謝智錦，黃文華

（咸陽師范學院設計學院，陜西咸陽 712000）

鄉(xiāng)村是人類文明的發(fā)源地之一，鄉(xiāng)村經濟社會的變遷、地理及環(huán)境的轉變逐漸產生了鄉(xiāng)村文化。許多的鄉(xiāng)村文化已經成為中華優(yōu)秀傳統文化的組成部分。時至今日，青年們到城市工作，很多鄉(xiāng)村只剩下老人和孩童，鄉(xiāng)村文化受到現代城市文明的沖擊。人們逐漸感受到鄉(xiāng)村文化和景觀衰敗的危機，于是開始自發(fā)地開展研究和保護工作。GIS 在鄉(xiāng)村文化景觀保護中逐漸被使用、被拓展[1]。本研究闡述了GIS 在鄉(xiāng)村文化景觀規(guī)劃中的應用現狀，總結存在問題，在此基礎上展望了GIS 在鄉(xiāng)村文化景觀規(guī)劃中的深入應用。

1 鄉(xiāng)村文化景觀規(guī)劃發(fā)展現狀

鄉(xiāng)村景觀是當前研究的一個熱點。對于其定義，各專業(yè)體系給出了各自領域對其含義的解釋。在地理領域中，鄉(xiāng)村景觀主要為某地區(qū)中存在的獨有的景觀行為、形態(tài)、內容的景觀類別；從零星的“農家樂”，到能夠進行農業(yè)生產生活與服務的村鎮(zhèn)，都以農民群體的特殊形態(tài)為表現區(qū)域。由于農田用途廣泛，且人口密度較小，牧區(qū)特色明顯；從景觀生態(tài)學的視角來看，農村景觀是由城鄉(xiāng)中不同的土地單元所嵌入的，它不但受自然環(huán)境的約束，而且受人們活動和策略的直接影響。因此，景觀規(guī)劃藝術在尺寸、造型和形狀上都存在著較大的異質性，同時富有經濟效益、社會、生態(tài)價值和審美價值。不同的研究者有不同的觀點。上海同濟大學劉賓誼[2]教授指出，農村風景所包含的對象是相對于都市風景來說的，二者的主要差異是地理分區(qū)和農村自然景觀主體特征有所不同。根據中國農業(yè)大學劉黎明等[3]對國內外景觀和農業(yè)生態(tài)景觀進行系統研究之后，將鄉(xiāng)村景觀定義為一種在農業(yè)中存在的各個互相連接的土地單元，包括：果園、耕地、草場等，這種生態(tài)系統是農村地區(qū)獨有的，是在原有的自然景觀上進一步增加科學設計，體現鄉(xiāng)村特色的一種綜合性的鄉(xiāng)村自然景觀。同時在鄉(xiāng)村景觀之中，也包括一些鄉(xiāng)村的民俗等內容，這也是景觀構成的一部分，獨屬于鄉(xiāng)村的景象。通過設計，讓景觀能夠更好地呈現當地的文化，從而產生更加深遠的影響。

鄉(xiāng)村和城市景觀兩者之間存在差異性，在實際景觀規(guī)劃設計方面也有著明顯區(qū)別。農村地域廣闊，外部條件復雜，受到多種因素的影響，不宜照搬采用城市景觀規(guī)劃設計方法進行創(chuàng)作。地理信息系統的廣泛應用，為解決鄉(xiāng)村景觀建設中的學科交叉、碰撞問題提供了平臺。

2 鄉(xiāng)村景觀建設在社會主義新農村建設中的重要性

黨的十六屆五中全會對鄉(xiāng)村規(guī)劃建設重點提出了二十字方針，明確表示關注鄉(xiāng)村產品發(fā)展、文明建設、景觀設計等內容。鄉(xiāng)村規(guī)劃是鄉(xiāng)村容貌建設最核心的內容。因此，政府需要積極組織開展鄉(xiāng)村景觀設計，促進農村村容的健康發(fā)展。農村景觀包括地理位置、地勢、水體、土地、氣候、動物和植被。鄉(xiāng)村文化景觀規(guī)劃主觀上分為經濟社會的發(fā)達程度、社區(qū)人文、生活習俗等。鄉(xiāng)村文化景觀規(guī)劃建筑設計基于人居環(huán)境理論，村莊景觀建設成為了農村規(guī)劃的背景，對整體鄉(xiāng)村的格局、特色建筑的形成、農村自然環(huán)境的維持，起著至關重要的作用；它的面貌、布局、規(guī)模與建筑，直接決定著整個農村環(huán)境的存亡。

