GIS在鄉村文化景觀規劃中的應用及展望

李曉穎，雷奧林

（南京林業大學風景園林學院，南京 210037）

引言

鄉村作為人類最古老的居住環境之一，見證了人類社會、經濟與自然等各種活動的形成與變遷，孕育了獨特的鄉村文化，是不可或缺的民族文化遺產。現代文明沖擊所造成的傳統文化破碎喚醒了大眾對鄉村文化的保護意識，而鄉村文化景觀作為鄉村文化的重要載體，也開始被廣泛關注研究，并呈現一種多理論、多視角、多領域融合的發展趨勢。GIS在景觀規劃設計領域已經發揮了重要的作用，從自然景觀規劃到文化景觀規劃，其應用逐漸深入、廣泛與多元，但仍存在不足。本文通過對GIS在鄉村文化景觀規劃中的應用現狀進行闡述，總結現有的問題，并在此基礎上對其更深層次的應用做出了展望。

1 相關概念

1.1 鄉村景觀與GIS

鄉村景觀是相對于城市景觀而言的，有區別于城市景觀的特定景觀性與內涵。具體來說，鄉村景觀就是指鄉村地區范圍內人類經濟、社會、自然與文化等多種活動的綜合表現，它是一個復合的生態系統[1]。

鄉村景觀的研究起源于地理學的發展。隨著20世紀人文地理學的轉型，學者們逐漸認識到人文與社會因素在鄉村景觀研究中的重要性，這豐富了鄉村景觀的研究領域，并帶動了近現代鄉村文化景觀研究的發展。

1.2 文化景觀

文化景觀是指人類為了滿足某種需要，利用自然界提供的材料，在自然景觀之上疊加人類活動的結果而形成的景觀[2]。文化景觀產生于人類活動，也隨人類活動而發展著。

人文因素在文化景觀中占據著較為重要的成分。在漫長的歷史發展進程中，人文因素在聚落中得到了充分的展示。無論是諸如建筑、服飾、聚落形式等物質因素，還是宗教、風俗習慣、審美觀、政治等非物質因素，都在人類社會變遷中發揮了重要作用。

1.3 鄉村文化景觀

單霽翔認為鄉村文化景觀是人類與自然環境之間交互作用的外在表現[3]。由此可見，鄉村豐富的自然地理環境與鄉村發展中的人文景觀共同構成了鄉村文化景觀。本文所探討的鄉村文化景觀就是指鄉村地理環境范圍內承載特定的人文因素并疊加了人類活動而形成的景觀，包括鄉村內部民居建筑、文化、交通等聚落景觀與種植業、畜牧業等土地利用景觀。

1.4 GIS（地理信息系統）

GIS是指在計算機支持下，對地球表層空間中的有關地理分布數據進行采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的系統技術。

現代地理信息技術在景觀規劃中已經得到了廣泛應用，地理信息行業的發展也正是得益于計算機科學與景觀設計學兩種學科的交融。西方的景觀設計師們早在20世紀初就提出了在進行景觀設計時要對周邊的地形、河流、植被等因素進行綜合量化分析。自1963年加拿大測量學家Roger F. Tomlinson提出了GIS的概念以來，其已在多個領域得到了廣泛應用，并越來越多地應用在園林景觀規劃設計中。

2 鄉村文化景觀研究進展

2.1 國外研究進展

傳統村落文化景觀保護方面的文獻資料最早出現于19世紀的英國。19—20世紀期間，以霍華德、賴特(1934) 等為首的規劃建筑師提出了“田園城市”“廣畝城市”等相關理念，指出理想城市應是城市與鄉村的結合體，而鄉村將成為人們的歸屬地。此后，國外對于鄉土建筑與傳統村落的理論和實踐研究逐漸發展起來[4]。隨著學者對傳統村落的研究，文化、景觀、生態等名詞逐漸出現于傳統村落鄉土文化景觀保護當中。

二戰以后，歐洲各國百廢待興，伴隨著大規模的重建，鄉村規模有了不同程度的擴張，鄉村景觀風貌建設也得到了一定的發展。20世紀五六十年代開始，以德國、荷蘭等為代表的歐洲國家開始對鄉村景觀的規劃展開了深入研究，并推出了一系列的理論方法，主要包括完善鄉村景觀規劃、完善相關法律法規、保護鄉村傳統文化等。在規劃層面，則通過改善基礎設施、整修傳統民居、保護和維修古舊村落、調整產業結構等方法進行鄉村文化景觀保護研究[5]。

