基于可視性分析的城市山體景觀視覺評價
——以寧德市中心城區(qū)取土點專項規(guī)劃為例

繆綠琳

(寧德市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計院 福建寧德 352100)

0 引言

隨著城市的進一步擴張，城市山體景觀面臨各種開發(fā)建設(shè)的巨大挑戰(zhàn)。2013年12月，習近平主席在《中央城鎮(zhèn)化工作會議》發(fā)出號召：“要依托現(xiàn)有山水脈絡(luò)等獨特風光，讓城市融入大自然；讓居民望得見山看得見水記得住鄉(xiāng)愁。”山體作為城市自然要素之一，既有城市的天然屏障的功能，同時也是城市居民游覽運動場所，其景觀是山水城市中最重要的自然景觀之一[1]。在生態(tài)文明建設(shè)要求和城市快速發(fā)展中，景觀的重要性日漸提升，從使用角度來說，如何處理好人與自然景觀資源之間的聯(lián)系，實現(xiàn)“看得見山，看得見水”的城市建設(shè)，是城市規(guī)劃者的共識。由于人在游憩和觀賞過程中，對外界的景物的感知體驗和審美都是通過視覺器官來實現(xiàn)的，要想創(chuàng)造既滿足城市發(fā)展建設(shè)，又有優(yōu)美的城市環(huán)境，就必須分析人在觀景過程中的視覺通達性和視域范圍，創(chuàng)造舒適的城市可視景觀。以往的規(guī)劃者，往往依靠觀察打分等人為評價方法，把視覺分析限于籠統(tǒng)的文字定性描述，很少從定量的層面模擬觀覽者的視覺感知[2]，而在景觀規(guī)劃中，從可視性層面上判斷分析實體環(huán)境的價值，是最直接的城市景觀評價。這種方法，將人與城市自然景觀的感知與評價轉(zhuǎn)化為可量化到實際的城市建設(shè)中，有助于設(shè)計者創(chuàng)造優(yōu)美環(huán)境，實現(xiàn)城市山體景觀真正為人所設(shè)計為人所享用[3]。

1 可視性分析的基本概念

視覺分析的目的，是通過提取視覺感知范圍視覺感知頻度感知對象的形式和實體構(gòu)成等方面中信息，探求獲取視覺美感的方式和途徑[4]。所謂“可視性”是指視覺上的通達性，即從一個或多個位置所能看到的范圍和所見程度，利用DEM判斷地形上任意兩點之間是否可以互相可見的技術(shù)方法[5]。可視性分析，通常分為“視線分析”和“視域分析”。

1.1 視線分析

視線分析，解決兩點之間可見與不可見的問題，即連接觀察點和觀察目標的視線通廊[6]。在設(shè)計中，為建立完整的景觀系統(tǒng)，形成綜合的景觀效應(yīng)，需要保持重要景點之間的視線聯(lián)系。這些都可以通過建立視線通廊的辦法解決。視線通廊的建立，將影響景區(qū)中建筑物的布局和高度以及植物的布置。

1.2 視域分析

視域，是指從一個或多個觀察點可以看見的地表范圍，即對于給定的觀察點，分析觀察所覆蓋的區(qū)域[7]。根據(jù)視距和視角的不同，可以劃分為由近及遠的層次帶。人們對于不同層次帶中的景物注意程度和注意內(nèi)容是不一樣的，體現(xiàn)著從局部到整體從細節(jié)到概貌的漸次變化。因此，應(yīng)對建筑高程和布局施加不同的控制，以保護和創(chuàng)造景觀特色。用視域表示某一景觀標志能夠被看到的范圍，稱為景觀視域。視域的面積和視域內(nèi)視點的分布，是確定景觀標志點位置和高程的重要依據(jù)[5]。

1.3 ArcGIS可視性分析的基本原理

可視性分析，通過建立數(shù)學模型進行計算，盡可能將城市景觀視覺感知轉(zhuǎn)化為可量化的控制指標，實現(xiàn)景觀感知的可控性，使視覺分析方法更具客觀性和科學性。通視分析有兩個工具可用于可見性分析，即視域和視點。它們均可用來生成輸出視域柵格數(shù)據(jù)。其中，視域分析是在柵格數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)集上，對于給定的一個觀察點，基于一定的相對高度，結(jié)合空間分析的建模理論，以DEM數(shù)據(jù)為依托，查找給定的范圍內(nèi)觀察點所能通視覆蓋的區(qū)域，也就是給定點的通視區(qū)域范圍，形成可視域范圍，分析結(jié)果是得到一個柵格數(shù)據(jù)集；另外，視點的輸出會精確識別可從每個柵格表面位置看到哪些視點。隨著GIS技術(shù)的發(fā)展，GIS的三維分析功能，不僅用于三維可視化，還被廣泛用于可視性分析。ArcGIS中的3D Analyst擴展模塊，提供了強大的分析和處理柵格數(shù)據(jù)的工具和平臺[8]。因此，通過通視分析工具，可根據(jù)在 3D 空間中相對于某表面或多面體要素類提供的障礙的位置，計算各線要素的第一個和最后一個折點之間的通視性。前一個折點定義為觀測點，后一個折點為觀測目標。沿著這些點之間的視線確定可見性，同時忽略有兩個以上折點的線中的任何中間折點。

