GIS 技术在城市轨道交通线站位规划中的应用

邓 敏, 邓万霞

（深圳市城市规划设计研究院有限公司，广东深圳 518031）

0 引言

随着城市交通拥堵问题的日益突出，构建及完善以轨道交通为骨干的公共交通体系已成为目前大中城市应对交通问题的首选。截至 2017 年 4 月，我国城市轨道交通运营总里程约 3 801 km，通车城市达到 28 个，通车线路共 115 条，车站 2 500 余座。在城市轨道交通的规划建设中，线站位方案的合理性至关重要，它的制定是一个复杂的多目标决策过程，涉及大量的信息分析，而地理信息系统（GIS）技术具有强大的信息管理与空间分析功能，将GIS 技术充分利用到城市轨道交通线站位方案制定中，对线站位方案的决策具有积极作用。

1 城市轨道交通线站位规划主要影响因素

城市轨道交通线站位规划应从土地利用、站点覆盖规模、轨道线路技术要求、工程与施工要求以及自然与景观要求等方面进行评价与优化[1]。

（1）土地利用。城市轨道交通线站位规划必须和城市总体发展格局紧密结合，并促进城市土地的合理利用。根据相关经验，居住、商业、劳动密集型工业以及旅游等用地是轨道交通沿线最适宜的土地利用方式；对需要避免人流、物流的土地用途，如生态保护区、污染区和军事据点等，则为城轨沿线不适宜的土地利用类别。站点位置选择及车站周边用地规划调整应尽量减少车站腹地内不适宜的土地利用类别比例，同时应尽量选择腹地内土地开发潜力大的点位为车站站址，以实现长远的社会经济效益。

（2）站点覆盖规模。城市轨道交通车站周边居住及就业规模对轨道运力尤为重要，线站位优化调整时，应实现站点腹地覆盖最优化。

（3）轨道线路技术要求。轨道线位和站位的选择必须满足轨道线路的功能等级、线形技术标准以及运营组织等方面的要求，同时应考虑前后相邻轨道车站之间的距离。

（4）工程与施工要求。主要分析轨道线路对大型交通市政工程设施的干扰、可能涉及的建筑征收与拆迁、轨道施工的技术水平、轨道线路施工时的交通疏解难易程度、轨道线路投资规模的控制等因素对轨道线站位的影响。

（5）自然与景观要求。主要分析沿线地形、地貌、地质（包括河流、山脉等）以及环境景观等因素对轨道交通线站位的影响[2]。

2 GIS 技术在城市轨道交通线站位规划中的适用性

GIS 技术是在计算机软件和硬件的支持下，运用系统工程和信息科学理论，科学分析和管理有空间内涵的地理数据，提供规划、管理、决策和研究所需要信息的技术系统。它主要包含数据采集、输入、编辑、存储等功能，空间分析功能，专题制图和数据可视化功能这 3 大功能[3]。其中最重要的是空间分析功能，该功能将需要研究的数据和反映地理位置的图形进行有效结合，从而根据应用需要进行信息的空间分析处理，包括数字地形模型分析、空间特征几何分析、网络分析、影像分析和地理变量的多元分析等。它使决策者处在一个可视化的环境中，本质上是一种空间可视化的辅助决策系统[4]，如图 1 所示。

在城市轨道交通线站位方案的分析与制定过程中，涉及到大量地形资料、建筑资料、土地利用资料、人口岗位资料、卫星影像资料、市政交通资料等基础资料[5]，并需要选取一定空间内的相关数据进行处理分析，以判断线站位方案的优劣。虽然通过传统的计算机辅助设计软件（CAD）也能反映地形资料、建筑资料、土地利用资料、市政交通资料，但无法直接进行统计分析，而将数据与空间位置进行结合的统计分析正是 GIS 的优势。在前文列举的城市轨道交通线站位方案最主要的影响因素里，土地利用中的用地性质、建筑情况、地籍权属、潜力地块判别等因素，站点覆盖中的人口、岗位、建筑面积等因素，工程与实施中的建筑征拆量、与大型交通市政设施协调等因素，均较适合用 GIS 进行分析研究，如表 1 所示。

