ArcGIS在公路景觀評(píng)價(jià)中的運(yùn)用

魏富盛

【摘要】將具有強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理和分析功能的ArcGIS引入到公路景觀評(píng)價(jià)，通過數(shù)據(jù)的收集，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取，評(píng)價(jià)體系的建立，在ArcGIS的開發(fā)平臺(tái)上建立評(píng)價(jià)模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理分析，從而得到相關(guān)評(píng)價(jià)結(jié)果，解決了傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)效率低，考慮指標(biāo)不周全，不能進(jìn)行大范圍綜合評(píng)價(jià)的問題，為以后公路沿線環(huán)境保護(hù)規(guī)范的制定及類似公路景觀規(guī)劃建設(shè)提供參考。

【關(guān)鍵詞】ArcGIS ；公路；景觀評(píng)價(jià)

引言：

隨著社會(huì)生活水平的提高，公路建設(shè)也更多地要求與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)地融為一體，實(shí)現(xiàn)公路的暢安舒美，已成為公路建設(shè)中的重要指標(biāo)。公路景觀評(píng)價(jià)是衡量公路與景觀協(xié)調(diào)程度一種重要方式，通過對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的分析，我們可以找到公路建設(shè)中的不足，以便采取相關(guān)整治措施。歐美國(guó)家從上世紀(jì)60年代就開始重視公路與景觀的協(xié)調(diào)建設(shè)，他們提出了風(fēng)景道，即在公路周邊區(qū)域或駕乘人員的視野之內(nèi)，可以欣賞到獨(dú)特自然景觀、人文景觀、歷史風(fēng)韻等。風(fēng)景道的修建反映了歐美國(guó)家對(duì)道路生態(tài)、資源保護(hù)等的重視，也放映了工程技術(shù)與生態(tài)環(huán)境等的有機(jī)結(jié)合，是生態(tài)文明的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)從上世紀(jì)八十年代也開始提出公路生態(tài)建設(shè)的理念，特別到了本世紀(jì)初涌現(xiàn)出許多跨專業(yè)學(xué)科的學(xué)者對(duì)公路景觀進(jìn)行研究，如對(duì)公路景觀規(guī)劃研究，公路區(qū)域內(nèi)的生態(tài)、美學(xué)研究等。在各項(xiàng)研究中，對(duì)公路的景觀評(píng)價(jià)是生態(tài)和諧公路建設(shè)的最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，目前的景觀評(píng)價(jià)方法有層次分析法、專家評(píng)價(jià)法、模糊數(shù)學(xué)法等，但以上方法評(píng)價(jià)功能一般比較單一，不能進(jìn)行較好的綜合評(píng)價(jià)分析。

1.ArcGIS的相關(guān)介紹

ArcGIS是美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所（ESRI）研發(fā)的地理信息系統(tǒng)的專業(yè)軟件，主要由桌面GIS部分、開發(fā)部分、服務(wù)器部分、移動(dòng)部分和瀏覽器部分組成，主要可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）地理信息的可視化：ArcGIS以二維和三維的形式顯示地理信息數(shù)據(jù)，幫助用戶解析地理事物的隱藏特征以及分布規(guī)律，可以利用ArcReader來瀏覽、查詢和打印出版地形類文件。（2）創(chuàng)建地圖：制圖功能是ArcGIS的一個(gè)重要功能，首先進(jìn)行地圖要素的定義，即考慮要畫哪些內(nèi)容；然后進(jìn)行要素的分類編碼，考慮主要素中含有哪些子要素，然后根據(jù)選好的要素進(jìn)行編碼以便規(guī)范化。接著創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)，即將各個(gè)要素的相關(guān)屬性和域值進(jìn)行錄入，最后再創(chuàng)建地圖樣式庫(kù)和地圖模板。（3）處理分析地理相關(guān)問題：地理分析是地理信息系統(tǒng)的獨(dú)特功能，而ArcGIS是這一功能的集大成者。ArcGIS的地理分析功能以及各種擴(kuò)展模塊可以幫助各個(gè)行業(yè)的用戶實(shí)現(xiàn)對(duì)地理數(shù)據(jù)的分析，目前廣泛運(yùn)用于資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)估、災(zāi)害預(yù)測(cè)、城市規(guī)范、國(guó)土管理等幾乎所有領(lǐng)域。（4）二次開發(fā)：ArcGIS的自定義環(huán)境，能讓用戶根據(jù)自己的需要來設(shè)計(jì)界面，開發(fā)基于ArcGIS地圖空間的獨(dú)立運(yùn)用程序。

2.景觀評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

2.1公路設(shè)計(jì)要素評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

公路設(shè)計(jì)要素主要包括：（1）公路線型，平縱組合線形是否流暢，平面線形中彎道有無超過極限半徑，縱面線形的縱坡坡度的舒適安全性等。（2）構(gòu)造物，如構(gòu)造物的形態(tài)多樣性，構(gòu)造物色彩的協(xié)調(diào)性，和構(gòu)造物的組合情況等，主要從美觀以及與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)程度來評(píng)價(jià)其形態(tài)和色彩，從美觀程度來評(píng)價(jià)其組合情況。（3）附屬設(shè)施，附屬設(shè)施主要考慮其獨(dú)特性，能否體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐娜宋奶厣?，以及外觀和與周圍環(huán)境的相容性等。（4）沿線景觀，景觀主要從景觀元素的色彩搭配、形態(tài)變化情況、和視覺效果及當(dāng)?shù)芈糜挝幕奶厣故镜取?/p>

