劉瀾,唐曉嵐,熊星,徐佳麒
GIS技術(shù)在風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀肌理研究中的應(yīng)用初探
劉瀾1,2,唐曉嵐1*,熊星1,徐佳麒1
1. 南京林業(yè)大學(xué) 風(fēng)景園林學(xué)院, 江蘇 南京 210037 2. 三江學(xué)院 建筑學(xué)院, 江蘇 南京 210012
著眼實現(xiàn)風(fēng)景名勝區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村發(fā)展和景觀保護雙贏目標,本文借助GIS(Geographic Information System地理信息系統(tǒng))技術(shù)剖析鄉(xiāng)村景觀肌理格局,提出了一系列技術(shù)策略。作為鄉(xiāng)村景觀保護和控制的核心,鄉(xiāng)村景觀肌理的相關(guān)研究只有準確、客觀、合理,才能為科學(xué)規(guī)劃風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村、促進村落與風(fēng)景名勝區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。通過分析GIS技術(shù)在風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀肌理研究中可發(fā)揮的主要作用,本文認為GIS技術(shù)可以有效挖掘鄉(xiāng)村景觀肌理中規(guī)律性的特征、活力和資源,扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)肌理研究重感性、重視覺分析而輕數(shù)理分析的傾向,提高肌理研究的科學(xué)性和可持續(xù)性,從而使鄉(xiāng)村規(guī)劃更加合理,應(yīng)用前景廣闊。
風(fēng)景名勝區(qū); 鄉(xiāng)村景觀; 景觀肌理; GIS技術(shù)
中國風(fēng)景名勝區(qū)(以下簡稱風(fēng)景區(qū))是由國家依法設(shè)立和管理,以自然生態(tài)和景觀為基礎(chǔ),自然與文化相融合,具有科研、審美、教育、游憩功能,體現(xiàn)國家代表性和社會公益性的保護區(qū)域。中國風(fēng)景區(qū)與國際上的國家公園相對應(yīng)[1]。我國風(fēng)景名勝區(qū)內(nèi)分布有大量鄉(xiāng)村,但我國一直未將鄉(xiāng)村類文化景觀納入國家自然文化保護體系。在《風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃規(guī)范》“風(fēng)景資源調(diào)查”一節(jié)列出的8類景源(3.2.3條),鄉(xiāng)村景觀與傳統(tǒng)的農(nóng)耕文化與技術(shù)也未被列入[2]。其中的鄉(xiāng)村景觀不僅是一種視覺表象,還是自然、經(jīng)濟、社會的復(fù)合系統(tǒng),在外象上表現(xiàn)為景觀的地域環(huán)境和地域特征,在內(nèi)涵上折射出地域民俗與社會經(jīng)濟情況、地域藝術(shù)與文化等多方面的內(nèi)容[3]。近年來,如何處理好風(fēng)景名勝區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村發(fā)展與風(fēng)貌保護之間的關(guān)系,一直是學(xué)界研究的熱點問題。過去,從環(huán)境保護的角度,鄉(xiāng)村的存在與發(fā)展大多被認為是影響甚至破壞風(fēng)景名勝區(qū)環(huán)境的重要因素,主流觀點都是將鄉(xiāng)村外遷。同時,受旅游開發(fā)等經(jīng)濟利益驅(qū)使,風(fēng)景名勝區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村景觀風(fēng)貌的同質(zhì)化日益顯現(xiàn)。這些隨意外遷鄉(xiāng)村或?qū)︵l(xiāng)村進行盲目規(guī)劃建設(shè)和簡單外表包裝等做法,都是不可取且不可持續(xù)的,客觀上也會削弱風(fēng)景名勝區(qū)的吸引力、降低風(fēng)景名勝區(qū)的競爭力。因此,在謀求農(nóng)村發(fā)展的同時能否保護好鄉(xiāng)村景觀,是事關(guān)鄉(xiāng)村科學(xué)規(guī)劃與風(fēng)景名勝區(qū)事業(yè)能否協(xié)調(diào)發(fā)展的重大課題。鄉(xiāng)村景觀肌理是鄉(xiāng)村風(fēng)貌保護和控制的核心。運用GIS技術(shù),對鄉(xiāng)村景觀肌理進行提煉和分析,可以將鄉(xiāng)村發(fā)展變化置于長期穩(wěn)定的景觀結(jié)構(gòu)體系中,為科學(xué)規(guī)劃風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村、促進村落與風(fēng)景名勝區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
