基于GIS的水利景觀資源調查與評價系統研究與設計

王昌云

（浙江同濟科技職業學院，浙江 杭州 311231）

基于GIS的水利景觀資源調查與評價系統研究與設計

王昌云

（浙江同濟科技職業學院，浙江 杭州 311231）

摘要：水利風景區在水資源保護、水環境改善、水工程維護、水生態修復中發揮了重要的作用，是促進地方經濟發展、發展民生水利、建設生態文明的重要手段。水利風景區評價是一個多學科的交融工作，可以挖掘優勢特色資源，掌握景區富含的各類資源特性、布局，指導景區的發展方向和定位，是切實保護水生態、水工程、水環境安全的重要舉措。

GIS擁有強大的數據處理能力和空間分析功能，基于層次分析評價法數學模型建立轄區內水利景觀資源各項佐證材料數據庫。利用景區游客中心的觸摸屏、手機、網頁等終端，開展水利景觀資源評價問卷調查，建立基于游客感知的水利景觀資源評價系統。按照水利風景區預評、游客評價、專家評價三個環節開展水利景區景觀資源評價。基于此可以為水利風景區的管理、評價、規劃和發展提供有力支持，并帶來良好的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：地理信息系統；水利風景區；調查與評價；GIS

1概述

1.1水利風景區和水利風景資源

水利風景區，是指以水域（水體）或水利工程為依托，具有一定規模和質量的風景資源與環境條件，可以開展觀光、娛樂、休閑、度假或科學、文化、教育活動的區域。水利風景資源是指水域（水體）及相關聯的岸地、島嶼、林草、建筑以及觀光、休閑、娛樂設施等對人產生吸引力的自然景觀和人文景觀[1]。

國家級水利風景區有水庫型、濕地型、自然河湖型、城市河湖型、灌區型、水土保持型等類型，截至2014年9月，全國共有658處國家水利風景區。這些水利風景區均依托山水利風景資源豐富、自然文化特點突出的國家重點水利工程和其它水利工程而建，具有親水性強、特色鮮明、效益顯著的特點。水利風景區在水資源保護、水環境改善、水工程維護、水生態修復中發揮了重要的作用，成為促進地方經濟發展、發展民生水利、建設生態文明的重要手段。

1.2水利風景資源調查

水利風景資源調查是利用與水利風景資源有關的資料和研究成果，是了解和掌握整個水利風景資源全面情況的重要手段，主要方式是完成水利風景統計和編寫調查文件的工作。

水利風景資源的調查方式以收集、分析、轉化、利用水利風景資源的資料和研究成果為主，并逐個對水利風景資源單體進行現場調查核實，包括水利風景資源的訪問、實地觀察、測試、記錄、繪圖、攝影等工作，甚至進行采樣和室內分析，根據對水利風景資源調查的方式和精度要求不同，水利風景資源調查可以分為水利風景資源概查和水利風景資源詳查兩個級別。

1.3水利風景資源評價

水利資源評價是選擇特定的評價指標運用一定的方法來對水利風景資源的價值做出評判和鑒定。其實質是在水利風景資源調查的基礎上，對風景資源的價值和影響進行深入剖析和研究。評價結果將對水利風景資源開發利用的方向和規模產生直接或者間接的影響。水利風景資源評價是水利風景資源綜合開發利用的一個很重要的環節。水利風景區評價是一個多學科的交融工作，牽涉到地理、歷史、經濟、環境、社會、水利工程、管理等知識領域。

2評價依據

2.1我國水利風景評價規范體系

2004年至今，水利部先后頒布實施了《水利風景區管理辦法》、《水利風景區發展綱要》、《水利旅游項目管理辦法》、《水利旅游項目綜合影響評價標準》、《水利風景區規劃導則》、《水利風景區評價標準》等標準和規章制度，涵蓋了水利風景區管理、水利風景區開發、水利風景區規劃設計、水利風景區運營、水利風景區社會責任和義務、水利風景區評價等各個方面和環節[2]。

2013年，水利部修訂頒布了《水利風景區評價標準》，該標準設置了風景資源、開發利用條件、環境保護質量、管理等四個方面的評價，并制定各分項細則的評分標準。該標準及2004年至今頒布實施的一系列的水利風景管理相關的標準和制度，規范了水利風景區的規劃，明確了水利風景區建設與發展的指導思想、基本原則和發展目標，為水利風景區的評定和管理提供了依據，對規范和促進水利風景區的發展有重要的指導意義。

2.2評價原則

為了確保水利風景資源評價工作順應社會發展規律，體現其客觀性、科學性、可操作性、全面性，開展評價工作要遵循科學性原則、適用性原則、系統性原則、定性定量相結合原則[3]。

