ArcGis 数据库对历史街区中历史风貌的保护应用

2012-08-20张素馨

山西建筑 2012年31期

张素馨

(湖南师范大学美术学院，湖南长沙 410012)

1 太平街街区的概况

长沙位于我国中南部长江以南，自古以来是湖南省的政治文化中心，其中以楚汉文化为代表，在1982年被国务院列为国家历史文化名城，根据2012年《长沙市历史文化名城保护规划——中心城区总体保护规划》可知，作为古城历史文化风貌区中两个历史街区之一的太平街历史文化街区是保护的重点区域，其范围是西至湘江大道，东起三泰街，北至五一路，南到解放西路。

2 基于ArcGis建立太平街街区的数据库

ArcGis数据库集属性特征、位置特征和空间特征为一体，能够同时显示空间数据和非空间数据，并通过空间位置记录非空间数据，建立对应关系，构成动态的数据流。故在此选用ArcGis建立对真实地理及其相关数据统一重现的数据库。数据库一般由图形数据、属性数据和图像数据组成。图形数据即现状建筑物的平面位置和形状;属性数据即对现状建筑物经过建筑物调查汇整后的数据，数据包含有建筑物名称、年代、类型、地址、楼层数、建筑总面积、占地面积、保护级别;图像数据即以JPG格式存在的对现状建筑物拍摄的图像。将这三种数据输入和连接的方法有两种，第一种是在AutoCAD中完成图形数据、在Excel里完成属性数据，通过ArcGis对三种数据建立连接。使用这种方法就是在AutoCAD中根据区域图完成图形的绘制，再将其导入到ArcGis中，成为矢量数据后以经过配准的区域图栅格数据为依据进行空间校正，使得导入的图形具有正确的地理位置和真实的数据。需要注意的是在AutoCAD中要将建筑物、街道等进行属性类别的分图层绘制，这样易于导入到ArcGis中后属性表能够准确的进行分类，为编辑提供便利。同时为建筑物建立编码层，编码也会作为字段随之导入到ArcGis中，并与属性数据Excel文件和JPG格式的图像数据中定义的唯一相对应的编码创建连接，使三种数据形成“一对一”的连接关系。另一种方法是在ArcGis中直接进行图像数据和属性数据的输入。即在ArcGis中直接添加区域图，进行地理配准后的以其为底层，直接进行矢量数据点、线、面的绘制，在点、线、面要素类的属性表中直接进行属性数据的编辑，再通过定义的唯一相对应编码进行与JPG图像数据的连接。前者方法较为精确便捷，但不稳定，容易出现数据遗漏和丢失;后种方法较为稳定，适合少量数据的输入，但较为繁琐。因此在数据库建立时，应根据数据大小、精准程度和软件等进行选择。

3 ArcGis数据库对历史风貌的保护应用

历史建筑作为历史街区最重要的保护主体，是营造历史街区氛围，塑造历史街区特征的最重要的构成要素。太平街街区内的历史建筑以“自下而上”的方式形成，是对街区长期形成的大众文化和社会生活的真实反映。因此，运用ArcGis数据库以历史建筑为核心从以下两个方面进行太平街街区历史风貌保护应用分析。

3.1 建筑保护整治

建筑物的保护和整治直接影响历史街区文化和记忆的传承。然而建筑物的保护整治方式是由建筑物保护级别、现状、周边环境等多方面决定的。以太平街街区为例，从建筑物保护级别出发，进行太平街街区内建筑物保护整治方式的分析研究。首先根据2006年发布的《长沙太平街历史文化街区保护规划》以下简称《规划》，将太平街街区内的优秀建筑和宅院进行保护级别的分类，一级为文物保护单位，二级为不可移动文物，三级为优秀历史建筑，其他为一般建筑物。通过建筑物属性对数据库进行可视化显示(见图1)，可知网格区域为文物保护单位，即贾太傅祠;斜线区域为不可移动文物，即乾益升粮栈、四正社旧址、陈公馆旧址、共进会、鲁班庙旧址;点区域为优秀历史建筑，其他为一般建筑物。太平街街区范围较大且处于长沙市中心的经济繁华地段，同时从图1可知其中含有大面积的一般建筑物，如果整个街区实行完全保存现状的保护方式，对今后的城市发展和太平街街区保护都是不利的，因此需要根据建筑物级别进行不同的保护和整治。依据中国《城市规划基本术语标准》可将太平街街区的建筑物进行如表1所示的保护与整治方法分类，其中“保存”是对文物原状的维护，“保护”是对文物的改善和修复，这两种方法都强调对文物建筑物的维护和尽可能的生命延续。“整治”主要体现在建筑内部允许改变。而符合历史街区风貌如高度、建筑形式等各方面的一般建筑物能够被保留，反之进行改造或拆除。但历史街区内建筑物最好的保护和整治方式就是建筑物的利用与保护相结合，实现建筑物的再利用，即延续原有功能或进行功能重置。根据图1和表1对太平街街区的建筑物再利用进行以下分类:

