GIS在景区保护性规划与管理中的应用分析

罗有才

摘要：基于GIS景区的数据库能够提供一个多元资料集成的数字化平台。以GIS为主要技术，分析评估影响永定客家土楼文化遗产的因素，为各决策部门制定适当的区域保护性规划提供科学依据。提高永定客家土楼规划的科学性、综合性和合理性，实现土楼景区的动态管理，为土楼的文化资源保护及社会经济发展发挥辅助决策作用。

关键词：GIS 永定客家土楼 影响因素 规划管理

中图分类号：F592；P208 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）08-0064-03

地理信息系统（GIS）具有拓扑结构分析和强大的空间分析功能，不仅能完成永定客家土楼现状调查资料的输入、存储、管理和利用现状数据库绘制永定客家土楼保护规划所需要现状分析图，应用与图形关联的属性数据库，实现永定客家土楼保护范围线的划定与共享，实现图形与属性数据的双向查询、检索、分析，而且能够在多源数据集成的基础上，给决策者提供一个直观、快捷的决策方式进行综合评价和判断，避免由于认识局限性所造成的保护规划失误，并给决策者提供多种保护方案，从而提高永定客家土楼保护规划成果的科学性和综合性。

1 调查分析影响永定客家土楼文化遗产的因素

1.1 开发压力

永定客家土楼大多数分布在山村，仍属农业地区，尚未出现现代工业生产设施群体，境内人口流动较小，居民与外界经济交流尚不频繁，其自然环境、居民构成、生产方式、生活方式、经济条件、文化模式等均处于传统农业文明的平稳状态。然而，自20世纪80年代以来，保护区及周边的村镇、社区的经济、社会和人口发展较快，开发和利用必将给永定客家土楼及其周边生态环境形成压力和威胁。

1.2 环境压力

永定客家土楼主要位于永定县东南部，属于典型的丘陵山地，根据环境监测站多年监测，区域内的环境质量状况如下[2]：

地面水状况：根据多年对流经保护区的溪流水质监测，地面水质主要指标均达国家一级水质标准。水质中主要指标的高锰酸盐指数（CODMn）均值1999年为1.50mg/l，2002年为2.43mg/l，2005年为3.12mg/l。

大气质量状况：区域内大气主要指标，二氧化硫（SO2）1999年均值为0.007mg/m3，2002、2005年均值为0.008 mg/m3。氮氧化物（NOx）1999年均值为0.013mg/m3，2002年均值为0.010 mg/m3，2005年均值为0.012mg/m3，2008年为0.020 mg/m3，都达到国家大气环境质量一级标准。保护区由于植被覆盖率大，无大业污染，政府经常进行环境治理，故以上因素对土楼建筑影响不大。

酸雨状况：根据多年对降雨的监测，保护区的酸雨率呈逐年下降，降水的PH值略有上升，霜度有所减弱。1999年监测雨54次，PH年均值5.95，酸雨率48%。2002年监测降雨56次，PH年均值5.18，酸雨率41%。2005年监测降雨52次，PH年均值5.36，酸雨率39%。2008年监测降雨54次，PH年均值5.34，酸雨率51%。降雨酸度是影响土楼建筑木构材料老化的因素之一。

气候状况：土楼保护区属亚热带季风气候，光照充足，雨量充沛。1956年～2005年，年平均气温21.1℃，日最高气温大于或等于35℃的日数为1417天，年均32天。日极端最低气温-2.9℃，日最低气温小于或等于0℃的日数为28天，年均0.6天。1956年～2005年，年均降水量1478mm，5月～9月的降水量占全年的67.9%。保护区内气温低于0℃或高于35℃的天数较少，温差变化小，对土楼建筑不造成大的影响。

1.3 自然灾害和防灾情况

土楼保护区自然灾害主要有洪灾、风灾、火灾和地震。

永定客家土楼地处亚热带季风气候区，每年夏季均受4～5次热带风暴的影响，存在着洪涝和大风的威胁。1956年～2005年，年均受4次热带风暴影响，其中1983年7月25日风力达到12级。日最大降水量307mm，出现在1981年9月22日。风灾猛烈时会掀起土楼屋瓦造成漏雨，或折倒树木压坏土楼。通过疏通河道和排水系统，对瓦屋面进行经常、及时检修，可以有效地防治洪涝雨浸对土楼的损害。从11世纪以来，土楼区共发生5级以上地震7次，个别土楼曾出现裂缝等损坏，但由于土楼的结构稳固，建筑技艺精湛，迄今尚无因地震而倒塌的报告。