3評價方法

在風景資源評價體系研究過程中，國內外學者從早期的定性評價，到模糊數學及聚類分析法的定量評價，再到目前最為流行的層次分析法、矩陣分析法等，漸漸從主觀評價走向客觀數據分析[4]。國內在風景資源評價領域上，有專家學派、心理物理學派、認知學派和經驗學派四個公認的學派。各學派的具體評價方法主要有調查分析法、民意測驗法、認知評判法、直觀評判法。主要是融合了地學、林學和美學等學科，對風景資源的分類、適宜性評價、美學評價等進行分析，在旅游資源視覺質量評價方面有較為深入的研究，而在社會學、經濟學、心理學、行為學等相鄰學科的融合研究較少；國內有學者已經開展基于景觀美學和生態學原理，借助GIS和遙感技術的景觀視覺資源評價研究分析，但是GIS和遙感技術、虛擬現實等現代評價技術還在探索和不斷完善中。然而，評價工作僅停留在評價結果，對水利風景資源的空間分布、區域水利風景資源規劃等深入的研究有待發展[5]。

3.1定性評價法

定性評價又稱經驗法，是評價者根據自己的印象和評價習慣，憑借自身知識和經驗，根據一定的評價體系，對水利風景資源評價指標做出主觀色彩較濃厚的結論性描述。定性評價快速簡單易行，依靠評價者的經驗和能力上把握水利風景資源的特色，其缺點是不可量化，且由于個人知識、經驗、喜好的局限，帶有較強的主觀性，不便于實際操作。定性評價主要方法有經驗評價和單因子評價。其中，單因子評價法是評價者在進行水利風景資源評價時，運用大量的技術性指標，集中考慮對水利風景資源起決定作用的關鍵因素，并對這些因素進行適宜性評價或優劣評判。

3.2定量評價法

定量評價法是通過建立的數學模型，經過統計、分析、計算后，用具體的數量直觀、準確的表示水利風景資源及其環境等級的方法。目前較為流行的是多因子綜合量化評價法。由于各位學者專家的評價側重點不同，多因子綜合量化評價方法很多，從初期的等權累加法到后來加權累加法，還有綜合評分法、價值工程法……

層次分析法（AHP方法）

層次分析法是美國匹茲堡大學運籌學家T.L. Saaty于上世紀70年代提出的一種多因子綜合量化決策方法。

層次分析法，首先對風景資源的評價劃分若干層次，然后構成風景資源評價模型樹，然后開展專家頭腦風暴，以重要性、稍重要、明顯重要、極端重要等判別各層次指標的重要級別，對同一層次的各因素相對于上一層次的某項因素的相對重要性進行判斷，再利用計算機進行檢驗，最后根據各因子權重排序，導出水利風景資源定量評價參數表，得到最終結果。

3.3模糊評判法

美國控制論專家L.A.查德提出把模糊概念用“模糊集合”的數學描述方法，并在此基礎上創立了模糊數學。運用模糊數學的方法，可以對水利風景資源評價因素的精確值、區間值和語言值等統一進行數值處理，從而對水利風景資源質量做出評價，是一種以模糊推理為基礎的、定性分析和定量分析相結合的、精確與非精確相統一的分析評價法，由于模糊評判法在處理各種難以用精確描述的復雜問題上表現出獨特的優越性，近年來得到了廣泛的應用。

4基于GIS的水利風景資源調查與評價系統設計

4.1建設目標

通過引入GIS空間信息技術，建立基于GIS的水利景觀資源調查與評價系統。基于水利景觀資源分布空間數據模型，按照有關行業標準搭建水利風景資源評價指標體系，基于層次分析評價法數學模型建立轄區內水利景觀資源各項佐證材料數據庫。利用景區游客中心的觸摸屏、手機、網頁等終端，開展水利景觀資源評價問卷調查，建立基于游客感知的水利景觀資源評價系統。按照水利風景區預評、游客評價、專家評價三個環節開展水利景區景觀資源評價。基于空間數據分析技術，實現水利風景區評價影響因子分析、水利風景資源緩沖分析、水環境影響分析、水利風景調查統計分析，為指導水利風景資源的保護、水利景區發展規劃、景區資源的開發利用，提升景區的管理提供決策參考和建議。

水利風景資源組成復雜，影響因素眾多，是由自然資源、人類活動、經濟社會等各種因素交錯影響的龐大系統。為了發揮水利風景評價在水利風景區發展各個階段、各個環節中的作用，在評價過程中，對水利風景資源價值的評價是根本，在此基礎上結合水利景觀開發利用條件、水利景觀環境保護質量、水利景區管理評價三個角度的評價，以期得到全方位、客觀的評價結果。為此，本項目將水利風景資源評價分解為水利風景資源價值評價子系統、景區資源開發利用條件評價子系統、景區環境保護質量評價子系統、景區管理評價子系統四個評價子系統。

