生态规划论文：生态规划中GIS的运用探究

本文作者：邢雯娇、张雪花、张宏伟 单位：天津工业大学、天津大学环境科学与工程学院

GIS在城市生态规划中的应用

随着信息技术的不断发展，GIS的强大功能可以代替人工作业进行各种数据采集、分析和模拟工作，在生态规划中的作用也日益突出。GIS技术在城市生态规划中有着不可替代的优势［3］，目前已有很多专家学者在此领域展开研究并且取得了一定成果，根据研究现状，可以总结出GIS在生态规划应用中的三方面功能。通过GIS，可以使生态环境信息能在空间上进行直观的显示［4］，例如生态功能区的划分，道路、河流的显示，土地利用类型的分类显示等。此外，通过GIS可以动态地显示生态环境空间信息的变化，如生态功能区的重新划分、水环境功能区的改变均可通过改变矢量图层或与其关联的数据库来实现［5］。

研究现状述评

通过整理该领域的研究现状，可以将GIS在城市生态规划中的应用分为两个方向，一方面是以GIS为主要工具的生态规划研究，另一方面是GIS与其他技术相结合的生态规划研究。

孙青丽和姚崇怀［8］在武汉经济技术开发区绿地景观的生态规划中，以地理信息系统软件Arc/INFO为支撑，运用其强大的信息管理、空间数据处理分析功能，结合景观生态研究理论，在景观评价的基础上，对武汉开发区绿地进行景观生态规划设计。该研究主要运用了GIS的分析功能，对武汉经济技术开发区绿地从5个方面进行单因子评价，然后将其叠加，进行叠加分析，在此基础上，进行绿地景观生态规划。陈小华和张利权［9］在厦门市沿海岸线景观的生态规划中，根据景观生态学的基本原理和方法，运用GIS技术与因子加权叠加法，对厦门市沿海岸线进行了多目标的景观生态适宜性分析，提出厦门市沿海岸线及近岸海域的景观生态规划方案。该研究主要运用了GIS的分析和空间可视化功能，对厦门沿海岸线从6个方面进行加权叠加评价，综合得出合理的规划方案，系统地将沿海岸线分成7类功能区域，提出了每一区域的主导功能和生态保育对策。白占勇［10］等人在台州生态市建设规划中，从空间数据库的建立、生态规划分析研究和专题图制作三方面，探讨了ArcGIS在整个规划过程中的应用情况及应用方法。该研究利用ArcGIS的个人GeoDa-tabase数据优势，分类建立了基础资料的空间数据库;利用ArcGIS的空间分析功能，获得了大量的图形数据，完成了较为复杂的生态规划分析研究;利用ArcGIS的图形功能和丰富多样的数据符号化方法，绘制了不同类型的专题图。刘海斌和吴发启［11］在黄土塬区村级土地生态规划中，以陕西淳化县西坡村为例，借助于GIS技术，对其土地生态系统进行了分析，将西坡村土地划分为39个生态单元，并根据坡度、土壤和PI值的大小，将其分为7大类。并且利用GIS技术将各专题图件进行叠加，得到不同的土地生态单元。最后对全村土地利用进行了生态规划，做出不同土地类型利用的设计方案。赵兵［12］在汶川县威州镇的生态规划及灾后重建研究中，通过ArcGIS生成的空间数据模型和生态经济协调分析，将姜射坝列为生态保育和限制开发区，郭竹铺凤坪列为农业耕作功能区，七盘沟列为工业功能区，主街区(包括较场坝、桑坪)为居住集中区。结合生态分区策略，提出灾区生态恢复和产业调整政策，为汶川县县域的灾后重建提供政策依据。

陈春来［13］等以嘉善县魏塘镇生态规划为例，在RS与GIS技术的支持下，对研究区域进行了生态敏感性分析、生态适宜性评价及生态建设工程的生态环境效益分析评价，并在此基础上对该区域提出了生态功能分区、规模化利用土地及调整产业布局等规划方案。邓文胜［14］等在孝感市的生态规划中，采用遥感影像进行土地利用分类获取生态生产性土地面积，具有科学性、真实性和实用价值。在研究过程中应用RS、GIS技术与生态足迹法结合进行了科学和直观的生态规划。范文义［15］等在哈尔滨市郊景观生态规划中，采用高分辨率的遥感影像数据，利用GPS精确定位，以GIS为平台将数据综合处理。利用GIS对多个因子进行综合分析，并借助数字高程模型(DEM)进行景观生态规划，在定性分析的基础上进行功能区的划分。在“3S”技术支持下，建立哈尔滨市郊的景观生态类型编码系统，并根据实际需要，制作多种景观类型专题图，得出科学的规划方案。

综观以上实例，研究者们在生态规划研究中不同程度地运用了GIS的相关功能，其研究成果也各有不同。其中武汉经济技术开发区的生态规划研究［8］、厦门沿海岸线的生态规划研究［9］、黄土塬区村级土地生态规划研究［11］和汶川县灾后生态规划研究［12］在研究方法和研究成果上颇为相似，都运用了GIS最基础的可视化及分析功能进行因子加权叠加。但是，陈小华和张利权在厦门沿海岸线的研究过程中选择分区域进行研究评价，在研究成果中，也将研究区域科学地划分成不同功能区，形成了更加科学规划方案;而赵兵以汶川县威州镇为研究对象，介绍了GIS在灾后重建中的应用，为汶川县县域的灾后重建提供了决策依据。台州市的生态规划研究［10］则更加全面地运用了GIS的强大功能，该研究中不仅运用了空间可视化及分析功能，还运用ArcGIS建立了空间数据库，有效管理规划所需的基础资料;在研究过程中进行了严格的功能区划分，明确了台州市生态系统类型的结构及其空间分布特征;在研究成果中，依据ArcGIS强大的制图功能绘制了不同类型的专题图，包括现状专题图和规划专题图等，使规划方案更加直观，更具操作性和可行性。与此类似的还有Ibra-himBaz［16］等人运用ArcGIS所进行的伊斯坦布尔生态规划研究。嘉善县魏塘镇生态规划研究［13］、孝感市的生态规划研究［14］和哈尔滨市郊的生态规划研究［15］中都介绍了GIS和其他技术的结合应用。在哈尔滨市郊的生态规划中，研究者在数据收集分析、功能区划分、制作专题图以及得出规划方案的过程中，综合运用GPS、RS和GIS技术，并且建立了DEM数字高程模型，通过定性分析，最终做到对景观的定量规划。从该研究案例可以看出3S技术的结合已经成功地应用于城市及区域生态规划中，并且发挥了重要作用。与此类似的研究还有刘洪岐［17］等人基于RS和GIS的北京市生态规划研究。GIS在城市生态规划领域的应用已经趋于成熟和完善，但是，目前的研究还存在以下不足:首先，现有技术所支持的数据精度尚不理想，大多数误差大于1m［18］，因而还不能应用于小尺度范围、高精度要求的规划设计;其次，由于环境统计的深度及广度也不尽人意，统计数据的缺乏更使得基于GIS的生态规划决策支持系统不能充分发挥作用，这些都制约了生态规划的发展。

前景展望

在城市生态规划工作中，GIS功能多样的分析技术为规划提供了更具科学性、效率更高的决策依据，其应用也逐渐趋于成熟和完善，效益十分明显。随着技术的发展，数据精确度的不断提高，小尺度范围、高精度要求的区域生态规划将成为研究的热点。并且，随着历史数据的积累，GIS的动态分析和模拟功能将发挥更大的作用，通过对历史数据的分析，寻找变化规律，模拟景观未来的发展动态，因势利导，根据趋势实现城市和区域的动态规划。