肌理通常是指物體表面的紋理和組織結(jié)構(gòu),是表達人以視覺方式對物體表面紋理特征的感知。在形態(tài)構(gòu)成學(xué)中,對于肌理的理解并不局限于其作為感知對象的客觀屬性,更注重感知肌理的主體——人的想象和感受。這個角度恰是本文研究的重要角度之一,也就是“鄉(xiāng)村景觀肌理”中的“肌理”不僅是鄉(xiāng)村景觀所呈現(xiàn)的自然表面效果,更是長期人類行為產(chǎn)生的人為表面效果。
鄉(xiāng)村景觀肌理就是鄉(xiāng)村地域內(nèi)相關(guān)各類現(xiàn)象所呈現(xiàn)的紋理和組織結(jié)構(gòu)。其內(nèi)涵可以從兩個層面去理解。第一個層面,從直觀角度來看,鄉(xiāng)村景觀肌理是從空中鳥瞰鄉(xiāng)村整體環(huán)境所呈現(xiàn)的平面視覺效果,是直觀感知的空間形態(tài)表面組織結(jié)構(gòu),表現(xiàn)為鄉(xiāng)村鳥瞰平面圖上的紋理。第二個層面,從形成機制上看,鄉(xiāng)村景觀肌理是人類行為長期作用于鄉(xiāng)村形成的外在表現(xiàn)形式,是自然、經(jīng)濟、文化等要素相互影響下產(chǎn)生的結(jié)果,表現(xiàn)為鄉(xiāng)村的人文環(huán)境及文化特征。
肌理作為一種形態(tài),不僅有物質(zhì)的“形狀”,也有精神的“神態(tài)”。因此,鄉(xiāng)村肌理既具有物質(zhì)屬性,是村落形體有機生長的空間架構(gòu),可以用具體的物化指標和特征去描述;又具有精神屬性,承載著豐富的歷史信息,可以通過整合鄉(xiāng)村人文、經(jīng)濟、社會、歷史等各要素,抽象成為人們的感知與記憶。鄉(xiāng)村景觀肌理的這兩種屬性,使之成為認知和分析鄉(xiāng)村景觀及其空間結(jié)構(gòu)的工具;描述鄉(xiāng)村景觀空間秩序的語言;延續(xù)和維持鄉(xiāng)村景觀風(fēng)貌的手段;塑造鄉(xiāng)村形象特征和個性內(nèi)涵的依據(jù)??傊?,鄉(xiāng)村景觀肌理既是鄉(xiāng)村發(fā)展的現(xiàn)實結(jié)果,又是鄉(xiāng)村景觀設(shè)計研究和實踐的重要內(nèi)容,還是人們設(shè)計鄉(xiāng)村發(fā)展方向、介入鄉(xiāng)村環(huán)境形成進程的重要依據(jù)。
世界上最早運用GIS技術(shù)的國家是美國。早在20世紀70年代中期,美國就開始在大霧山(Great Smoky)等國家公園建設(shè)中運用了GIS技術(shù),涉及的領(lǐng)域包括地質(zhì)遺跡與自然環(huán)境保護、輔助資源管理、公園規(guī)劃、游客對公園的影響研究以及協(xié)助歷史遺跡重建等方面。隨后,加拿大、日本等國家也相繼在國家公園和城市建設(shè)中運用GIS技術(shù)。結(jié)合實踐,國外涌現(xiàn)了大量關(guān)于GIS技術(shù)應(yīng)用的研究成果,比較有代表性的是:Hiroyuki Kohsaka(2001)關(guān)于GIS技術(shù)在日本城市規(guī)劃與管理中的應(yīng)用進行了研究;Kris A. Johnson1等對GIS技術(shù)在墨西哥國家公園中公共森林管理方面的作用進行了研究;Hayriye Esbah等對GIS技術(shù)在分析和精確評估自然公園景觀變化中的應(yīng)用進行了研究等[4]。目前,我國已經(jīng)將GIS技術(shù)應(yīng)用于部分古村古鎮(zhèn)保護工作,學(xué)術(shù)界也形成了一些重要研究成果,例如:劉沛林等以南方地區(qū)208個典型古鎮(zhèn)作為研究樣本,應(yīng)用GIS技術(shù)實現(xiàn)了傳統(tǒng)聚落景觀的多源數(shù)據(jù)集成與管理,初步建立我國南方傳統(tǒng)聚落景觀保護管理信息系統(tǒng)[5];黃巧芬運用GIS存儲和空間分析功能,結(jié)合古村和待開發(fā)地區(qū)的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行分析,為古村保護和新農(nóng)村建設(shè)提供決策依據(jù)[6];胡明星將GIS技術(shù)應(yīng)用于古村落、歷史街區(qū)、世界文化遺產(chǎn)地的保護規(guī)劃編制及建構(gòu),以及基于GIS技術(shù)的現(xiàn)狀調(diào)查、規(guī)劃編制方法等[7-9]。傅娟運用GIS構(gòu)建增城地區(qū)傳統(tǒng)村落形態(tài)屬性數(shù)據(jù)庫,繪制了傳統(tǒng)村落形態(tài)特征圖[10]。孫瑩等借助GIS分析了傳統(tǒng)村落的空間分布格局與特征,探討了其內(nèi)在的影響機制與演變規(guī)律[11]。
通過GIS技術(shù)的應(yīng)用,整合鄉(xiāng)村景觀肌理數(shù)據(jù)并及時進行管理,構(gòu)建并動態(tài)完善鄉(xiāng)村景觀空間模型,同時可以建立起鄉(xiāng)村景觀肌理演變的歷史數(shù)據(jù)庫,避免資料淹沒不可復(fù)得和信息遺漏,并進行數(shù)據(jù)與圖形的空間分析與交互查詢。同時,GIS技術(shù)的應(yīng)用能及時將鄉(xiāng)村景觀肌理的研究成果反饋到風(fēng)景區(qū)規(guī)劃或者鄉(xiāng)村規(guī)劃的各層次決策設(shè)計和管理實施中去(如圖1)。在汲取國內(nèi)外風(fēng)景區(qū)及鄉(xiāng)村景觀保護方面的經(jīng)驗和研究成果,借鑒城市肌理、鄉(xiāng)村空間形態(tài)研究的理論和方法,并廣泛收集研究風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,利用GIS進行多源信息的綜合集成、管理、分析與應(yīng)用在風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀肌理研究中主要可以發(fā)揮以下三大作用
