gis在風景園林規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用

1、2010-11-30,GIS在風景園林規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用,●GIS在城市規(guī)劃建設(shè)中的成功經(jīng)驗,●GIS在風景區(qū)規(guī)劃設(shè)計中的成功案例,●GIS在道路綠化中的應(yīng)用,●GIS在地貌測繪及地震評估中的應(yīng)用,●GIS在今后應(yīng)用的設(shè)想,1.GIS在城市規(guī)劃、建設(shè)管理中的應(yīng)用,,在城市規(guī)劃管理中，應(yīng)用于專門領(lǐng)域的GIS工具，對土地、道路、管網(wǎng)、環(huán)境、人口等等諸多要素都可以進行管理，并基于此進行分析和輔助決策 ，防止這種混亂局面的出現(xiàn)。,,1.GIS在城

2、市規(guī)劃、建設(shè)管理中的應(yīng)用,,在城市規(guī)劃管理中，應(yīng)用于專門領(lǐng)域的GIS工具，對土地、道路、管網(wǎng)、環(huán)境、人口等等諸多要素都可以進行管理，并基于此進行分析和輔助決策 ，防止這種混亂局面的出現(xiàn)。,,GIS在城市規(guī)劃管理中的具體應(yīng)用舉例,1. GIS 在街區(qū)建筑技術(shù)經(jīng)濟指標統(tǒng)計分析中的應(yīng)用（以深圳市寶安區(qū)的城市規(guī)劃為例 ）目的：通過容積率和建筑密度這兩個指標反映街區(qū)的現(xiàn)狀開發(fā)強度，為合理確定舊城改造的范圍、時間安排以及改造強度等決策提供數(shù)量

3、化的依據(jù),,,分析流程圖：,,2.GIS 用于城市適宜建設(shè)用地數(shù)量和空間分布的分析 城市的土地規(guī)劃要考慮到地質(zhì)地形、水文、現(xiàn)狀土地利用情況、人口分布、交通條件等因素，進行多因素的空間分析。 分析的方法主要有疊加分析、緩沖區(qū)分析以及稍微復雜的漸變尺度的空間結(jié)構(gòu)度量方法,,以深圳市寶安區(qū)公明新城規(guī)劃為例,分析的過程 ：,,,3.GIS 用于城市綠地系統(tǒng)的分析以南昌市城市綠地系統(tǒng)（1）南昌市主城區(qū)的各類綠地進行了全

4、面調(diào)查，將調(diào)查到的各類綠地現(xiàn)狀信息，通過數(shù)字化或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為GIS的shape 格式,對不同類型綠地附屬性進行空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的綜合運算：算術(shù)與邏輯運算、數(shù)據(jù)檢索、緩沖區(qū)分析等規(guī)劃為例,（2）在Arcmap中可以直接導出表格、餅狀圖、柱狀圖等，而且可以將這些分析圖插入到總圖中。將現(xiàn)狀綠地數(shù)據(jù)地塊按面積大小分成四類，比較其面積、數(shù)量、所占百分比等特性，作現(xiàn)狀公園斑塊分析圖,,（3）對于公園綠地根據(jù)不同的公園類別服務(wù)范圍的不同，作

5、不同的緩沖區(qū)分析，分析已有公園服務(wù)分布狀況，分析其服務(wù)盲點，輔助公園綠地的場地選擇與規(guī)劃,,GIS在風景區(qū)規(guī)劃布局中的應(yīng)用優(yōu)勢：1.規(guī)劃設(shè)計科學合理化 GIS具有強大的空間和屬性分析能力，在資源評價分析中，顯示出定量、快速、易更新、動態(tài)、能進行模擬分析等特點。2.規(guī)劃布局的可視化 GIS為分析、評價和規(guī)劃提供了一個可視化的環(huán)境，可以形象直觀的表達客觀狀況。3.實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示4.有利于資源共享和成果發(fā)布