2.2公路沿線文化景觀評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

公路沿線文化景觀主要包括：（1）城鎮(zhèn)景觀，城鎮(zhèn)景觀可以從居民區(qū)、商圈和工業(yè)區(qū)分布的合理度、統(tǒng)一程度和美感度來考慮評(píng)分。（2）田園風(fēng)光，包括從農(nóng)業(yè)地種植物的種類、搭配、植物的色彩景觀的層次感進(jìn)行考慮，村舍位置的分布、建筑物的風(fēng)格及色彩與周圍環(huán)境的相融性等。（3）旅游景區(qū)，從旅游景區(qū)的分布數(shù)量，以及公路對(duì)景區(qū)的影響度來評(píng)分。

2.3公路沿線的生態(tài)景觀評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

公路沿線的生態(tài)景觀主要包括：（1）地形地貌，主要考慮地形與公路線形的協(xié)調(diào)性，以及邊坡處理方式，處理效果的程度來評(píng)分。（2）水體，從與水體分布的距離，視覺效果，特殊路段采取的減小對(duì)水體污染的處理措施來評(píng)分。（3）動(dòng)植物，主要從動(dòng)植物的豐富性和公路對(duì)動(dòng)植物的侵?jǐn)_程度，及相關(guān)保護(hù)措施的合理性來評(píng)分。

3.公路生態(tài)景觀評(píng)價(jià)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

根據(jù)公路沿線景觀類型和生態(tài)保護(hù)現(xiàn)狀，參照生態(tài)GIS的一般性功能特征，設(shè)計(jì)了一套面向公路沿線景觀分析和科研信息分析服務(wù)的生態(tài)景觀GIS信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)在生態(tài)環(huán)境、景觀布局和空間信息三個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)上，建立三大邏輯功能模塊。

3.1數(shù)據(jù)管理模塊

根據(jù)遙感圖像解譯和野外實(shí)地勘察測(cè)量的結(jié)果，以及公路設(shè)計(jì)資料等的分析，建立公路沿線公路設(shè)計(jì)要素、人文景觀、生態(tài)景觀的本底數(shù)據(jù)庫(kù)，然后進(jìn)行數(shù)字化管理。

3.2景觀評(píng)價(jià)影響因子模塊

建立公路沿線景觀評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以及評(píng)價(jià)方法和模型庫(kù)。模塊所包含的主要業(yè)務(wù)邏輯有：根據(jù)遙感等資料圖對(duì)ETM+影像進(jìn)行分類成圖；分析沿線景觀等的空間分異特征，建立公路線形設(shè)計(jì)、縱坡坡度、彎道半徑等的定量關(guān)系；分析公路構(gòu)造物、土地覆被、人類活動(dòng)等的影響作用；評(píng)價(jià)沿線物種的多樣性、生態(tài)景觀空間格局、瀕危動(dòng)物棲息地的生境適宜性及破碎度及采取的相關(guān)措施。

3.3功能分析模塊

根據(jù)影響因子評(píng)價(jià)模塊和數(shù)據(jù)管理模塊，建立公路沿線的核心區(qū)、緩沖區(qū)的分布模型，并按照監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和規(guī)劃的合理性、適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。系統(tǒng)還將提供各個(gè)功能區(qū)劃的信息查詢、統(tǒng)計(jì)、分析功能。

在建立好幾大模塊后采用生綜合評(píng)價(jià)因子求和模型，即根據(jù)指標(biāo)評(píng)價(jià)因子信息的分值，在GIS軟件中進(jìn)行柵格計(jì)算。再通過ArcGIS Engine二次開發(fā)調(diào)用模型工作流，驅(qū)動(dòng)預(yù)先定義的計(jì)算模型和用戶參數(shù)設(shè)置向?qū)瓿煞治?、評(píng)價(jià)功能。考慮到方法的更新和擴(kuò)展，系統(tǒng)還提供了可擴(kuò)展的模型接口，只要調(diào)整參數(shù)和嵌入新的模型，即可以實(shí)現(xiàn)新的生態(tài)數(shù)據(jù)處理分析流程，從而得到相關(guān)公路景觀評(píng)價(jià)分析結(jié)果。

4.結(jié)束語

公路景觀評(píng)價(jià)的意義重大，但相關(guān)的理論和方法還不完善。尤其是在針對(duì)大數(shù)據(jù)量和多層次綜合分析方法方面的研究還很薄弱。本文基于公路建設(shè)的建設(shè)特征和沿線環(huán)境分布特征和生態(tài)旅游資源特點(diǎn)構(gòu)建了生態(tài)旅游適宜度評(píng)價(jià)的指標(biāo)，結(jié)合GIS的強(qiáng)大分析功能，在ArcGIS的開發(fā)平臺(tái)上提出了公路景觀評(píng)價(jià)體系的選取和評(píng)價(jià)方法模型建立方法流程，為公路景觀的布置提供理論依據(jù)。根據(jù)公路景觀的評(píng)價(jià)的結(jié)果，決策部門可以有目的地進(jìn)行公路沿線生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)建設(shè)工作，促進(jìn)公路建設(shè)與自然環(huán)境的和諧發(fā)展。

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