GIS在风景园林规划设计中的应用.

2010-11-30GIS在风景园林规划设计中的应用●GIS在城市规划建设中的成功经验●GIS在风景区规划设计中的成功案例●GIS在道路绿化中的应用●GIS在地貌测绘及地震评估中的应用●GIS在今后应用的设想1.GIS在城市规划、建设管理中的应用在城市规划管理中，应用于专门领域的GIS工具，对土地、道路、管网、环境、人口等等诸多要素都可以进行管理，并基于此进行分析和辅助决策，防止这种混乱局面的出现。1.GIS在城市规划、建设管理中的应用在城市规划管理中，应用于专门领域的GIS工具，对土地、道路、管网、环境、人口等等诸多要素都可以进行管理，并基于此进行分析和辅助决策，防止这种混乱局面的出现。GIS在城市规划管理中的具体应用举例•1.GIS在街区建筑技术经济指标统计分析中的应用（以深圳市宝安区的城市规划为例）•目的：通过容积率和建筑密度这两个指标反映街区的现状开发强度，为合理确定旧城改造的范围、时间安排以及改造强度等决策提供数量化的依据分析流程图：•2.GIS用于城市适宜建设用地数量和空间分布的分析•城市的土地规划要考虑到地质地形、水文、现状土地利用情况、人口分布、交通条件等因素，进行多因素的空间分析。•分析的方法主要有叠加分析、缓冲区分析以及稍微复杂的渐变尺度的空间结构度量方法以深圳市宝安区公明新城规划为例分析的过程：•3.GIS用于城市绿地系统的分析•以南昌市城市绿地系统（1）南昌市主城区的各类绿地进行了全面调查，将调查到的各类绿地现状信息，通过数字化或数据转换，统一转换为GIS的shape格式,对不同类型绿地附属性进行空间数据与属性数据的综合运算：算术与逻辑运算、数据检索、缓冲区分析等规划为例（2）在Arcmap中可以直接导出表格、饼状图、柱状图等，而且可以将这些分析图插入到总图中。将现状绿地数据地块按面积大小分成四类，比较其面积、数量、所占百分比等特性，作现状公园斑块分析图（3）对于公园绿地根据不同的公园类别服务范围的不同，作不同的缓冲区分析，分析已有公园服务分布状况，分析其服务盲点，辅助公园绿地的场地选择与规划GIS在风景区规划布局中的应用优势：1.规划设计科学合理化GIS具有强大的空间和属性分析能力，在资源评价分析中，显示出定量、快速、易更新、动态、能进行模拟分析等特点。2.规划布局的可视化GIS为分析、评价和规划提供了一个可视化的环境，可以形象直观的表达客观状况。3.实现数据的动态显示4.有利于资源共享和成果发布GIS数据参照同一空间坐标，使得数据具有通用性，不同领域可共享数据和结果，各部门之间可以集成支持整个项目的战略决策。2、GIS在风景区规划中的应用GIS支持下的风景区规划设计过程•1.前期调查阶段•主要是风景区的风景资源的调查、分析评价与基础资料的收集汇编，并为风景区的规划布局提供技术支持。资料输入计算机初步建成风景区规划的基础信息库，这是GIS辅助规划的基础。•2.中期规划阶段•GIS在此阶段除提供相关信息的快速查询和统计、分析以及辅助进行有关的评价之外还可以建立一些预测模型，例如对规划区游客容量分析、预测，或对污染源分布的分析与将来景区的污染情况预测，辅助总体规划设计的进行。•3.后期实施阶段•主要是实施总规的方案，对景区进行各项管理，同时向外宣传，可在GIS信息库的基础上制作景区管理系统及旅游服务信息系统。•风景区资源的调查和数据库的建立•借助GIS构建数据库通常有三种方法：一、遥感技术获得数据，二、通过全球定位系统GPS获得数据，三、传统的GIS数据采集方式•风景区景观格局的分析评价•主要衡量的指标是以斑块为基本单元的景观典型度、吸引度、多样度、分离度和资源组合状况及其特殊的影响意义，有必要运用GIS在资源调查期间建成的数据库，借助GIS强大的储存和计算功能来完成。案例分析：深圳市梧桐山风景区中心景区1.地形地势分析2.坡度分析不同土地利用类型要建立在不同坡度的地域内,因此要考虑分析地域坡度。