6、 GIS數(shù)據(jù)參照同一空間坐標，使得數(shù)據(jù)具有通用性，不同領(lǐng)域可共享數(shù)據(jù)和結(jié)果，各部門之間可以集成支持整個項目的戰(zhàn)略決策。,,2、GIS在風景區(qū)規(guī)劃中的應(yīng)用,GIS支持下的風景區(qū)規(guī)劃設(shè)計過程,1.前期調(diào)查階段主要是風景區(qū)的風景資源的調(diào)查、分析評價與基礎(chǔ)資料的收集匯編，并為風景區(qū)的規(guī)劃布局提供技術(shù)支持。資料輸入計算機初步建成風景區(qū)規(guī)劃的基礎(chǔ)信息庫，這是GIS輔助規(guī)劃的基礎(chǔ)。2.中期規(guī)劃階段GIS在此階段除提供相關(guān)信息的快速查詢和統(tǒng)計、分

7、析以及輔助進行有關(guān)的評價之外還可以建立一些預(yù)測模型，例如對規(guī)劃區(qū)游客容量分析、預(yù)測，或?qū)ξ廴驹捶植嫉姆治雠c將來景區(qū)的污染情況預(yù)測，輔助總體規(guī)劃設(shè)計的進行。,,,3.后期實施階段主要是實施總規(guī)的方案，對景區(qū)進行各項管理，同時向外宣傳，可在GIS信息庫的基礎(chǔ)上制作景區(qū)管理系統(tǒng)及旅游服務(wù)信息系統(tǒng)。風景區(qū)資源的調(diào)查和數(shù)據(jù)庫的建立借助GIS構(gòu)建數(shù)據(jù)庫通常有三種方法 ：一、遙感技術(shù)獲得數(shù)據(jù)，二、通過全球定位系統(tǒng)GPS獲得數(shù)據(jù)，三、傳統(tǒng)的GI

8、S數(shù)據(jù)采集方式風景區(qū)景觀格局的分析評價主要衡量的指標是以斑塊為基本單元的景觀典型度、吸引度、多樣度、分離度和資源組合狀況及其特殊的影響意義，有必要運用GIS在資源調(diào)查期間建成的數(shù)據(jù)庫，借助GIS強大的儲存和計算功能來完成。,,案例分析：深圳市梧桐山風景區(qū)中心景區(qū),1.地形地勢分析2.坡度分析 不同土地利用類型要建立在不同坡度的地域內(nèi),因此要考慮分析地域坡度。,梧桐山中心景區(qū)TIN模型,梧桐山中心景區(qū)坡度分布,,深圳市梧桐

9、山風景區(qū)位于深圳市,是蓮花山脈的余脈,歷史上一直人煙稀少。,3.坡向分析 坡向不同的地域,接受太陽輻射、日照長短也不相同,溫差也大。在中心景區(qū)中,北坡和西北坡地域面積最多,南坡和西南坡向最少,整個景區(qū)主要處于陰坡中。,4.高程分析 是將等高線按一定間距以遞增(或遞減)方向分成若干組,用不同符號或顏色區(qū)分,以顯示基地高程變化情況。（1）找出地域內(nèi)最佳賞景點；（2）劃分高原反應(yīng)線。反應(yīng)線 以上地域游人具有不可

10、達性(該文討論大眾旅游)，在當?shù)馗呱椒磻?yīng)線以下,整個地域范圍均可進行土地利用規(guī)劃。,梧桐山中心景區(qū)坡向分布,5.平面曲率分析 是地面上任一點位的地表坡向變化率,可反映等高線彎曲程度,以及地表所有山脊線、山谷線。,6.山體陰影分析 由圖可見,整個中心景區(qū)地勢東北高,西南低,主峰位于景區(qū)的最東側(cè),全區(qū)由山地、丘陵、臺階地組成。,7. 地形起伏度分析 是指在一個特定的區(qū)域內(nèi),最高點海拔高度和最低點海拔高度的差值,

11、是描述一個區(qū)域地形的宏觀指標。,8. 可視性分析 主要是計算對于給定的觀察點,地形環(huán)境中通視的區(qū)域及不通視的區(qū)域。,9.植被分布分析 主要是運用遙感技術(shù)對衛(wèi)星照片進行植被覆蓋度信息提取分析。,10.綜合分析 綜上所述,結(jié)合其他可參考因素,總結(jié)運用GIS 技術(shù)進行山地風景區(qū)土地利用規(guī)劃的方法如下。（1）可游覽用地（2）可建設(shè)用地 該用地主要是用于植被恢復與改造、修建一些人工設(shè)施、景點等。（3）建

