基于GIS的場地分析在規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用

趙龍,唐 文,范欽蓉,張 琪

（1.昆明理工大學(xué)藝術(shù)與傳媒學(xué)院,云南昆明 650500;2.昆明理工大學(xué) 建筑工程學(xué)院,云南 昆明 650500）

石林天時居產(chǎn)權(quán)式酒店項目所在地山地地形較多,所以在場地分析的過程中用傳統(tǒng)的分析方法存在一定難度,而GIS在大尺度、多要素的山地空間分析中有著比常規(guī)園林軟件明顯的優(yōu)越性,是地形復(fù)雜區(qū)域建模和三維分析的有效手段。在該項目中采用GIS技術(shù),把建立在GIS模型基礎(chǔ)上的結(jié)論和分析作為重要參數(shù)來進(jìn)行規(guī)劃分析和方案確立,增加了場地分析的科學(xué)性及合理性,直觀地提供決策依據(jù),在場地分析中及時發(fā)現(xiàn)問題,然后在設(shè)計中解決問題。

1 場地研究現(xiàn)狀

石林天時居產(chǎn)權(quán)式酒店項目位于云南省昆明市石林縣城東約12 km處 ,距離昆明市約9.11 km,有昆石高速可達(dá),南側(cè)毗臨石林國際風(fēng)景區(qū)干道,距風(fēng)景區(qū)約2 km。石林國際風(fēng)景區(qū)每年接待游客達(dá)三百多萬人次。當(dāng)?shù)厥且妥宓木劬拥刂?聚居在石林的彝族被稱作“撒尼人”,有著豐富的傳統(tǒng)鄉(xiāng)土文化,民風(fēng)民俗底蘊(yùn)豐厚,并且四季如春、氣候宜人,是一個旅游觀光休閑度假的好地方。

目前,項目規(guī)劃用地面積約20 541.7 m2,總建筑面積約10 717.8 m2。基地位于石林風(fēng)景區(qū)之內(nèi),為典型的喀斯特地貌。西面、南面靠山,東北向與水庫相望,東南向緊鄰阿詩瑪酒店。地形呈西南高東北低的走勢,場地中部區(qū)域呈盆地地形。地塊內(nèi)和周邊山麓植被茂密、林木蔥秀,場外即見水庫湖面,自然環(huán)境極佳。場地內(nèi)有多處土堆、陡坡,低洼對布置建筑物有些妨礙。場地土質(zhì)屬于亞系紅壤土質(zhì),有酸、粘、瘦的特點(diǎn)。土壤的pH值成酸性且粘稠度較大,有機(jī)質(zhì)含量較少,土質(zhì)比較疏松,但沒有溶洞、斷層、流砂、淤泥、滑坡等情況,邊坡的穩(wěn)定性較差（圖2）,地基土壤的承載能力較好,該區(qū)域地震不常發(fā)生（圖1）。

2 GIS對場地的分析與數(shù)據(jù)運(yùn)用

2.1 地形地貌分析

場地位于半山坡處,海拔在1 760 km以上。場地內(nèi)地形多變,中間為小盆地,在東南部邊緣有一條與場地鄰接的沖溝。不同的地形條件對道路的走向以及建筑的組合布置和景觀建設(shè)有著明顯的影響。通過對高程的分析,我們要得到的是對場地的一個總體把握,結(jié)合規(guī)劃的功能需求找出場地建設(shè)的優(yōu)勢區(qū)域,對場地用地限制的區(qū)域進(jìn)行相關(guān)考慮,局部區(qū)域通過改造也可以變?yōu)榻ㄖ玫?充分考慮地形對設(shè)計的影響。通過調(diào)研和高程圖像的顯示,場地周邊和東南部的沖溝形成了一條生態(tài)薄弱的區(qū)域,生態(tài)承載力較差,植被分布不均且沖溝邊緣雨水沖蝕嚴(yán)重。

