摘 要：目前基于GIS的景觀研究主要集中在宏觀領(lǐng)域，對于GIS應(yīng)用于中微觀的景觀研究探討的研究成果仍然少見。本研究通過把GIS分析技術(shù)應(yīng)用于武漢大學(xué)校園景觀分析，在GIS技術(shù)應(yīng)用于中微觀景觀分析層面做出貢獻。本文主要內(nèi)容為前期準備工作與相關(guān)成果。

關(guān)鍵詞：GIS；武漢大學(xué)；景觀分析

中圖分類號：TU984.14

文獻標識碼：B

文章編號：1008-0422（2012）060135-03

1 引言

武漢大學(xué)校園景觀環(huán)境有著獨特的魅力，尤其是圍繞著珞珈山與獅子山為主體的校園景觀環(huán)境代表著武漢大學(xué)悠久的校園歷史與獨特的人文環(huán)境。兩座山周圍有著武漢大學(xué)的早期建筑群，如老圖書館、老文法學(xué)院、櫻花古堡、理學(xué)院、行政樓等。這些建筑之間形成了獨特的景觀與交往空間。珞珈山與獅子山所圍繞的武漢大學(xué)歷史校園景觀環(huán)境，有其可分析與利用的價值。

傳統(tǒng)的景觀分析是一種基于人的主觀認識的分析，是一種對環(huán)境的感性認識。而GIS強大的空間及屬性數(shù)據(jù)管理與空間分析功能為實現(xiàn)數(shù)字景觀規(guī)劃、量化分析、三維場景下的可視化景觀分析提供了強有力的技術(shù)支持。通過建立GIS的景觀要素庫、三維景觀模型庫等，結(jié)合遙感影像，景觀規(guī)劃工作者可以在較真實的、較直觀的三維景觀環(huán)境下進行景觀規(guī)劃與量化分析。

以往的基于GIS景觀分析多為宏觀層次的如景觀斑塊分析、景觀指數(shù)分析、景觀指數(shù)分析、景觀生態(tài)分析等。張林艷等（2008）對景觀格局分析指數(shù)的選取進行了研究，“在簡要闡明構(gòu)建景觀格局指數(shù)中頗具代表性的理論基點（如島嶼生物地理學(xué)理論、景觀鑲嵌模型）的基礎(chǔ)之上，針對普遍存在的混淆和誤用景觀指數(shù)的事實，敘述了合理選用景觀指數(shù)的基本原則。最后，引介國外Ritters和O’Neill等人所推薦的具有廣泛應(yīng)用價值的5個景觀指數(shù)：平均斑塊邊緣一面積比、蔓延度、相對斑塊面積、分維數(shù)及斑塊類型/景觀類型/土地覆蓋類型”①， 為廣大景觀研究工作者提供了參考。張永達等（2004）進行的以GIS為核心的昌平區(qū)景觀生態(tài)分析與規(guī)劃信息系統(tǒng)研究，采用COM 組件技術(shù)建立一個通用的GIS 平臺，并在此平臺基礎(chǔ)上開發(fā)景觀指數(shù)分析與景觀規(guī)劃等模塊，主要為景觀指數(shù)的分析與景觀規(guī)劃研究提供參考；②蔡明玉等（2008）進行了基于3S 技術(shù)的城市輻射效應(yīng)景觀分析，采用了3S 技術(shù)進行緩沖區(qū)分析，并以蓬萊市為例從景觀與斑塊兩個層次對城市輻射效應(yīng)與景觀結(jié)構(gòu)關(guān)系進行了研究；③賈維花等（2011）進行了基于TM 影像的曲阜市農(nóng)村居民點空間景觀分析；嚴登華（2004）進行了東遼河流域景觀格局及其動態(tài)變化研究；劉國海等（2011）進行了基于GIS 技術(shù)的森林景觀空間格局分析（以貴州省安順市西秀區(qū)為例）；王彬等（2007）進行了基于GIS 的廣東地名景觀分析；郝彩蓮等（2011）進行了灤河流域景觀格局變化及其驅(qū)動因子分析；Ruedisser，J等（2011）利用GIS 技術(shù)在澳地利進行了生物多樣性研究；Carver，S 等（2011）利用GIS技術(shù)提出了一套可反復(fù)利用、可借鑒的方法支持測繪以保護自然景觀，并在蘇格蘭的兩個國家公園：Cairngorms 公園與Trossachs 公園進行驗證，支持景觀特征的評估、發(fā)展與控制……由此可以看出，以GIS技術(shù)為平臺進行宏觀層面的景觀分析論述十分常見，但是對于中微觀層面的景觀分析的論述卻比較少，因此，在這一領(lǐng)域急需做出理論與實踐性的探討，為中微觀層面的景觀分析與規(guī)劃提供參考。本研究試圖在GIS環(huán)境下對武漢大學(xué)校園景觀進行分析，探索中觀層次的景觀分析方法。