4.2功能設計

4.2.1系統數據設計

系統使用的數據包括水利景觀資源的地理空間基礎數據、評價標準指標體系、評價佐證材料、環境監測數據、網絡調查數據、專家評價數據、空間分析數據等。

空間基礎數據主要包括水利景區標界、各種水利景觀資源（水文、地文、天象、生物、工程、人文及其組合資源）的空間分布、周邊輻射的旅游風景區資源群分布、水利景區的地理區位、交通及其配套分布情況、景觀資源周邊服務設施的配套資源分布、游樂設施分布等數據的打點定位。

水利景觀資源評價指標體系主要是參考水利部《水利風景區評價標準》的景區評價計分細則，從風景資源評價、開發利用評價、環境保護評價、管理評價共4個一級指標（內含24個二級指標、82個三級指標），根據網絡和專家對各項指標的評價結果的界定，按照標準規定分配分值的數學模型。

評價佐證材料包括其相關的景觀資源視頻介紹、圖像、文件或照片、檢測報告、證書等材料。

環境監測功能主要包括水土保持質量監測、水生態環境保護監測、生物多樣性監測、空氣質量監測等相關數據。

網絡調查主要是網上采集的游客對水利風景區的二級指標層面的綜合評價，包括景觀資源、交通設施配套、服務資源配套、環境保護情況、景區的管理（如規劃、宣傳、安全、衛生等方面）等數據。

專家評價功能比游客評價更為深入、全面細致，是評價指標體系三級指標層面82個指標的詳細評價。

空間分析包括在以上數據基礎上實現的水利風景區評價影響因子分析、水利風景資源緩沖分析、水環境影響分析、水利風景調查統計分析等。

4.2.2水利風景資源的空間分布分析

在水利風景資源評價方面，所利用的GIS的空間分析技術主要是GIS空間緩沖區分析、疊加分析、網絡分析等功能。

緩沖區分析是指根據水利風景資源對象所在地點為基準，在其周圍建立一定范圍的線、面實體帶狀區，從影響及擴散范圍、交通便捷性、影響距離等具有現實指導意義的指標，以識別其對鄰近水利景觀資源的影響度或輻射范圍，以便為某項分析或決策（如風景規劃）提供依據。

分析水利風景資源結構和各個等級點的空間分布狀況，制作各類GIS分析專題圖，并將政區圖與各類專題圖疊加。利用GIS工具的緩沖區分析、疊加分析、網絡分析等空間分析功能，統計水利風景資源的分布與結構特征、功能價值等指標，并以此為基礎，研究分析水利風景旅游區的優先發展區域，優化旅游設施選址、確定各目的地間的最佳旅游路徑等。通過輸出專題地圖和統計圖表，以及水利風景旅游景點的潛力開發綜合評價圖，使水利風景規劃人員直觀地分析各指標的趨勢和規模，對未來結果做出定量的趨勢預測，為旅游區的合理決策、發展規劃提供科學依據[6]。

5結語

水利風景區評價在水生態修復和水環境保護方面具有獨特作用，是推進民生水利和生態文明建設的重要支撐。完善水利風景區評價管理，在促進水利風景資源保護與利用、提升水利風景區建設與管理水平、指導水利風景資源管理與景區規劃等方面具有重要意義。

GIS技術日漸成熟，它擁有強大的數據處理能力和空間分析功能，基于此可以為水利風景區的管理、評價、規劃和發展提供有力支持。將GIS應用于旅游領域，是其發展的需要，它將不斷完善和推動水利風景規劃向信息化、產業化、網絡化方向健康發展，并帶來良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]SL300-2013水利風景區評價標準[S].2013.11.20.

[2]孫琨,應鄭.水利風景區標準規范體系研究[J].中國高新技術企業，2013（36）.

[3]黃河.水利風景區評價體系構建研究[D].福建：福建農林大學，2012.4.

[4]張云松.基于WebGIS的承德地區水利風景資源評價系統的設計和實現[D].石家莊：河北科技大學，2012.12.

[5]楊宏瑞.基于GIS的水利風景資源調查與評價系統研究[D].昆明:昆明大學,2008:1-2.

[6]劉鵬飛.基于GIS的開封市旅游信息系統研究[D].開封:河南大學,2005.

中圖分類號：TP751

文獻標識碼：A

文章編號：1672-5387（2015）10-0062-04

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.10.022

收稿日期：2015-07-05

基金項目：2013年浙江省水利科技計劃項目（RC1456）。

作者簡介：王昌云（1976-），男，高級工程師，從事水利水電信息化研究工作。