gis在园林中的应用

g i s在园林中的应用

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关于GIS在城市及园林规划设计中的应用的综述

地理信息系统原理课程论文

摘要:GIS 以其强大的地理信息空间分析功能，通过GIS 城市绿化数据库系统的构建和GIS 绿化空间地理数据的组织以及结合RS等具体方法，在城市绿地系统规划、环境及景观规划项目中发挥着重要的作用［１］，本文就GIS在城市及园林规划设计中起到的绿地调查、绿地监测、绿地评价、研究方法启示等作用作介绍。展望了今后GIS在城市及园林规划设计中的作用。

关键词：GIS城市绿地规划园林绿地

引言：GIS（Geographic Information System）地理信息系统，作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域取得了良好的经济效益和社会效益［２］。对于现阶段的城市及园林规划设计工作而言，已越来越注重新型规划理论与规划技术的应用，将GIS 技术应用于城市和园林规划行业，能有效提升规划质量与规划效率，在这方面，许多人也做了不少探索，现在已经可以看到不少成果：绿地信息采集和管理、数字城市的逐步建成、GIS辅助下的三维景观设计等等。

一．GIS在绿地调查中的应用

１.１城市绿地系统三维调查

快速准确摸清城市绿地现状及绿化水平, 是正确评价城市绿地及其生态效益, 客观分析城市环境承载力, 合理制定城市绿地系统规划［３］, 科学建立和有效管理城市绿地的工作基础。城市绿地调查就是这样一项摸清“家底”的工作。

评价一座城市绿地系统的方式很多，如绿化面积、城市绿地率等指标均可作为其评价因素。虽然这些数据也能准确地反映出绿地面积及数量，但是不能以三维指标的形式呈现出绿地的三维立体状况。因城市绿地内部结构域空间分布重要性的存在，需引入GIS 技术来测算绿地系统的三维指标。与二位指标相比，通过GIS 所得到的三维指标更能准确反映出不同绿化形式在空间结构方面的差异性［４］。同时，GIS 信息技术的引入能通过彩红外航片来测定并判读绿化树种、绿化结构数据等信息，并利用实测所获取的植物数据，得出相应的回归模型，进而准确计算出绿化数量。

陈铭潮［５］等人对城市园林绿化调查中GIS数据提取与分析方法研究表明，依托于GIS 的城市园林绿地调查研究的工艺流程如下示意：

图一．调查方法流程图（来自《城市园林绿化调查中GIS数据提取与分析方法研究》）

１．２绿地覆盖信息获取

徐新良［６］等人的研究说明，基础数据库主要用于辅助绿地覆盖信息的获取并提供GIS环境下进行城市绿地空间分析评价所必需的各类相关空间基础数据,如街路网、水体、政区等,主要为空间特征数据模型。

如图所示为运用RS和GIS技术进行城市绿地覆盖调查的技术流程。

图二．绿地覆盖信息获取技术流程（《运用RS和GIS技术进行城市绿地覆盖调查》）１.３园林普查

GIS 在国外已被广泛的应用到人口学、选举、人文地理等方面,我国也已经开始开展这方面的研究和应用工作。如在古木的调查和保护中运用3S 技术的辅助，做到数字化的管理，方便准确，效率高［７］。

常连国［８］的研究通过阳煤集团园林普查, 说明GIS 在园林普查中的具体步骤和过程、调查结果及应用方法。

其数据处理步骤有１.数据的输入, 整理２.地形图的扫描矢量化３.地形图或矢量图的拼接４.加入控制点和编号５.GIS 处理［９］。

二．GIS在绿地监测中的应用

2.1绿地遥感监测技术与GIS

城市绿地遥感监测技术以图像或图形记录城市绿地或景观生态绿地变化的空间位置、大小和特征: 一方面分析城市绿地系统网GIS与环境规划理论络分布的合理性; 另一方面监测绿地系统的变迁[10]。通过不同时期的遥感影像判断绿地数量和分布结构的变化, 并分析变化趋势, 然后结合建筑空间和交通空间的建设情况, 对绿地系统规划做出调整,形成切实有效的绿色生态防护网[12]。

