基于GIS的城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃和管理研究

熊江鵬

（南昌市城市規(guī)劃設(shè)計研究總院集團(tuán)有限公司）

1 GIS 與城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃管理的核心要素

1.1 GIS與空間句法模式

地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，GIS）在研究領(lǐng)域和信息化管理中發(fā)揮重要功能。一方面，GIS 技術(shù)在空間定位、生態(tài)敏感性評價，以及綠地景觀效益分析等方面不可或缺，在各類風(fēng)景園林規(guī)劃研究中的應(yīng)用廣泛[1]。另一方面，規(guī)劃管理能夠以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)開展各類型的資源分配以及城市管理[2]，完成資源信息的精確量化。與之對應(yīng)的空間句法模式最早出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，是一種用于研究城市空間和景觀空間的理論體系模式，其核心內(nèi)容包含空間和句法兩個方面的內(nèi)容[3]。在現(xiàn)代計算機技術(shù)的幫助之下，該模式已經(jīng)實現(xiàn)了綜合發(fā)展，能夠用于加強研究城市規(guī)劃層面的空間合理度，促進(jìn)研究和規(guī)劃設(shè)計的有效整合。

按照景觀生態(tài)學(xué)的理論[4]，城市景觀空間格局變化的發(fā)展過程實際上可以等同于景觀空間格局的規(guī)劃過程。在各類技術(shù)手段的幫助之下，城市綠地系統(tǒng)的設(shè)計可以被認(rèn)為是景觀格局的新體系模式，并且根據(jù)現(xiàn)階段的技術(shù)問題，提出景觀格局的優(yōu)化策略。當(dāng)前GIS 配合遙感技術(shù)發(fā)展的越來越快，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于景觀格局的定量化分析和綠地生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)劃工作當(dāng)中，能夠?qū)δ壳暗淖匀簧鷳B(tài)空間布局以及類型構(gòu)成進(jìn)行綜合動態(tài)評估，有助于相關(guān)單位利用空間和時間手段進(jìn)一步研究大尺度綠地景觀系統(tǒng)空間模式。

GIS 技術(shù)在整體空間環(huán)境方面發(fā)揮了良好的效果，能夠直觀展示公園綠地的數(shù)量或布局結(jié)構(gòu)等有關(guān)信息，而空間句法理論則可以考慮到現(xiàn)實的綠地空間，對周圍自然因素和環(huán)境要素產(chǎn)生的影響和聯(lián)系，并可以融入人們對于空間環(huán)境的主觀感知，因此，研究者可以從新的視角分析城市綠地結(jié)構(gòu)和人為活動之間的關(guān)聯(lián)性，使分析結(jié)果和實際狀況之間的偏差變得更小。

1.2 城市綠地可達(dá)性評估

“可達(dá)性”是空間內(nèi)的節(jié)點在道路網(wǎng)絡(luò)之中產(chǎn)生影響的機會程度，涉及多個學(xué)科領(lǐng)域的知識[5]，從客觀角度來看，可以被認(rèn)為是不同節(jié)點之間的連通價值評估結(jié)果。所以城市綠地的“可達(dá)性”評估不僅要考慮到綠地系統(tǒng)本身的空間特征，還應(yīng)該從“可達(dá)性”的時間角度入手，以交通水平作為評估依據(jù)，全面分析實際空間中從某一位置到達(dá)目的地的最終“可達(dá)性”程度。

影響城市空間可達(dá)性的因素較多[6]，目前的核心因素當(dāng)中道路網(wǎng)絡(luò)、交通方式以及環(huán)境屬性是影響最大的因素。

道路網(wǎng)絡(luò)就是交通路徑。在現(xiàn)實生活當(dāng)中人們要想到達(dá)一個區(qū)域，就需要各種等級的城市道路交通體系作為支持，所以道路交通網(wǎng)絡(luò)會關(guān)系到路途中的實際消耗時間。原則上說連接城市綠地的路徑越短，人們進(jìn)入城市綠地所消耗的時間就越少，因此就更傾向于到達(dá)該地區(qū)。

交通方式直接影響到城市綠地的覆蓋率。一個城市的交通系統(tǒng)越為多樣化，能夠選擇的交通選項越多，空間的可達(dá)性就越出色。

環(huán)境屬性主要指綠地對人群的吸引力。當(dāng)公園的自然環(huán)境條件比較豐富時，就可以吸引一些年齡較大的城市居民；當(dāng)綠地內(nèi)的基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施比較完善，那么就會吸引更多的年輕群體來此參加各類娛樂活動。從這一角度來看，綠地空間設(shè)施基礎(chǔ)越完善，整個綠地的利用價值就越高。

