字段选择Shape Z)

在新建好的TIN模型中调整调其属性，为地形选取合适的颜色并保存。

在arcscense中，添加刚刚生成的TIN模型，地形模型生成完毕。

③处理建筑信息

在CAD中，只保留所需的建筑轮廓线及层高数字，剔除其他无关信息，且保证层高数字位于建筑轮廓线内部，两个信息分别位于两个图层。

④创建建筑模型

在ArcGIS中添加CAD文件中的面要素（Polygon）和注释（Annotaion）（注：annotation要素属性中的text属性记录的就是建筑层数）。

为面要素赋予层数。右键点击polygon图层，选择“连接和关联”中的链接，弹出“连接数据”对话框。在“要将哪些内容连接到该图层”选择“另一基于空间位置的图层”；在“选择要连接到次图层的图层”中选择注释图层即“annotation”；勾选“每个面都将被指定与其边界最接近的点的所有属性……” （注：此时就是基于空间关系，将层数与面连接），输出命名为“建筑”，确定即可。此时生成的“建筑”图层中每一栋建筑都拥有层数属性。

⑤生成三维模型

打开arcscene，将TIN模型和带有层数的“建筑”图层加载进去。

在“建筑”图层右键，选择“属性”，切换到“基本高度”选项卡中，勾选“浮动在自定义表面上”，并选择“没有基于要素的高度”（注：使建筑浮动到TIN模型的表面上）。

切换到“拉伸”选项卡，勾选“拉伸图层中的要素”，点击“拉伸值或表达式”栏的计算器按钮，弹出“表达式构建器”对话框，构建“【text】*3”的表达式（注：3是普通建筑一层的层高，可根据不同建筑设置不同的层高），确定即可。

这时在GIS里就有了在地形上的建筑模型。

⑥将模型转换到sketchup中

由于GIS自带的“多面体转collada”工具会把每一个建筑体块转化成一个单独的“dae”文化，但是当地块面积大、涉及建筑数量众多时，GIS的建筑模型直接导入到sketchup就太过于复杂。因此，就需要借助其他插件来帮助。

FME或者arcgis for sketchup这两个插件都可以实现这一转换。下面以FME为例进行说明。

在arcscene中，右键“建筑”图层中的“属性”，在“基本高度”选项卡中选择“没有从表面获取的高程值”。在“3D analyst ”-“转换”-“3D图层转要素类”，在弹出的对话框中“输入要素图层”选择“建筑”，确定输出位置，命名为“建筑转要素”，确定后，新生产的“建筑转要素”图层生成。从表面看，该图层与“建筑”图层相同，但数据储存的类型已经不同。

⑦打开FME，新建一个工作空间，添加“读模块” ，将刚才的“建筑转要素”文件夹添加进工作站，选择“合并单个要素”，时所有建筑合并成一个组件；

在添加“写模块”中搜索dea，找到collada工具，完成目标数据添加。

之后将“读模块”与“写模块”连接起来，点击开始，完成后得到一个建筑的dea文件，此时，打开sketchup，“文件”-“导入”-“dea格式文件”，找到刚才的文件，模型就生成了。

结语

ArcGIS除了与CAD、sketchup的使用有联系之外，在规划领域，还需要层次分析法与ArcGIS配合完成不同了类型数据对某一地区的综合影响，这时就需要yaahp与ArcGIS的配合使用。除此之外，这两年用的特别多的大数据分析，也是通过数据抓取软件（如：火车头等）获取所需的数据，再导入到ArcGIS中，实现空间落位，再进行规划方面的数据分析。

ArcGIS在城市规划中的应用，为规划提供了一个更为科学严谨的分析过程，但我们也应该清楚的认识ArcGIS本身的局部性和阶段性，其终究是规划分析的一部分。再多的数据、再新的软件，在城市规划中也是起到辅助作用。理性的规划思维固然重要，但我们更不能忽略城市规划的人文关怀。如何平衡城市规划中的理性数据与感性感知，我们要走的路还很长……

来源：北斗城乡规划

作者：李欣格

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