ArcGIS在公路景观评价中的运用

魏富盛

【摘要】将具有强大数据处理和分析功能的ArcGIS引入到公路景观评价，通过数据的收集，评价指标的选取，评价体系的建立，在ArcGIS的开发平台上建立评价模型，进行数据的处理分析，从而得到相关评价结果，解决了传统评价方法评价效率低，考虑指标不周全，不能进行大范围综合评价的问题，为以后公路沿线环境保护规范的制定及类似公路景观规划建设提供参考。

【关键词】ArcGIS ；公路；景观评价

引言：

随着社会生活水平的提高，公路建設也更多地要求与周边环境协调地融为一体，实现公路的畅安舒美，已成为公路建设中的重要指标。公路景观评价是衡量公路与景观协调程度一种重要方式，通过对评价结果的分析，我们可以找到公路建设中的不足，以便采取相关整治措施。欧美国家从上世纪60年代就开始重视公路与景观的协调建设，他们提出了风景道，即在公路周边区域或驾乘人员的视野之内，可以欣赏到独特自然景观、人文景观、历史风韵等。风景道的修建反映了欧美国家对道路生态、资源保护等的重视，也放映了工程技术与生态环境等的有机结合，是生态文明的发展趋势。我国从上世纪八十年代也开始提出公路生态建设的理念，特别到了本世纪初涌现出许多跨专业学科的学者对公路景观进行研究，如对公路景观规划研究，公路区域内的生态、美学研究等。在各项研究中，对公路的景观评价是生态和谐公路建设的最重要的一个环节，目前的景观评价方法有层次分析法、专家评价法、模糊数学法等，但以上方法评价功能一般比较单一，不能进行较好的综合评价分析。

1.ArcGIS的相关介绍

ArcGIS是美国环境系统研究所（ESRI）研发的地理信息系统的专业软件，主要由桌面GIS部分、开发部分、服务器部分、移动部分和浏览器部分组成，主要可以实现以下功能：

（1）地理信息的可视化：ArcGIS以二维和三维的形式显示地理信息数据，帮助用户解析地理事物的隐藏特征以及分布规律，可以利用ArcReader来浏览、查询和打印出版地形类文件。（2）创建地图：制图功能是ArcGIS的一个重要功能，首先进行地图要素的定义，即考虑要画哪些内容；然后进行要素的分类编码，考虑主要素中含有哪些子要素，然后根据选好的要素进行编码以便规范化。接着创建数据库，即将各个要素的相关属性和域值进行录入，最后再创建地图样式库和地图模板。（3）处理分析地理相关问题：地理分析是地理信息系统的独特功能，而ArcGIS是这一功能的集大成者。ArcGIS的地理分析功能以及各种扩展模块可以帮助各个行业的用户实现对地理数据的分析，目前广泛运用于资源调查、环境评估、灾害预测、城市规范、国土管理等几乎所有领域。（4）二次开发：ArcGIS的自定义环境，能让用户根据自己的需要来设计界面，开发基于ArcGIS地图空间的独立运用程序。

2.景观评价指标的选取

2.1公路设计要素评价指标选取

公路设计要素主要包括：（1）公路线型，平纵组合线形是否流畅，平面线形中弯道有无超过极限半径，纵面线形的纵坡坡度的舒适安全性等。（2）构造物，如构造物的形态多样性，构造物色彩的协调性，和构造物的组合情况等，主要从美观以及与周边环境协调程度来评价其形态和色彩，从美观程度来评价其组合情况。（3）附属设施，附属设施主要考虑其独特性，能否体现当地的人文特色，以及外观和与周围环境的相容性等。（4）沿线景观，景观主要从景观元素的色彩搭配、形态变化情况、和视觉效果及当地旅游文化的特色展示等。

2.2公路沿线文化景观评价指标选取

公路沿线文化景观主要包括：（1）城镇景观，城镇景观可以从居民区、商圈和工业区分布的合理度、统一程度和美感度来考虑评分。（2）田园风光，包括从农业地种植物的种类、搭配、植物的色彩景观的层次感进行考虑，村舍位置的分布、建筑物的风格及色彩与周围环境的相融性等。（3）旅游景区，从旅游景区的分布数量，以及公路对景区的影响度来评分。

2.3公路沿线的生态景观评价指标选取

公路沿线的生态景观主要包括：（1）地形地貌，主要考虑地形与公路线形的协调性，以及边坡处理方式，处理效果的程度来评分。（2）水体，从与水体分布的距离，视觉效果，特殊路段采取的减小对水体污染的处理措施来评分。（3）动植物，主要从动植物的丰富性和公路对动植物的侵扰程度，及相关保护措施的合理性来评分。

3.公路生态景观评价系统的设计与实现

根据公路沿线景观类型和生态保护现状，参照生态GIS的一般性功能特征，设计了一套面向公路沿线景观分析和科研信息分析服务的生态景观GIS信息系统。该系统在生态环境、景观布局和空间信息三个基础数据库上，建立三大逻辑功能模块。

3.1数据管理模块

根据遥感图像解译和野外实地勘察测量的结果，以及公路设计资料等的分析，建立公路沿线公路设计要素、人文景观、生态景观的本底数据库，然后进行数字化管理。

3.2景观评价影响因子模块

建立公路沿线景观评价指标体系以及评价方法和模型库。模块所包含的主要业务逻辑有：根据遥感等资料图对ETM+影像进行分类成图；分析沿线景观等的空间分异特征，建立公路线形设计、纵坡坡度、弯道半径等的定量关系；分析公路构造物、土地覆被、人类活动等的影响作用；评价沿线物种的多样性、生态景观空间格局、濒危动物栖息地的生境适宜性及破碎度及采取的相关措施。

3.3功能分析模块

根据影响因子评价模块和数据管理模块，建立公路沿线的核心区、缓冲区的分布模型，并按照监测数据和规划的合理性、适宜性评价结果进行动态调整。系统还将提供各个功能区划的信息查询、统计、分析功能。

在建立好几大模块后采用生综合评价因子求和模型，即根据指标评价因子信息的分值，在GIS软件中进行栅格计算。再通过ArcGIS Engine二次开发调用模型工作流，驱动预先定义的计算模型和用户参数设置向导完成分析、评价功能。考虑到方法的更新和扩展，系统还提供了可扩展的模型接口，只要调整参数和嵌入新的模型，即可以实现新的生态数据处理分析流程，从而得到相关公路景观评价分析结果。

4.结束语

公路景观评价的意义重大，但相关的理论和方法还不完善。尤其是在针对大数据量和多层次综合分析方法方面的研究还很薄弱。本文基于公路建设的建设特征和沿线环境分布特征和生态旅游资源特点构建了生态旅游适宜度评价的指标，结合GIS的强大分析功能，在ArcGIS的开发平台上提出了公路景观评价体系的选取和评价方法模型建立方法流程，为公路景观的布置提供理论依据。根据公路景观的评价的结果，决策部门可以有目的地进行公路沿线生态恢复与生态建设工作，促进公路建设与自然环境的和谐发展。

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