2 研究目標

研究從三個方面展開，具體目標如下：

1）校園景觀GIS建庫

根據(jù)對珞珈山與獅子山的調(diào)研，結(jié)合武漢大學(xué)地形圖，構(gòu)建景觀分析原始數(shù)據(jù)庫。建庫的主要內(nèi)容包括：地形、現(xiàn)狀建筑、現(xiàn)狀交通、現(xiàn)狀綠化、現(xiàn)狀水域，形成數(shù)據(jù)庫，全面反映校園景觀的真實情況。

2） GIS環(huán)境下的景觀分析方法探索

根據(jù)建立的GIS校園景觀庫，對現(xiàn)狀景觀要素進行分析，得出現(xiàn)狀結(jié)論與問題，以及對以后的景觀規(guī)劃設(shè)計提出一些建議。如，地形分析（坡度、坡向）、建筑物分析、綠植分析、水域分析、道路分析、日照分析、天際線分析、節(jié)點分析、視域分析、視線分析、視點分析、高程分析、軸線分析等等。

3 ）三維景觀可視化研究

結(jié)合三維建模軟件，通過建立景觀要素三維模型，實現(xiàn)校園景觀的三維可視化瀏覽與動畫等功能，將武漢大學(xué)歷史校園景觀展現(xiàn)出來，讓規(guī)劃師、公眾與決策者能夠?qū)ξ錆h大學(xué)歷史校園景觀有一個詳盡的理解，為以后的校園景觀規(guī)劃提供參考。

3 研究內(nèi)容

3.1校園景觀GIS建庫

關(guān)于校園景觀GIS建庫，研究需要實現(xiàn)的目標如下：

1）真實再現(xiàn)現(xiàn)狀。通過對地形、屬性的描述、照片及簡介鏈接等多樣化的手段，還原一個豐富、真實的現(xiàn)狀環(huán)境（如圖1、圖2、圖3、圖4所示）。

2）能夠支持空間、景觀分析，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)內(nèi)容要能夠支持后續(xù)的空間、景觀分析。進行的空間與景觀分析能夠為后期的景觀規(guī)劃提供所需求的數(shù)據(jù)與信息，能以量化的方式為后續(xù)規(guī)劃與管理做出指導(dǎo)，形成關(guān)于武漢大學(xué)校園歷史景觀的珍貴資料。具體而言，研究需要完成以下建庫內(nèi)容：

①地形數(shù)據(jù)庫：對所選片區(qū)進行地形TIN模型建立，形成高程數(shù)據(jù)庫。

②現(xiàn)狀建筑數(shù)據(jù)庫：對片區(qū)內(nèi)約千棟建筑的普調(diào)數(shù)據(jù)，進行信息入庫，包括建筑名稱、建筑結(jié)構(gòu)、建筑層數(shù)、使用單位、建筑風貌、建筑質(zhì)量、建筑功能及年代等，同時建立武漢大學(xué)具有代表性的建筑模型，納入到GIS數(shù)據(jù)庫中。

③現(xiàn)狀綠植數(shù)據(jù)庫：對現(xiàn)狀綠植進行兩個層級分類，一類是沿道路的行道樹劃分為帶狀要素，二是片區(qū)的綠植劃分為點狀要素，點狀要素可以分為大型點狀與小型點狀要素。

④現(xiàn)狀交通數(shù)據(jù)庫：對現(xiàn)狀道路的調(diào)研數(shù)據(jù)進行GIS建庫，建庫內(nèi)容包括：道路名稱、道路類型、道路寬度、服務(wù)對象、人車流量、暢通情況、路面質(zhì)量、鋪裝類型、歷史價值、照片鏈接、道路斷面、校門、交通標志等。

⑤現(xiàn)狀水域數(shù)據(jù)庫：對現(xiàn)狀的水域進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計并進行GIS建庫，建庫內(nèi)容包括：水面面積、形狀、水面周長等等。

3.2 GIS環(huán)境下的景觀分析

地形坡度與坡向分析：數(shù)字高程模型（DEM）是GIS技術(shù)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)庫之一，通過建立武漢大學(xué)珞珈山與獅子山的數(shù)字高程模型，進行三維地理空間模擬，產(chǎn)生出坡度、坡向、平面曲率、匯水面積等等，通過這些因子在地貌形態(tài)模擬與生態(tài)環(huán)境研究上的應(yīng)用，可以為后期景觀分析（景觀視線分析與天際線分析）與規(guī)劃提供依據(jù)。

建筑分析：對于建筑的分析主要是對武漢大學(xué)現(xiàn)存的老建筑進行建設(shè)年代、建筑層數(shù)、建筑風格與使用情況等進行分析。對于老建筑的分析有利于形成歷史建筑保護與后期景觀保護規(guī)劃，例如根據(jù)GIS分析的建筑年代在校區(qū)的分布情況進行建筑分類保護，根據(jù)分析的建筑層數(shù)控制后期規(guī)劃與建設(shè)。

