基于GIS平臺的城市建筑高度控制初探——以貴州省湄潭縣為例

王婧逸，向穎，楊光（重慶大學 建筑城規學院，重慶　400045；中國城市規劃設計研究院，北京　00044）

基于GIS平臺的城市建筑高度控制初探——以貴州省湄潭縣為例

王婧逸1，向穎2，楊光1
（1重慶大學 建筑城規學院，重慶400045；2中國城市規劃設計研究院，北京100044）

城市建筑高度控制對城市風貌和空間形態的塑造至關重要，GIS（地理信息技術）是一種可定量為城市高度提供控制依據的重要技術手段。貴州省湄潭縣中心城區核心地塊城市設計以GIS為平臺，構建“因子評價+模型修正”的高度評價體系，對城市建筑高度進行控制，從而探討GIS技術在城市物質形態三維空間塑造的運用。

城市高度控制；單因子評價；多因子綜合評價；GIS；城市風貌；空間形態

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2015.02.035

0　引言

城市建設的高度控制是城市設計中控制城市風貌和空間形態的重要手段之一，一般是在城市總體設計的控制之下，通過一些定量定性的技術手法確定某一區域的建筑高度范圍，再綜合藝術審美、市場調整、社會經濟等多方因素，綜合得到優化后的城市三維空間，實現人工建筑與自然山水和諧共生的美好城市形象。

國外對城市建筑高度控制的技術手段的關注多集中在眺望景觀視線和城市天際輪廓線兩方面。英國1938年就開始對倫敦圣保羅大教堂及倫敦大火紀念塔周邊環境進行高度控制，提出了戰略性眺望景觀保護的政策和程序；法國巴黎運用紡錘形（視域扇面法）控制對建筑的高度進行控制，并將其納入法定城市規劃的法律規范中；德國斯圖加特市對高層建筑布局進行專項規劃，對建筑密度、建筑層數、高度和屋頂坡度等指標進行詳細控制［1］。

目前國內比較常用的有視線分析、多因子評價和綜合分析。視線分析一般以景觀要素的視覺分析為依據，通過對城市重要視覺平臺、視線點、視線通廊、天際輪廓線等重要控制因素進行分析研究，從而對控制區域或建筑高度進行劃分；多因子評價法是提取某一城市或地區高度控制的重要評價因素影響因子（如歷史文化、道路容量、區域環境、城市形象等），賦予權重值并建立評價標準和體系，得到高度分區的擴展模型；綜合分析法運通常結合視線分析、多因子評價、空間模擬等多種控制方法對樣本進行分析，得到比較全面周詳的高度控制類型（表1）。

表1　國內部分城市高度控制方法

可以看出，國內對城市高度控制的基本原則大多還是從景觀美學的效果出發，在感性的層面確定城市高度的控制，在定量引導上尚缺乏一定的理性技術支持，如僅憑借主觀經驗進行高度分析，其結果往往是圖面效果尚佳但實際結果差強人意。而隨著城市發展與建設要求的日益提高，GIS（地理信息系統）的切入可以在一定程度上彌補城市高度控制在精準性、明確性方面的缺陷。GIS平臺通過充分采集、管理、分析城市中地形、建筑、景觀等要素，打破二維空間的束縛，用數字信息將空間物質真實還原，通過模擬的三維模型進行建筑高度分析控制，從而使規劃更加精確化、合理化。本文以GIS技術為平臺，《貴州省湄潭縣中心城區核心地塊城市設計》為例，通過對湄潭縣城的城市建筑高度控制，探討GIS技術在城市物質形態三維空間塑造的運用。

1　項目概述

湄潭縣城位于貴州省北部，遵義市東南部，是中國著名茶鄉和西南地區重要綠色產品生產基地。本案例是在 《湄潭縣縣城總體規劃 （2010-2030）》（以下簡稱總規）的指導下，對總規所確定縣城中心城區核心地塊進行研究，包括老城區、中國茶城組團、中城組團、西城片區的中心片區、糧管所組團、南江組團的部分區域，規劃面積約為5.52km2。梳理現狀，目前規劃區范圍內的建筑面臨的問題要表現在以下三點。

