ArcGIS在公路景觀評價中的運(yùn)用

魏富盛

【摘要】將具有強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理和分析功能的ArcGIS引入到公路景觀評價，通過數(shù)據(jù)的收集，評價指標(biāo)的選取，評價體系的建立，在ArcGIS的開發(fā)平臺上建立評價模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理分析，從而得到相關(guān)評價結(jié)果，解決了傳統(tǒng)評價方法評價效率低，考慮指標(biāo)不周全，不能進(jìn)行大范圍綜合評價的問題，為以后公路沿線環(huán)境保護(hù)規(guī)范的制定及類似公路景觀規(guī)劃建設(shè)提供參考。

【關(guān)鍵詞】ArcGIS ；公路；景觀評價

引言：

隨著社會生活水平的提高，公路建設(shè)也更多地要求與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)地融為一體，實現(xiàn)公路的暢安舒美，已成為公路建設(shè)中的重要指標(biāo)。公路景觀評價是衡量公路與景觀協(xié)調(diào)程度一種重要方式，通過對評價結(jié)果的分析，我們可以找到公路建設(shè)中的不足，以便采取相關(guān)整治措施。歐美國家從上世紀(jì)60年代就開始重視公路與景觀的協(xié)調(diào)建設(shè)，他們提出了風(fēng)景道，即在公路周邊區(qū)域或駕乘人員的視野之內(nèi)，可以欣賞到獨(dú)特自然景觀、人文景觀、歷史風(fēng)韻等。風(fēng)景道的修建反映了歐美國家對道路生態(tài)、資源保護(hù)等的重視，也放映了工程技術(shù)與生態(tài)環(huán)境等的有機(jī)結(jié)合，是生態(tài)文明的發(fā)展趨勢。我國從上世紀(jì)八十年代也開始提出公路生態(tài)建設(shè)的理念，特別到了本世紀(jì)初涌現(xiàn)出許多跨專業(yè)學(xué)科的學(xué)者對公路景觀進(jìn)行研究，如對公路景觀規(guī)劃研究，公路區(qū)域內(nèi)的生態(tài)、美學(xué)研究等。在各項研究中，對公路的景觀評價是生態(tài)和諧公路建設(shè)的最重要的一個環(huán)節(jié)，目前的景觀評價方法有層次分析法、專家評價法、模糊數(shù)學(xué)法等，但以上方法評價功能一般比較單一，不能進(jìn)行較好的綜合評價分析。

1.ArcGIS的相關(guān)介紹

ArcGIS是美國環(huán)境系統(tǒng)研究所（ESRI）研發(fā)的地理信息系統(tǒng)的專業(yè)軟件，主要由桌面GIS部分、開發(fā)部分、服務(wù)器部分、移動部分和瀏覽器部分組成，主要可以實現(xiàn)以下功能：

（1）地理信息的可視化：ArcGIS以二維和三維的形式顯示地理信息數(shù)據(jù)，幫助用戶解析地理事物的隱藏特征以及分布規(guī)律，可以利用ArcReader來瀏覽、查詢和打印出版地形類文件。（2）創(chuàng)建地圖：制圖功能是ArcGIS的一個重要功能，首先進(jìn)行地圖要素的定義，即考慮要畫哪些內(nèi)容；然后進(jìn)行要素的分類編碼，考慮主要素中含有哪些子要素，然后根據(jù)選好的要素進(jìn)行編碼以便規(guī)范化。接著創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，即將各個要素的相關(guān)屬性和域值進(jìn)行錄入，最后再創(chuàng)建地圖樣式庫和地圖模板。（3）處理分析地理相關(guān)問題：地理分析是地理信息系統(tǒng)的獨(dú)特功能，而ArcGIS是這一功能的集大成者。ArcGIS的地理分析功能以及各種擴(kuò)展模塊可以幫助各個行業(yè)的用戶實現(xiàn)對地理數(shù)據(jù)的分析，目前廣泛運(yùn)用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、城市規(guī)范、國土管理等幾乎所有領(lǐng)域。（4）二次開發(fā)：ArcGIS的自定義環(huán)境，能讓用戶根據(jù)自己的需要來設(shè)計界面，開發(fā)基于ArcGIS地圖空間的獨(dú)立運(yùn)用程序。

2.景觀評價指標(biāo)的選取

2.1公路設(shè)計要素評價指標(biāo)選取

公路設(shè)計要素主要包括：（1）公路線型，平縱組合線形是否流暢，平面線形中彎道有無超過極限半徑，縱面線形的縱坡坡度的舒適安全性等。（2）構(gòu)造物，如構(gòu)造物的形態(tài)多樣性，構(gòu)造物色彩的協(xié)調(diào)性，和構(gòu)造物的組合情況等，主要從美觀以及與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)程度來評價其形態(tài)和色彩，從美觀程度來評價其組合情況。（3）附屬設(shè)施，附屬設(shè)施主要考慮其獨(dú)特性，能否體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐娜宋奶厣约巴庥^和與周圍環(huán)境的相容性等。（4）沿線景觀，景觀主要從景觀元素的色彩搭配、形態(tài)變化情況、和視覺效果及當(dāng)?shù)芈糜挝幕奶厣故镜取?/p>