1.4 旅游压力

永定客家土楼是珍贵的人文资源，对中外旅游者极具吸引力，1980年至2005年，平均每年的游客数量达20万人次以上。随着对景点的开发，游客数量将不断增加，如果管理不善、措施不力，容易使某一景点出现饱和状况，致使景物和环境受到过大压力。

1.5 保护范围及建设控制地带（缓冲区）内的居民数量

永定客家土楼保护区及缓冲区内现仍有大量居民，其中永定客家土楼保护区及缓冲区内有1206户、5037人（表1）。

这些农户都从事农业耕作，他们珍惜土楼文化遗产，爱护土楼，遵守文物法规，是土楼文化遗产保护管理的最基本、最重要的社会力量，不会对土楼文化遗产构成威胁。同时，这些住户也是土楼所体现出的传统文化与社会结构最基本的要素之一，政府鼓励他们在保护好土楼、适当改善内部生活环境的前提下，继续生活在土楼中，延续土楼的活力。另一方面，为了减轻过分增加的人口压力，洪坑土楼群、初溪土楼群、高北土楼群于2001年迁移出205户、1983人、由政府在缓冲区外另行择地安置。

2 GIS在永定客家土楼保护规划编制中的应用

2.1 绘制永定客家土楼各类现状专题分析图

在永定客家土楼的保护规划编制过程中，需要绘制大量的现状分析图，传统方法是根据现状调查内容，在CAD中绘制，工作量比较大，而应用GIS数据库的属性数据可方便快捷进行专题图生成，除专题图外，还可生成多个属性的分析图，如不同年代下，建筑的结构类型。而这类分析图，在CAD中显然是难以完成的。通过永定客家土楼现状调查及地理信息系统形成名木古树分布专题数据、土楼质量专题数据、土楼结构分布专题数据、其他历史文化建筑分布专题数据、水井分布专题数据等，为保护区规划提供详细、准确、可靠的地理信息数据（图1）。

2.2 永定客家土楼建筑保护与整治方式中的应用

永定客家土楼建筑的保护与整治要在对现状建筑充分调查研究的基础上， 从楼群风貌总体保护、楼群物质环境改善及社会经济发展、保护规划的可操作性等多方面，对现状建筑的保护价值进行综合的判定，在此基础上提出针对每一幢土楼适宜的保护与整治方式。因此，根据永定客家土楼建筑保护价值综合评价的影响因素，建立现状建筑保护价值的综合评价指标，在建立指示的基础上，对永定客家土楼建筑进行实地的调查，所有指标数据输入到数据库中，进行各指标的专题制图，进行专题分析；采用特尔斐法和层次分析法相结合的方法，确定各指标权重，在专题分析基础上实现多因子的综合评定，以此来确定永定客家土楼建筑保护和整治的方式，改变以往永定客家土楼保护价值评价的人为性和不确定性，同时，采用多源数据进行综合评价，可提高价值评定的科学性和准确性[3]。

2.3 辅助划定永定客家土楼保护等级范围边界

利用现状数据库绘制永定客家土楼现状专题分析图和综合评价分析图，这些分析图能反映出相关的多学科资料，评价不同保护规划方案保护等级范围边界效果。应用GIS技术的空间叠置分析、网络分析、缓冲区分析等功能可以为客家土楼群区划界限的确定提供辅助手段（图2）。界限的确定需要综合多种多样的自然人文因素，GIS技术可以对特定经济数据进行空间离散分析，并且提取特征线，将表征区域资源环境承载力、现有开发密度和发展潜力的特征线与自然地理单元进行叠加分析，依据这些分析的数据做出评价，辅助划定能够保护永定客家土楼文化资源正确的保护等级边界范围[4]。