12、設(shè)用地 選擇坡度15°以下、植被受到破壞、無保存性植被、地貌有毀壞等需要進行恢復性建設(shè)的區(qū)域。,（4）林地 選擇坡度25°以上地域為林地的指標,將坡度25°以上地域與現(xiàn)有耕地疊加,得到退耕還林地區(qū),但由于中心景區(qū)基本無農(nóng)耕人口,因此上述指標在此案例中沒有體現(xiàn)。梧桐山中心景區(qū)土地利用類型 紅色部分表示可游覽用地的范圍,黑色部分表示可建設(shè)用地范圍,深綠色部分表示建設(shè)用地的范

13、圍,淺綠色部分表示林地的范圍,另外,還有部分區(qū)域為其他用地范圍。,梧桐山中心景區(qū)建設(shè)用地區(qū)域,最后,將各類土地利用類型圖疊加,得到深圳梧桐山風景區(qū)中心景區(qū)土地利用類型圖。,,3.GIS在道路交通管理中的應(yīng)用,近年來，GIS在交通方面的應(yīng)用得到了廣泛的重視，并形成了專門的交通地理信息系統(tǒng)GIS-T，以滿足道路交通管理方面的要求。GIS在公路方面的具體應(yīng)用主要分為以下三個方面： （1）路廓設(shè)計 （2）道路管理 （

14、3）流量和路徑分析,,路廓設(shè)計是公路設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，是定出公路最終線向的一個步驟。在路廓設(shè)計中，要綜合分析多種空間數(shù)據(jù)，包括大比例尺的土地利用圖、地形圖以及現(xiàn)有的道路網(wǎng)等。 從各方面收集來的資料合并到GIS資料庫中，建造約束多邊形，確定公路需要避開的區(qū)域，通常這些多邊形可以分為三級：1）第一級約束是必須要避開或減至最少；2）第二級約束是盡量避開或減至最少；3）第三級約束是可以避開或減至最少。 根據(jù)需要可以用權(quán)

15、重表示不同的約束等級，并在地圖上分別顯示，以便設(shè)計員在設(shè)計路線時盡量繞開這些區(qū)域。然后將每條試驗性線路輸入到GIS中，利用緩沖區(qū)分析得到路廓多邊形，與約束多邊形進行疊加分析，計算路廓與每個多邊形相交的總面積，并乘以權(quán)重，得到該試驗線路的約束影響的加權(quán)總面積（Total Impact Weighted Area, TIWA），用于比較這些線路設(shè)計。 在計算得到TIWA之后，可以根據(jù)DEM進行線向的詳細設(shè)計，其主要操作是根據(jù)DEM得

16、到道路橫斷面，進而進行填挖方的優(yōu)化，得到最終的路廓設(shè)計結(jié)果。,（1）路廓設(shè)計,交通模型的一個特點是，多種線性物體，重疊在同一個路網(wǎng)上，如限速區(qū)段，公共交通線路都與路網(wǎng)重疊，這使得GIS在應(yīng)用于交通時遇到困難，而動態(tài)分段（Dynamic Segmentation）方法較好地解決了該問題。 動態(tài)分段是在數(shù)據(jù)庫中紀錄道路的每種屬性的起止點到道路原點的距離，并不是真的將道路切斷存儲，適合于動態(tài)的分析，顧名動態(tài)分段。采用動態(tài)分段之后，一

17、個路段（Segment），是路網(wǎng)上兩個交點間連線或者弧的一部分，路段的長度用其占連線的比例來表示，具有唯一的標識碼。在GIS數(shù)據(jù)庫中，路段是依附于路網(wǎng)數(shù)據(jù)，本身沒有坐標。由于采用動態(tài)分段將道路的各種屬性以及其分布集中在一個圖層中進行管理，采用線性定位方法，因而容易實現(xiàn)各種“點線”以及“線線”的疊加查詢分析，形如： 交通流量>800,000 & 路面狀況=“良好” & 道路分級=“省道”,（2）道路管理

18、,,（3）流量和路徑分析,,流量和網(wǎng)絡(luò)分析一般較多地應(yīng)用于城市交通中，為城市交通管理和道路規(guī)劃提供科學的決策支持，其中，有如下四類主要的模型：1）“出行產(chǎn)生（Trip Generation）”模型根據(jù)交通分析區(qū)（Traffic Analysis Zone,TAZ）的土地利用形態(tài)以及其它社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來估計各個區(qū)域所產(chǎn)生和吸引的交通量，例如，居住區(qū)會產(chǎn)生出行，而商業(yè)區(qū)則吸引出行。2）“出行分布（Trip Distribution）”模