梧桐山中心景区TIN模型梧桐山中心景区坡度分布深圳市梧桐山风景区位于深圳市,是莲花山脉的余脉,历史上一直人烟稀少。3.坡向分析坡向不同的地域,接受太阳辐射、日照长短也不相同,温差也大。在中心景区中,北坡和西北坡地域面积最多,南坡和西南坡向最少,整个景区主要处于阴坡中。4.高程分析是将等高线按一定间距以递增(或递减)方向分成若干组,用不同符号或颜色区分,以显示基地高程变化情况。（1）找出地域内最佳赏景点；（2）划分高原反应线。反应线以上地域游人具有不可达性(该文讨论大众旅游)，在当地高山反应线以下,整个地域范围均可进行土地利用规划。梧桐山中心景区坡向分布5.平面曲率分析是地面上任一点位的地表坡向变化率,可反映等高线弯曲程度,以及地表所有山脊线、山谷线。6.山体阴影分析由图可见,整个中心景区地势东北高,西南低,主峰位于景区的最东侧,全区由山地、丘陵、台阶地组成。7.地形起伏度分析是指在一个特定的区域内,最高点海拔高度和最低点海拔高度的差值,是描述一个区域地形的宏观指标。8.可视性分析主要是计算对于给定的观察点,地形环境中通视的区域及不通视的区域。9.植被分布分析主要是运用遥感技术对卫星照片进行植被覆盖度信息提取分析。10.综合分析综上所述,结合其他可参考因素,总结运用GIS技术进行山地风景区土地利用规划的方法如下。（1）可游览用地（2）可建设用地该用地主要是用于植被恢复与改造、修建一些人工设施、景点等。（3）建设用地选择坡度15°以下、植被受到破坏、无保存性植被、地貌有毁坏等需要进行恢复性建设的区域。（4）林地选择坡度25°以上地域为林地的指标,将坡度25°以上地域与现有耕地叠加,得到退耕还林地区,但由于中心景区基本无农耕人口,因此上述指标在此案例中没有体现。梧桐山中心景区土地利用类型红色部分表示可游览用地的范围,黑色部分表示可建设用地范围,深绿色部分表示建设用地的范围,浅绿色部分表示林地的范围,另外,还有部分区域为其他用地范围。梧桐山中心景区建设用地区域最后,将各类土地利用类型图叠加,得到深圳梧桐山风景区中心景区土地利用类型图。3.GIS在道路交通管理中的应用近年来，GIS在交通方面的应用得到了广泛的重视，并形成了专门的交通地理信息系统GIS-T，以满足道路交通管理方面的要求。GIS在公路方面的具体应用主要分为以下三个方面：（1）路廓设计（2）道路管理（3）流量和路径分析路廓设计是公路设计中的一个重要环节，是定出公路最终线向的一个步骤。在路廓设计中，要综合分析多种空间数据，包括大比例尺的土地利用图、地形图以及现有的道路网等。从各方面收集来的资料合并到GIS资料库中，建造约束多边形，确定公路需要避开的区域，通常这些多边形可以分为三级：1）第一级约束是必须要避开或减至最少；2）第二级约束是尽量避开或减至最少；3）第三级约束是可以避开或减至最少。根据需要可以用权重表示不同的约束等级，并在地图上分别显示，以便设计员在设计路线时尽量绕开这些区域。然后将每条试验性线路输入到GIS中，利用缓冲区分析得到路廓多边形，与约束多边形进行叠加分析，计算路廓与每个多边形相交的总面积，并乘以权重，得到该试验线路的约束影响的加权总面积（TotalImpactWeightedArea,TIWA），用于比较这些线路设计。在计算得到TIWA之后，可以根据DEM进行线向的详细设计，其主要操作是根据DEM得到道路横断面，进而进行填挖方的优化，得到最终的路廓设计结果。（1）路廓设计交通模型的一个特点是，多种线性物体，重叠在同一个路网上，如限速区段，公共交通线路都与路网重叠，这使得GIS在应用于交通时遇到困难，而动态分段（DynamicSegmentation）方法较好地解决了该问题。动态分段是在数据库中纪录道路的每种属性的起止点到道路原点的距离，并不是真的将道路切断存储，适合于动态的分析，顾名动态分段。采用动态分段之后，一个路段（Segment），是路网上两个交点间连线或者弧的一部分，路段的长度用其占连线的比例来表示，具有唯一的标识码。