圖 1 GIS技術(shù)在鄉(xiāng)村景觀肌理中的應(yīng)用主要功能圖
風(fēng)景名勝區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村景觀類型豐富、數(shù)量眾多,通過導(dǎo)入ArcGIS,并對鄉(xiāng)村景觀數(shù)據(jù)進行分類和梳理,可以形成較為清晰直觀的鄉(xiāng)村景觀分類圖(如圖2)。在此基礎(chǔ)上,有助于鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級編制鄉(xiāng)村景觀名錄,即將每個有價值的鄉(xiāng)村景觀通過分類、分級的方式編錄成冊,形成鄉(xiāng)村景觀名錄?;蚩赏ㄟ^立法等途徑,使所有登記在冊的鄉(xiāng)村文化景觀的真實性和完整性如同文物保護單位一樣得到法律的保護[12]。
鄉(xiāng)村景觀肌理相關(guān)的數(shù)據(jù)多樣、要素復(fù)雜,因此要對各類數(shù)據(jù)進行整合與梳理,提煉影響景觀肌理的關(guān)鍵要素。風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀數(shù)據(jù)主要包括:鄉(xiāng)村數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)和專項規(guī)劃數(shù)據(jù)等四類(如圖3)。
在提煉風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀肌理要素的基礎(chǔ)上,利用MO(Map Objects)工具,將相關(guān)數(shù)據(jù)資料輸入、存儲和管理,依托GIS優(yōu)良的數(shù)據(jù)管理與分析能力,經(jīng)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫建設(shè),建立數(shù)字化平臺。
圖 2 導(dǎo)入ArcGIS的西山景區(qū)鄉(xiāng)村景觀分類地圖
圖 3 風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀數(shù)據(jù)分類圖
利用GIS的空間分析功能,可進行鄉(xiāng)村景觀肌理敏感性評估、鄉(xiāng)村景觀肌理穩(wěn)定性評估等。通過科學(xué)的景觀評估,為鄉(xiāng)村景觀的優(yōu)勢和不足建立客觀準確地認知,為肌理研究奠定基礎(chǔ)。具體評估內(nèi)容(如圖4)。
借助GIS的空間分析技術(shù),利用鄉(xiāng)村數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù),可從宏觀角度(整個區(qū)域范圍內(nèi)多個鄉(xiāng)村)和微觀角度(一個村落為一個研究單元)兩個層面進行鄉(xiāng)村景觀肌理、結(jié)構(gòu)形態(tài)研究。
3.3.1 宏觀角度研究宏觀上,借助GIS的空間分析技術(shù),通過對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行收集、整理,空間特征分析和指標運算,可以研究鄉(xiāng)村景觀空間分布的規(guī)律、演變的規(guī)律,能進一步梳理鄉(xiāng)村與周邊環(huán)境、鄉(xiāng)村與道路、鄉(xiāng)村與河流、鄉(xiāng)村與鄉(xiāng)村之間的聯(lián)系特征。
3.3.2 微觀角度研究微觀上,通過分析鄉(xiāng)村景觀要素的構(gòu)成原則和分布特征,分析運算結(jié)果,進一步提煉和抽象鄉(xiāng)村景觀肌理,提出密度、細度、清晰度、結(jié)構(gòu)化程度等一系列指標,準確建構(gòu)鄉(xiāng)村景觀空間意象。
通過上述技術(shù)在風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀肌理研究過程中的應(yīng)用,以村落數(shù)據(jù)與地理數(shù)據(jù)為依據(jù),在宏觀上對鄉(xiāng)村景觀的資源和環(huán)境的系統(tǒng)性管理和保護進行分析研究,在微觀上對鄉(xiāng)村景觀可識別性和特色進行分析研究,并對于風(fēng)景名勝區(qū)中的鄉(xiāng)村景觀在規(guī)劃實施和具體管理中存在的關(guān)鍵問題進行深入研究,提出相應(yīng)對策措施,優(yōu)化風(fēng)景區(qū)鄉(xiāng)村的管理體制及運行機制,提高風(fēng)景名勝區(qū)管理的科學(xué)性和實效性,并可以將研究成果應(yīng)用于鄉(xiāng)村規(guī)劃和管理(如圖5)。
