高质量发展背景下，应对绿色低碳和精细化管理需求的地理信息系统平台建设研究

高质量发展背景下，应对绿色低碳和精细化管理需求的地理信息系统平台建设研究

郭唐英

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摘要：随着“高质量发展”、“双碳目标”和“精细化管理”等一系列国家战略和发展要求的提出，城市的规划和管理工作面临新挑战，地理信息系统作为其重要的支撑平台，有必要应对新发展要求进一步完善提升。本文将基于地理信息系统的技术特点与优势，结合其在城市规划管理中的应用现状，对其面向绿色低碳化、精细化发展要求的优化完善措施进行探索和研究，强化地理信息系统平台在城市规划和管理中的支撑性，推动城市高质量转型发展。

关键词：地理信息系统；城市精细化管理；绿色低碳转型发展

引言：

地理信息系统作为一种地理空间信息管理和分析工具，已在城市规划和管理领域得到广泛应用，为其提供全面、可靠的数据和技术支持，是当前重要的城市服务平台。面对新时期的绿色低碳化发展和城市精细化管理要求，研究探讨城市地理信息系统平台的优化完善措施、将地理信息系统更好地与城市规划管理新需求相结合具有重要意义，是助力城市低碳化、精细化和智慧化高质量转型发展的关键抓手。

一、地理信息系统的技术特点与优势

地理信息系统（Geographic Information System,GIS）是20世纪60年代发展起来的一种地理空间信息管理和分析工具，最早由加拿大测量学家R.F.Tomlinson提出并建立，是用于存储和管理自然资源信息的数据库，并以此为基础开始国家土地利用管理计划。随着计算机硬件和软件技术的迅猛发展，遥感技术、计算机图形图像处理技术日趋成熟，地理信息系统逐渐发展成为集地理空间数据采集、存储、管理、分析和展示功能于一体的综合空间信息系统。具体来看，主要有以下三大方面的技术特点和优势：

1. 庞大的空间数据存储管理功能。地理信息系统支持多种数据类型，包括由点、线、面和属性信息组成的shp和dwg/dxf等矢量数据，以及由像素、网格组成的tiff、img/jpg/png和bmp等栅格数据，并通过空间分区、专题分层等方法实现大型空间数据与属性数据的集成存储与有效管理。
2. 高效的空间数据分析处理功能。基于计算机强大的算法算力，地理信息系统可以快速高效地对海量空间数据进行分析处理，除了常规的相交、裁剪、合并等这类空间拓扑叠加分析外，还具有空间模型分析功能，如数字地形高程模型、网络分析模型、空间分布模型及预测评价模型等。
3. 可视化的空间数据表达输出功能。利用计算机图形图像处理技术，将抽象的空间数据转化为具象的图表、图形或图像，呈现二维或三维的可视化效果，提供更好地人机交互接口，便于直观快速的了解数据信息。

二、地理信息系统在城市规划和管理中的应用现状

地理信息系统作为空间技术和信息技术结合的产物，在城市规划管理中的应用越来越广泛，也日趋重要。依托其“信息管理、数据查询、空间分析”等功能，借助其可视化表达的优势，为城市规划和管理提供可靠、全面、直观的信息支撑。当前，地理信息系统在城市规划和管理中的应用主要包括以下四个方面：

1.城市规划数据的整合与查询：以统一的地理空间框架为基础，将不同类别、不同层级的城市规划成果数据进行整合处理，形成“一张图”系统平台，并提供查询、统计和动态更新等功能，让城市规划数据更加全面、精确，为规划者和决策者提供科学的参考依据。例如，深圳的“多规合一”信息平台自2018年上线运行以来，为全市的规划管理、项目审批工作提供重要支撑，服务成效显著。

2.空间资源环境的分析与评价：当前，地理信息系统重点应用于国土空间的“双评价”分析，借助地理信息系统对地形、地质、水文、林地等海量空间资源数据的快速分析功能，对区域内的资源环境承载能力和国土空间开发适宜性进行综合分析评价，作为城市规划的前提和基础。

3.社会经济发展的统计与分析：将城市人口分布、经济产业、就业情况等空间大数据进行统计和图示化分析，形成人口、产业等发展热力图，直观地反映出区域内社会经济发展状况，指导城市规划建设。

4.三维可视化城市空间模拟：依托地理信息系统，结合BIM和CIM技术，对城市空间进行三维可视化模拟打造“数字孪生城市”是当前各大城市提升管理治理能力的重点举措。例如，深圳市于2020年启用了可视化城市空间数字平台，其中，一期构建了约190平方公里的集地上地下、室内室外于一体的城市空间数字底板，作为管理和监测城市的重要平台来探索超大型城市科学化、精细化、智能化治理的新路径。