在GIS数据库中，路段是依附于路网数据，本身没有坐标。由于采用动态分段将道路的各种属性以及其分布集中在一个图层中进行管理，采用线性定位方法，因而容易实现各种“点线”以及“线线”的叠加查询分析，形如：交通流量800,000&路面状况=“良好”&道路分级=“省道”（2）道路管理（3）流量和路径分析流量和网络分析一般较多地应用于城市交通中，为城市交通管理和道路规划提供科学的决策支持，其中，有如下四类主要的模型：1）“出行产生（TripGeneration）”模型根据交通分析区（TrafficAnalysisZone,TAZ）的土地利用形态以及其它社会经济数据来估计各个区域所产生和吸引的交通量，例如，居住区会产生出行，而商业区则吸引出行。2）“出行分布（TripDistribution）”模型根据出行产生分析的结果，确定各个区域之间的交通量。3）“交通工具选择（ModeChoice）”模型将交通量计算分配到交通工具上，计算车流量。4）“出行分派（TripAssignment）”模型根据交通线路的容量和速度，将车流量分配到各条道路上。上述的四种模型，包含多种传统GIS工具所不支持的统计分析运算以及具体的经济地理模型，在具体实现时，可以在GIS中运算，将结果输出到其它系统中，进行专业模型计算。4.GIS在地貌测绘及地震灾害评估中的应用（1）青藏高原数字冰缘地貌提取（2）地震灾害和损失估计数字地形模型(DigitalTerrainModel,简称DTM)。是地形表面形态属性信息的数字表达,是带有空间位置特征和地形属性特征的数字表达。数字高程模型(DigitalElevationModel,简称DEM)。是将数字地形模型的地面特征用于描述地面高程,这时的DTM被称为“数字高程模型”,简称DEM。（1）青藏高原数字冰缘地貌提取•对地震灾害以及地震次生灾害的评估对于一个区域的降低危险，资源分配以及紧急响应规划具有重要的意义，而通过存储和分析地质构造信息，利用GIS可以预测地震发生的“场景”并估计该区域由于地震引发的潜在损失。此外，GIS也提供了有力的工具使得在地震实际发生时，分析灾害严重程度的空间分布，帮助政府分配紧急响应资源。（2）地震灾害和损失估计进行地震灾害评估时要综合考虑地质构造等各种信息的空间分布，通常包括如下几个步骤：•如右图所示，在地震损失评估中，用到了多种空间信息，如地质构造，建筑等等，因此GIS是非常理想的进行地震损失评估的工具第一步：地表震动损失估计第二步：次生灾害损失估计第三步：建筑损失估计第四步：金钱和非金钱的损失地表运动放大模型震源分空间布当地土壤条件次生地震损害模型建筑物损害模型建筑物数据库社会经济信息数据库金钱损失非金钱损失地震波传播模型地震发生模型采用GIS进行评估的过程•通常，地表震动强度可以根据震源位置以及地震波传播公式计算；而次生灾害以及建筑物的损害要根据相关的图件进行计算，并基于上述计算的结果来评估金钱损失和非金钱损失。在分析过程中，由于地震强度以及破坏程度随着到震源的距离增大而衰减，所以要采用缓冲区计算模型；而在计算金钱损失以及非金钱损失时，因为要综合考虑多个因素，要使用叠加复合模型。汶川地震地势遥感图5.GIS在今后应用的设想①基础资料的搜集,数据库的建立存在困难。据估计,GIS应用中,80%的时间和投资都花费在数据的收集整理上。目前,我国规划设计单位大部分还没有单独的信息中心,要尽快解决同一数据资料在不同单位部门之间存在的这种“信息孤岛”的状态,可学习国外先进经验。②在现有的条件下,GIS应用的数据源还不充足。如遥感卫星影象的波段较少、数字地图、测绘图等提供的信息量不充足,进行山地风景区规划所需要的土壤分布、地质构造、水文、植被分布等自然因素及社会因素资料较欠缺。③由于GIS数据处理需要大量时间精力,周期长、任务重，规划单位及委托方又多是要求在短期内出方案,规划师不能够充分运用GIS技术进行数据处理与分析。④我国规划设计院大部分工作人员对传统规划设计具有丰富的知识经验,但对GI