3 GIS 技术应用案例分析

以深圳市规划 M 线延伸线其中一段的线站位方案研究为例，共提出 2 个比选方案，如图 2 所示。

3.1 GIS 平台的构建

将现状地形资料、卫星影像资料、建筑资料、现状及规划土地利用资料、道路交通资料等导入 GIS，做好分析准备工作，如图 3 所示。

3.2 线站位方案比选

图1 GIS 主要功能示意图

表1 GIS 技术在城市轨道交通线站位规划中的适用性

由于轨道交通 M 线全线为地下敷设方式，2 个方案沿南北 2条相距不远的道路布设，地质条件类似，故在方案分析比选时不考虑自然与景观因素。同时，区域无埋深较深的重大管线设施需要协调。2 个比选方案将重点从土地利用协调、站点覆盖规模、线路技术标准、建筑拆迁等方面进行分析比选，除线路技术标准外，均可很好地利用 GIS 技术进行分析。

图2 轨道交通 M 线某段线站位比选方案

图3 GIS 平台搭建示意图

3.2.1 轨道沿线土地利用分析

方案 1 沿线以居住用地为主，涵盖部分公共管理与服务设施用地及工业用地；方案 2 沿线仍以居住用地为主，涵盖部分商业用地、工业用地及少量公共管理与服务设施用地。两者沿线均为适宜的土地利用性质。方案 1 共涉及 7 处规划地块需进行用地协调控制，方案 2 共涉及 5 处规划地块需进行用地协调控制，如图 4、图 5 所示。

图4 方案 1 沿线土地利用规划示意图

图5 方案 2 沿线土地利用规划示意图

3.2.2 轨道站点覆盖分析

方案 1 现状覆盖总建筑规模 574.7 万m2，相对既有轨道站点新增覆盖建筑规模 163.2万m2；根据片区规划开发强度统计，线路站点覆盖规划总建筑规模 892.1 万m2，相对既有轨道站点新增覆盖 238.8 万m2。方案 2 线路现状覆盖总建筑规模 639.7 万m2，相对既有轨道站点新增覆盖建筑规模 85.1 万m2；根据片区规划开发强度统计，线路站点覆盖规划总建筑规模 922.7 万m2，相对既有轨道站点新增覆盖 140.1 万m2。

3.2.3 轨道沿线建筑征拆分析

方案 1 下穿 8 处建筑，建筑面积约2.6 万m2；方案 2下穿 68 处建筑，主要为某旧村建筑（待旧改），下穿建筑面积约 11.9 万m2，故方案 2 需与相关片区旧改协调，如图 6、图 7 所示。

3.3 方案比选结果

通过利用 GIS 对轨道沿线土地利用、站点覆盖、建筑征拆量等量化分析，结合线路技术标准因素等，对 2个方案进行比较，在其他因素大体相当的情况下，方案1 站点新增的覆盖规模更优，建筑征拆量更少，故推荐方案 1，如表 2 所示。

图6 方案 1 下穿建筑 GIS 示意图

图7 方案 2 下穿建筑 GIS 示意图

表2 城市轨道交通M线线站位方案对比

4 结语

城市的快速扩张与高速发展决定需要大容量的轨道交通，解决城市日益严峻的交通出行问题，而城市轨道交通线站位方案的规划一方面与城市土地利用规划、城市发展重心、城市交通发展方向等密切相关，另一方面也受各种因素制约，在城市轨道交通选线过程中适宜地结合 GIS 技术，可有效解决对土地综合评估、线路站点腹地覆盖、建筑拆迁、车站周边土地开发潜力等选线相关影响因素的空间数据分析问题，可使线站位方案更具全面性与系统性。

[1] 深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司. 深圳市轨道6号线交通详细规划[R]. 广东深圳：深圳市规划和国土资源委员会，2009.

[2] 魏金丽. 城市轨道交通线路站点布设研究[D]. 陕西西安：长安大学，2006.

[3] 牛强. 城市规划GIS技术应用指南[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2012：3-6.

[4] 朱若立. 基于GIS的城轨交通选线系统研究[J]. 四川建筑，2009，29（5）：20-21.

[5] 庞乃敬，高嵩，王威. 基于GIS的城市轨道选线、车辆段选址方法和实践[C]//中国城市交通规划2012年年会暨第26次学术研讨会论文集，2012.