以往在鄉(xiāng)村規(guī)劃設(shè)計過程中,主要依靠人工收集、分析鄉(xiāng)村景觀基礎(chǔ)數(shù)據(jù),這樣的方式主要存在兩大缺陷;一是由于人工處理數(shù)據(jù)時缺乏對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)快速準確地理性分析,主觀隨意性較大,難以客觀、全面地分析數(shù)據(jù);二是由于鄉(xiāng)村景觀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通常極其繁雜,種類多、數(shù)量大,人工處理速度慢、效率低,且綜合分析各類數(shù)據(jù)及其互相影響的難度大。
在風(fēng)景名勝區(qū)傳統(tǒng)鄉(xiāng)村景觀肌理研究中運用GIS技術(shù),可以使研究從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集、整理,到空間特征分析和指標運算,再到分析、運算結(jié)果的各種形式的顯示和表達,都能通過與理性客觀、科學(xué)、高效的信息系統(tǒng)緊密結(jié)合,提升輸入系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)處理速度,并降低人工處理可能帶來的各種偏差和不確定性,同時能避免在使用繪圖軟件制作分析圖時,對其結(jié)果無意識地美化和修飾。如可以準確地反映鄉(xiāng)村建筑與景觀肌理的圖底關(guān)系,以供精確地分析計算(如圖6)。GIS技術(shù)將使風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀肌理研究逐步擺脫傳統(tǒng)方法重感性、重視覺分析而輕數(shù)理分析的傾向,設(shè)定量化指標并運用GIS測算,可以作為傳統(tǒng)研究方法的有力驗證和有益地補充,并使有效提高風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀肌理研究的科學(xué)性走上可持續(xù)的道路(如圖7)。
圖 6 西山景區(qū)東村建筑與景觀肌理圖底關(guān)系圖
圖 7 基于GIS技術(shù)的鄉(xiāng)村景觀肌理研究和管理應(yīng)用工作流程圖
具體來看,GIS技術(shù)在風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀肌理研究中運用前景主要體現(xiàn)在以下幾個方面:一是通過有效運用GIS技術(shù),利用其高效和科學(xué)的數(shù)據(jù)收集、處理和分析能力,改進以往相關(guān)肌理研究在地理空間描述上的模糊和不確定,提高鄉(xiāng)村景觀肌理研究的客觀性和科學(xué)性;二是通過有效運用GIS技術(shù),在對村落空間肌理結(jié)構(gòu)和相同村落群空間形態(tài)共性進行定性定量分析的基礎(chǔ)上,可有效提出密度、細度、清晰度、結(jié)構(gòu)化程度等一系列指標,克服以往相關(guān)肌理研究的意象性、粗略性,實現(xiàn)全面分析鄉(xiāng)村景觀肌理特征,為科學(xué)進行風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村規(guī)劃和管理奠定基礎(chǔ);三是通過有效運用GIS技術(shù),為風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀肌理研究成果共享和研究可持續(xù)性提供穩(wěn)定的技術(shù)支持,并為研究成果持續(xù)運用于風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村規(guī)劃決策和管理提供可靠的技術(shù)支持。如在太湖西山景區(qū)鄉(xiāng)村景觀肌理的應(yīng)用中,通過ArcGIS Server 9.3結(jié)合ArcGIS Java Script API應(yīng)用程序,開發(fā)了基于WebGIS的太湖西山古村古鎮(zhèn)文化景觀管理系統(tǒng),在該程序中,客戶端可以直接享受ArcGIS Server程序的各種數(shù)據(jù)信息。道路與街巷空間是重要的線狀景觀肌理,也是古村落的脈絡(luò),依據(jù)古村古鎮(zhèn)文化景觀管理信息系統(tǒng)中的骨架景觀信息便于有關(guān)部門制定道路整治規(guī)劃,通過保留原有空間格局,并對原有空間肌理進行整合與修補,整治原有道路、街巷,延續(xù)原有道路與街巷的尺度感,使古村古鎮(zhèn)肌理得以延續(xù)(如圖8)。
圖 8 太湖西山景區(qū)骨架景觀結(jié)構(gòu)圖
