GIS在園林規(guī)劃設計中的應用情況初探

摘要：GIS是以地理空間數據為基礎，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的地理信息，用于管理和決策過程的計算機技術系統(tǒng)。GIS已經在許多國家的多種領域發(fā)揮了巨大的作用，并已越來越多的應用在園林規(guī)劃設計領域中。文章就GIS在國外園林規(guī)劃設計中的作用進行了歸納，初步分析總結了GIS在國內當前園林規(guī)劃設計中的應用情況。

關鍵詞：GIS 園林規(guī)劃設計 應用

園林學科有著十分久遠的歷史，隨著社會的發(fā)展，其研究范疇也隨之發(fā)生著深刻的變化。l9世紀中葉以后，園林學科所包含的內容變得十分廣泛和多樣，涉及的研究范圍也隨之擴大，涵蓋了從城市綠地、自然保護區(qū)、國家公園到國土區(qū)域綠地系統(tǒng)等不同尺度的開放空間。相關學科的發(fā)展，使現代園林學科更趨于多專業(yè)、多學科的綜合，并從人類生存的角度出發(fā)，將園林納入整個城鄉(xiāng)規(guī)劃管理和大地景觀的范疇之中。園林學科的這些發(fā)展，必然要求園林規(guī)劃設計的方式和方法也要有相應的變化，由早期直觀單一的思維方式趨向于多學科、綜合性的理性思考。而GIS（Geographic Information System）為此提供了一個較為有效的方法。

GIS是以地理空間數據為基礎，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態(tài)的地理空間信息，用于管理和決策過程的計算機技術系統(tǒng)。自1963年諾基.湯姆遜（Roger F.Tomlinson）提出GIS的概念以來，GIS已經在許多國家的多種領域中發(fā)揮了巨大的作用，并已越來越多地應用在園林規(guī)劃設計領域中。

一、GIS在國外園林規(guī)劃設計中的應用

隨著計算機技術的進步，無論是 GIS技術研究還是其應用等相關領域，在美國等發(fā)達國家都取得了長足發(fā)展，在風景園林規(guī)劃設計方面的相應研究也層出不窮。美國威斯康星州大學的 Janet silbernagel運用GIS方法進行了密西根半島東端景觀變遷分析；Ferdinando villa等研究了借助GIS決策支持系統(tǒng)進行公園綠地規(guī)劃設計的方法；Richard G. Lathrop等應用GIS進行景觀敏感度評估；David V.pullar等借助GIS和可視化軟件創(chuàng)建三維效果協助進行建筑環(huán)境評估。

二、GIS在國內園林規(guī)劃設計中的應用現狀

目前我國的專業(yè)人員在一些園林規(guī)劃設計項目中開始引入GlS技術，GlS在園林規(guī)劃設計中的作用主要表現在以下幾方面：

1、景觀格局分析

大尺度的園林規(guī)劃設計往往涉及整個城市或一個區(qū)域的景觀生態(tài)系統(tǒng)格局，要求對不同的景觀組成部分做出科學的規(guī)劃，以維持一個相對穩(wěn)定的景觀生態(tài)系統(tǒng)空間格局。其衡量的指標是以斑塊為基本單元的景觀優(yōu)勢度、多樣性、破碎度和分離度等。由于各種類型景觀斑塊的數目非常龐大.有必要借助于GIS強大的儲存和計算功能對其進行數據錄入和分析處理。通過GIS對上海城市中綠地斑塊的研究發(fā)現，大型的綠地斑塊占主要成分的是在盧灣和長寧區(qū)，而其他城區(qū)的綠地類型中以小型的為主。景觀優(yōu)勢度和破碎度的分析結果顯示，老城區(qū)由于受人類活動的影響，綠地斑塊不斷被分割，破碎度增加。從分離度結果來看，城市邊遠區(qū)優(yōu)于城市中心區(qū)，表明綠地景觀格局的不理想與城市用地的不合理有關 。上述指標主要是從景觀組成部分的空間特征和數量性狀上來衡量的，但是，隨著城市化進程加快，人為改造活動已經成為影響景觀格局的一個主要驅動力量。有學者提出了不同景觀組分的人為改造強度、城市化指數和生態(tài)風險指數等指標，以提供合理的發(fā)生學和功能評判指標[1]。