三、面向绿色低碳发展要求的城市精细化管理新需求

自2017年习近平总书记指示强调“城市管理要像绣花一样精细”后，提升城市精细化管理水平已成为当前各大城市的重点工作，地理信息系统的作用也日益凸显，成为规划、交通和市政等不同领域管理部门的重要工具抓手，推动城市从传统土地空间管理到运行效能管理的高质量发展转型。

与此同时，面对日益严峻的气候危机全球范围内已形成“碳中和”共识，我国也率先提出了“30·60 碳达峰碳中和”目标，绿色低碳化发展已成为重要的国家战略和时代命题。在“双碳”的“1+N”国家顶层设计框架中，推进城乡建设绿色低碳发展是其重点行动领域，城市精细化管理应该重点落实绿色低碳发展要求，将绿色低碳发展指标也应该纳入监测监督和管理体系。

四、城市精细化管理地理信息系统平台的相关完善建议

（1）完善绿色低碳发展指标监测与分析功能

评估绿色低碳发展水平的两个重要指标即碳源（碳排放）和碳汇（碳吸收），在全球的碳排放中城市贡献了其中约70%，因此，做好城市碳排放监测和管理、建立碳汇数据库对落实“双碳”目标具有重要意义。

一方面，可以通过对城市内各用户能源使用情况的监测，核算统计“企业碳足迹”、“家庭碳足迹”等，以此为基础建立用户碳排放数据库，加强对园区企业和小区住户等主要用户的碳排放监测、管理与动态反馈，推动工业节能减排、加快普及绿色低碳生活方式。

另一方面，结合遥感技术、激光雷达三维成像技术，建立森林、草地和海洋等生态系统数据库，通过对不同类别生态系统的碳排放与碳吸收的计算和监测，进而构建生态系统碳汇数据库。当前，美国的全球生态系统动态调查(GEDI)系统已经在这方面有所成就，通过监测全球森林的覆盖情况，绘制森林碳通量图，直观的表达全球不同年份、不同地区的森林碳汇能力。

（2）加大系统平台的整合力度，拓展基础数据库

进一步整合不同领域的城市规划和管理部门的地理信息系统平台，建立汇集城市用地、交通、市政、教育、医疗等多领域的基础数据库，加强现状基础、规划成果和政策法规等有效关联，实现信息集成共享、项目查询跟踪和协同管理，形成从规划编制、规划审批到规划实施监督全生命周期的管理闭环。

此外，除了传统的土地管理，更要注重空间管理。依托城市空间三维可视化模拟平台，通过建筑普查梳理统计商业办公、工业厂房和住宅等空间使用情况、建立城市建筑空间数据库，并强化规划层面的有效引导、科学匹配发展空间，对解决当前大城市空置率高的发展问题、做实城市精细化规划管理工作具有重要意义。

（3）扩大平台的开放功能，提升城市规划管理的公众参与度

公众参与是城市精细化管理的重要环节和抓手，新加坡作为现代化城市治理的典范，公众参与是其重要的治理之道。除了制度化机制保障外，开放共享的城市规划平台也是其提升公众参与水平的重要支撑，新加坡URA（市区重建局）网站通过交互式地图将国家每一寸土地的规划计划、设计方案、规划决策等信息展示传达给公众，推动市民积极参与城市规划建设。

随着我国“以人民为中心”的“人民城市”重要理念的提出与深入实践，公众参与已成为城市精细化管理的基石与关键。扩大城市规划管理信息平台的开放功能，将城市规划计划、决策等信息有效传达给公众，并通过可视化表达和交互式地图让公众更直观快速地了解城市规划，有助于提升城市规划管理中的公众参与度，加快达成发展合作与共识、共建共治美好宜居家园，将城市精细化管理工作做深入、做扎实。

结语：

地理信息系统是落实绿色低碳和精细化管理发展要求、推动城市高质量发展的重要工具和抓手。基于地理信息系统的技术特点与优势及其在城市规划和管理中的应用现状，面向新时期的发展需求，从绿色低碳发展指标监测分析、进一步拓展基础数据库及扩大开放功能等方面切入，对城市地理信息系统平台的建设提出相关完善建议，希望为当前的城市规划管理工作及城市地理信息系统平台建设提供一定参考。

参考文献：

• [1]吴玲.地理信息系统集成平台框架结构研究吴玲.建筑设计及理论,2017-12.
• [2]吕洁荣.浅析数字城市地理信息系统集成.建筑技术科学,2015-03.
• [3]林晓.数字城市地理信息系统集成研究林晓.建筑设计及理论,2017-12.