gis在景觀設計學中的應用

1、<p>　　GIS在景觀設計學中的應用</p><p><b>　　摘要 </b></p><p>　　近些年來，GIS作為一項分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術，在景觀規(guī)劃、景觀設計領域得到了廣泛的應用。這一技術最早出現(xiàn)于19世紀末20世紀初，當時是基于手工技術的分析，過程十分復雜。后來隨著計算機技術的引入，GIS得到了空前發(fā)展。本文以浙江省臺州市生態(tài)基礎設

2、施規(guī)劃的宏觀尺度為例，分為景觀表述、景觀過程分析、景觀評價、景觀改變、影響評估、景觀決策等六個步驟，具體介紹了GIS在景觀設計學中的實際應用方法。 </p><p>　　關鍵詞：GIS，景觀設計，景觀過程，數(shù)據(jù) </p><p>　　中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>　　1.GIS和景觀設計學的概念 </p>&l

3、t;p>　　地理信息系統(tǒng)(geographic information system簡稱GIS)是以采集、存儲、管理、分析、顯示和應用整個或部分地球表面與空間和地理分布有關的數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng),是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術。Gis是一門交叉性、邊緣性的學科，凡是與空間有關的問題都可以借用其進行分析，因此，在環(huán)境管理、資源管理、資源配置、城市規(guī)劃等眾多領域都有所應用。 </p><p>　　景觀是土地及土

4、地上的空間和物體所構成的綜合體，景觀設計學（landscape architecture）就是要對有關土地的一切人類戶外空間的問題進行科學理性的分析，并尋求解決方案。（俞孔堅，李迪華，2003）在景觀設計學中，有景觀規(guī)劃（landscape planning）和景觀設計（landscape design）兩個方向。前者偏重于大尺度區(qū)域空間的研究，后者則重于小尺度場地的設計。GIS技術主要應用于景觀規(guī)劃中，目前憑借這一技術，可以幫助景觀規(guī)

5、劃師準確而便捷的對于空間區(qū)域進行分析和模擬，并最終繪制成圖。對于景觀設計來說，GIS也很大程度上為設計師的前期場地分析提供了便利。 </p><p>　　2.GIS在景觀規(guī)劃中的發(fā)展歷程 </p><p>　　追溯GIS在景觀設計學中的應用歷程，不能不提到美國生態(tài)規(guī)劃的先驅――麥克哈格（I. L. McHarg），他的著作《設計結合自然》（design with nature,1969）成

6、為了當時景觀規(guī)劃的規(guī)范。他所強調的任何規(guī)劃應該充分從自然生態(tài)的角度出發(fā)，通過充分的土地適宜性分析，來制定規(guī)劃。（俞孔堅，2003）這一分析過程是依靠因子分層分析和地圖疊加技術來完成的，也就是“千層餅模式”。當時進行這種適宜性分析的技術還停留在手工地圖分層疊加上，在《設計結合自然》中，麥克哈格介紹了方法：首先講景觀的單一因子逐一制圖，用灰白兩色區(qū)分其對某一土地利用方式（如居?。┑倪m宜性或有害性，然后再將單一因子的評價圖層疊加，通過感光攝影

7、技術得到綜合的土地適宜性分布圖，再根據(jù)灰度來區(qū)別不同程度的適宜性。 </p><p>　　實際上，這一技術出現(xiàn)在19世紀末20世紀初，當時景觀分析研究和實踐的帶頭人Warren Manning最早使用了地圖疊加技術來對馬省的量土壤、地表水資源狀況、森林覆蓋等大量信息進行制圖和整理。而這一繁雜的手工作業(yè)一直到1950年才為Jacqueline Tyrwhitt在《城鄉(xiāng)規(guī)劃教材》中系統(tǒng)的進行了介紹。20世紀60年代，

