基于GIS的水利景觀資源調(diào)查與評價(jià)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

王昌云

（浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院，浙江 杭州 311231）

基于GIS的水利景觀資源調(diào)查與評價(jià)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

王昌云

（浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院，浙江 杭州 311231）

摘要：水利風(fēng)景區(qū)在水資源保護(hù)、水環(huán)境改善、水工程維護(hù)、水生態(tài)修復(fù)中發(fā)揮了重要的作用，是促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、發(fā)展民生水利、建設(shè)生態(tài)文明的重要手段。水利風(fēng)景區(qū)評價(jià)是一個(gè)多學(xué)科的交融工作，可以挖掘優(yōu)勢特色資源，掌握景區(qū)富含的各類資源特性、布局，指導(dǎo)景區(qū)的發(fā)展方向和定位，是切實(shí)保護(hù)水生態(tài)、水工程、水環(huán)境安全的重要舉措。

GIS擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和空間分析功能，基于層次分析評價(jià)法數(shù)學(xué)模型建立轄區(qū)內(nèi)水利景觀資源各項(xiàng)佐證材料數(shù)據(jù)庫。利用景區(qū)游客中心的觸摸屏、手機(jī)、網(wǎng)頁等終端，開展水利景觀資源評價(jià)問卷調(diào)查，建立基于游客感知的水利景觀資源評價(jià)系統(tǒng)。按照水利風(fēng)景區(qū)預(yù)評、游客評價(jià)、專家評價(jià)三個(gè)環(huán)節(jié)開展水利景區(qū)景觀資源評價(jià)?；诖丝梢詾樗L(fēng)景區(qū)的管理、評價(jià)、規(guī)劃和發(fā)展提供有力支持，并帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；水利風(fēng)景區(qū)；調(diào)查與評價(jià)；GIS

1概述

1.1水利風(fēng)景區(qū)和水利風(fēng)景資源

水利風(fēng)景區(qū)，是指以水域（水體）或水利工程為依托，具有一定規(guī)模和質(zhì)量的風(fēng)景資源與環(huán)境條件，可以開展觀光、娛樂、休閑、度假或科學(xué)、文化、教育活動(dòng)的區(qū)域。水利風(fēng)景資源是指水域（水體）及相關(guān)聯(lián)的岸地、島嶼、林草、建筑以及觀光、休閑、娛樂設(shè)施等對人產(chǎn)生吸引力的自然景觀和人文景觀[1]。

國家級水利風(fēng)景區(qū)有水庫型、濕地型、自然河湖型、城市河湖型、灌區(qū)型、水土保持型等類型，截至2014年9月，全國共有658處國家水利風(fēng)景區(qū)。這些水利風(fēng)景區(qū)均依托山水利風(fēng)景資源豐富、自然文化特點(diǎn)突出的國家重點(diǎn)水利工程和其它水利工程而建，具有親水性強(qiáng)、特色鮮明、效益顯著的特點(diǎn)。水利風(fēng)景區(qū)在水資源保護(hù)、水環(huán)境改善、水工程維護(hù)、水生態(tài)修復(fù)中發(fā)揮了重要的作用，成為促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、發(fā)展民生水利、建設(shè)生態(tài)文明的重要手段。

1.2水利風(fēng)景資源調(diào)查

水利風(fēng)景資源調(diào)查是利用與水利風(fēng)景資源有關(guān)的資料和研究成果，是了解和掌握整個(gè)水利風(fēng)景資源全面情況的重要手段，主要方式是完成水利風(fēng)景統(tǒng)計(jì)和編寫調(diào)查文件的工作。

水利風(fēng)景資源的調(diào)查方式以收集、分析、轉(zhuǎn)化、利用水利風(fēng)景資源的資料和研究成果為主，并逐個(gè)對水利風(fēng)景資源單體進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查核實(shí)，包括水利風(fēng)景資源的訪問、實(shí)地觀察、測試、記錄、繪圖、攝影等工作，甚至進(jìn)行采樣和室內(nèi)分析，根據(jù)對水利風(fēng)景資源調(diào)查的方式和精度要求不同，水利風(fēng)景資源調(diào)查可以分為水利風(fēng)景資源概查和水利風(fēng)景資源詳查兩個(gè)級別。