風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀保護關(guān)鍵在于能否從深度上挖掘出鄉(xiāng)村內(nèi)部核心價值和競爭力。一個好的鄉(xiāng)村,生活在其中的人就是最好的設(shè)計者和管理者,他們的情懷就是人們要來聽的故事。如今,城市開發(fā)高度商業(yè)化、系統(tǒng)化、金融化并趨于穩(wěn)定。鄉(xiāng)村作為城市的互補關(guān)系,隨著國家政策的支持和鼓勵,必然要有所發(fā)展和演變。鄉(xiāng)村規(guī)劃是鄉(xiāng)村的社會、經(jīng)濟、科技等長期發(fā)展的總體部署,是指導(dǎo)鄉(xiāng)村發(fā)展和建設(shè)的基本依據(jù)[13]。風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀肌理,不僅要立足于保護鄉(xiāng)村的外在風(fēng)貌表現(xiàn),保護其形成和發(fā)展的自然生態(tài)環(huán)境,進一步保護其歷史文化的積淀,更重要的是利用GIS技術(shù)挖掘風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村景觀肌理特色中規(guī)律性的特征、活力和資源,可以使風(fēng)景名勝區(qū)鄉(xiāng)村規(guī)劃既有效地避免單純歷史文化保護設(shè)計的虛空和軟弱,又克服盲目旅游建設(shè)和城市擴張帶來的短視和狹隘,從而使鄉(xiāng)村規(guī)劃更加科學(xué)協(xié)調(diào),促進風(fēng)景區(qū)鄉(xiāng)村在新的時代背景下更好地發(fā)展,迸發(fā)出更旺盛的生命力。
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Application of GIS Technology in the Study of Rural Landscape Texture in Scenic Attraction Areas
LIU Lan1,2, TANG Xiao-lan1*, XIONG Xing1, XU Jia-qi1
1.210037,2.210012,
In order to achieve the win-win goals of rural development and landscape protection in scenic attraction areas, this paper analyzes the rural landscape texture pattern with the help of GIS (Geographic Information System) technology and proposes a series of technical strategies. As the core of the rural landscape control and protection, the rural landscape texture research should be accurate, objective and reasonable in order to lay a foundation for scientific planning the villages of scenic attraction areas and promoting the coordinated development of villages and scenic spots. By analyzing the main role that GIS technology can play in the study of rural landscape texture in scenic areas, this paper believes GIS technology can effectively explore the characteristics, vitality and resources of regularity in rural landscape texture; reverse the tendency of traditional texture research emphasizing sensibility, visual analysis rather than mathematical analysis, and improve the scientific and sustainability of texture research, therefore, the rural planning is more reasonable and has a broad application prospect.
Scenic attraction areas; rural landscape; landscape texture; GIS technology
TU986
A
1000-2324(2018)06-0952-06
10.3969/j.issn.1000-2324.2018.06.010
2017-03-22
2017-05-19
住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科學(xué)技術(shù)項目計劃(2016-R2-068);江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳科技指導(dǎo)項目(2017ZD059);江蘇省高校哲學(xué)社會科學(xué)基金項目(2017SJB0520)
劉瀾(1984-),女,博士,講師,研究方向為風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計與理論. E-mail:184706606@qq.com
Author for correspondence. E-mail:39887917@qq.com