(上饒師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，江西 上饒 334001)

新時代的到來伴隨著大眾休閑時代的到來，參加休閑度假的人越來越多，山地度假別墅因其具有原生態(tài)的山林環(huán)境和獨特的視景而備受歡迎[1]，然而，山地復(fù)雜的地形條件、脆弱的生態(tài)系統(tǒng)和有限的環(huán)境承載力給山地度假別墅的建設(shè)帶來了挑戰(zhàn)，要做到環(huán)境干預(yù)最小的同時達(dá)到山地資源效益的最大化，別墅建設(shè)的第一步選址顯得尤為重要[2]。目前，別墅選址多采用實地踏勘的方式獲得場地的信息，對于大面積的復(fù)雜山地來說，這種方式需要耗費大量的人力、物力和時間，且最后因信息掌握不全而導(dǎo)致選址的結(jié)果不理想。GIS技術(shù)因其在對自然地理要素分析與整合上的絕對優(yōu)勢，以及把地圖的可視化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作(例如查詢和統(tǒng)計分析等)集成在一起的功能，吸引了不少研究者將其應(yīng)用到選址當(dāng)中，分別將GIS技術(shù)成功的應(yīng)用到山區(qū)風(fēng)電場、共停車場、配送中心、垃圾綜合處理廠等設(shè)施的選址中[3-8]，這為山地度假別墅選址帶來了新的思路。文章以云天海度假村為實例，應(yīng)用GIS技術(shù)探索出一條簡單、方便、省時并且科學(xué)的山地度假別墅選址方法，為以后的山地開發(fā)提供參考。

1 項目概況

云天海度假村位于廣東省新豐縣(圖1)，占地面積4 000多畝，四面環(huán)山，層巒疊嶂，林木終年繁茂，森林覆蓋率高達(dá)90%左右。整個度假村分兩期建設(shè)，其中已經(jīng)運營的一期溫泉酒店建在地勢較為平坦的谷地，二期山地度假別墅項目將在度假村用地范圍內(nèi)未被開發(fā)的山地選址建設(shè)，即為本文研究的主要內(nèi)容，開發(fā)者希望通過GIS技術(shù)尋找出適宜建設(shè)別墅的地塊，達(dá)到建設(shè)成本的控制，要求在盡量少的干預(yù)下進(jìn)行別墅的建設(shè)，并保證已營業(yè)區(qū)域的景觀視覺效果。

圖1 新豐云天海度假村用地范圍圖

2 山地度假別墅選址

2.1 選址影響因子及其權(quán)重的確定

在復(fù)雜的山地建設(shè)別墅，制約選址的因子有許多，不同的項目影響因子不同，本項目結(jié)合開發(fā)者的需求，將坡度、坡向、水文以及景觀視覺敏感性這四個因子作為別墅選址的評價因子。在選址的過程中每個因子的影響程度和重要性都不一樣，因此需要作出區(qū)別，即給每個因子賦予一定的權(quán)重，項目中使用層次分析法計算各因子權(quán)重[9]，計算得到的因子權(quán)重如表1所示。

表1 別墅選址評價因子及其權(quán)重

2.2 單因子信息提取與量化處理

使用ArcGIS的空間數(shù)據(jù)處理和分析工具，在度假村數(shù)字高程模型(DEM)上提取出各因子信息[10]，并使用等級賦值的方法將各因子地理信息進(jìn)行量化(表2)，賦值范圍為1～100，值越大，表示該區(qū)域適宜性越高，量化后獲得各影響因子的適宜性得分圖[9]。

表2 評價因子量化標(biāo)準(zhǔn)

坡度影響別墅建設(shè)的難易程度、地基的穩(wěn)定性以及建設(shè)成本，還對生態(tài)環(huán)境和景觀穩(wěn)定性具有一定的影響[11]。利用ArcGIS的表面分析工具對區(qū)域進(jìn)行Slope分析[12]，然后按照表2進(jìn)行等級賦值得到如圖2所示坡度得分圖，分?jǐn)?shù)高的表示地塊較平坦，對別墅建設(shè)有利。