8、北美大規(guī)模的景觀資源調查廣泛的應用地圖分層疊加技術，到麥克哈格時代，基于透明紙的手工地圖分層技術已經(jīng)發(fā)展到了頂峰。 </p><p>　　但是，這一手工技術相當繁雜，耗費大量人力和時間。隨著計算機技術的出現(xiàn)與發(fā)展，景觀規(guī)劃的技術方法也發(fā)生了革命性的發(fā)展。當時作為景觀設計學搖籃的哈佛大學和作為計算機發(fā)祥地的麻省理工學院相結合，將地理信息系統(tǒng)GIS的空間分析技術與景觀規(guī)劃連接起來，推動了景觀規(guī)劃方向的發(fā)展。這場革命始

9、于20世紀六十年代中期。1965年，哈佛大學作設計學院獲得福特基金的贊助，與麻省理工學院聯(lián)合成立計算機圖象實驗室 (Laboratory for Computer Graphics), 由H. Fisher主持，匯聚一批富于創(chuàng)新和智慧的年輕人，并在很短時間內研制出數(shù)字計算機地圖繪制方法和技術，并發(fā)展了SYMAP軟件和在它基礎上進行的計算機數(shù)字地圖，同時，對區(qū)域規(guī)劃、景觀規(guī)劃、建筑設計等空間分析方法進行基礎研究，除此以外，在理論地理學方面

10、也有許多有價值的成果。（俞孔堅，2003） </p><p>　　1966年，卡爾.斯坦尼茲（Carl Steiniz）在哈佛大學作設計學院開設了一門區(qū)域尺度的規(guī)劃課程，并應用SYMAP在得拉維爾，馬里蘭和佛及尼亞半島(DELMARVA)開展景觀規(guī)劃研究。這被認為是大規(guī)模應用地理信息系統(tǒng)技術進行景觀規(guī)劃的第一個實例(Steinitz,1993)。即使在這一個GIS應用的最初步嘗試中，已經(jīng)包含了許多復雜的分析工作,

11、包括引力模型、地圖疊加分析、加權評價以分析土地單元對植被或農(nóng)業(yè)種植的適宜性，等等。這一最早的GIS與景觀規(guī)劃的結合課程對哈佛乃至世界的GIS發(fā)展具有關鍵的作用 </p><p>　　另外一位景觀規(guī)劃大師是菲利普.路易斯（Philips .H. Lewis）在他的工作中也運用GIS來進行分析。他在上世紀50年代提出來的“環(huán)境廊道”概念（Environmental, Educational, Ecological,

12、Esthetic, Exercise Way），并指出如果想為子孫后代保留一分自然及文化遺產(chǎn)“就必須盡快對一些敏感的環(huán)境構成進行確認”，只有這樣“人們才能對那些區(qū)域實施必要的保護”以使其免遭未來開發(fā)的不利影響（宋力 等，2002）。路易斯把一些被認為是“決定因素”的類型（水體、濕地、地形坡度等）分別繪制成圖后疊加起來，類似于McHarg的千層餅模型，然后劃分出“環(huán)境廊道”。這些工作也都依托于GIS來進行，取得了很好的效果。 </p

13、><p>　　卡爾.斯坦尼茲（Carl Steiniz）1993年提出了GIS在景觀規(guī)劃中應用的五階段說，俞孔堅教授在其基礎上發(fā)展化分為六個階段。它們是： </p><p>　　第一階段，20世紀60年代中期，利用計算機圖像處理方法來處理比較簡單的工作，如景觀分類。這一工作是手工可以完成的，但比手工要簡便許多。 </p><p>　　第二階段，60年代末到70年代初，應

14、用GIS進行更為復雜的分析，包括將統(tǒng)計分析與地圖繪制相結合，引入更為復雜的空間分析技術，發(fā)展不限于二維圖像的直觀表現(xiàn)方法。 </p><p>　　第三階段，70年代中期，GIS與其他學科專業(yè)開始相互作用，使規(guī)劃師認識到信息對于影響決策的意義，強調規(guī)劃的作用在于組織和利用信息為決策服務，而不是決策本身。 </p><p>　　第四階段，70年代末到80年代中，微型機算計引入GIS，操作簡單化