這些指標(biāo)將直接影響城市居民的日常生活，也能反映出城市綠地發(fā)展水平，影響到某個區(qū)域的商業(yè)價值和環(huán)境價值。對于城市規(guī)劃工作來說，這些指標(biāo)將成為建設(shè)綠地以及規(guī)劃綠地過程中主要的參考依據(jù)。

2 基于GIS 的城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃管理工作

2.1 綠地信息提取與區(qū)域劃分

城市綠地信息提取來源包括地形圖、衛(wèi)星圖片、城市區(qū)域規(guī)劃圖、綠地系統(tǒng)規(guī)劃圖以及城市總體規(guī)劃圖等。需要注意的是，單純依靠地形圖和衛(wèi)星圖數(shù)據(jù)，并不能完全準(zhǔn)確地表達(dá)出綠地信息的基礎(chǔ)特征，所以在必要時還應(yīng)該通過實地考察的方式，將核心區(qū)域內(nèi)的綠地信息準(zhǔn)確地進(jìn)行提取，通過精確配比和特征點選擇，讓誤差控制在最小范圍之內(nèi)以完成圖像融合。圖像融合結(jié)束后，建立綠地圖層信息結(jié)合實地勘察數(shù)據(jù)和分類標(biāo)準(zhǔn)，繪制出某個區(qū)域內(nèi)的綠地系統(tǒng)分布圖，結(jié)合前文提到的景觀格局要求展開計算分析，做好綠地類型和區(qū)域劃分。

公共綠地作為反映城市居民生活質(zhì)量和城市環(huán)境水準(zhǔn)的重要指標(biāo)，無論是居住區(qū)公園還是區(qū)域性公園，其核心價值都是為了體現(xiàn)出城市的生態(tài)功能[7]。按照信息提取與數(shù)據(jù)處理方法，可以結(jié)合地形圖和衛(wèi)星圖的信息，繪制出城市群的綠地分布圖，確定不同的綠地面積。

信息提取過程中，在GIS 軟件中選擇clip 命令，再結(jié)合各個行政區(qū)劃當(dāng)中的研究范圍裁剪遙感圖像，進(jìn)行輻射校正和大氣校正之后，將城市地形圖和矢量數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫中提取綠地性質(zhì)和關(guān)鍵信息，了解綠地的斑塊分布特征、斑塊集聚程度和綠地形態(tài)，包括周圍的水域分布情況等。在分析信息時，則要將綠地的分布現(xiàn)狀與城市的發(fā)展過程進(jìn)行結(jié)合，確定城市綠地不同類型和斑塊信息。

在對所有遙感影像圖展開分類之后，就可以得到量化后的綠地綜合信息數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以表現(xiàn)出一個城市中心城區(qū)內(nèi)不同的綠地類型。

2.2 綠地系統(tǒng)景觀構(gòu)成評估

綠地系統(tǒng)景觀構(gòu)成評估指的是對城市區(qū)域或城市群當(dāng)中的綠地構(gòu)成比例以及綠地的組成情況展開綜合判定，所得到的結(jié)果指標(biāo)可以定量地分析城市，綠地在整個城市系統(tǒng)當(dāng)中的分布情況是衡量綠地系統(tǒng)建設(shè)水平和城市環(huán)境發(fā)展水平的關(guān)鍵指標(biāo)。由于我國城市發(fā)展速度較快，很多城市在近年來都加大了城市綠地面積建設(shè)，因而可以按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算：

式（1）中：G 為城市綠地面積比例；A 為區(qū)域面積，m2；S為城市面積，m2。

由于城市當(dāng)中的景觀斑塊形狀受到人為因素和人工干預(yù)條件的影響，我們在進(jìn)行區(qū)域劃分時，還應(yīng)該涉及景觀分離度方面的內(nèi)容，分離度越大，表明綠地景觀在區(qū)域上的分布越分散。在城市綠地空間規(guī)劃當(dāng)中，應(yīng)該重點考慮這一方面的內(nèi)容。

2.3 綠地景觀需求使用分析

綠地景觀需求使用關(guān)系能夠直接判斷城市以及城市綠地的應(yīng)用價值，而在數(shù)據(jù)的計算過程當(dāng)中，則涉及兩個方面的關(guān)鍵指標(biāo)，一是人均綠地密度，二是綠地空間密度。人均綠地密度指的是在某個區(qū)域之內(nèi)，1 萬城市人口平均擁有的公園綠地數(shù)量，當(dāng)這一結(jié)果越大，表明人們擁有的綠地數(shù)量就越多，人們在日常生活當(dāng)中可以選擇的綠地范圍就越大。而空間密度則指的是在城市群之內(nèi)每平方公里面積上所擁有的綠地數(shù)量，用以衡量城市綠地分布密度。當(dāng)綠地具有良好的承載量時，不僅能夠給人們提供非常舒適的空間環(huán)境，還能平衡綠地的生態(tài)恢復(fù)時間。