1.3水利風(fēng)景資源評價(jià)

水利資源評價(jià)是選擇特定的評價(jià)指標(biāo)運(yùn)用一定的方法來對水利風(fēng)景資源的價(jià)值做出評判和鑒定。其實(shí)質(zhì)是在水利風(fēng)景資源調(diào)查的基礎(chǔ)上，對風(fēng)景資源的價(jià)值和影響進(jìn)行深入剖析和研究。評價(jià)結(jié)果將對水利風(fēng)景資源開發(fā)利用的方向和規(guī)模產(chǎn)生直接或者間接的影響。水利風(fēng)景資源評價(jià)是水利風(fēng)景資源綜合開發(fā)利用的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。水利風(fēng)景區(qū)評價(jià)是一個(gè)多學(xué)科的交融工作，牽涉到地理、歷史、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)、水利工程、管理等知識(shí)領(lǐng)域。

2評價(jià)依據(jù)

2.1我國水利風(fēng)景評價(jià)規(guī)范體系

2004年至今，水利部先后頒布實(shí)施了《水利風(fēng)景區(qū)管理辦法》、《水利風(fēng)景區(qū)發(fā)展綱要》、《水利旅游項(xiàng)目管理辦法》、《水利旅游項(xiàng)目綜合影響評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、《水利風(fēng)景區(qū)規(guī)劃導(dǎo)則》、《水利風(fēng)景區(qū)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章制度，涵蓋了水利風(fēng)景區(qū)管理、水利風(fēng)景區(qū)開發(fā)、水利風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)、水利風(fēng)景區(qū)運(yùn)營、水利風(fēng)景區(qū)社會(huì)責(zé)任和義務(wù)、水利風(fēng)景區(qū)評價(jià)等各個(gè)方面和環(huán)節(jié)[2]。

2013年，水利部修訂頒布了《水利風(fēng)景區(qū)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了風(fēng)景資源、開發(fā)利用條件、環(huán)境保護(hù)質(zhì)量、管理等四個(gè)方面的評價(jià)，并制定各分項(xiàng)細(xì)則的評分標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)及2004年至今頒布實(shí)施的一系列的水利風(fēng)景管理相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和制度，規(guī)范了水利風(fēng)景區(qū)的規(guī)劃，明確了水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)與發(fā)展的指導(dǎo)思想、基本原則和發(fā)展目標(biāo)，為水利風(fēng)景區(qū)的評定和管理提供了依據(jù)，對規(guī)范和促進(jìn)水利風(fēng)景區(qū)的發(fā)展有重要的指導(dǎo)意義。

2.2評價(jià)原則

為了確保水利風(fēng)景資源評價(jià)工作順應(yīng)社會(huì)發(fā)展規(guī)律，體現(xiàn)其客觀性、科學(xué)性、可操作性、全面性，開展評價(jià)工作要遵循科學(xué)性原則、適用性原則、系統(tǒng)性原則、定性定量相結(jié)合原則[3]。

3評價(jià)方法

在風(fēng)景資源評價(jià)體系研究過程中，國內(nèi)外學(xué)者從早期的定性評價(jià)，到模糊數(shù)學(xué)及聚類分析法的定量評價(jià)，再到目前最為流行的層次分析法、矩陣分析法等，漸漸從主觀評價(jià)走向客觀數(shù)據(jù)分析[4]。國內(nèi)在風(fēng)景資源評價(jià)領(lǐng)域上，有專家學(xué)派、心理物理學(xué)派、認(rèn)知學(xué)派和經(jīng)驗(yàn)學(xué)派四個(gè)公認(rèn)的學(xué)派。各學(xué)派的具體評價(jià)方法主要有調(diào)查分析法、民意測驗(yàn)法、認(rèn)知評判法、直觀評判法。主要是融合了地學(xué)、林學(xué)和美學(xué)等學(xué)科，對風(fēng)景資源的分類、適宜性評價(jià)、美學(xué)評價(jià)等進(jìn)行分析，在旅游資源視覺質(zhì)量評價(jià)方面有較為深入的研究，而在社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)、行為學(xué)等相鄰學(xué)科的融合研究較少；國內(nèi)有學(xué)者已經(jīng)開展基于景觀美學(xué)和生態(tài)學(xué)原理，借助GIS和遙感技術(shù)的景觀視覺資源評價(jià)研究分析，但是GIS和遙感技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代評價(jià)技術(shù)還在探索和不斷完善中。然而，評價(jià)工作僅停留在評價(jià)結(jié)果，對水利風(fēng)景資源的空間分布、區(qū)域水利風(fēng)景資源規(guī)劃等深入的研究有待發(fā)展[5]。