2.2公路沿線文化景觀評價指標(biāo)選取

公路沿線文化景觀主要包括：（1）城鎮(zhèn)景觀，城鎮(zhèn)景觀可以從居民區(qū)、商圈和工業(yè)區(qū)分布的合理度、統(tǒng)一程度和美感度來考慮評分。（2）田園風(fēng)光，包括從農(nóng)業(yè)地種植物的種類、搭配、植物的色彩景觀的層次感進(jìn)行考慮，村舍位置的分布、建筑物的風(fēng)格及色彩與周圍環(huán)境的相融性等。（3）旅游景區(qū)，從旅游景區(qū)的分布數(shù)量，以及公路對景區(qū)的影響度來評分。

2.3公路沿線的生態(tài)景觀評價指標(biāo)選取

公路沿線的生態(tài)景觀主要包括：（1）地形地貌，主要考慮地形與公路線形的協(xié)調(diào)性，以及邊坡處理方式，處理效果的程度來評分。（2）水體，從與水體分布的距離，視覺效果，特殊路段采取的減小對水體污染的處理措施來評分。（3）動植物，主要從動植物的豐富性和公路對動植物的侵?jǐn)_程度，及相關(guān)保護(hù)措施的合理性來評分。

3.公路生態(tài)景觀評價系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

根據(jù)公路沿線景觀類型和生態(tài)保護(hù)現(xiàn)狀，參照生態(tài)GIS的一般性功能特征，設(shè)計了一套面向公路沿線景觀分析和科研信息分析服務(wù)的生態(tài)景觀GIS信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)在生態(tài)環(huán)境、景觀布局和空間信息三個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫上，建立三大邏輯功能模塊。

3.1數(shù)據(jù)管理模塊

根據(jù)遙感圖像解譯和野外實地勘察測量的結(jié)果，以及公路設(shè)計資料等的分析，建立公路沿線公路設(shè)計要素、人文景觀、生態(tài)景觀的本底數(shù)據(jù)庫，然后進(jìn)行數(shù)字化管理。

3.2景觀評價影響因子模塊

建立公路沿線景觀評價指標(biāo)體系以及評價方法和模型庫。模塊所包含的主要業(yè)務(wù)邏輯有：根據(jù)遙感等資料圖對ETM+影像進(jìn)行分類成圖；分析沿線景觀等的空間分異特征，建立公路線形設(shè)計、縱坡坡度、彎道半徑等的定量關(guān)系；分析公路構(gòu)造物、土地覆被、人類活動等的影響作用；評價沿線物種的多樣性、生態(tài)景觀空間格局、瀕危動物棲息地的生境適宜性及破碎度及采取的相關(guān)措施。

3.3功能分析模塊

根據(jù)影響因子評價模塊和數(shù)據(jù)管理模塊，建立公路沿線的核心區(qū)、緩沖區(qū)的分布模型，并按照監(jiān)測數(shù)據(jù)和規(guī)劃的合理性、適宜性評價結(jié)果進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。系統(tǒng)還將提供各個功能區(qū)劃的信息查詢、統(tǒng)計、分析功能。

在建立好幾大模塊后采用生綜合評價因子求和模型，即根據(jù)指標(biāo)評價因子信息的分值，在GIS軟件中進(jìn)行柵格計算。再通過ArcGIS Engine二次開發(fā)調(diào)用模型工作流，驅(qū)動預(yù)先定義的計算模型和用戶參數(shù)設(shè)置向?qū)瓿煞治?、評價功能?？紤]到方法的更新和擴(kuò)展，系統(tǒng)還提供了可擴(kuò)展的模型接口，只要調(diào)整參數(shù)和嵌入新的模型，即可以實現(xiàn)新的生態(tài)數(shù)據(jù)處理分析流程，從而得到相關(guān)公路景觀評價分析結(jié)果。

4.結(jié)束語

公路景觀評價的意義重大，但相關(guān)的理論和方法還不完善。尤其是在針對大數(shù)據(jù)量和多層次綜合分析方法方面的研究還很薄弱。本文基于公路建設(shè)的建設(shè)特征和沿線環(huán)境分布特征和生態(tài)旅游資源特點(diǎn)構(gòu)建了生態(tài)旅游適宜度評價的指標(biāo)，結(jié)合GIS的強(qiáng)大分析功能，在ArcGIS的開發(fā)平臺上提出了公路景觀評價體系的選取和評價方法模型建立方法流程，為公路景觀的布置提供理論依據(jù)。根據(jù)公路景觀的評價的結(jié)果，決策部門可以有目的地進(jìn)行公路沿線生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)建設(shè)工作，促進(jìn)公路建設(shè)與自然環(huán)境的和諧發(fā)展。

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