坡向與別墅建筑的通風(fēng)采光和平面布置密切相關(guān)[11]，使用ArcGIS的表面分析工具中的Aspect 命令對區(qū)域進(jìn)行坡向分析[12]，并按表2等級賦值得到坡度得分圖(圖3)。

圖2 坡度因子得分圖

圖3 坡向因子得分圖

水文是建筑基底穩(wěn)定性最重要的影響因子，區(qū)域內(nèi)雖然沒有大面積的水體，但是大量聚集的地表徑流對建筑安全的影響不容忽視[11]，使用GIS的水文分析(Hydrology)工具對場地的水文信息進(jìn)行提取，然后對河網(wǎng)進(jìn)行10米等級緩沖分析[12]，按表2進(jìn)行賦分后得到水文得分圖4，顏色越淺的地方表示越靠近河網(wǎng)，別墅建筑的限制越大，建設(shè)時就要投入更大的成本。

為保證山谷一期溫泉酒店的視覺環(huán)境，需對研究區(qū)域的景觀視覺敏感性進(jìn)行分析，景觀視覺敏感性是指景觀被注意和被看到的容易程度，和景觀的出現(xiàn)幾率、醒目程度、暴露程度和觀賞距離密切相關(guān)，在DEM數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將一期已開發(fā)山谷區(qū)域作為視線來源地進(jìn)行視距緩沖分析和視域分析，進(jìn)行疊加賦值后得到景觀視覺敏感得分圖5，得分高的四級敏感區(qū)比較適宜展開別墅建設(shè)，對一期的視覺影響較小[13]。

圖4 水文因子得分圖

圖5 景觀視覺敏感度因子得分圖

2.3 別墅用地適宜性分析

研究區(qū)域的別墅用地適宜性是在四個因子的綜合評價下確定的，因此，需要在單因子量化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行加權(quán)疊加分析[14]，即單因子得分乘以各自權(quán)重后相加(圖6)。加權(quán)疊加分析后得到的別墅用地適宜性累計得分如圖7所示，顏色越淺表示限制越小、越適宜建設(shè)別墅；顏色深的地方則限制大，不適宜建筑。

圖6 加權(quán)求和計算

圖7 別墅用地適宜性累計得分圖

2.4 別墅用地適宜地塊提取

用ArcGIS柵格計算器中的Con函數(shù)將別墅用地適宜性累計得分值大于60的區(qū)域選擇出來(圖8)，然后使用面積計算功能(Calculator Geometry)計算選出來的區(qū)域地塊的面積，最后按照建筑面積的要求過濾地塊[12]。研究按照度假村需求和山地開發(fā)保留地控制要求，將單個地塊面積大于1 000 m2的區(qū)域提取出來，選出41塊備選地塊并進(jìn)行編號(圖9)。

圖8 最適宜區(qū)域分布圖

圖9 備選地塊分布圖

3 選址結(jié)果分析

為了便于決策者和規(guī)劃設(shè)計者們查詢信息，在此對41塊備選地塊進(jìn)行編號(圖9)，在ArcGIS中建立地塊信息數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中對每個地塊的坡度、坡向、水文、視覺敏感性、面積和視域等信息進(jìn)行匯總。使用ArcGIS的查詢功能對備選地塊的信息進(jìn)行特征分析和對比分析，找出每個地塊的優(yōu)勢和劣勢供決策者參考。

(1)對備選地塊所在坡度的統(tǒng)計分析圖表10看到，備選地塊大部分都處在坡度小于15°的地方，對別墅建設(shè)的限制?。坏幵谄露却笥?5(°)的地塊(如16號和22號)坡度限制比較大，建筑的接地方式以及平面布局形式都需要設(shè)計師們靈活運用。