3.1定性評價(jià)法

定性評價(jià)又稱經(jīng)驗(yàn)法，是評價(jià)者根據(jù)自己的印象和評價(jià)習(xí)慣，憑借自身知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)一定的評價(jià)體系，對水利風(fēng)景資源評價(jià)指標(biāo)做出主觀色彩較濃厚的結(jié)論性描述。定性評價(jià)快速簡單易行，依靠評價(jià)者的經(jīng)驗(yàn)和能力上把握水利風(fēng)景資源的特色，其缺點(diǎn)是不可量化，且由于個(gè)人知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、喜好的局限，帶有較強(qiáng)的主觀性，不便于實(shí)際操作。定性評價(jià)主要方法有經(jīng)驗(yàn)評價(jià)和單因子評價(jià)。其中，單因子評價(jià)法是評價(jià)者在進(jìn)行水利風(fēng)景資源評價(jià)時(shí)，運(yùn)用大量的技術(shù)性指標(biāo)，集中考慮對水利風(fēng)景資源起決定作用的關(guān)鍵因素，并對這些因素進(jìn)行適宜性評價(jià)或優(yōu)劣評判。

3.2定量評價(jià)法

定量評價(jià)法是通過建立的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算后，用具體的數(shù)量直觀、準(zhǔn)確的表示水利風(fēng)景資源及其環(huán)境等級的方法。目前較為流行的是多因子綜合量化評價(jià)法。由于各位學(xué)者專家的評價(jià)側(cè)重點(diǎn)不同，多因子綜合量化評價(jià)方法很多，從初期的等權(quán)累加法到后來加權(quán)累加法，還有綜合評分法、價(jià)值工程法……

層次分析法（AHP方法）

層次分析法是美國匹茲堡大學(xué)運(yùn)籌學(xué)家T.L. Saaty于上世紀(jì)70年代提出的一種多因子綜合量化決策方法。

層次分析法，首先對風(fēng)景資源的評價(jià)劃分若干層次，然后構(gòu)成風(fēng)景資源評價(jià)模型樹，然后開展專家頭腦風(fēng)暴，以重要性、稍重要、明顯重要、極端重要等判別各層次指標(biāo)的重要級別，對同一層次的各因素相對于上一層次的某項(xiàng)因素的相對重要性進(jìn)行判斷，再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)，最后根據(jù)各因子權(quán)重排序，導(dǎo)出水利風(fēng)景資源定量評價(jià)參數(shù)表，得到最終結(jié)果。

3.3模糊評判法

美國控制論專家L.A.查德提出把模糊概念用“模糊集合”的數(shù)學(xué)描述方法，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)立了模糊數(shù)學(xué)。運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的方法，可以對水利風(fēng)景資源評價(jià)因素的精確值、區(qū)間值和語言值等統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)值處理，從而對水利風(fēng)景資源質(zhì)量做出評價(jià)，是一種以模糊推理為基礎(chǔ)的、定性分析和定量分析相結(jié)合的、精確與非精確相統(tǒng)一的分析評價(jià)法，由于模糊評判法在處理各種難以用精確描述的復(fù)雜問題上表現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)越性，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。

4基于GIS的水利風(fēng)景資源調(diào)查與評價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1建設(shè)目標(biāo)