1.1顯山露水的自然環境不夠突出

湄潭縣城坐落在茶山中，湄江河穿城而過，依山傍水的山水格局是縣城得天獨厚的自然條件。城市可形成以湄江河為底界面、人工建筑為主體界面、背景山體為自然界面的層次分明的天際輪廓線。但就現狀而言，湄潭縣城城市輪廓線單調失序，豎向起伏平緩，前后層次不明，城區和山水的對話不足。如何進行高度規劃控制，使城市的天際線起伏優美生動自然，與山水融為一體，是本次規劃需重點解決的問題。

1.2高層建筑布局缺乏規劃，影響舊城風貌

城市的發展推動了湄潭縣城的建設，近年來，湄潭縣城涌現出不少高層建筑，在以低層、多層建筑為主的舊城區呈現孤點式、散亂的布局狀態，對傳統的縣城風貌構成威脅。如何化解從城市拓展與轉型時期的矛盾，高效配置城市空間資源，集約用地，協調新城與老城的關系，成為湄潭縣另一個亟待解決的問題。

1.3濱水空間建筑高度缺乏引導

湄潭縣城沿著湄江河帶狀延伸發展，因此濱水走廊的景觀變得尤為重要。而現狀湄江河兩岸建筑高度參差不齊，建筑風格缺乏統籌，城市的開放空間、親水平臺、景觀視線尚缺乏周全的考慮。再加上濱水空間是城市土地利用價值較高的地區，在日后的城市建設中，勢必面臨著高強度的項目開發，若不對濱水區的建筑高度加以引導控制，則難以形成尺度宜人的濱水空間和良好的城市輪廓。

綜上所述，科學、合理地對城區內部建筑高度進行控制，使其既能和諧地融入山水格局，又能統籌老城的風貌，并有效促進新城的建設和發展，對湄潭縣的生態環境建設和可持續發展都有重要意義。

2　湄潭縣建筑高度控制方法體系的技術路線

本次研究在結合上述湄潭縣建筑高度的主要問題的基礎上，以GIS為平臺，結合上位規劃和城市山水格局，提出“因子評價+模型修正”的評價體系（圖1）。

圖1　“因子評價+模型修正”的評價體系

首先，在城市規劃區范圍內，剔除出已經建成的且質量較好的地塊，其余可建設用地納入建筑高度的控制范圍（圖2）。其次，綜合分析現狀的區位、歷史、文脈、交通、生態等因素，選定建筑高度的影響因子，并分別針對影響城市高度建設的因子進行單因子評價，進行單因子的修正，綜合單因子因素，得到多因子的打分和高度分布。最后，在高度理論值確定的基礎上，加入城市現狀的經濟發展訴求以及自上而下的規劃要求，對其他的局部影響因素，包括生態安全等原則，在空間上對基準模型進行論證及修正，最終得到適宜的高度評價值。

圖2　可進行開發控制范圍示意圖

3　湄潭縣建筑高度控制

3.1影響因子的選定

湄潭縣有不少歷史文化遺產，如茶文化中心、“天下第一壺”建筑、浙大廣場等。歷史文化因素應納入評價因子內。此外，湄潭縣新城是湄潭縣開發建設的一個新區，提高土地利用效益，平衡好開發強度與城市生活品質的關系，也是高度控制關注的重點，因此與土地開發強度密切相關的交通容量、土地區位、經濟成本等因素也是重要的影響因子。同時考慮到湄潭縣依山傍水的自然條件，豐富而優美的天際輪廓線和顯山露水的建筑輪廓共同組成了城市形象，因此城市形象也納入考核的因子內。綜合以上分析，本研究初步形成由文脈、交通、用地性質、環境和城市形象等5項一級因子和13項子二級因子構成的建筑高度評價體系框架（圖3）。

圖3　建筑高度評價體系

3.2指標評價標準、分值及權重的確定

本研究客觀地綜合了有關文化遺產保護、生態環境保護、城市規劃設計管理和社會經濟科學研究等領域專家學者的經驗與判斷，確定因子權重值見表2。

表2　建筑高度指標體系

4　城市核心區建筑高度控制策略

4.1單因子評價

4.1.1文脈干擾因子

以當地文物保護等級和保護級別為主要依據，對地塊的文脈因子進行評價。文物保護價值越大，保護等級越高的地方，其文脈干擾因子越小，其高度應該越低。

4.1.2道路容量因子

以地塊周邊的道路性質、道路等級、道路數量為依據，對地塊的道路容量因子進行評價。景觀大道兩旁的地塊應該控制其高度，對有兩條道路相交的地塊可以考慮建筑作為地標適當調高其高度。