2 城市山體景觀可視性分析的應(yīng)用——以寧德市中心城區(qū)取土點規(guī)劃為例

基于上述原理，結(jié)合《寧德市中心城區(qū)取土點專項規(guī)劃》這個實際項目進行具體分析，著重介紹城市山體景觀因素對土源點設(shè)置的影響，使取土點規(guī)劃更加科學合理。

2.1 研究區(qū)概況

項目研究的區(qū)域是寧德市中心城區(qū)，該城區(qū)總面積1364km2(含海域及山體)，其中，陸域面積999km2，海域面積365km2。中心城區(qū)范圍南北面以鄉(xiāng)鎮(zhèn)界線為界，其余范圍以山脊線及溫福鐵路為界。

2.2 數(shù)據(jù)來源

項目數(shù)據(jù)來源包括寧德市中心城區(qū)CAD格式的1∶2000現(xiàn)狀地形圖，《寧德市城市景觀風貌專項規(guī)劃》 規(guī)劃方案成果，《寧德市城市總體規(guī)劃(2011-2030)》CAD圖紙等。

2.3 研究技術(shù)路線

研究緊扣寧德中心城區(qū)發(fā)展需求，從山體景觀可視性方面確定寧德中心城區(qū)的土源點，以保證寧德中心城區(qū)的空間發(fā)展需求。研究技術(shù)路線包括：首先，獲取寧德市中心城區(qū)的基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)和交通干線相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)地形等高線信息，通過ArcGIS構(gòu)建現(xiàn)狀地形三維模型；然后，利用ArcGIS軟件的可視性分析功能，從景觀風貌視線通廊和重要交通線路視域范圍兩個層面，對寧德市中心城區(qū)的山體景觀進行視覺分析，將各影響因素進行綜合分析，總結(jié)山體對取土點的影響，從而作為土源點設(shè)置的重要依據(jù)，如圖1所示。

圖1 技術(shù)路線

3 成果分析

3.1 景觀風貌因素

寧德北西南三面被大山環(huán)抱，山體是寧德最重要的生態(tài)基質(zhì)之一。從城市景觀風貌角度出發(fā)，對寧德中心城區(qū)的景觀資源進行梳理，從生態(tài)功能和山體可見度提出規(guī)劃原則，并構(gòu)建了中心城區(qū)山體景觀風貌的總體格局：大山為屏中山觀景小山為圓。其中青山可入城，保證南漈山-鏡臺山-虎頭山-馬頭山生態(tài)廊道連續(xù)性；嚴格控制中部山體與外圍大山城中小山海中島嶼的視線廊道，保留體驗寧德獨特的“山海島相連”景觀特色。

3.1.1山體保護控制

寧德中心城區(qū)內(nèi)的山體，可分為外圍山體中部低丘濱海微丘和島嶼山體，利用這4類自然山體系統(tǒng)，形成城市的綠色基底；在明確這4類山體的范圍和主導(dǎo)功能的基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的控制要求，如表1所示。設(shè)定取土點時，遵循景觀風貌專項規(guī)劃確定的山體控制，部分山體被其他規(guī)劃確定為建設(shè)用地而取土時，盡量避免對主要山頭的破壞，如圖2所示。

表1 寧德市中心城區(qū)山體控制要求

來源：寧德市城市景觀風貌專項規(guī)劃

圖2 寧德中心城區(qū)山體分類控制圖

3.1.2城市綠化風貌區(qū)

寧德城市景觀風貌劃定3處城市綠化風貌區(qū)，包括濱海西側(cè)城市綠化風貌區(qū)金蛇-貴岐城市綠化風貌區(qū)塔山-大門山城市綠化風貌區(qū)(圖3)，提出特別控制小山輪廓線，取土點設(shè)置避免設(shè)置于這3處風貌區(qū)內(nèi)。

圖3 寧德中心城區(qū)城市綠化風貌區(qū)板塊示意圖

3.1.3城山眺望系統(tǒng)

景觀風貌規(guī)劃，為保證青山入城這一景觀意向，在城市核心開放空間選取若干城市觀景點，從視點到主要山體主體景觀15度左右的視線范圍內(nèi)，為視線廊道的核心控制區(qū)，控制區(qū)外圍為協(xié)議區(qū)。對于核心控制區(qū)，通過下述控制方式，保證建筑高度不影響景觀完整性。對于協(xié)議區(qū)，要求建筑保證一定的質(zhì)量，以創(chuàng)造觀賞的良好背景。同時，提出 9 條城山視線走廊，涉及山體包括鏡臺山塔山大寨山大山崗金蛇山貴岐山三角頂(表2)，設(shè)定取土點時，需保護城山視線走廊中的諸山體制高點，如圖4所示。