通過引入GIS空間信息技術(shù)，建立基于GIS的水利景觀資源調(diào)查與評價(jià)系統(tǒng)?；谒坝^資源分布空間數(shù)據(jù)模型，按照有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)搭建水利風(fēng)景資源評價(jià)指標(biāo)體系，基于層次分析評價(jià)法數(shù)學(xué)模型建立轄區(qū)內(nèi)水利景觀資源各項(xiàng)佐證材料數(shù)據(jù)庫。利用景區(qū)游客中心的觸摸屏、手機(jī)、網(wǎng)頁等終端，開展水利景觀資源評價(jià)問卷調(diào)查，建立基于游客感知的水利景觀資源評價(jià)系統(tǒng)。按照水利風(fēng)景區(qū)預(yù)評、游客評價(jià)、專家評價(jià)三個(gè)環(huán)節(jié)開展水利景區(qū)景觀資源評價(jià)?；诳臻g數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水利風(fēng)景區(qū)評價(jià)影響因子分析、水利風(fēng)景資源緩沖分析、水環(huán)境影響分析、水利風(fēng)景調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析，為指導(dǎo)水利風(fēng)景資源的保護(hù)、水利景區(qū)發(fā)展規(guī)劃、景區(qū)資源的開發(fā)利用，提升景區(qū)的管理提供決策參考和建議。

水利風(fēng)景資源組成復(fù)雜，影響因素眾多，是由自然資源、人類活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)等各種因素交錯(cuò)影響的龐大系統(tǒng)。為了發(fā)揮水利風(fēng)景評價(jià)在水利風(fēng)景區(qū)發(fā)展各個(gè)階段、各個(gè)環(huán)節(jié)中的作用，在評價(jià)過程中，對水利風(fēng)景資源價(jià)值的評價(jià)是根本，在此基礎(chǔ)上結(jié)合水利景觀開發(fā)利用條件、水利景觀環(huán)境保護(hù)質(zhì)量、水利景區(qū)管理評價(jià)三個(gè)角度的評價(jià)，以期得到全方位、客觀的評價(jià)結(jié)果。為此，本項(xiàng)目將水利風(fēng)景資源評價(jià)分解為水利風(fēng)景資源價(jià)值評價(jià)子系統(tǒng)、景區(qū)資源開發(fā)利用條件評價(jià)子系統(tǒng)、景區(qū)環(huán)境保護(hù)質(zhì)量評價(jià)子系統(tǒng)、景區(qū)管理評價(jià)子系統(tǒng)四個(gè)評價(jià)子系統(tǒng)。

4.2功能設(shè)計(jì)

4.2.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)包括水利景觀資源的地理空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)體系、評價(jià)佐證材料、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)查數(shù)據(jù)、專家評價(jià)數(shù)據(jù)、空間分析數(shù)據(jù)等。

空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括水利景區(qū)標(biāo)界、各種水利景觀資源（水文、地文、天象、生物、工程、人文及其組合資源）的空間分布、周邊輻射的旅游風(fēng)景區(qū)資源群分布、水利景區(qū)的地理區(qū)位、交通及其配套分布情況、景觀資源周邊服務(wù)設(shè)施的配套資源分布、游樂設(shè)施分布等數(shù)據(jù)的打點(diǎn)定位。

水利景觀資源評價(jià)指標(biāo)體系主要是參考水利部《水利風(fēng)景區(qū)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的景區(qū)評價(jià)計(jì)分細(xì)則，從風(fēng)景資源評價(jià)、開發(fā)利用評價(jià)、環(huán)境保護(hù)評價(jià)、管理評價(jià)共4個(gè)一級指標(biāo)（內(nèi)含24個(gè)二級指標(biāo)、82個(gè)三級指標(biāo)），根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和專家對各項(xiàng)指標(biāo)的評價(jià)結(jié)果的界定，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分配分值的數(shù)學(xué)模型。

評價(jià)佐證材料包括其相關(guān)的景觀資源視頻介紹、圖像、文件或照片、檢測報(bào)告、證書等材料。

環(huán)境監(jiān)測功能主要包括水土保持質(zhì)量監(jiān)測、水生態(tài)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測、生物多樣性監(jiān)測、空氣質(zhì)量監(jiān)測等相關(guān)數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)調(diào)查主要是網(wǎng)上采集的游客對水利風(fēng)景區(qū)的二級指標(biāo)層面的綜合評價(jià)，包括景觀資源、交通設(shè)施配套、服務(wù)資源配套、環(huán)境保護(hù)情況、景區(qū)的管理（如規(guī)劃、宣傳、安全、衛(wèi)生等方面）等數(shù)據(jù)。