2、用地適宜性評價

適應性分析模型是景觀規(guī)劃設計中應用十分廣泛的理論和方法。由當代著名的風景園林師麥克哈格（Ian McHarg）在20世紀60年代中葉提出。其核心是通過對自然、政治、經濟和文化等要素的定量分析，在了解當地現有政治、經濟狀況、環(huán)境要素以及開發(fā)實踐基礎上，對土地適用于不同開發(fā)利用的能力，做出相關的評價。麥克哈格在其理論中所采用的“千層餅模式”（Layer—cake mode1）與GIS通過不同的主題疊加，利用空間分析功能得出相關結論的方法幾乎一致。園林規(guī)劃設計中可以根據場地的適宜性評價，制定相應的開發(fā)強度和方式，從而取得最佳的生態(tài)和社會經濟效益。在現代城市的快速擴張中，經常會遇到園林綠地與城市其他用地相互競爭的局面。一方面，在高樓林立的城市中，人們需要一定數量的綠地，維持其舒適的環(huán)境質量和足夠的休閑空間；另一方面，城市中心區(qū)高昂的地價，又使得綠地建設的社會投資量加大。盡管綠地的建設也會促進周邊地產的增值，但是，這需要尋找一個平衡點，也就是綠地建設的適宜性。由于上述適宜性評價牽涉的內容比較廣，影響因素復雜，因此還未見有此類的文獻。但是，與此相關的一些基于GIS的城用地評價已見有報道[2]?；谶m宜性評價體系，可以為設計師提供各種適宜性模型，如土地利用適宜性模型、公園選址模型等。

3、用地敏感性分析

生態(tài)系統(tǒng)的敏感性，是規(guī)劃設計中關注的焦點之一。相對于適宜性分析而言，敏感性分析則從批判與否定的角度，實現對區(qū)域或場地的景觀或生態(tài)系統(tǒng)的保護。它是指在不損失或不降低環(huán)境后果的情況下，生態(tài)因子對于外界壓力或外界干擾的適應能力[3]。通常應用于風景區(qū)和自然保護區(qū)的規(guī)劃設計中，用以判別景觀生態(tài)保護的核心區(qū)、緩沖區(qū)和可開發(fā)區(qū)。著名的景觀建筑師菲利普.路易斯（fPhilip.H.Lewis）早在20世紀50年代就認為，應加快對一些敏感環(huán)境構成進行確認，并對那些區(qū)域實施必要的保護，以使其免遭未來開發(fā)的破壞。他基于對水體、濕地、地形坡度、植被分布等方面研究成果的疊加，劃分出了“環(huán)境廊道”和有關指導未來發(fā)展研究的重點區(qū)域。而GIS通過對上述要素分別建立主題層，確定創(chuàng)建環(huán)境廊道的基本要素，將幾個圖層疊加后，就可自動判斷規(guī)劃優(yōu)先保護的區(qū)域，這顯然比手工操作優(yōu)越得多。

4、景觀視線分析一視覺感受與可視區(qū)域分析

景觀視線的分析為設計師提供了最為直觀的空間視線分析。包括視線的可達性與敏感度等內容。通常在進行視線分析時，以相對坡度、景觀相對于觀景者的距離、景觀在視域范圍內出現的機率和景觀的醒目程度為衡量因素，而根據這些因素的具體評價操作程序是可以利用GIS來輔助完成的。以北京香山滑雪場為例，通過在場地上均勻分布的點作為觀察點，計算場地對周圍區(qū)域的可見度，并將可見范圍的敏感度分為高敏感區(qū)、敏感區(qū)、較安全區(qū)和安全區(qū)4個等級，通過GIS的空間分析功能，直觀地在場地模型上顯示出不同視覺敏感性的區(qū)域，進而對重點地段進行改善。因滑雪場對外圍的植物園產生不良的視覺沖擊，因此設置視覺綠化隔離帶，將滑雪場屏蔽于綠林之中。視線分析的另一個主要作用，是獲得高敏感區(qū)。這是園林規(guī)劃設計中布置重要觀景點或景點的場所。

三、GIS在園林規(guī)劃設計領域的應用前景

綜上所述，GIS是園林規(guī)劃設計中信息管理的最佳手段。傳統(tǒng)的園林規(guī)劃設計中，不太重視對造園要素信息的綜合管理，側重于形態(tài)和美學方面的設計。GIS具有較強的空間數據管理能力，能夠完全填補這方面的不足。GIS技術應用于園林規(guī)劃設計，使傳統(tǒng)園林規(guī)劃設計內容得到擴展。將GIS與RS（遙感）技術相結合，以任何角度觀察三維地形，甚至設置飛行路線對地形表面進行觀察，可以為景觀規(guī)劃乃至更大區(qū)域范圍的環(huán)境規(guī)劃提供更強的幫助與支持，使傳統(tǒng)園林規(guī)劃設計內容得到擴展。

參考文獻：

[1]陳永貴等，GIS在園林規(guī)劃設計中的應用，西北林學院學報，2005，20（4）.

[2]金麗芳等，3S技術在風景區(qū)規(guī)劃中的應用研究，中國園林，1997，（6）.

[3]梁艷平等，基于GIS的城市總體規(guī)劃用地適宜性評價探討，工程勘察，2001，（2）.