4.1.3用地性質因子

以土地的經濟性和交通的可達性為依據，對不同用地性質的地塊分別賦值，其中商業用地最高，為10分，體育用地最低，為2分。

4.1.4環境干擾因子

以城市的生態多樣性、地質條件、地塊的坡度利用為依據，對地塊的環境進行打分。城市的生態多樣性越好的地方，其環境干擾因子越小，其高度應該越低。

4.1.5城市形象因子

以城市的景觀功能、視線走廊、城市中心區風貌建設為主要依據，對城市地塊的形象進行打分。其中三大城市中心為城市的經濟形象的核心展示片區，分值較高。

4.2多因子綜合評價

在 GIS數據庫中將以上評定的各單項因子分值加權相加，得到的最后分值為最終評價數據。整個數據的分布范圍在4.5～9.45之間，按等值法將數據分布的范圍劃分八個等級：所在等級越高，高層建筑建設可能性越大，反之越小。由此最終構成了湄潭縣新城的城市高度評價體系（圖4、圖5）。

圖4　多因子疊加分析圖

圖5　多因子綜合評價圖

5　城市核心區建筑高度控制的引導及修正

通過以上單因子和多因子的評價體系，大體上可以得到一個初步的建筑高度分區圖。這個分區圖是在GIG平臺上綜合得到的定量化研究，是一個較為理想的高度分布方案。但在實際規劃工作中，城市天際線的美感和層次感除了和建筑高度有關，還與實際建設情況、規劃建筑的分布、建筑風格、建筑排列方式等因素有關，因此，基于湄潭縣城的現實情況，本研究進行以下修正。

5.1建筑高度對上位規劃的回應

城市風貌因歷史文脈、用地屬性、建筑風格、交通狀況會呈現不同的風格。在本研究中，規劃區范圍按照歷史屬性和上位規劃（《湄潭縣縣城總體規劃》（2010-2030年）），可分為四個城市風貌片區：A-老城片區——原城市中心地帶，規劃多居住和商業，建筑風格以新中式和中式為主；B-西城及糧管所片區——規劃多居住用地，建筑風格以現代簡約風為主；C-中心城片區——規劃為新城行政、商業、娛樂中心，以現代風格為主；D-南城片區——規劃以居住休閑為主，回應自然山水面貌，建筑風格以現代為主（圖6）。因此，針對不同的分區，建筑高度的劃分也應有所不同：老城區綜合發展，以“保護為主，改建為輔”，商住結合，多層、高層均可；西城及糧管所片區采用復合空間模式，沿街采用“底商上住”的建筑類型，以多層建筑強調城市主要視線軸；中心城片區突出其作為城市新的中心商務區的地位，以多高層為主，沿河部分采用高低錯落的建筑形式，自然回應對地形的處理；南城片區以住宅為主，以實際開發需求為主。

5.2建筑高度與經濟利益的協調

建筑高度和地塊的經濟利益息息相關。在進行建筑高度控制時，公眾利益和經濟利益是需平衡的重點，往往山水環境優美、交通方便的地段，既是公眾休閑的好去處，也是開發商青睞的寶地，因此合適的建筑開放強度和方式就尤為關鍵。湄潭縣城除了有一般的商業用地、居住用地等普通地塊，還擁有環境優美的濱河地帶和臨山地帶，因此，本研究綜合利益驅動、布局地點、建筑平面形式等因素，對不同地段的建筑類型分布進行控制（表3）。

圖6　不同城市風貌的分區示意

表3　建筑平面形式研究

5.3建筑肌理對城市空間的影響

建筑高度控制是在豎向上控制城市生長，但城市的風貌空間是三維的，除了垂直方向的控制，水平方向的控制也不可缺少。建筑肌理包括建筑的平面形式、建筑密度、建筑組合方式等，對城市空間豐富性的塑造也至關重要：不同的建筑布局會產生不同的街巷空間、視線通廊，點式高層、板式中低層、低層合院等不同類型建筑會形成不同的城市輪廓，疏密不一的建筑密度會影響城市空間聚合程度。因此，本研究對湄潭縣城的建筑肌理進行了研究，提取湄潭縣城四類典型的建筑平面形式，結合不同地段，對其進行控制和引導，塑造豐富的城市空間環境（圖7）。