表2 城山視線走廊

來源：寧德市城市景觀風貌專項規(guī)劃

圖4 寧德中心城區(qū)城市眺望系統(tǒng)控制圖

3.2 視域影響因素

3.2.1沿海視域分析

沿海視線分析，是指從海面上從中心城區(qū)方向所視的視域分析。在三都澳內(nèi)海面上均勻布置視點，應(yīng)用 Arcgis 軟件進行視域分析，如圖5所示。由圖 5可知，沿海視域內(nèi)第一重山，主要包括黃灣山白鼻山虎頭岡筆架山后坑山大湖山塔石山蛇頭岡寨頂山猴石崗金鐘山鳥嶼島等。對于這些山體，避免進行臨時取土；對于規(guī)劃為建設(shè)用地的山體，做好水土防治和復(fù)綠工作，盡量減少對景觀的影響。

圖5 沿海視域分析圖

3.2.2鐵路高速國省干道等交通干線的視域分析

圖6 鐵路沿線視域分析圖

圖7 高速沿線視域分析圖

圖8 國道沿線視域分析圖

圖9 省道沿線視域分析圖

圖10 交通干線視域分析圖

交通干線沿線視域?qū)坝^風貌也有較大影響。該規(guī)劃分析了鐵路高速國省干道等交通干線的視線影響。參照寧德市總體規(guī)劃(2011-2030年)寧德市城市近期建設(shè)規(guī)劃(2016-2030年)等相關(guān)規(guī)劃，并結(jié)合衛(wèi)星影像圖，確定規(guī)劃期內(nèi)鐵路高速公路國省干道規(guī)劃分布。應(yīng)用Arcgis分別進行視域分析，得到各影響因素的視域情況，如圖6～圖9所示。由圖可知，沿鐵路第一重山，主要集中在蕉城區(qū)白馬城區(qū)西部與城澳-飛鸞西北部。沿高速第一重山，主要分布在蕉城區(qū)白馬城區(qū)海西寧德工業(yè)園西部與飛鸞-城澳西北部。沿國道第一重山，主要分布在蕉城區(qū)與白馬城區(qū)西部。沿省道第一重山，分布較廣，覆蓋到中心城區(qū)大部分。將沿鐵路高速國道第一重山賦值2分，沿省道第一重山賦值1分，然后將各影響因素的視域分析情況疊加，得到沿交通干線視線影響結(jié)果，如圖10所示。由圖10可知，浦頭山后坑山馬山頂獅子頭鳳凰山塔石山等，位于中心城區(qū)外圍的山體交通視域影響幾乎為0，環(huán)三都島地區(qū)的山體視域影響較大。在總體規(guī)劃中的建設(shè)用地范圍之外，若不與其他規(guī)劃影響因素沖突，優(yōu)先開發(fā)視域影響較小的山體區(qū)域，盡可能保留視域影響較大的山體。

規(guī)劃在視域影響較大的范圍內(nèi)，盡量避免設(shè)置臨時取土點。當視域影響范圍內(nèi)因規(guī)劃確定為建設(shè)用地取土點時，同時做好水土防治和復(fù)綠利用，盡量減少對景觀的影響。

4 結(jié)語

在人與自然的關(guān)系中，視覺是最直接也是最重要的感知。以空間品質(zhì)生態(tài)城市和生活質(zhì)量為目標的城市山體景觀視覺評價，不僅僅需要追求城市山體的高效利用和經(jīng)濟節(jié)約，同時需要做到景觀的最大可視性[9]。 因此，在結(jié)合實際項目的取土點規(guī)劃中，對城市山體景觀進行可視性分析，確定可視范圍，避免在可視范圍內(nèi)設(shè)置土源點，為城市山體景觀的合理開發(fā)提供了科學指引。然而，規(guī)劃中對山體景觀的可視性分析與視點的選擇和空間數(shù)據(jù)的完整性具有重大關(guān)系，由于研究區(qū)域空間數(shù)據(jù)的不完整性，使得文章論證過程存在部分局限性，尤其是獲得的數(shù)據(jù)存在一定滯后性，因此得出的可視結(jié)果并不是唯一確定的，在實際運用中應(yīng)盡可能采用多種方法進行綜合分析。

總之，通過可視性分析來指導(dǎo)開發(fā)建設(shè)的方法是有效的，希望隨著新技術(shù)新方法的的進一步發(fā)展，城市山體景觀視覺分析的方法將會越來越完善，對城市開發(fā)建設(shè)的指導(dǎo)意義也越來越大。