19世紀末期，北美國家的設計師們從廣闊的自然鄉村中汲取景觀設計的思路與方法以應用于城市公園的發展建設。在此過程中，鄉村景觀的規劃也日漸繁榮，并逐漸與生態理念、文化理念結合，這些理念一直延續至今并不斷發展，為西方鄉村文化景觀的研究做出了巨大貢獻[6]。20世紀末，隨著“文化景觀”的概念被寫入《世界遺產名錄》中，以日本為代表的部分東亞國家也開始在鄉村現代化建設的同時，探索鄉村文化景觀的建設，并通過社會多方面保護、傳承鄉村原有生活、生產模式以及發展鄉村旅游業等措施促進鄉村文化景觀的傳承與保護[7]。

20世紀90年代后，西方已經形成了各具特色的鄉村景觀風貌。進入21世紀后，西方的鄉村文化景觀規劃步入了新的階段，數字化景觀的發展有效地幫助了決策者更全面直觀地研究鄉村景觀風貌。目前國外鄉村文化景觀規劃設計已經形成較完整的體系，在鄉村文化景觀評估體系的研究、鄉村文化景觀的管理問題以及鄉村文化景觀的變遷研究等方面都取得了良好的進展[8]。

2.2 國內研究進展

國內對于鄉村文化景觀的研究起步較晚，起源于20世紀90年代。1999年我國召開了第一屆中國古村落保護與發展技術論壇，在論壇中，正式提到了如何對傳統村落進行有效的保護。此后，傳統村落的風貌發展問題被廣泛關注，并開始與鄉土文化相結合。在新時代鄉村振興戰略的背景下，鄉村文化景觀的研究蓬勃發展，逐漸走向多元。通過整理分析鄉村文化景觀現有的研究成果，發現主要集中在鄉村文化景觀的保護、綜合應用以及演變研究3個方面。

在鄉村文化景觀的保護方面，主要從文化遺產保護的角度切入，引入生態博物館、景觀基因、數字化保護等理論，探索保持其原真性的活態保護途徑。生態博物館強調對文化遺產的保存與展示，確保其真實性、完整性和原生性[9]。數字化保護提出通過現代技術為鄉村文化景觀的保護提供決策支持。景觀基因理論則提出了由傳統聚落實體轉換到解讀景觀綜合體的思維空間的一種新方法，實現了傳統聚落思維空間形態的變換，從而為傳統聚落文化保護研究提供了新思路[10-11]。

鄉村文化景觀的綜合應用主要包括景觀資源的價值評估與活態利用兩個層面。在對鄉村文化景觀進行物質文化景觀（山水肌理、建筑、活動空間等）與非物質文化景觀（民俗、宗教、節日等）分類的基礎上，建立完善的預警機制與評價體系，進而能夠合理利用和開發各類景觀資源，并將其與文化挖掘、景觀規劃、旅游開發等相結合，實現鄉村文化景觀的可持續發展[12]。

鄉村文化景觀的演變研究源于文化地理學，主要從時間與空間兩個維度解析鄉村文化景觀的產生與發展。時間上挖掘鄉村文化景觀產生的歷史淵源，找尋鄉村文化發展過程中的自然與社會因素。空間上探索現代化發展、區域融合以及文化碰撞等給鄉村文化景觀帶來的影響[13]。研究鄉村文化景觀的演變，可以直觀地展示傳統鄉村文化的發展趨勢，為鄉村文化的復興提供行之有效的指導模式。

3 GIS在鄉村文化景觀規劃中的應用

中國農業大學的李首成提出了3S技術在鄉村景觀格局研究中的應用，是國內最早將GIS與鄉村景觀規劃相結合的研究[14]。2011年，北京大學的劉沛林首次提出了聚落景觀基因的概念，為文化景觀研究提供了新的思潮[15]。他在該研究中首次闡述了GIS在聚落文化景觀規劃中的應用，打開了GIS與鄉村文化景觀相結合的大門。