在ArcMap中找到3DAnalyst下的Surface Analyst,可以從右拉菜單里找到坡向、坡度山體陰影、場地剖面的命令,通過這些命令我們分別可以得出相應(yīng)的矢量圖像。

首先是場地的坡向分析如圖3,在這個場地中東向坡、東南向坡、南向坡及西南向坡所占的面積比較大,這些坡向在建筑、景觀設(shè)計中屬于優(yōu)勢的坡向,通過GIS坡向分析圖中可以分別把這些優(yōu)勢坡向提取出來做進(jìn)一步的分析（圖4）。東向坡、東南向坡、南向坡采光比較好;因為在云南省夏季為西南風(fēng),冬季為東北風(fēng),所以南向坡通風(fēng)比較好;北向坡、東北向坡、西北向坡、西向坡所占區(qū)域比較小,在這些坡向里建筑及景觀采光通風(fēng)不占優(yōu)勢,并且在植物配置時宜采用喜陰植物。

在坡度分析中（圖5）,場地內(nèi)綠色區(qū)域坡度在0-20.218范圍內(nèi),在該范圍內(nèi)的大部分土地可以作為建設(shè)用地。坡度在15-20.218范圍內(nèi)可以做局部的改造來滿足建設(shè)用地的需求。在0-4.102和4.102-14.065之間的區(qū)域范圍基本為平坡或者緩坡,其中14.065-20.218范圍中存在局部的中坡。一般情況下坡度分析以5°為級差,按照山地建筑布局經(jīng)驗,建筑物布局在坡度10°以下,大型建筑在坡度5°以下,車型交通道路在坡度5°選線,坡度15°以上可以進(jìn)行生態(tài)林地的建設(shè)[3]。

場地坡度在26.664-74.719范圍內(nèi)為中坡或陡坡,因為場地土質(zhì)疏松且邊坡區(qū)域植被稀少,所以在該坡度范圍內(nèi)建筑和景觀設(shè)計時,要考慮到雨水沖蝕導(dǎo)致的水土流失和小面積滑坡的問題。通過坡度分析,可以選擇出最佳坡度在場地中的分布及所占面積（圖6）,在進(jìn)行建筑、給排水、景觀設(shè)計和道路交通設(shè)計時要考慮到坡度因素的影響。在植物的配置中,要考慮陽坡以及陰坡適合栽種并且適合當(dāng)?shù)厣L的喬灌木。

GIS可以對場地進(jìn)行山體陰影的分析（圖7）,由圖5可以分析出場地內(nèi)包括場地周邊在內(nèi)的區(qū)域因為地形的高差所形成的投影對場地的影響,這種影響具體地說是一年當(dāng)中不同季節(jié),一天當(dāng)中不同時段日照對地形產(chǎn)生的陰影對場地內(nèi)建筑、植物、景觀的影響。

在GIS的地形剖面分析圖中（圖8）,結(jié)合AB、C-D、E-F兩點(diǎn)之間的剖面以及高程、坡向、坡度等,會對場地的地形有一個更為深入的了解。A-B剖面是場地的西北區(qū)域紅線范圍內(nèi)一直到石林中路的剖面,可以看出地形的總體趨勢是處于坡地的位置,C-D剖面是場地入口到場地內(nèi)最高點(diǎn)的剖面,剖面圖顯示在場地中部有一個小盆地的地形,降水和徑流可能在此處會形成一個匯水區(qū)域,所以在建筑布局、景觀設(shè)計、道路以及對水的處理時要有所考慮。E-F是場地最高點(diǎn)到水塘駁岸之間的剖面,剖線穿過東南區(qū)域的沖溝,高差較大。