圖10 坡度統(tǒng)計分析圖表

圖11 坡向統(tǒng)計分析圖表

(2)統(tǒng)計地塊坡向數(shù)據(jù)可知(圖11)，坡向和建筑的通風(fēng)采光密切相關(guān)，處于東南/西南向坡地的地塊有9處，這些地塊光照充足；處于北向和東北/西北向坡的地塊(37、38、40、41號)，在別墅單體設(shè)計以及周圍植物種植的時候要注意通風(fēng)采光和防暑避熱等。

(3)分析地塊水文數(shù)據(jù)得知，在水文緩沖區(qū)內(nèi)有8個地塊(圖12)，在保證安全的前提下，設(shè)計師可利用水這個資源增加別墅的趣味性，結(jié)合周圍景觀進(jìn)行景觀提升以達(dá)到建筑與自然和諧統(tǒng)一的流水別墅效果，為度假村別墅區(qū)的建設(shè)增添特色。

圖12 水文統(tǒng)計分析圖表

圖13 視覺敏感性統(tǒng)計分析圖表

(4)從視覺敏感性數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖表13可知，在已營業(yè)溫泉酒店區(qū)的視線范圍內(nèi)，有三塊地方(2、8、41號)是處于一級敏感區(qū)，在這些地方進(jìn)行建筑將會顯得特別突兀，對整個自然景觀影響大，所以這幾個地方的建筑設(shè)計時需要注意外形和體量控制，以及施工方面的細(xì)節(jié)處理，盡量將干擾降到最低。

(5)各地塊都是經(jīng)過了面積過濾的，建筑單體的面積要求是符合的(圖14)，但是從圖9 可知各地塊的形狀不規(guī)整的，有些邊角以及坡度預(yù)留地是不可使用的，建筑可用的面積并不是統(tǒng)計圖表14上面的數(shù)字那么多，設(shè)計師們需結(jié)合場地實際情況來合理布局，像長條形的大面積的地塊(31號)可參考聯(lián)排或雙連的布置形式，而大面積的規(guī)整地塊(6、19、34號)可考慮獨棟的形式。

圖14 地塊面積分析圖表

圖15 地塊視域分析圖表

(6)使用ArcGIS視線分析工具，將每個備選地塊的可視范圍分析出來(圖15)，在可視范圍大的地方做好借景和障景，像37號不遠(yuǎn)處有個采石場，就可以做適當(dāng)?shù)恼暇疤幚恚辉谝曇懊娣e小的地方(1、13、41號)就可以使用漏景和夾景等方式增加景觀，也可以在建筑內(nèi)部設(shè)計的時候擴(kuò)大內(nèi)外風(fēng)景的交流增加近景的效果，或者是在美化山體輪廓線的前提下將建筑稍作抬高增加視域。

4 結(jié)語

基于ArcGIS平臺對影響山地度假別墅選址的影響因子進(jìn)行量化分析，使用加權(quán)疊加的方法對用地適宜性進(jìn)行評價，最后選出41塊適宜別墅建設(shè)的地塊，并創(chuàng)建地塊數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比分析，讓決策者更加全面的掌握地塊信息，并結(jié)合規(guī)劃后期的定點實地勘察作出最后科學(xué)的決策，通過云天海度假村的別墅選址項目實踐，呈現(xiàn)了基于復(fù)雜山地環(huán)境下的別墅選址分析過程和GIS實現(xiàn)方法的可行性。但山地上制約別墅建設(shè)的因子很多，文中只是選取了一些開發(fā)商關(guān)注的和現(xiàn)有可測的因子，如中國古代山地建筑選址注重的風(fēng)水理論等未加入分析，因此，如何利用GIS技術(shù)將風(fēng)水學(xué)中一些和景觀學(xué)、地理學(xué)相似的理論用數(shù)字進(jìn)行定量分析還有待拓展。