15、。使規(guī)劃師可以較快掌握計算機技術，并使用GIS技術來進行大量的分析工作。 </p><p>　　第五階段，80年代中期到90年代中期，計算機運算速度和功能不斷增加，數(shù)字化日益普遍，GIS逐漸成為景觀規(guī)劃的必須，它能夠使規(guī)劃變得更高效，并能夠直觀的展示規(guī)劃成果。 </p><p>　　第六階段，90年代末到可預計的未來，GIS與網(wǎng)絡技術相結合，數(shù)據(jù)的可獲得性不斷提高，GIS的分析功能更加強大

16、，對于規(guī)劃的輔助作用和分析解決問題的功能已無法替代。 </p><p>　　GIS已經(jīng)成為景觀設計學領域特別是大尺度規(guī)劃方面不可或缺的助手，為景觀規(guī)劃工作提供了大量的便利。麥克哈格1993年時就曾感嘆，當年復雜的系統(tǒng)分析過程“千層餅”模式今天竟可以如此方便地通過GIS來完成（俞孔堅，2003）。 </p><p>　　同時，通過對于城鎮(zhèn)擴張的多解研究，不同標準等級下的格局， </p&

17、gt;<p>　?。?）低安全水平，城市形態(tài)結構接近大組團形城市，可以理解為各個組團攤大餅式發(fā)展； </p><p>　　（2）中安全水平，城市形態(tài)結構顯現(xiàn)為組團和帶狀相結合； </p><p>　?。?）高安全水平，城市形態(tài)為星群形，即分散組團式，從某種意義上接近于田園城市的模式； </p><p>　?。?）通過城鎮(zhèn)擴張分析可以看出，未考慮EI的城

18、市形態(tài)最易于導致環(huán)形城市的形成，大環(huán)線的建成無疑對這種趨勢有推波助瀾的作用。這種模式會有經(jīng)濟上和交通上的優(yōu)勢，但對區(qū)域生態(tài)格局有很大的破壞，使生態(tài)服務功能受到損害。 </p><p><b>　　第六步，景觀決策 </b></p><p>　　基于上述多種EI建設方案和評估結果，決策者可以選擇合適的實施方案，并將其作為城市或區(qū)域發(fā)展規(guī)劃和城市設計的剛性控制條件。通過藍

19、線、綠線、紫線等劃定為不建設區(qū)，并通過法律法規(guī)的形式，落實下來。臺州案例中這階段的工作不作為主要內容。 </p><p><b>　　4．結語 </b></p><p>　　景觀設計學中景觀生態(tài)規(guī)劃的發(fā)展有賴于對景觀作為生態(tài)系統(tǒng)的更加深入的科學研究，并使之建立在更科學的數(shù)據(jù)庫和分析方法基礎上，而場地尺度設計的發(fā)展則需要基于空間分析的更為理性的研究方法。在規(guī)劃的技術方面

20、，隨著各門具體自然地理科學及環(huán)境科學的不斷發(fā)展，逐漸發(fā)展和完善了了從手工的地圖分層疊加技術，到GIS和空間分析技術的應用。在近一個世紀的發(fā)展歷程中，在社會需求、科學探索和技術發(fā)展三種力量的推動下，景觀生態(tài)規(guī)劃逐漸走向成熟，并在未來可持續(xù)人地關系的建立方面，發(fā)揮獨特而關鍵性的作用。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　俞孔堅，李迪華.

21、景觀、景觀設計學與景觀設計師.景觀設計：專業(yè)學科與教育.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003 </p><p>　　俞孔堅，李迪華，景觀生態(tài)規(guī)劃發(fā)展歷程. 景觀設計：專業(yè)學科與教育.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003 </p><p>　　Steinitz C. GIS: A personal historical perspective, parts 1-3. GIS Europe (Ju

22、ne, July and September). 1993 </p><p>　　宋力 等!"#在國外環(huán)境及景觀規(guī)劃中的應用，中國園林，2002，6 </p><p>　　俞孔堅，俞孔堅，生物保護的景觀生態(tài)安全格局，第19卷第1期，1999年1月，生態(tài)學報，Vol.19，No.1Jan </p><p>　　俞孔堅.景觀生態(tài)戰(zhàn)略點識別方法與理論地理學的表面