3 GIS 技術

3.1 3D-GIS 技術及其特點 GIS 技術在國內各個行業(yè)中普遍應用，3D-GIS 技術是一種新的高科技技術，在內部數據功能結構方面和二維的技術完全相同，不同點在于它能夠以空間的視角解析和表現物體，有助于人類更精確、更真切地認識和體驗客觀世界。在3D-GIS中，空間對象是以3 個坐標軸來界定的，而二維GIS 中則是將物體對應的縱向視角上的空間信息進一步簡化成一種屬性值，兩者對物體的空間信息的處理方式有所不同。3D-GIS 技術將物體在空間中的關系信息給出了不同的坐標值，因此更加復雜。對于3D-GIS 技術來說，對象物體可以劃分成點、線、面、體積4 種。其中線不僅僅是平面的各種線，還涉及到空間線。面不僅指原有的平面，還包括三維平面。體積則是三維中獨有的一種特性。三維數據庫是3D-GIS 的內核，而3D-GIS 研究的實用性又是它所獨有的功用。由于3D-GIS 通過三維模型技術能夠直觀地展示物體空間地理狀況，可以多方位、多角度地呈現物體和空間、平面等對象之間的橫縱關系，進而形象地、客觀地描繪了真實世界[4]。所以，3D-GIS 在景觀規(guī)劃與建筑設計領域有著巨大的應用前景。

3.2 3D-GIS 相關軟件開發(fā)概述 目前，無論是在國內還是國際，這種3D-GIS 技術都處于發(fā)展階段，還不夠成熟，其涉及到的所有系統都是集中在可視化層面的發(fā)展，如CAD、EVS 等軟件。這些系統并沒有完全展現出3D-GIS 技術的全部功能。比較出名的軟件是ERDAS 的ArcView 的ERDAS Vir tlalgis、GIS3D 分析師，ESRI 的Lynx、IVM、GOCAD、SGM 等。其中，ERDAS虛擬地理信息系統是Erdasi Magine 軟件的附加模塊，它是一種功能超強的3D 可視化分析工具，支持網格、矢量、注釋和其他數據，它已經實現了簡易的三維展示和簡易的飛行，能夠在三維空間自然環(huán)境中觀看圖形或通過飛機搭建，在虛擬現實的地域及信息環(huán)境中實現人機交互使用、數據信息搜索與訪問。

4 GIS 在鄉(xiāng)村文化景觀規(guī)劃中的應用

景觀模擬分析已經成為資源管理人員和科研人員在探討當代重大環(huán)保問題時不得不面臨的問題。但是，目前還沒有對這些生態(tài)單元的布局、構造等特性的量化說明。景觀結構（格局和構成）的量化與定性描述有利于人們認識生態(tài)單元，從而形成對具體景觀決策的框架系統[5]。而GIS 強大的生物數據與空間數據分析功能，也使得對景觀結構的定量分析更為便捷、精確、科學。中國農業(yè)大學李守成提出將3S 技術在鄉(xiāng)村景觀設計中的應用展開分析，是國內最早將兩者相結合的研究。2011年，北京大學劉培林首次提出聚落景觀基因的概念，為人文景觀研究提供了新思路。

4.1 輔助鄉(xiāng)村景觀格局研究 對景觀資源進行分類整理，建立數字化平臺。數字化平臺就是很多事情可以通過數字化平臺進行處理，在當前的GIS 使用過程中，其綜合能力可以發(fā)揮非常大的作用，從而實現景觀的有效管理和控制；通過空間分析功能評價鄉(xiāng)村景觀格局特征，從而更好地布局當前的景觀，實現精確的管控?？茖W定量研究鄉(xiāng)村景觀空間分布規(guī)律和結構形式，避免在景觀管理過程中消解鄉(xiāng)村本身的一些優(yōu)勢，從而確保鄉(xiāng)村的有效發(fā)展。提取典型的鄉(xiāng)村景觀結構應用于鄉(xiāng)村景觀規(guī)劃設計，管理人員可以利用攝影測量無人機、GPS 接收機等工具獲取數據并入庫，實現對區(qū)域鄉(xiāng)村景觀格局的實時更新和展示。

4.2 景觀基因的儲存與管理 對文化景觀因素代際傳遞進行控制的一種基本遺傳單位就是景觀基因，它和其他景觀類型存在明顯區(qū)別。因此，可以根據這種獨有的性質辨別景觀類型。自劉培林提出景觀基因的概念以來，景觀基因的研究還處于相對早期的階段，直到近幾年才引起了越來越多的學者關注[6]。國內大部分學者基于對現有人文景觀要素的權重評價，采用特征編碼來區(qū)分不同的景觀基因。評價標準主要取決于原始時間、原始環(huán)境和文化基因輻射對區(qū)域的影響。在編碼景觀基因的基礎上，利用GIS 構建由地理數據庫組成的聚落數據庫（空間數據）和特征數據庫（屬性數據），空間數據用于表示不同景觀基因在空間中的分布和關系，屬性數據用于區(qū)分各種景觀基因。