在城市绿地的动态监测中, 遥感方面应选择相应空间分辨率的信息源, 选择适用的动态信息提取方法; 而GIS 是空间数据库管理、分析与可视化工具。GIS 具有空间数据的输出与编辑、组织与分析、查询与管理以及制图输出等功能。由于GIS 具有强大的空间数据管理功能, 其中可存放不同时期的监测数据, 这些数据在动态监测中既可作为辅助数据, 又可作为分析对比数据, 因此在动态监测中GIS 是一个不可缺少的技术手段[13]。

三．GIS在绿地评价中的应用

３．１城市绿地评价

目前城市绿地评价主要以城市的整体为单元进行评价, 例如绿化覆盖率、绿地率、人均公共绿地是重要的评价指标[15], 这三个指标可以较好地反映城市绿

地的数量。另外许多研究者为了研究绿地的结构、空间的分布等状态, 从景观生态的角度对绿地进行研究。利用城市绿地的面积、形状、连接程度及与其它斑

块的距离形状等几何因子进行研究评价[17]。

随着高分辨率遥感数据的出现, 有学者开始在绿地组成结构水平上进行景观分析[18], 利用航空摄影正射地图对绿地信息提取与数字化, 利用ArcView计算

绿地斑块面积、不同类型绿地( 乔木、灌木、草地、乔灌、乔草、灌草、乔灌草) 面积比例、多样性、均匀度、优势度、相对丰富度[20]; 王天明利用SPOT 数据( 每个像元为10m×10m) , 通过监督分类得到城市绿地景观( 耕地、公园林地、

交通绿地、居住绿地、附属绿地、苗圃、防护林、河岸自然植被、游憩和观赏类草地等) 并通过ArcView中的扩展模块Fragstatats for arcview进行相关景观格局指数( 破碎度、聚集度、多样性指数、优势度、均匀度)计算[22]。所以在对城市绿地进行生态环境评价与分析的研究中, RS 和GIS 的主要的应用有两个方面:第一, 在GIS 平台上应用空间分析函数构造绿地

结构分析和评价的地图分析模型; 第二, 用航空遥感像片提取城市绿地信息, 然后在地理信息系统平台上进行空间分析, 即所谓的Rs 与GIS 一体化的技术方法。

图三．利用RS 和GIS进行城市绿地评价的步骤（《RS 和GIS 在城市绿地管理中的应

用》）

３.２生态旅游适宜度评价

李会琴等人根据黄土高原区域特征及生态旅游资源的特点, 论文构建了黄土高原生态旅游适宜度评价因子和模型。并基于RS、GIS空间信息技术, 实现了

地形、植被、黄土地貌等6个评价因子的信息采集与评价结果的空间显示, 提出了黄土高原生态旅游适宜度评价方法。如图所示。

图四．生态旅游适宜度评价方法（出自《基于RS、GI S的黄土高原环境脆弱区生态旅游适宜度评

价》）

四．GIS的应用对城市及园林规划方法的影响

４.１适应性分析模型与GIS

适应性分析模型[25]是土地景观规划及场地设计中应用十分广泛的一种理论及方法，它是由美国当代最具影响力的土地及景观规划大师之一－－著名景观建筑师伊安麦克哈格于２０世纪６０年代中期提出

的，其核心便是对自然、政治、经济、文化等要素进行定量的分析，从而在了解当地情况、现有政策、经济现状、环境科学及在适宜的开发实践的基础上#对土地适于不同开发利用的能力做出相关评价。宋力[27]等人在阅读有关理论时惊奇地发现麦克哈格在其理论中所采用的图层重叠系统分析方法－－千层饼模式与GIS通过空间数据建立主题图层，并利用空间分析功能得出相关结论的理念几乎完全一致[29]。

五．总结与展望

目前, 我国许多城市都在开展以地理信息系统技术为核心的城市园林绿地系统数字化管理研究[30] 。例如, 上海市通过卫星遥感图像的数字化,研究了该市绿地景观的特点;深圳市设计了以空间数据库为核心的城市绿化管理信息系统[ 31] 。国外对城市绿地系统的数字化管理与应用也非常重视,主要体现在通过空间信息技术监测城市绿地动态或