當前，地理信息技術在鄉村文化景觀規劃中正得到廣泛的應用，這將提供給景觀設計師們更科學、更合理的決策方法，并推動文化遺產保護朝著更加現代化的方向發展。

3.1 輔助鄉村景觀格局研究

GIS作為一種空間分析的手段，可以對鄉村景觀格局以及鄉村景觀的敏感性進行量化評估，幫助決策者對鄉村景觀的地理位置以及相互之間的空間關系做出精確的描述，為鄉村景觀格局的優化提供客觀全面的策略。GIS在鄉村景觀格局研究中主要有以下4個作用：（1）對景觀資源進行分類整理，建立數字化平臺。（2）通過空間分析功能對鄉村景觀格局進行特征評價。（3）科學量化研究鄉村景觀的空間分布規律以及結構形態。（4）提取典型的鄉村景觀結構，并應用于鄉村景觀的規劃設計中[16-17]。

熊星曾采用WebGIS技術整合了鄉村文化景觀的空間信息和各類景觀專題信息資源，實現了數字化平臺的構建。管理人員可以通過攝影測量無人機、GPS接收器等工具獲取數據并將其錄入數據庫，以實現該地區鄉村景觀格局的實時更新與展示[17]。

當前也有研究將3D建模技術與3S技術相結合，通過空間數據的收集處理建立鄉村整體的空間模型。這種數據模型很好地還原了鄉村的地形、水系、道路與建筑等基礎地理數據的空間分布和相互之間的關系，以供實現各類空間數據的精確分析計算[18]。

3.2 實現景觀基因的存儲與管理

景觀基因是指控制某種文化景觀因子代代傳承而區別于其他文化景觀特征的基本傳承單元，反過來它也是這種文化景觀特征的主導識別因子[15]。景觀基因這個概念自劉沛林提出以來，一直處于較為初期的研究狀態，直到近些年才受到越來越多學者的關注[15]。

現有的利用GIS進行的景觀基因研究有一套既成的研究體系，主要包含景觀基因的提煉、劃分與編碼。其中景觀基因的編碼在后續對于文化景觀的研究中有著重要作用，國內學者大多在對現有文化景觀要素進行權重評估的基礎上，采用特征編碼進行不同景觀基因的區分，而評價標準則主要取決于該文化基因的原生時間、原生環境以及對所輻射區域的影響力等[19-20]。在獲取區域詳細編碼景觀基因的基礎上，利用GIS構建由地理數據庫（空間數據）與特征要素庫（屬性數據）組成的聚落數據庫。空間數據用來展示不同景觀基因在空間中的分布與相互之間的關系，而屬性數據則區別了各類景觀基因[19]。

將已有的數據導入GIS平臺，可以直觀認識到景觀基因分布的空間特征，幫助研究文化景觀基因的存在形式、傳承特征以及與周邊地區的聯系等。胡最曾在此基礎上做了基于GIS的古村落景觀基因圖譜平臺系統設計，探討了古村落的文化遺產保護與現代化管理模式之間的聯系[20]。通過對特征基因進行提取，可以輔助人們對傳統鄉村文化遺產進行更合理的保護，并應用于后續的鄉村文化景觀規劃設計之中。

3.3 參與鄉村文化景觀數字化保護

數字化技術已在各行各業應用廣泛，三維激光掃描、虛擬現實、智能管理等技術也已成功服務于文化遺產的保護，通過這些數字化技術并將其與GIS相結合，可以有效研究鄉村文化景觀的空間屬性特征，并構建數據庫在空間信息基礎上進行分析。