綠植分析：對于綠植的分析可以深入到綠植的面積、綠植的種類、綠植的生長規(guī)律，喬木的生長年齡、冠徑大小。根據(jù)綠植的生長規(guī)律預(yù)測武漢大學(xué)歷史校區(qū)綠植未來變化情況，指導(dǎo)未來綠植規(guī)劃與建設(shè)。

交通分析：對于交通的分析主要從以下幾個方面進行：交通的可達性、交通與景觀空間的聯(lián)系性、交通對于景觀視線的引導(dǎo)性等等。景觀分析中的交通分析是關(guān)鍵點，交通分析可以為后期的景觀分析中的交通規(guī)劃提供量化的依據(jù)。

水域景觀分析：武漢大學(xué)歷史校區(qū)中的水域只有未名湖與月亮湖，武漢大學(xué)歷史校區(qū)外圍有著東湖良好的水域景觀，對于水域景觀可服務(wù)的范圍與可視性進行分析，指導(dǎo)后期水域景觀規(guī)劃。

軸線分析：軸線是景觀規(guī)劃設(shè)計中重要的元素，武漢大學(xué)老校區(qū)在進行規(guī)劃時嚴格考查了軸線關(guān)系，合并校區(qū)后也存在著明顯的軸線關(guān)系，對老圖館—工學(xué)部一號樓軸線、理學(xué)樓—行政樓軸線、人文館—卿體育館軸線三條軸線進行分析，研究景觀軸線規(guī)劃景觀豐富度與景觀缺失，為未來的景觀規(guī)劃與建設(shè)提供建設(shè)性方案。

4 關(guān)鍵技術(shù)與技術(shù)路線

本次研究的關(guān)鍵在于對現(xiàn)狀景觀環(huán)境的分析，因此關(guān)鍵技術(shù)在于如何使現(xiàn)狀的環(huán)境在GIS環(huán)境下再現(xiàn)，并對各類景觀要素進行定量性的分析。

本研究首先從國內(nèi)外已有的基于GIS的景觀分析入手，收集武漢大學(xué)歷史校區(qū)的景觀要素數(shù)據(jù)，把相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到GIS研究平臺，形成GIS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，以此為基礎(chǔ)完成坡度/坡向、現(xiàn)狀容積率、綠化率、水體面積、道路可達性、現(xiàn)狀天際線、現(xiàn)狀軸線、景觀節(jié)點、景觀視域、景觀視線、景觀視點的分析，形成現(xiàn)狀景觀圖紙；完成前期分析后，根據(jù)景觀規(guī)劃要點：地形、建筑物、綠植、水域、道路、天際線、節(jié)點、軸線等進行GIS景觀規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的建立；最后形成GIS景觀規(guī)劃總數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)景觀規(guī)劃設(shè)計數(shù)據(jù)查詢與景觀規(guī)劃管理（技術(shù)路線詳見圖5）。

5 總結(jié)

基于GIS的景觀規(guī)劃研究是對傳統(tǒng)景觀規(guī)劃研究的批判性提升，既吸取傳統(tǒng)景觀規(guī)劃研究中的相關(guān)要素，又利用GIS分析的先進技術(shù)實現(xiàn)傳統(tǒng)景觀規(guī)劃研究中不容易的量化分析，是景觀規(guī)劃研究質(zhì)的升華。本研究目前已完成武漢大學(xué)歷史校區(qū)相關(guān)景觀要素的前期數(shù)據(jù)調(diào)查與收集，并進行了GIS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建立，初步進行基于GIS的景觀分析。當然，在研究中有著許多技術(shù)難題需要解決，希望得到更多專家與學(xué)者的指導(dǎo)。

參考文獻：

[1]賈維花，尹永宜，侯彩青.基于TM影像的曲阜市農(nóng)村居民點空間景觀分析.測繪與空間地理信息[J].2011（3）.

[2]嚴登華.東遼河流域景觀格局及其動態(tài)變化研究[J].資源科學(xué)，2004（1）.

[3]劉國海，陳華江，羅多，田亮.基于GIS技術(shù)的森林景觀空間格局分析——以貴州省安順市西秀區(qū)為例[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2011（3）.

[4]王彬，司徒尚紀.基于GIS的廣東地名景觀分析[J].地理研究，2007（2）.

[5]郝彩蓮等.灤河流域景觀格局變化及其驅(qū)動因子分析[J].環(huán)境保護科學(xué)，2011（2）.

[6]Rudisser， J ， Tasser， E ，Tappeiner， U ， Distance to nature-A new biodiversity relevant environmental indicator set at the landscape level[J]， Ecological Indicators， 2011，09(15)，208-216.

[7]Carver， S ， Comber， A ， McMorran， R ， Nutter， S ， A GIS model for mapping spatial patterns and distribution of wild land in Scotland[J]， Landscape and Urban Planning， 2011，11(104)，395-409.