2.4 保护规划中基于GIS数据的分析和汇总

在永定客家土楼保护规划中，经常需要进行一些专题数据的统计分析工作，如各种保护与整治方式下建筑的占地面积和建筑面积，这些数据在CAD中统计比较复杂，同时计算不准确，而在GIS 中统计这些数据方便快捷。例如，某一幢土楼的占地面积，绘制出其建筑边界后，在GIS系统中建立多边形的拓扑关系，自动生成每幢土楼的占地面积，将建筑层与天井层的图形数据进行相减，并乘以建筑层数，获得每幢土楼的建筑面积。在数据库中通过SQL查询方式，可获得在不同保护与整治方式下建筑的占地面积和建筑面积总和（图3）。如利用名木古树分布专题数据库，可以得到保护区现存树种分布，从而在地理信息系统软件上，基于该专题GIS数据可以科学地进行保护区园林绿化专题规划。根据历史文化建筑分布专题数据、建筑质量专题数据可以通过地理信息系统快速调阅建筑风貌照片，参照图片资料与实地考察经验，科学合理地编制历史建筑改造方案。

2.5 公共基础设施规划中的应用

在永定客家土楼保护规划中，如永定湖坑客家土楼民俗文化村、永定初溪土楼民俗文化村，在2001年我们曾经对该村土楼群进行了土楼建筑测绘和资源调查，之后通过几年的大力整治，现已经开发成为福建省永定县的一个重要旅游资源。作为旅游产品需要规划一些基础设施，如停车场、消防栓、管网管线等，应用GIS给出永定客家土楼现状公共设施分布状况与容量比较正确的综合评价，为永定客家土楼的公共设施空间布局规划提供科学依据。如利用GIS中空间分析功能，分析永定客家土楼现状公共设施分布，根据现状公共设施的覆盖范围，规划出新的公共服务设施位置。

2.6 基于专题GIS数据的保护性规划改造预算分析

在客家土楼规划改造过程中，必然有一些和古建筑毗邻搭盖、添建与景观不协调的建筑物和简易杂乱设施（如猪舍、牛棚等），对此必须进行拆除改建。因为GIS有助于提高预算规划的准确性，通过比较土地费用，评价出具体项目的费用/效率比。如果居住在客家土楼里的居民被重新安置，可以计算出重新安置的费用。在建筑结构专题数据、人口专题数据、不动产专题数据、拆迁意向调查专题数据的基础上，结合保护性改造规划方案，通过GIS系统可以准确地分析计算出拆迁补偿、历史建筑保护修缮等费用，从而确定保护性改造方案的造价。同时通过比较改造前后的周边土地价格，评价出改造项目的效益。

2.7 GIS在福建客家土楼日常保护和管控中的应用

永定客家土楼文化遗产保护是一项长期的、动态的过程，需要全过程的动态控制和调整，这就要求管理部门及时掌握各种动态信息，并将此作为保护管理部门保护和管理的依据，GIS应用于永定客家土楼的管理，将为永定客家土楼日常的保护和管理控制提供技术支撑平台，深化和完善永定客家土楼文化遗产的保护和管理工作，实现永定客家土楼的动态、现时的管理和控制。

3 结语

实践证明，GIS技术在永定客家土楼保护性规划应用上表现了巨大的潜力，地理信息系统中强大的空间数据和属性数据分析处理功能的应用可以有利于提高规划科学性，提高工作效率，提高规划成果的精度和可信度[3]。目前，永定客家土楼虽然已被列入世界文化遗产名录，但基于GIS技术在永定客家土楼保护性规划中的应用研究还处于初步阶段，今后如何完善GIS空间分析、统计分析模型方法等，还需要更深入的探讨和研究。

参考文献

[1]陈述彭，鲁学军，周成虎.地理信息系统导论[M].北京：科学出版社，1999.

[2]福建统计局.福建统计年鉴（2004卷）[M].北京：中国统计出版社，2004.

[3]胡明星，董卫. GIS技术在历史街区保护规划中的应用研究[J].建筑学报，2004（12）：63-65.

[4]高绍良，黄登峰.基于GIS技术的福州“三坊七巷”保护性改造规划与管理研究[J].测绘与空间地理信息，2006（1）：54-56.