通過整理現有與文化景觀數字化保護相關的文獻，總結出利用GIS進行鄉村文化景觀數字化保護研究的策略，其大致可以分為以下幾個步驟：

（1）資料查閱：通過查閱某一地區相關的歷史資料與文獻，收集該地區文化景觀的方法研究資料以及其文化景觀的相關信息并歸納分析，作為后續研究的基礎。

（2）實地調研：對研究的村落區域進行實地調研，搜集相關的空間信息以及與文化景觀有關的基礎信息，并與查閱到的資料進行對比總結。

（3）數據處理：利用GIS的地理數據庫對所采集、處理后的數據進行存儲，在其空間分析功能上構建村落文化景觀資源的分析與評價模型，對其進行定量的分析與研究。

（4）實景建模：利用三維建模技術對村落進行數字化模型構建，還原傳統村落真實的空間分布情況，實現文化景觀的數字化保存與保護。

同時利用GIS還可以構建傳統村落文化景觀多源數據平臺，實現海量、大范圍連續空間數據和多尺度的集成化管理。

3.4 構建時空數據庫

村落作為一種古老的人類居住空間，其形成既與地理環境息息相關，也在特定地區人類活動的影響下逐漸發展并演化著。因此，對于鄉村文化景觀的研究僅停留在某一特定時期存在著很大的局限性。針對此狀況，部分學者提出利用時空GIS構建時空數據分析模型，探索鄉村文化景觀在時間進程與空間分布中的規律。楊宇亮曾在《滇西北村落文化景觀的時空特征研究》中從村落文化景觀的概念切入，利用GIS技術探討了村落文化景觀在“共時狀態”中的空間分布，以及在“歷時狀態”中的演進規律[21]。朱振華利用GIS的空間分析方法，研究了歷史背景中人類與環境的關系，從而揭示了移民對地區文化的影響，探索了各民族相互融合與遷徙的過程[22]。這些研究從定義、數據等不同角度為鄉村文化景觀時空數據分析打下了基礎，并推動著其朝更加成熟的方向發展。

利用GIS研究鄉村文化景觀時空演變，需要時態GIS與時空數據模型相結合，構建包含時態數據與空間數據的數據庫。時空GIS技術對于時空數據的良好可視化表達，在文化遺產數據的記錄與展示中具有重要作用[23]。對于鄉村文化景觀，空間數據是其在空間中的分布以及相互之間的空間關系，時間數據則是對文化景觀要素的相關時間信息以及歷史中的演變時間節點的記錄。對于文化景觀在時間尺度上的研究，當前較多集中在文化景觀的生命周期過程，如形成、發展、繁榮、穩定等[24]，選擇例如傳承人、村落居民作為載體，形成時間數據庫。

研究鄉村文化景觀既要深入分析地理環境對其的影響，也要注重研究數據在時空上的分布與演變，才能更好地把握鄉村文化景觀的歷史發展脈絡，彌合景觀規劃和人文學科在村落研究中的薄弱區域，推動傳統鄉村文化的傳承與發展。

4 GIS在鄉村文化景觀規劃中的應用展望

我國擁有豐富的傳統聚落與文化景觀資源，近年來鄉村文化景觀規劃在國家各項政策的支持下也取得了一定的成果，但與國際上的前沿研究相比，新技術的應用與理論方法體系的構建都略顯不足。這主要源于我國對于鄉村文化景觀的研究起步較晚，且在以往優先發展城市建設的大背景下，鄉村景觀規劃稍顯滯后。通過對GIS在鄉村文化景觀研究中的應用現狀進行分析，得出了研究中所存在的一些基本問題，總結為以下3點：

一是研究的深度有待加強。GIS雖然可以在空間層面對景觀要素進行分析，但對于非物質景觀的研究，仍然處于探索階段。目前我國基于GIS的鄉村文化景觀的研究雖已取得豐富成果，但仍存在一定的發展困境，主要體現在如何利用地理信息技術解決鄉村文化資源流失與傳承主體缺失，如何在現代化技術輔助下更好地促進古老鄉村文明的傳播，以及如何構建有地域特色的鄉村文化風貌[25]。

二是現階段缺乏整體的區域性評價。鄉村并不是獨立存在的個體，其所承載的文化也在發展以及交融之中。研究鄉村文化景觀不能將其局限在某一村落內部，更要探索鄉村文化在歷史進程中與周圍區域的演化關系，建立起廣區域、多村落的文化景觀網。如何系統性地將村落個體與整體區域聯系起來并進行合理評價，也需要進一步的研究。

三是相關學科的聯系不足。鄉村文化景觀的研究需要地理信息、城市規劃、歷史以及景觀設計等多種學科的滲透交融。目前我國針對鄉村或傳統聚落文化景觀的研究大多還處于理論設計與規劃層面，而在進一步將其應用于傳統村落風貌構建上還有待加強。且文化景觀規劃雖處于非物質層面，但與自然地理環境息息相關，規劃設計也應從文化可持續與生態可持續兩個方面進行考量。