綠地景觀需求使用分析階段要重點考慮某些關(guān)鍵區(qū)域的集成度分析，在一個城市當(dāng)中，高級程度的區(qū)域主要集中于人口密度較高的區(qū)域，并且這一區(qū)域的人口分布和政治經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況基本保持吻合，可以被認(rèn)為是一個城市最為活躍的中心地帶，這一區(qū)域的道路條件良好，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平更高，所以這一區(qū)域的全局集成度將高于城市內(nèi)的其他區(qū)域[8]。因此，該地區(qū)的人口居住數(shù)量和交通流量較大，表明集成度更高的區(qū)域?qū)碛懈叩木G地需求。

2.4 城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃定位與目標(biāo)

按照“十四五”發(fā)展策略以及生態(tài)環(huán)境方面的現(xiàn)實需求，我們需基于一個城市的生態(tài)發(fā)展定位來全面打造高質(zhì)量生態(tài)環(huán)境建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，形成基礎(chǔ)設(shè)施完善和生態(tài)環(huán)境優(yōu)秀的現(xiàn)代化城市格局。在此過程當(dāng)中，城市綠地會直接關(guān)系到城市的整體景觀設(shè)計水準(zhǔn)，并且綠地系統(tǒng)作為城市系統(tǒng)的子系統(tǒng)，城市區(qū)域內(nèi)的濕地公園、森林自然保護(hù)區(qū)等大型綠地應(yīng)該展開更加完善的結(jié)構(gòu)布局，推動城市綠地復(fù)合生態(tài)效益的發(fā)揮。因此，對于城市綠地面積較大的地區(qū)而言，在綠地系統(tǒng)的整體構(gòu)架當(dāng)中，應(yīng)該考慮到公園綠地和其他類型綠地的連通性設(shè)計，強化城市區(qū)域內(nèi)大面積地區(qū)的建設(shè)和改造，讓整個綠地系統(tǒng)當(dāng)中的所有生態(tài)節(jié)點都能夠發(fā)揮出應(yīng)有的環(huán)境效益。正如前文所提到的一樣，如果城市區(qū)域內(nèi)的綠地斑塊數(shù)量過少，特別是在缺乏社區(qū)綠地這一類型能夠滿足人們生活需求的綠地條件下，區(qū)域內(nèi)的綠地就會呈現(xiàn)出非常零散的狀態(tài)，與其他環(huán)境空間的關(guān)聯(lián)度較低，其生態(tài)價值和社會價值也會受到影響。

從交通方面分析，城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃還應(yīng)該以完善城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為發(fā)展目標(biāo)，在管理工作階段解決好因交通條件導(dǎo)致綠地覆蓋范圍過小的問題。例如可以通過環(huán)城公路修建、提升城市道路覆蓋度的方式來提高城市道路的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，或是在原有的城市規(guī)劃基礎(chǔ)之上對目前的綠地進(jìn)行改建，增加大型區(qū)域的人員出入口，這可以間接增加綠地的可覆蓋面積，給人們提供更多的環(huán)境便利和資源便利，讓人們更傾向于在這些綠地當(dāng)中進(jìn)行游玩、休息。當(dāng)然在進(jìn)行開發(fā)和建設(shè)的過程當(dāng)中，不能以破壞生態(tài)條件為代價，必須考慮到現(xiàn)有綠地的保護(hù)要求，特別是對于某些處于生態(tài)脆弱區(qū)的綠地來說，要進(jìn)一步降低人為因素對綠地建設(shè)的負(fù)面影響，對這些區(qū)域展開優(yōu)先保護(hù)，讓這些綠地能夠和整個城市區(qū)域的生態(tài)建設(shè)形成良好的聯(lián)動，這不僅有助于城市生態(tài)恢復(fù)，還能夠打造新的城市生態(tài)基地。

3 結(jié)語

基于GIS 的綠地景觀構(gòu)成、空間格局分析和景觀設(shè)計將直接影響城市的生態(tài)建設(shè)水平，結(jié)合景觀生態(tài)學(xué)理論和空間句法理論，應(yīng)該充分確保綠地的連續(xù)性和多樣性，以環(huán)境保護(hù)為基本原則提出系統(tǒng)化的城市綠地規(guī)劃方案，提升區(qū)域綠地連接度，打造新的生態(tài)環(huán)境城市。此外，未來還應(yīng)該注重空間連接之后的生態(tài)效益，不斷優(yōu)化的綠地空間，從而科學(xué)地改變城市綠地規(guī)劃布局不合理的局面。