[5]黄宁，陈娟，戴文远.福建土楼旅游资源特征与开发策略[J].福建地理，2006（2）：63-64.

2.2 永定客家土楼建筑保护与整治方式中的应用

永定客家土楼建筑的保护与整治要在对现状建筑充分调查研究的基础上， 从楼群风貌总体保护、楼群物质环境改善及社会经济发展、保护规划的可操作性等多方面，对现状建筑的保护价值进行综合的判定，在此基础上提出针对每一幢土楼适宜的保护与整治方式。因此，根据永定客家土楼建筑保护价值综合评价的影响因素，建立现状建筑保护价值的综合评价指标，在建立指示的基础上，对永定客家土楼建筑进行实地的调查，所有指标数据输入到数据库中，进行各指标的专题制图，进行专题分析；采用特尔斐法和层次分析法相结合的方法，确定各指标权重，在专题分析基础上实现多因子的综合评定，以此来确定永定客家土楼建筑保护和整治的方式，改变以往永定客家土楼保护价值评价的人为性和不确定性，同时，采用多源数据进行综合评价，可提高价值评定的科学性和准确性[3]。

2.3 辅助划定永定客家土楼保护等级范围边界

利用现状数据库绘制永定客家土楼现状专题分析图和综合评价分析图，这些分析图能反映出相关的多学科资料，评价不同保护规划方案保护等级范围边界效果。应用GIS技术的空间叠置分析、网络分析、缓冲区分析等功能可以为客家土楼群区划界限的确定提供辅助手段（图2）。界限的确定需要综合多种多样的自然人文因素，GIS技术可以对特定经济数据进行空间离散分析，并且提取特征线，将表征区域资源环境承载力、现有开发密度和发展潜力的特征线与自然地理单元进行叠加分析，依据这些分析的数据做出评价，辅助划定能够保护永定客家土楼文化资源正确的保护等级边界范围[4]。

2.4 保护规划中基于GIS数据的分析和汇总

在永定客家土楼保护规划中，经常需要进行一些专题数据的统计分析工作，如各种保护与整治方式下建筑的占地面积和建筑面积，这些数据在CAD中统计比较复杂，同时计算不准确，而在GIS 中统计这些数据方便快捷。例如，某一幢土楼的占地面积，绘制出其建筑边界后，在GIS系统中建立多边形的拓扑关系，自动生成每幢土楼的占地面积，将建筑层与天井层的图形数据进行相减，并乘以建筑层数，获得每幢土楼的建筑面积。在数据库中通过SQL查询方式，可获得在不同保护与整治方式下建筑的占地面积和建筑面积总和（图3）。如利用名木古树分布专题数据库，可以得到保护区现存树种分布，从而在地理信息系统软件上，基于该专题GIS数据可以科学地进行保护区园林绿化专题规划。根据历史文化建筑分布专题数据、建筑质量专题数据可以通过地理信息系统快速调阅建筑风貌照片，参照图片资料与实地考察经验，科学合理地编制历史建筑改造方案。

2.5 公共基础设施规划中的应用

在永定客家土楼保护规划中，如永定湖坑客家土楼民俗文化村、永定初溪土楼民俗文化村，在2001年我们曾经对该村土楼群进行了土楼建筑测绘和资源调查，之后通过几年的大力整治，现已经开发成为福建省永定县的一个重要旅游资源。作为旅游产品需要规划一些基础设施，如停车场、消防栓、管网管线等，应用GIS给出永定客家土楼现状公共设施分布状况与容量比较正确的综合评价，为永定客家土楼的公共设施空间布局规划提供科学依据。如利用GIS中空间分析功能，分析永定客家土楼现状公共设施分布，根据现状公共设施的覆盖范围，规划出新的公共服务设施位置。