1)网格和斜线区域显示了6处文物建筑物，它们的保护和整治方式为保存和保护，故可进行“博物馆式”功能重置保护利用方式。在进行维护时，需要做到维持原貌，实行最小干预，以减少维修过程中对文物结构、构件等干预。如必须进行修缮时，尽量采用旧材料、旧工艺进行整修，由于工艺技术不断发展且财政投入各时期不同，故要实行可逆性整修方式，为后续的维护奠定基础。

图1 太平街区遗产要素保护级别分类

表1 太平街街区建筑物保护与整治方法

2)点区域显示的优秀历史建筑物，它们的保护和整治方式为整治，故可进行功能转换，即增加商业服务功能。在保留建筑外立面、高度、颜色、特征的情况下，进行内部的空间布置，分别赋予其适当的用途，如茶馆、特色店铺等。使用这种方式进行保护，不仅在历史建筑的外壳中注入了新的时代生命力，同时缓和了经济发展与历史保护的矛盾，实现了历史建筑的动态保护。

3)在一般建筑物和宅院中大部分仍然保留了其老城区的居住功能，部分沿街居住建筑物进行功能置换成为商业服务功能，在这之中符合太平街街区风貌的建筑物予以保留，反之拆除或改造。在延续其居住功能时，由于老城区的居住环境较差，还是需要对其进行内部空间的改造。可实行以下两种方法:其一，将面积较小的住户实行土地收购，重新安置，将其面积与驻留住户面积合并，改善局部用户的居住环境。在ArcGis中能够计算总面积，估算收购费用，在有人口分布图的情况下，可将人口分布图的数据与图1进行叠加分析，以统计出需要安置的居民数和安置费用。其二，将街区整体住户全部搬出，政府统一收购整修后，进行重新的出让、出租，但原住户可享受“优先回购”或“面积补足”等优惠政策。

3.2 建筑高度控制

为了维护太平街街区的历史风貌，不仅要对历史建筑进行保护，同时还要对周边环境进行控制，运用ArcGis主要体现在对区域范围内建筑层数和高度的限制。依据保护级别有着不同的保护要求，根据《规划》将保护等级按照范围分为3个层次，一级是核心保护区，二级是建设控制地带，三级是环境协调区。通过在ArcGis的SQL中输入逻辑表达式进行属性的选择，再根据所选要素进行缓冲区分析，假定了街道两侧各5 m的区域为临街核心区，如图2所示，粗实线为核心保护区街道，沿线包含街道形成的灰色区域就是核心保护区。在核心保护区内，建筑楼层数一般为二层，同时对每层的檐口高度位置都有严格的限制，其中建筑物一层檐口高度为2.8 m～3.5 m，二层檐口高度小于6.5 m。需要注意的是灰色区域内都为太平街街区的核心街道的沿街建筑，是街区人流最为集中的区域，也是行人、游客对街区最直观的场所体验，因此在该区域非文物建筑的一般建筑物功能以商业服务业为主，建筑物立面色彩、肌理、体量都必须符合街区的风貌特征且具有连续性;图2中斜线表示的建筑物为建设控制地带内建筑，这些建筑层数要求不高于4层，该区域为太平街街区的主体，区域内建筑性质多样，存在多种建筑类型，但是应保持整个街区的立面和屋檐的整体性，营造街区场所的文化历史氛围;环境协调区即整个太平街街区，在该区域内不高于6层且小于20 m，其中建筑主要起到天际线的延续作用，不能突兀的打破街区的古朴氛围。

与此同时，在历史建筑周边一定范围内对建筑物高度有着更严格的限制，根据长沙颁布的历史建筑物保护范围，可知贾太傅祠的保护范围为四向30 m，不可移动文物和优秀历史建筑的保护范围为四向20 m，将贾太傅祠和其他历史建筑分别选择建立新图层，进行缓冲区分析，可得图3中浅色的为不可移动文物和优秀历史建筑的保护范围，深色的为贾太傅祠的保护范围。在这两个范围内不仅受到层高的限制，同时要求新建建筑物不能超过缓冲区中心历史建筑的高度，周边建筑物应起到历史肌理的连续作用，形成以历史建筑为中心的历史文化场所体验。对于现存的不符合要求的建筑物，如超高建筑物应降低层高或拆除，从而达到保护要求，实现天际线的连续。