基于GIS可視性分析的城市觀山視點識別方法研究

朱剡

（上海同濟城市規劃設計研究院）

1 既有研究分析

基于GIS的可視域分析可在既有數字高程模型中識別出三維空間中某一點的可視范圍，多個點的可視范圍可進行疊加，從而得出該地形的可視性分級圖。可見點越多，其可視性分級越高[1]。

該方法在規劃以外的領域應用較廣。賈翔等學者在嘉善烽燧系統研究中采用可視域分析識別各烽燧間的視覺聯系能力[2]。周丹等學者將可視域分析方法應用于礦山的視覺污染影響區域識別中[3]。規劃領域絕大多數相關的視線分析研究集中在未建設地區的山前建筑高度控制上。而已建地區的山體可見性分析，則缺乏相關的研究成果，并且，已有視域可見性分析的研究基本不考慮既有建成區建筑的分布情況，因而缺少視線分析應有的真實性和適用性。

綜上，本次研究目的為基于GIS平臺的建筑的三維柵格地形，研究城市觀山視點識別方法。

2 觀山戰略視點識別方法解析

2.1 基于GIS平臺的城市帶建筑柵格地形模型構建

觀山可見性分析的基礎是構建帶建筑的GIS柵格地形表面。柵格表面需要由無建筑的地形高程柵格表面和帶屋頂高程的建筑柵格表面進行條件函數疊加后獲得。地形高程柵格表面可采用地形圖等高線或標高點直接生成。建筑柵格表面需要由帶建筑屋頂標高數值的建筑TIN數據轉換而來。由于建筑高程為建筑本身高度與地表面高程之和，因此，建筑本身高度的數值需要與其所在地表面高程數值相加，產生帶新的建筑屋頂高程字段的建筑TIN圖形，并轉換為柵格表面，在無建筑的區域柵格數值需要設置為“NO DATA”。此后，將無建筑的地形高程柵格表面與建筑柵格表面進行條件函數疊加即可。

2.2 山頂景觀點和山頂觀景方向的選擇

在城市中，人視點可見的近中景山峰可被設置為山頂景觀點，每座山脈會有多個或近或遠的山峰，近景和中景山峰是城市望山的主要對象。同時，山頂景觀點應位于面向城市的位置，能在城市中觀山是城市周邊山體最大的視線景觀價值。山頂景觀點中朝向城市集中建設區的方向為主要景觀方向，因此，設置山頂景觀點時，應將景觀點前移，設置于面向城市集中建設區的方向。

2.3 山頂景觀點可視性疊加分析

對每一山頂景觀點進行GIS視域分析，可識別每個山頂的可視區域。山頂景觀點可視區域主要分布于2類地區：①城市外圍的山體農田等開敞郊野區域；

2.4 觀山敏感區識別及高價值戰略觀山視點識別

高價值觀山點可定義為觀山敏感區。近山地區的觀山敏感區應作為劃定生態敏感區的重要依據，在綜合考慮城市發展的前提下應盡量保護觀山敏感區的開敞性，避免過度開發建設。

此外，觀山價值最高的區域一般呈點狀分布，是潛在的戰略性觀山視點。這些區域應在城市未來規劃建設中作為山體觀景公園，并且通過對這些區域的進一步視線分析可對周邊的建筑高度提出控制要求。

3 實證研究

本次實證研究的對象是浙江省湖州市安吉縣。基于GIS可視性分析的城市觀山視點識別方法可借安吉總體城市設計的機會得以實證。

3.1 現狀視線控制問題

安吉是一座架在山水中的小城市，六經六脈山水格局和安吉城區建設有著緊密聯系。然而由于其在重要道路交叉口和臨山位置等建起高層建筑，使其觀山點逐漸減少。

現行總體城市設計在一些節點位置設置了觀山觀水點，并且在城市最核心觀山點和周邊山體及近景山峰之間構建起紡錘形視廊。然而，由于觀山點是經驗判斷，觀山視廊又是通過單純立面得出的，其分析并未經過科學驗證，因此，大多數位于市中心的規劃觀山點實際上并不能看到山，更無法控制廊道。此外，現行總體城市設計提出了觀山點和山城視線廊道的位置，但并未提出具體的高度管控或開放空間管控要求。因此，在實際建設過程中，規劃對視點視廊的管控效力較弱，設計理念難以落實，一些位于城區邊緣真正的高價值觀山視點的視線廊道被新建高層建筑遮擋。可見，城市新的觀景與景觀體系有待構建，新的觀景點識別方法有待提出。

圖1 安吉城市周邊六脈近景中景山峰高度

3.2 基于視域GIS可視性分析的城市觀山視點識別方法應用

3.2.1 以六脈的近景和中景山峰作為城市觀山的景觀點

通過實際觀測，安吉城市中可感知到的周邊山體是距離觀測點約10km以內的近景和中景山峰。因此，選取安吉六脈中的近景和中景山峰為主要觀景對象，基于此原則可選出13座山峰作為觀山對象（見圖1）。

3.2.2 識別城市中看六脈的高價值觀景地區

在三維數字仿真地形模型的基礎上，基于GIS視域可視性分析可識別每座景觀山峰的可視區域（見圖2）。通過每座山峰的可視區域分布可見，六脈山體互為對望觀景點。同時，城市中較寬闊的街道、水濱綠地以及廣場也是重要的山體可見區域。采用GIS疊加分析將所有上述景觀山峰可見區疊加，可得整個城市的山體可見性分級圖（見圖3），可以看出山峰數量越多的觀測點可見性級別越高，觀景價值越大。

3.2.3 基于山體可見性分級圖識別觀山敏感區及高價值觀景點

山體可見性分級圖可識別觀山敏感區。位于觀山敏感區的城市中的水濱綠帶和寬闊道路是重要的觀山步行通廊，未來應嚴格把控其兩側建筑高度。位于觀山敏感區的城邊郊野地帶的未來建設方式應區別于一般地區，需注重觀山廊道的保留。

圖3 三維觀山可視性分級疊加結果

識別高價值觀景點打造觀山公園。城市內觀山可見性最高的點狀分布區域可識別出來，并被定義為高價值觀景點。這些地區應保留一塊開敞的公共綠地作為觀山公園，并保證未來在城市公園廣場中依然能看到山脈。

經實地驗證，基于GIS可視性分析識別的觀山點在城市中可以看到山體，可進一步開展視線廊道保護和城市高度控制規劃工作。

4 結語

經研究實證，基于GIS可視性分析的城市觀山視點識別方法相比于平面或立面視線分析方法具有更加科學理性的優勢，可以實現從經驗判斷到理性推導觀山視點的跨越。該方法有助于山水城市構建合理的山城互望景觀眺望體系，對體現山水城市的特質，提升空間品質有積極意義。對基于本方法識別出的觀山視點可進行進一步的視線分析，明確視廊的位置，為進一步預留城市綠地和控制城市高度提供依據。