2.6 基于专题GIS数据的保护性规划改造预算分析

在客家土楼规划改造过程中，必然有一些和古建筑毗邻搭盖、添建与景观不协调的建筑物和简易杂乱设施（如猪舍、牛棚等），对此必须进行拆除改建。因为GIS有助于提高预算规划的准确性，通过比较土地费用，评价出具体项目的费用/效率比。如果居住在客家土楼里的居民被重新安置，可以计算出重新安置的费用。在建筑结构专题数据、人口专题数据、不动产专题数据、拆迁意向调查专题数据的基础上，结合保护性改造规划方案，通过GIS系统可以准确地分析计算出拆迁补偿、历史建筑保护修缮等费用，从而确定保护性改造方案的造价。同时通过比较改造前后的周边土地价格，评价出改造项目的效益。

2.7 GIS在福建客家土楼日常保护和管控中的应用

永定客家土楼文化遗产保护是一项长期的、动态的过程，需要全过程的动态控制和调整，这就要求管理部门及时掌握各种动态信息，并将此作为保护管理部门保护和管理的依据，GIS应用于永定客家土楼的管理，将为永定客家土楼日常的保护和管理控制提供技术支撑平台，深化和完善永定客家土楼文化遗产的保护和管理工作，实现永定客家土楼的动态、现时的管理和控制。

3 结语

实践证明，GIS技术在永定客家土楼保护性规划应用上表现了巨大的潜力，地理信息系统中强大的空间数据和属性数据分析处理功能的应用可以有利于提高规划科学性，提高工作效率，提高规划成果的精度和可信度[3]。目前，永定客家土楼虽然已被列入世界文化遗产名录，但基于GIS技术在永定客家土楼保护性规划中的应用研究还处于初步阶段，今后如何完善GIS空间分析、统计分析模型方法等，还需要更深入的探讨和研究。

参考文献

[1]陈述彭，鲁学军，周成虎.地理信息系统导论[M].北京：科学出版社，1999.

[2]福建统计局.福建统计年鉴（2004卷）[M].北京：中国统计出版社，2004.

[3]胡明星，董卫. GIS技术在历史街区保护规划中的应用研究[J].建筑学报，2004（12）：63-65.

[4]高绍良，黄登峰.基于GIS技术的福州“三坊七巷”保护性改造规划与管理研究[J].测绘与空间地理信息，2006（1）：54-56.

[5]黄宁，陈娟，戴文远.福建土楼旅游资源特征与开发策略[J].福建地理，2006（2）：63-64.

2.2 永定客家土楼建筑保护与整治方式中的应用

永定客家土楼建筑的保护与整治要在对现状建筑充分调查研究的基础上， 从楼群风貌总体保护、楼群物质环境改善及社会经济发展、保护规划的可操作性等多方面，对现状建筑的保护价值进行综合的判定，在此基础上提出针对每一幢土楼适宜的保护与整治方式。因此，根据永定客家土楼建筑保护价值综合评价的影响因素，建立现状建筑保护价值的综合评价指标，在建立指示的基础上，对永定客家土楼建筑进行实地的调查，所有指标数据输入到数据库中，进行各指标的专题制图，进行专题分析；采用特尔斐法和层次分析法相结合的方法，确定各指标权重，在专题分析基础上实现多因子的综合评定，以此来确定永定客家土楼建筑保护和整治的方式，改变以往永定客家土楼保护价值评价的人为性和不确定性，同时，采用多源数据进行综合评价，可提高价值评定的科学性和准确性[3]。

2.3 辅助划定永定客家土楼保护等级范围边界

利用现状数据库绘制永定客家土楼现状专题分析图和综合评价分析图，这些分析图能反映出相关的多学科资料，评价不同保护规划方案保护等级范围边界效果。应用GIS技术的空间叠置分析、网络分析、缓冲区分析等功能可以为客家土楼群区划界限的确定提供辅助手段（图2）。界限的确定需要综合多种多样的自然人文因素，GIS技术可以对特定经济数据进行空间离散分析，并且提取特征线，将表征区域资源环境承载力、现有开发密度和发展潜力的特征线与自然地理单元进行叠加分析，依据这些分析的数据做出评价，辅助划定能够保护永定客家土楼文化资源正确的保护等级边界范围[4]。