地貌組合的建立主要使用GIS 空間數據分析功能（如合理的主題選擇、重疊圖層、相鄰對象元素的分析融合、子主題選擇等），以最終獲取所需要的空間地貌。而GIS 在國土使用規(guī)劃中的運用則主要集中于構建數據庫、擴展數學模型、開展空間數據分析，以及解決“如果——那么”的問題。通過GIS 的土地利用規(guī)劃審核與評價流程不但使這一流程更為全面和系統，也同時使某些人加入到這一流程中更具有成本效果?？梢姡乩硇畔⑾到y無疑是對整個區(qū)域利用規(guī)劃審核流程有力而必要的補充工具，使現場調查、公聽會等非計算機化審核流程更具有針對性與效果，最后產生切實可行、科學合理的土地規(guī)劃。

5 GIS 的現場分析能力

目前，GIS 已被普遍看作是一個功能強大、最靈活的投資決策管理系統。在很多發(fā)達國家和地區(qū)，地理信息系統已經成為了創(chuàng)建、實施、分析和交換數據庫信息的通用媒介，并且是投資決策更為合理的有力工具。它不但存在于大型建設和區(qū)域規(guī)劃、土地資源環(huán)境與城市管理工作領域中，也同時被國外諸多與景觀設計有關的行業(yè)所接納。相較于其他工具，GIS 能夠幫助人們進一步深入了解環(huán)境[6]。當然，地理信息系統并不被看作一種單獨的設計工具，也與其他工具合作，但GIS 技術起主導作用。例如，一些3D 建模軟件在景觀規(guī)劃和設計方面需要幫助。另外，目標地理信息系統的數據分析能力也有限。所以，也需要和其他相關軟件結合應用。借助GIS 技術可以實現水、土地、人、社會等各個因素的空間性質和信息，并將這些信息組成一個利用點、線、面等構成的各種專題圖層。它能夠按照要求組合和分割圖層，控制圖層的表示樣式，分析結論也能夠用專題圖表的樣式表示。

5.1 地形分析 作為景觀規(guī)劃的主要部分，地形分析的結果往往控制了鄉(xiāng)村整體景觀的空間布局。GIS采集數據與高程數據處理，并結合對規(guī)劃區(qū)域的形狀分析，在平面基礎上以高程模擬和三維透視的形式直接、形象地表現地形變化，使布局更加合理，使鄉(xiāng)村建設更符合實際環(huán)境要求。

5.2 坡度和坡向分析 坡度在景觀規(guī)劃中屬于一個重要影響因素，其關系到建筑規(guī)劃和建設規(guī)模，坡向則會對建筑后期的布局、采光等產生影響。因此這兩個因素的分析也是整個景觀規(guī)劃中的一個主要任務[8]。而GIS 中的分析與擴展模型則具備坡度與坡向分類的功能，可與鄉(xiāng)村規(guī)劃理論相結合，為規(guī)劃管理人員在區(qū)域布局與植物選取等方面提供了直接依據。

5.3 地理信息系統現場分析 作為景觀規(guī)劃設計中一個基本并廣泛應用的理論方法，邁克爾海格在1950年首次提出了土壤適應性分析理論。綜合了鄉(xiāng)村自然環(huán)境、政治、經濟、人文等各種因素，將鄉(xiāng)村土壤適應各種自然環(huán)境的能力，對開發(fā)與利用情況加以了量化評估。通常，先要明確評估范圍，形成評估準則系統，然后再選取具備主要特點的評估因子層。在GIS 中形成數字化單因子層，最后在GIS 空間屬性信息庫中保存各項有效信息，最后再疊加并通過GIS 數據分析或空間分析評價成果。評估結果可以通過文字、數據和地圖等多種形式傳遞，為規(guī)劃設計提供了重要依據。

5.4 環(huán)境廊道分析 美國景觀規(guī)劃師Philip·H·Lewis 提出了環(huán)境廊道這一名詞。通過GIS 技術搜集各個環(huán)境因素，并完成相應的地圖，在地圖中逐漸顯露出環(huán)境廊道。實際的操作方式為：①水層——構建帶有緩沖分析功能的環(huán)境走廊；②濕層——使現有數字濕地地圖中的坐標、精度等屬性和其他圖層相同；③陡坡層——用柵格文件替換原有的地標模型，計算坡度并過濾陡坡區(qū)域；④環(huán)境廊道復合圖——將上述各層次的重疊組成線性環(huán)境走廊，以推斷優(yōu)先保護區(qū)。

5.5 水文分析 通過虛擬三維鄉(xiāng)村地質空間，并利用空間數據與分析工具中的水文，通過GIS 技術對鄉(xiāng)村的流域、集水區(qū)、流向、滯水進行了數據分析，并得出深度圖和屬性數據一致的結論，從而減少了傳統的景觀規(guī)劃設計中對鄉(xiāng)村水文條件的模糊認識，為鄉(xiāng)村景觀規(guī)劃方案設計提供了依據。