GIS在園林規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用情況初探

摘要：GIS是以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，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(shù)系統(tǒng)。GIS已經(jīng)在許多國家的多種領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用，并已越來越多的應(yīng)用在園林規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域中。文章就GIS在國外園林規(guī)劃設(shè)計中的作用進行了歸納，初步分析總結(jié)了GIS在國內(nèi)當(dāng)前園林規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：GIS 園林規(guī)劃設(shè)計 應(yīng)用

園林學(xué)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(xué)科所包含的內(nèi)容變得十分廣泛和多樣，涉及的研究范圍也隨之?dāng)U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(guān)學(xué)科的發(fā)展，使現(xiàn)代園林學(xué)科更趨于多專業(yè)、多學(xué)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(xué)科的這些發(fā)展，必然要求園林規(guī)劃設(shè)計的方式和方法也要有相應(yīng)的變化，由早期直觀單一的思維方式趨向于多學(xué)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(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，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(shù)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(jīng)在許多國家的多種領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大的作用，并已越來越多地應(yīng)用在園林規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域中。

一、GIS在國外園林規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用

隨著計算機技術(shù)的進步，無論是 GIS技術(shù)研究還是其應(yīng)用等相關(guān)領(lǐng)域，在美國等發(fā)達國家都取得了長足發(fā)展，在風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計方面的相應(yīng)研究也層出不窮。美國威斯康星州大學(xué)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(shè)計的方法；Richard G. Lathrop等應(yīng)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(xié)助進行建筑環(huán)境評估。

二、GIS在國內(nèi)園林規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀

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

1、景觀格局分析

大尺度的園林規(guī)劃設(shè)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(xué)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(biāo)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(shù)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(shù)據(jù)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(xiàn)，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(jié)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(jié)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(guān) 。上述指標(biāo)主要是從景觀組成部分的空間特征和數(shù)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(jīng)成為影響景觀格局的一個主要驅(qū)動力量。有學(xué)者提出了不同景觀組分的人為改造強度、城市化指數(shù)和生態(tài)風(fēng)險指數(shù)等指標(biāo)，以提供合理的發(fā)生學(xué)和功能評判指標(biāo)[1]。

2、用地適宜性評價

適應(yīng)性分析模型是景觀規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)用十分廣泛的理論和方法。由當(dāng)代著名的風(fēng)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(jīng)濟和文化等要素的定量分析，在了解當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有政治、經(jīng)濟狀況、環(huán)境要素以及開發(fā)實踐基礎(chǔ)上，對土地適用于不同開發(fā)利用的能力，做出相關(guān)的評價。麥克哈格在其理論中所采用的“千層餅?zāi)Ｊ健保↙ayer—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(guān)結(jié)論的方法幾乎一致。園林規(guī)劃設(shè)計中可以根據(jù)場地的適宜性評價，制定相應(yīng)的開發(fā)強度和方式，從而取得最佳的生態(tài)和社會經(jīng)濟效益。在現(xiàn)代城市的快速擴張中，經(jīng)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(shù)量的綠地，維持其舒適的環(huán)境質(zhì)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(shè)的社會投資量加大。盡管綠地的建設(shè)也會促進周邊地產(chǎn)的增值，但是，這需要尋找一個平衡點，也就是綠地建設(shè)的適宜性。由于上述適宜性評價牽涉的內(nèi)容比較廣，影響因素復(fù)雜，因此還未見有此類的文獻。但是，與此相關(guān)的一些基于GIS的城用地評價已見有報道[2]。基于適宜性評價體系，可以為設(shè)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(shè)計中關(guān)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(xiàn)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(yīng)能力[3]。通常應(yīng)用于風(fēng)景區(qū)和自然保護區(qū)的規(guī)劃設(shè)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(yīng)加快對一些敏感環(huán)境構(gòu)成進行確認，并對那些區(qū)域?qū)嵤┍匾谋Ｗo，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(guān)指導(dǎo)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(shè)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(nèi)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(nèi)出現(xiàn)的機率和景觀的醒目程度為衡量因素，而根據(jù)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(chǎn)生不良的視覺沖擊，因此設(shè)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(shè)計中布置重要觀景點或景點的場所。

三、GIS在園林規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用前景

綜上所述，GIS是園林規(guī)劃設(shè)計中信息管理的最佳手段。傳統(tǒng)的園林規(guī)劃設(shè)計中，不太重視對造園要素信息的綜合管理，側(cè)重于形態(tài)和美學(xué)方面的設(shè)計。GIS具有較強的空間數(shù)據(jù)管理能力，能夠完全填補這方面的不足。GIS技術(shù)應(yīng)用于園林規(guī)劃設(shè)計，使傳統(tǒng)園林規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容得到擴展。將GIS與RS（遙感）技術(shù)相結(jié)合，以任何角度觀察三維地形，甚至設(shè)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(shè)計內(nèi)容得到擴展。

參考文獻：

[1]陳永貴等，GIS在園林規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用，西北林學(xué)院學(xué)報，2005，20（4）.

[2]金麗芳等，3S技術(shù)在風(fēng)景區(qū)規(guī)劃中的應(yīng)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）.