2.4 保护规划中基于GIS数据的分析和汇总

在永定客家土楼保护规划中，经常需要进行一些专题数据的统计分析工作，如各种保护与整治方式下建筑的占地面积和建筑面积，这些数据在CAD中统计比较复杂，同时计算不准确，而在GIS 中统计这些数据方便快捷。例如，某一幢土楼的占地面积，绘制出其建筑边界后，在GIS系统中建立多边形的拓扑关系，自动生成每幢土楼的占地面积，将建筑层与天井层的图形数据进行相减，并乘以建筑层数，获得每幢土楼的建筑面积。在数据库中通过SQL查询方式，可获得在不同保护与整治方式下建筑的占地面积和建筑面积总和（图3）。如利用名木古树分布专题数据库，可以得到保护区现存树种分布，从而在地理信息系统软件上，基于该专题GIS数据可以科学地进行保护区园林绿化专题规划。根据历史文化建筑分布专题数据、建筑质量专题数据可以通过地理信息系统快速调阅建筑风貌照片，参照图片资料与实地考察经验，科学合理地编制历史建筑改造方案。

2.5 公共基础设施规划中的应用

在永定客家土楼保护规划中，如永定湖坑客家土楼民俗文化村、永定初溪土楼民俗文化村，在2001年我们曾经对该村土楼群进行了土楼建筑测绘和资源调查，之后通过几年的大力整治，现已经开发成为福建省永定县的一个重要旅游资源。作为旅游产品需要规划一些基础设施，如停车场、消防栓、管网管线等，应用GIS给出永定客家土楼现状公共设施分布状况与容量比较正确的综合评价，为永定客家土楼的公共设施空间布局规划提供科学依据。如利用GIS中空间分析功能，分析永定客家土楼现状公共设施分布，根据现状公共设施的覆盖范围，规划出新的公共服务设施位置。

2.6 基于专题GIS数据的保护性规划改造预算分析

在客家土楼规划改造过程中，必然有一些和古建筑毗邻搭盖、添建与景观不协调的建筑物和简易杂乱设施（如猪舍、牛棚等），对此必须进行拆除改建。因为GIS有助于提高预算规划的准确性，通过比较土地费用，评价出具体项目的费用/效率比。如果居住在客家土楼里的居民被重新安置，可以计算出重新安置的费用。在建筑结构专题数据、人口专题数据、不动产专题数据、拆迁意向调查专题数据的基础上，结合保护性改造规划方案，通过GIS系统可以准确地分析计算出拆迁补偿、历史建筑保护修缮等费用，从而确定保护性改造方案的造价。同时通过比较改造前后的周边土地价格，评价出改造项目的效益。

2.7 GIS在福建客家土楼日常保护和管控中的应用

永定客家土楼文化遗产保护是一项长期的、动态的过程，需要全过程的动态控制和调整，这就要求管理部门及时掌握各种动态信息，并将此作为保护管理部门保护和管理的依据，GIS应用于永定客家土楼的管理，将为永定客家土楼日常的保护和管理控制提供技术支撑平台，深化和完善永定客家土楼文化遗产的保护和管理工作，实现永定客家土楼的动态、现时的管理和控制。

3 结语

实践证明，GIS技术在永定客家土楼保护性规划应用上表现了巨大的潜力，地理信息系统中强大的空间数据和属性数据分析处理功能的应用可以有利于提高规划科学性，提高工作效率，提高规划成果的精度和可信度[3]。目前，永定客家土楼虽然已被列入世界文化遗产名录，但基于GIS技术在永定客家土楼保护性规划中的应用研究还处于初步阶段，今后如何完善GIS空间分析、统计分析模型方法等，还需要更深入的探讨和研究。

参考文献

[1]陈述彭，鲁学军，周成虎.地理信息系统导论[M].北京：科学出版社，1999.

[2]福建统计局.福建统计年鉴（2004卷）[M].北京：中国统计出版社，2004.

[3]胡明星，董卫. GIS技术在历史街区保护规划中的应用研究[J].建筑学报，2004（12）：63-65.

[4]高绍良，黄登峰.基于GIS技术的福州“三坊七巷”保护性改造规划与管理研究[J].测绘与空间地理信息，2006（1）：54-56.

[5]黄宁，陈娟，戴文远.福建土楼旅游资源特征与开发策略[J].福建地理，2006（2）：63-64.