19、型根據(jù)出行產(chǎn)生分析的結(jié)果，確定各個區(qū)域之間的交通量。3）“交通工具選擇（Mode Choice）”模型將交通量計算分配到交通工具上，計算車流量。4）“出行分派（Trip Assignment）”模型根據(jù)交通線路的容量和速度，將車流量分配到各條道路上。 上述的四種模型，包含多種傳統(tǒng)GIS工具所不支持的統(tǒng)計分析運算以及具體的經(jīng)濟地理模型，在具體實現(xiàn)時，可以在GIS中運算，將結(jié)果輸出到其它系統(tǒng)中，進行專業(yè)模型計算。,4.GI

20、S在地貌測繪及地震災(zāi)害評估中的應(yīng)用,,（1）青藏高原數(shù)字冰緣地貌提取 （2）地震災(zāi)害和損失估計,數(shù)字地形模型(Digital Terrain Model ,簡稱DTM) 。是地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達,是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數(shù)字表達。 數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model ,簡稱DEM) 。是將數(shù)字地形模型的地面特征用于描述地面高程,這時的DTM被稱為

21、 “數(shù)字高程模型”,簡稱DEM。,,（1）青藏高原數(shù)字 冰緣地貌提取,對地震災(zāi)害以及地震次生災(zāi)害的評估對于一個區(qū)域的降低危險，資源分配以及緊急響應(yīng)規(guī)劃具有重要的意義，而通過存儲和分析地質(zhì)構(gòu)造信息，利用GIS可以預(yù)測地震發(fā)生的“場景”并估計該區(qū)域由于地震引發(fā)的潛在損失。此外，GIS也提供了有力的工具使得在地震實際發(fā)生時，分析災(zāi)害嚴重程度的空間分布，幫助政府分配緊急響應(yīng)資源。,,（2）地震災(zāi)害和損失估計,進行地震

22、災(zāi)害評估時要綜合考慮地質(zhì)構(gòu)造等各種信息的空間分布，通常包括如下幾個步驟：,如右圖所示，在地震損失評估中，用到了多種空間信息，如地質(zhì)構(gòu)造，建筑等等，因此GIS是非常理想的進行地震損失評估的工具,,,采用GIS進行評估的過程,,,,通常，地表震動強度可以根據(jù)震源位置以及地震波傳播公式計算；而次生災(zāi)害以及建筑物的損害要根據(jù)相關(guān)的圖件進行計算，并基于上述計算的結(jié)果來評估金錢損失和非金錢損失。在分析過程中，由于地震強度以及破壞程度隨著到震源的距離

23、增大而衰減，所以要采用緩沖區(qū)計算模型；而在計算金錢損失以及非金錢損失時，因為要綜合考慮多個因素，要使用疊加復合模型。,,汶川地震地勢遙感圖,,5.GIS在今后應(yīng)用的設(shè)想,,①基礎(chǔ)資料的搜集,數(shù)據(jù)庫的建立存在困難。據(jù)估計, GIS應(yīng)用中,80 %的時間和投資都花費在數(shù)據(jù)的收集整理上。目前,我國規(guī)劃設(shè)計單位大部分還沒有單獨的信息中心,要盡快解決同一數(shù)據(jù)資料在不同單位部門之間存在的這種“信息孤島”的狀態(tài),可學習國外先進經(jīng)驗。②在現(xiàn)有的條件下

24、, GIS應(yīng)用的數(shù)據(jù)源還不充足。如遙感衛(wèi)星影象的波段較少、數(shù)字地圖、測繪圖等提供的信息量不充足,進行山地風景區(qū)規(guī)劃所需要的土壤分布、地質(zhì)構(gòu)造、水文、植被分布等自然因素及社會因素資料較欠缺。③由于GIS數(shù)據(jù)處理需要大量時間精力,周期長、任務(wù)重，規(guī)劃單位及委托方又多是要求在短期內(nèi)出方案,規(guī)劃師不能夠充分運用GIS技術(shù)進行數(shù)據(jù)處理與分析。④我國規(guī)劃設(shè)計院大部分工作人員對傳統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計具有豐富的知識經(jīng)驗,但對GIS的應(yīng)用了解還不多,規(guī)劃師需要