1、1GIS 在景观设计学中的应用摘要 近些年来，GIS 作为一项分析和处理海量地理数据的通用技术，在景观规划、景观设计领域得到了广泛的应用。这一技术最早出现于 19 世纪末 20 世纪初，当时是基于手工技术的分析，过程十分复杂。后来随着计算机技术的引入，GIS 得到了空前发展。本文以浙江省台州市生态基础设施规划的宏观尺度为例，分为景观表述、景观过程分析、景观评价、景观改变、影响评估、景观决策等六个步骤，具体介绍了 GIS 在景观设计学中的实际应用方法。 关键词：GIS，景观设计，景观过程，数据 中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号： 1.GIS 和景观设计学的概念 地理信息系统(g
2、eographic information system 简称 GIS)是以采集、存储、管理、分析、显示和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。Gis是一门交叉性、边缘性的学科，凡是与空间有关的问题都可以借用其进行分析，因此，在环境管理、资源管理、资源配置、城市规划等众多领域都有所应用。 景观是土地及土地上的空间和物体所构成的综合体，景观设计学2（landscape architecture）就是要对有关土地的一切人类户外空间的问题进行科学理性的分析，并寻求解决方案。 （俞孔坚，李迪华，2003）在景观设计学中，有景观规划（lands
3、cape planning）和景观设计（landscape design）两个方向。前者偏重于大尺度区域空间的研究，后者则重于小尺度场地的设计。GIS 技术主要应用于景观规划中，目前凭借这一技术，可以帮助景观规划师准确而便捷的对于空间区域进行分析和模拟，并最终绘制成图。对于景观设计来说，GIS 也很大程度上为设计师的前期场地分析提供了便利。 2.GIS 在景观规划中的发展历程 追溯 GIS 在景观设计学中的应用历程，不能不提到美国生态规划的先驱麦克哈格（I. L. McHarg） ，他的著作设计结合自然（design with nature,1969）成为了当时景观规划的规范。他所强调的任何规
4、划应该充分从自然生态的角度出发，通过充分的土地适宜性分析，来制定规划。 （俞孔坚，2003）这一分析过程是依靠因子分层分析和地图叠加技术来完成的，也就是“千层饼模式” 。当时进行这种适宜性分析的技术还停留在手工地图分层叠加上，在设计结合自然中，麦克哈格介绍了方法：首先讲景观的单一因子逐一制图，用灰白两色区分其对某一土地利用方式（如居住）的适宜性或有害性，然后再将单一因子的评价图层叠加，通过感光摄影技术得到综合的土地适宜性分布图，再根据灰度来区别不同程度的适宜性。 实际上，这一技术出现在 19 世纪末 20 世纪初，当时景观分析研究和实践的带头人 Warren Manning 最早使用了地图叠加
5、技术来对马省的量3土壤、地表水资源状况、森林覆盖等大量信息进行制图和整理。而这一繁杂的手工作业一直到 1950 年才为 Jacqueline Tyrwhitt 在城乡规划教材中系统的进行了介绍。20 世纪 60 年代，北美大规模的景观资源调查广泛的应用地图分层叠加技术，到麦克哈格时代，基于透明纸的手工地图分层技术已经发展到了顶峰。 但是，这一手工技术相当繁杂，耗费大量人力和时间。随着计算机技术的出现与发展，景观规划的技术方法也发生了革命性的发展。当时作为景观设计学摇篮的哈佛大学和作为计算机发祥地的麻省理工学院相结合，将地理信息系统 GIS 的空间分析技术与景观规划连接起来，推动了景观规划方向的
6、发展。这场革命始于 20 世纪六十年代中期。1965 年，哈佛大学作设计学院获得福特基金的赞助，与麻省理工学院联合成立计算机图象实验室 (Laboratory for Computer Graphics), 由 H. Fisher主持，汇聚一批富于创新和智慧的年轻人，并在很短时间内研制出数字计算机地图绘制方法和技术，并发展了 SYMAP 软件和在它基础上进行的计算机数字地图，同时，对区域规划、景观规划、建筑设计等空间分析方法进行基础研究，除此以外，在理论地理学方面也有许多有价值的成果。 （俞孔坚，2003） 1966 年，卡尔.斯坦尼兹（Carl Steiniz）在哈佛大学作设计学院开设了一门
7、区域尺度的规划课程，并应用 SYMAP 在得拉维尔，马里兰和佛及尼亚半岛(DELMARVA)开展景观规划研究。这被认为是大规模应用地理信息系统技术进行景观规划的第一个实例(Steinitz,1993)。即使在这一个 GIS 应用的最初步尝试中，已经包含了许多复杂的分析工作,包括引力4模型、地图叠加分析、加权评价以分析土地单元对植被或农业种植的适宜性，等等。这一最早的 GIS 与景观规划的结合课程对哈佛乃至世界的GIS 发展具有关键的作用 另外一位景观规划大师是菲利普.路易斯（Philips .H. Lewis）在他的工作中也运用 GIS 来进行分析。他在上世纪 50 年代提出来的“环境廊道”概