專家評價(jià)功能比游客評價(jià)更為深入、全面細(xì)致，是評價(jià)指標(biāo)體系三級指標(biāo)層面82個(gè)指標(biāo)的詳細(xì)評價(jià)。

空間分析包括在以上數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的水利風(fēng)景區(qū)評價(jià)影響因子分析、水利風(fēng)景資源緩沖分析、水環(huán)境影響分析、水利風(fēng)景調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析等。

4.2.2水利風(fēng)景資源的空間分布分析

在水利風(fēng)景資源評價(jià)方面，所利用的GIS的空間分析技術(shù)主要是GIS空間緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析等功能。

緩沖區(qū)分析是指根據(jù)水利風(fēng)景資源對象所在地點(diǎn)為基準(zhǔn)，在其周圍建立一定范圍的線、面實(shí)體帶狀區(qū)，從影響及擴(kuò)散范圍、交通便捷性、影響距離等具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義的指標(biāo)，以識(shí)別其對鄰近水利景觀資源的影響度或輻射范圍，以便為某項(xiàng)分析或決策（如風(fēng)景規(guī)劃）提供依據(jù)。

分析水利風(fēng)景資源結(jié)構(gòu)和各個(gè)等級點(diǎn)的空間分布狀況，制作各類GIS分析專題圖，并將政區(qū)圖與各類專題圖疊加。利用GIS工具的緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析等空間分析功能，統(tǒng)計(jì)水利風(fēng)景資源的分布與結(jié)構(gòu)特征、功能價(jià)值等指標(biāo)，并以此為基礎(chǔ)，研究分析水利風(fēng)景旅游區(qū)的優(yōu)先發(fā)展區(qū)域，優(yōu)化旅游設(shè)施選址、確定各目的地間的最佳旅游路徑等。通過輸出專題地圖和統(tǒng)計(jì)圖表，以及水利風(fēng)景旅游景點(diǎn)的潛力開發(fā)綜合評價(jià)圖，使水利風(fēng)景規(guī)劃人員直觀地分析各指標(biāo)的趨勢和規(guī)模，對未來結(jié)果做出定量的趨勢預(yù)測，為旅游區(qū)的合理決策、發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)[6]。

5結(jié)語

水利風(fēng)景區(qū)評價(jià)在水生態(tài)修復(fù)和水環(huán)境保護(hù)方面具有獨(dú)特作用，是推進(jìn)民生水利和生態(tài)文明建設(shè)的重要支撐。完善水利風(fēng)景區(qū)評價(jià)管理，在促進(jìn)水利風(fēng)景資源保護(hù)與利用、提升水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)與管理水平、指導(dǎo)水利風(fēng)景資源管理與景區(qū)規(guī)劃等方面具有重要意義。

GIS技術(shù)日漸成熟，它擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和空間分析功能，基于此可以為水利風(fēng)景區(qū)的管理、評價(jià)、規(guī)劃和發(fā)展提供有力支持。將GIS應(yīng)用于旅游領(lǐng)域，是其發(fā)展的需要，它將不斷完善和推動(dòng)水利風(fēng)景規(guī)劃向信息化、產(chǎn)業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化方向健康發(fā)展，并帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]SL300-2013水利風(fēng)景區(qū)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[S].2013.11.20.

[2]孫琨,應(yīng)鄭.水利風(fēng)景區(qū)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（36）.

[3]黃河.水利風(fēng)景區(qū)評價(jià)體系構(gòu)建研究[D].福建：福建農(nóng)林大學(xué)，2012.4.

[4]張?jiān)扑?基于WebGIS的承德地區(qū)水利風(fēng)景資源評價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D].石家莊：河北科技大學(xué)，2012.12.

[5]楊宏瑞.基于GIS的水利風(fēng)景資源調(diào)查與評價(jià)系統(tǒng)研究[D].昆明:昆明大學(xué),2008:1-2.

[6]劉鵬飛.基于GIS的開封市旅游信息系統(tǒng)研究[D].開封:河南大學(xué),2005.

中圖分類號：TP751

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1672-5387（2015）10-0062-04

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.10.022

收稿日期：2015-07-05

基金項(xiàng)目：2013年浙江省水利科技計(jì)劃項(xiàng)目（RC1456）。

作者簡介：王昌云（1976-），男，高級工程師，從事水利水電信息化研究工作。