进行城市生态系统研究上[ 32] 。例如, 日本东京利用高精度卫星影像构建空间数据库, 对中心区绿地进行了分析[ 33] ;Makoto Yokohari 等人通过应用地理信息系统与遥感技术对亚洲超大型城市的城乡交错带的绿地功能进行了评价[ 34] ;U.Moertberg 和H.G.Wallentinus 通过构建详细的空间数据库, 对瑞典的斯德哥尔摩市的绿色廊道进行了评价[ 35]

可以预见将未来GIS在城市及园林规划设计中会出现几个趋势，其一，城市园林设计部门具备规划与设计的CAD 图形数据向地理信息系统(GIS)数据转化的理念, 以便规划设计数据的可持续利用；其二，在绿地属性数据调查阶段, 外业调绘人员充分应用全球卫星定位系统(GPS), 做到属性数据与矢量数据同步录入, 从而大大提高属性数据精度,减少内业工作量；其三采用更好的空间数据模型, 能够减轻城市化进程不断加快带来的城市园林绿地系统空间数据库频繁更新的工作量, 开发优良的空间数据模型,成为下一步研究的重点。

参考文献

【１】应用RS_GIS技术建立城市园林绿化地理信息系统_高昭良

【２】RS和GIS在城市绿地管理中的应用_黄莉

【３】GIS在城市园林绿化中的研究及应用_贺光旭

【４】RS与GIS在洛阳市绿地系统规划中的应用_何瑞珍

【５】园林GIS数据管理系统的设计_李敏

【６】GIS技术在旅游线路设计中的应用_付晶

【７】GIS在城市绿地系统规划中的应用_陈华丽

【８】运用RS和GIS技术进行城市绿地覆盖调查_徐新良

【９】GIS在园林规划设计中的应用_陈永贵

【１０】城市园林绿化调查中GIS数据提取与分析方法研究_陈铭潮

【１１】GIS技术在旅游规划制图中的应用初探_姚志强

【１２】基于RS和GIS的城市绿地系统建立及综合效益评价初探_徐志刚【１３】GIS在园林普查中的应用_常连国

【１４】刍议GIS技术在园林规划设计中的应用_沈均

【１５】GIS与RS在武汉市中心城区绿地系统规划中的应用_刘晶晶

【１６】基于GIS的城市湿地公园规划与评价研究_以西安灞柳生态湿地公园为例_薛亮

【１７】GIS技术在园林规划中的应用探讨_赵颖

【１８】基于GIS的城市用地适宜性评价_以南京高淳新区为例_王全

【１９】城市园林绿化调查中RS和GIS技术的应用_李闽丽

【２０】3S技术在城市绿地系统中的应用探究_林绿地信息采集与管理中的应用为例_董仁才

【２１】大九湖国家湿地公园的GIS管理实施探析_张志艺

【２２】GIS与RS技术在风景园林中的应用_郭丽娟

【２３】基于RS_GIS的黄土高原环境脆_省略_游适宜度评价_以山西省中阳县为例_李会琴

【２４】GIS_RS与3DSMAX在园林三维景观设计中的应用_伍超奎

【２５】基于GIS的城市园林绿化管理信息系统应用研究_潘萍

【２６】美国国家公园的地理信息系统_GIS_辜寄蓉

【２７】我国地理信息系统发展现状及分析_王丹琳

【２８】国内基于GIS技术的旅游研究进展_黄潇婷

【２９】中国GIS发展状况分析_危永利

【３０】GIS在生态旅游规划中的应用研究_刘芳

【３１】浅析GIS技术在旅游规划中的应用_胡晓艳

【３２】基于RS与GIS技术的城市土地扩展动态监测_刘广社

【３３】应用RS_GIS技术建立城市园林绿化地理信息系统_高昭良

【３４】基于GIS的庐山旅游信息系统的设计与开发_阮见

【３５】GIS在国外环境及景观规划中的应用_宋力