8、念（Environmental, Educational, Ecological, Esthetic, Exercise Way） ，并指出如果想为子孙后代保留一分自然及文化遗产“就必须尽快对一些敏感的环境构成进行确认” ，只有这样“人们才能对那些区域实施必要的保护”以使其免遭未来开发的不利影响（宋力 等，2002） 。路易斯把一些被认为是“决定因素”的类型（水体、湿地、地形坡度等）分别绘制成图后叠加起来，类似于 McHarg 的千层饼模型，然后划分出“环境廊道” 。这些工作也都依托于 GIS 来进行，取得了很好的效果。 卡尔.斯坦尼兹（Carl Steiniz）1993 年提出了 GIS 在
9、景观规划中应用的五阶段说，俞孔坚教授在其基础上发展化分为六个阶段。它们是： 第一阶段，20 世纪 60 年代中期，利用计算机图像处理方法来处理比较简单的工作，如景观分类。这一工作是手工可以完成的，但比手工要简便许多。 第二阶段，60 年代末到 70 年代初，应用 GIS 进行更为复杂的分析，包括将统计分析与地图绘制相结合，引入更为复杂的空间分析技术，发展不限于二维图像的直观表现方法。 第三阶段，70 年代中期，GIS 与其他学科专业开始相互作用，使规5划师认识到信息对于影响决策的意义，强调规划的作用在于组织和利用信息为决策服务，而不是决策本身。 第四阶段，70 年代末到 80 年代中，微型机算
10、计引入 GIS，操作简单化。使规划师可以较快掌握计算机技术，并使用 GIS 技术来进行大量的分析工作。 第五阶段，80 年代中期到 90 年代中期，计算机运算速度和功能不断增加，数字化日益普遍，GIS 逐渐成为景观规划的必须，它能够使规划变得更高效，并能够直观的展示规划成果。 第六阶段，90 年代末到可预计的未来，GIS 与网络技术相结合，数据的可获得性不断提高，GIS 的分析功能更加强大，对于规划的辅助作用和分析解决问题的功能已无法替代。 GIS 已经成为景观设计学领域特别是大尺度规划方面不可或缺的助手，为景观规划工作提供了大量的便利。麦克哈格 1993 年时就曾感叹，当年复杂的系统分析过程
11、“千层饼”模式今天竟可以如此方便地通过 GIS 来完成（俞孔坚，2003） 。 同时，通过对于城镇扩张的多解研究，不同标准等级下的格局， （1）低安全水平，城市形态结构接近大组团形城市，可以理解为各个组团摊大饼式发展； （2）中安全水平，城市形态结构显现为组团和带状相结合； （3）高安全水平，城市形态为星群形，即分散组团式，从某种意义上接近于田园城市的模式； （4）通过城镇扩张分析可以看出，未考虑 EI 的城市形态最易于导6致环形城市的形成，大环线的建成无疑对这种趋势有推波助澜的作用。这种模式会有经济上和交通上的优势，但对区域生态格局有很大的破坏，使生态服务功能受到损害。 第六步，景观决策 基
12、于上述多种 EI 建设方案和评估结果，决策者可以选择合适的实施方案，并将其作为城市或区域发展规划和城市设计的刚性控制条件。通过蓝线、绿线、紫线等划定为不建设区，并通过法律法规的形式，落实下来。台州案例中这阶段的工作不作为主要内容。 4结语 景观设计学中景观生态规划的发展有赖于对景观作为生态系统的更加深入的科学研究，并使之建立在更科学的数据库和分析方法基础上，而场地尺度设计的发展则需要基于空间分析的更为理性的研究方法。在规划的技术方面，随着各门具体自然地理科学及环境科学的不断发展，逐渐发展和完善了了从手工的地图分层叠加技术，到 GIS 和空间分析技术的应用。在近一个世纪的发展历程中，在社会需求、
13、科学探索和技术发展三种力量的推动下，景观生态规划逐渐走向成熟，并在未来可持续人地关系的建立方面，发挥独特而关键性的作用。 参考文献： 俞孔坚，李迪华.景观、景观设计学与景观设计师.景观设计：专业学科与教育.北京：中国建筑工业出版社，2003 俞孔坚，李迪华，景观生态规划发展历程. 景观设计：专业学科与教育.北京：中国建筑工业出版社，2003 7Steinitz C. GIS: A personal historical perspective, parts 1-3. GIS Europe (June, July and September). 1993 宋力 等!“#在国外环境及景观规划中的应用，中国园林，2002，6 俞孔坚，俞孔坚，生物保护的景观生态安全格局，第 19 卷第 1 期，1999 年 1 月，生态学报，Vol.19，No.1Jan 俞孔坚.景观生态战略点识别方法与理论地理学的表面模型.地理学报.1998，53 卷：1122 俞孔坚，李迪华，刘海龙.“反规划”途径，北京：中国建工出版社，2005