綜上所述，在考慮綜合各項因素的情況下下，本研究得到了最終高度分區圖（圖7）。整個規劃地塊分為6個高度分區：一級地區，高度評分為0～4.5分，高度上限不超過12m；二級地區，高度評分為4.5～5.0分，高度上限不超過21m；三級地區，高度評分為5.0～5.5分，高度上限不超過27m；四級地區，高度評分為7.5～9.0分，高度上限不超過60m；五級地區，高度評分為9.0～10.0分，高度上限不超過100m。

圖7　建筑肌理規劃分布

從高度分區圖可以看出，濱江老城區的建筑多以保留的多層為主，除商業用地外，其余建筑不得超過36m；湄江河新城地區建筑高度不得超過45m，以多層為主，小高層為輔；“天下第一壺”周邊第一排建筑高度不得超過其基座地面高度。這樣的結果可以較好協調人工建筑與自然山水的關系，新城與舊城的天際輪廓線可以較為平緩地銜接，并突出了城市的重要景觀節點（圖8）。

圖8　湄潭縣新城城市高度分布規劃圖

6　結論

GIS平臺的“因子評價+模型修正”構架原理，其意義在于綜合城市發展的多種因素，提出了城市豎向發展的可能性，并通過定量的方式取得了數據化的成果，使城市發展的三維空間更加科學、客觀和有據可依。但同時也應注意到，城市的發展應是“技術+藝術”的完美結合。實際規劃工作中，特別是山水特色顯著的城市規劃中，除了應嚴謹地運用GIS得到城市高度分區，也應充分尊重山水環境，考慮規劃結果的空間藝術感和自然的和諧關系，塑造生態自然的城市形態。

［1］王卓娃.歐洲多層面控制建筑高度的方法研究［J］.規劃師，2006（1）：98-101.

［2］葉晨.基于GIS的拉薩城市總體規劃建筑高度控制研究［A］.中國城市規劃學會.城市規劃和科學發展——2009中國城市規劃年會論文集［C］.中國城市規劃學會，2009：8.

［3］劉衛東，林觀眾.眺望控制法在地標背景建筑高度控制中的運用初探——以溫州江心嶼雙塔背景建筑高度控制規劃研究為例［J］.華中建筑.2009（03）

［4］洪再生，朱陽，孫萬升，等.煙臺城市高度控制的規劃研究［J］.城市規劃，2005（10）：80-82.

［5］許靖濤，岳曉琴，王進安.大理市下關城區建筑高度控制規劃［J］.規劃師，2014（04）.

［6］黃嘉穎，吳左賓，周慶華.緊湊城市”理念下的建筑高度控制探索——以西安曲江新區高度控制研究為例［J］.規劃師，2010（04）.

［7］羅吉，彭陽.城市門戶景觀區的高度控制研究——以襄樊火車站地區城市設計為例［J］.華中建筑，2009（05）.

［8］張建，宛素春.關于北京舊城保護規劃中高度控制的思考［J］.建筑學報，2003（02）：25-27.

［9］易維良，黃強.控制性詳細規劃階段城市重點片建筑高度量化研究——以長沙梅溪湖國際功能區浪琴灣地塊為例［A］.中國城市規劃學會、南京市政府.轉型與重構——2011中國城市規劃年會論文集［C］.中國城市規劃學會、南京市政府，2011：12.

［10］周文生，蘇文松，毛峰.基于GIS的城市形態總體設計——以大慶市為例［J］.華中建筑，2011（09）.

［11］朱順娟.高層建筑布局與城市形象研究——以長沙市為例［D］.長沙：長沙大學，2008.

Discussion on Urban Building Height Control based on GIS Platform

Urban building height control is vital to urban shape and spatial form，and GIS is an important technical tool for urban height control.The core area design in Meitan county of Guizhou is GIS platform-based，the high evaluation system of"assessment factor+model updating"is established to control urban building height，so GIS technology is applied in three dimension space of urban physical form.

urban height control；single factor evaluation；multiple factors comprehensive evaluation；GIS；urban scape；spatial form

TU929

A

1671-9107（2015）02-0035-05

2014-10-16

王婧逸（1989-），女，重慶人，碩士研究生，主要從事城市設計工作。