針對上述存在的問題，筆者認為GIS與鄉村文化景觀規劃的結合還可以在以下幾個方面有更進一步的發展。

4.1 GIS與文旅型鄉村的集成

研究某一地區特有的文化景觀，不僅有力地促進了文化遺產的保護，而且對于現代化的鄉村旅游產業發展也有很大的幫助。自“文旅融合”的概念被提出以來，文化型鄉村旅游的發展也有了新的高度。現代化的鄉村旅游不僅需要滿足人們賞閱鄉野自然風光的需求，而且需要提供更加便捷、全面、智慧的服務。鄉村有從屬于自己獨特的文化景觀要素，可以借助互聯網打造智慧型鄉村農業、景觀與旅游，在保留鄉村原本文化風貌的基礎上構建更加現代化的景觀區域。例如可以通過大數據分析掌握人群結構以及人的活動傾向，輔助村落空間景觀的更新設計。在此建設過程中，利用GIS可以實現圖形與數據的良好結合，輸出不同種類的專題圖，直觀了解各個景觀要素在空間中的分布情況，從而更加合理地對鄉村的各類景觀要素進行規劃。借助網絡地理信息系統，還可以實現鄉村文化景觀數據的共享，在此基礎上建立虛擬游覽系統與文化展示系統等，輔助文旅型鄉村的保護與發展。

4.2 鄉村文化景觀評價因子合理化

鄉村文化景觀評價尤其是景觀基因的提取是一個多學科交叉的工作，目前還沒有形成一套較為完善合理的評價機制。已有的景觀基因編碼是在對村落的環境特征、建筑特征以及文化特征的分析基礎上得出的，但這還停留在數據的收集整合階段。要實現更加合理的鄉村文化景觀規劃，還需要從生態、經濟、美學意義等多個角度出發，形成一套完整的評價機制。對于不同的因子，在綜合評價分析的基礎上將其賦予不同的權重，并應用于后續的規劃設計中，才能實現真正智慧的現代化鄉村文化景觀規劃。當前，PPGIS（公眾參與地理信息系統）的發展已經取得了一定的成就，并開始應用于城市景觀的規劃設計中。PPGIS可以為大眾提供參與評價的平臺，并為決策者收集海量的評價信息。大眾可以通過便攜式智能設備的GPS服務隨時隨地實現地理信息與相應外環境的記錄。在鄉村文化景觀規劃研究中，也可以利用PPGIS獲取大眾對不同因素的評價結果，輔助更加合理的評價機制的形成。

4.3 鄉村文化景觀要素合理表達

目前在對鄉村文化景觀要素進行提取后，主要將其分為物質文化景觀和非物質文化景觀兩大類。對于水系、路網以及建筑等物質文化景觀，因為其實體性，在GIS中可以采用點、線、面對其外形進行模擬，并用拓撲關系表示其實體在空間中的位置關系。但對于風俗、信仰、宗教等非物質文化景觀，進行數字化表達卻存在一定的難處。有學者曾提出對于非物質文化的空間表達可以將其分為“有”或“無”兩種，對應的數字化屬性值可以用“0”和“1”來表達，并設置對應的圖例，這為鄉村文化景觀要素的合理表達提供了思路。但非物質文化在空間與時間中并非一成不變，它們往往隨著人口的遷移、環境的更改以及時代的發展而交融演化，單純將非物質文化景觀定位于某一地理區域存在一定的局限性。GIS在鄉村文化景觀的研究中更應發揮其大尺度、多時空的分析作用，并對非物質文化景觀的演變軌跡進行合理的表達，才能清楚認識到鄉村發展進程中文化所帶來的影響。

5 結論

鄉村文化景觀的規劃研究是一個多元持久的工作。鄉村文化景觀規劃的關鍵就是挖掘出鄉村文化內部獨特的要素，從景觀規劃設計的角度對其進行視覺上的表達，以此喚醒人們的歷史文化感，并幫助這種文化代代傳承下去。當今社會，科技飛速發展，在鄉村文化景觀的規劃研究中，應該充分認識到傳統文化與現代技術之間有機結合的重要性，使鄉村文化景觀在新的時代產生新的內涵。3S技術、虛擬現實技術、信息管理技術等數字化技術在鄉村文化景觀的規劃研究中正發揮著越來越重要的作用，在此基礎上，也要思索如何利用既有的技術解決現代鄉村文化景觀的發展困境，實現空間與時間雙重尺度上鄉村文化的傳承與發展。總之，規劃傳統村落的文化景觀，不僅要保留其原有歷史風貌與自然環境，而且要利用現代化的技術發掘傳統村落的活力與資源并對其進行保護，只有這樣，才能避免千篇一律的規劃設計模式，從而使獨特的鄉村文化能夠借助于此長久地發展下去。