因為場地西北高東南低,內(nèi)部地形多變,根據(jù)剖面及相關(guān)分析,所以在給排水設(shè)計中應(yīng)該考慮地形對供水和排水的影響。當(dāng)?shù)厥姓o水干管進(jìn)水水壓為0.25 MPa,所以生活用水在該場地中采用分區(qū)變頻泵加壓供給,給水管網(wǎng)采用下行上給式。基于GIS對場地的地形分析,結(jié)合各個功能區(qū)的功能和關(guān)系確定道路的布局,由此可以考慮室外污水管道及雨水管道的鋪設(shè)應(yīng)沿道路鋪設(shè),充分利用自然地形使其自流到排水管網(wǎng)。在道路的設(shè)置中對地形的分析,可以在很大程度上減少道路施工的填挖方量,節(jié)約建設(shè)成本[4]。

2.2 場地通視性分析

場地毗鄰石林國際風(fēng)景區(qū),并且附近有竹林、水塘,如何讓位于場地中的人能欣賞到這些景色,即在一定角度和位置把這些優(yōu)美的景色引入到場地之中來是必須要考慮的問題。GIS中對場地視線視域的分析可通過三維拓展模塊（3D Analysis）完成,將生成不規(guī)則三角網(wǎng)（TIN）的模型與該功能結(jié)合,從不同視點(diǎn)觀察表面,查看從某一觀察點(diǎn)到另一點(diǎn)的可見情況,還可將柵格和矢量數(shù)據(jù)貼在表面以創(chuàng)建一幅真實的透視圖[5]。

在GIS中選擇場景中的B點(diǎn),用Create Line of Sight工具來向目標(biāo)方向拉伸直線,就能得到B點(diǎn)所能看到和看不到周邊景色的分析,其中綠色部分表示可見部分,紅色部分為不可見部分。通過分析得出。在場地中B點(diǎn)位于最高點(diǎn),在B點(diǎn)向東北和北部眺望就可以看到石林景區(qū)及水塘景色,C點(diǎn)所處位置為小盆地地形,站在C點(diǎn)只能看到B點(diǎn)位置,四周的景色由于地形地勢原因被遮擋而不可見。

2.3 水文分析

石林縣雨季平均從5月中下旬開始,到10月中下旬結(jié)束,在這5個月的時間里,降雨量占全年的88%,降雨量在850-950 mm左右。場地四周較高,中間形成一個匯水區(qū)域,東南部有一條和場地相連的沖溝。在這樣的條件下,GIS可以快捷地對該場地進(jìn)行水文分析,通過 Arc tool box找到Spatial Analyst Tools,水文分析工具就在其中的Hydrology之下。GIS可以將場地區(qū)域內(nèi)分水線、匯水區(qū)域、流向、流水累積量等分析出來,為場地地形整頓、建筑選址、水處理、道路設(shè)計、植物配置等提供一個客觀而準(zhǔn)確的參考依據(jù)。

3 結(jié)束語

GIS可以清晰直觀地表現(xiàn)出信息規(guī)律和分析結(jié)果、動態(tài)監(jiān)測信息變化,對場地適宜性和可行性分析。雖然GIS不是一個獨(dú)立的設(shè)計工具,但它在規(guī)劃前期場的分析中所扮演的角色較傳統(tǒng)分析手法更為精確和快捷,為下一步規(guī)劃設(shè)計提供客觀的參考和依據(jù)。

[1]楊至德.風(fēng)景園林設(shè)計原理[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2009.

[2]劉森.GIS在場地分析中的應(yīng)用研究[D].沈陽:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué),2006.

[3]劉鷹,吳勇.基于Arc View GIS的山地景觀空間分析-以炎帝神農(nóng)故里景區(qū)規(guī)劃為例[J].山東建筑大學(xué)學(xué)報,2008（4）:02-06.

[4]（美）尼古拉斯·T·丹尼斯,凱爾·D·布朗.景觀設(shè)計師便攜手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.

[5]楊葳,粱伊任.基于GIS的園林規(guī)劃設(shè)計方法的革新[J].中國園林,2003（11）:30-32.