乡村景观规划设计中ARCGIS的应用研究

尤红霞

甘肃林业职业技术学院 甘肃 天水 741020

随着GIS技术的不断更新和改进，乡村景观规划研究迎来了新的契机。将 GIS技术与乡村景观前期分析规划有机地结合在一起，借助GIS技术优异的空间分析功能，来进一步提高规划基础分析的合理可靠性。与此同时，对GIS技术的3D可视化建模加以有效运用，能够让规划人员对现场实况有一个清晰、完整的认识，从而提高规划设计的科学性、有效性。

1 ARCGIS在乡村景观规划设计中的作用

1.1 资料收集

在进行乡村景观规划设计时，信息资料采集是一个重要的环节，也是一个难点问题。通常来说，资料搜集包含了自然要素，如水文、土地、气候等，以及人文要素，如区域景观、交通状况等。全面的资料采集对规划设计至关重要。在方案设计环节，首先要做的就是对地形进行设计。规划人员要对用地整体状况加以充分考虑。用地面积大、地形复杂多样，会带来海量的空间数据。所以，怎样对这些空间数据进行高效、全面的整合和分析，是规划工作面临的一个重要问题。

借助GIS技术，对规划区的植被、土地等相关数据条件进行系统的整合，并构建出切合实际的空间模型，使潜在信息得以充分挖掘。得益于GIS技术所具备的高效率、高精度特性，规划人员在前期资料收集分析方面节省了大量的时间，可以更好地集中精力进行方案设计和技术优化。尤其是对于一些难以进行高效分析的复杂地区，例如陡峭的斜坡、荒芜地带，借助GIS技术，可以极大地降低人力成本的投入。与此同时，利用该方法所获得的高精度数据，也为后续设计提供了有力支撑。

1.2 数据分析

通常来说，数据分析处理的内容有：信息数据的汇总、分类与分析。在落实景观规划设计工作时，数据分析结果的全面性、可靠性，将直接关系到最后的规划方案。尤其是对于大规模的乡村景观工程，例如：乡村聚落旅游开发、旅游观光基地建设等，其规模通常都在千亩以上。再加上大型景观工程的地形地貌通常是非常复杂的，这就造成了庞杂、混乱的空间数据的产生，导致工作人员不能对实况有及时、充分的掌握，三维数据分析也难以顺利进行。而ARCGIS的数据处理功能具有准确性、可靠性，不仅可以节省数据处理的时间，而且可以为数据处理工作提供精准数据。借助ARCGIS，规划人员可以在不借助纸板绘图的情况下，对地形坡度、坡向等进行精确而全面的分析。

1.3 景观表达

通过GIS，可将采集到的2D站点数据转换成3D可视化数据，从而实现对环境条件与资源状况的清晰表达。比较并分析该模型与传统的等高线地形图，可以清晰、准确地反映出现场地形特点，通过对其进行深入分析与探讨，最终以数字场景模拟的方式给出分析结果。借助3D可视化地面模型，规划人员能够对现场情况有一个全面、精确的了解，进而可以对地形地貌进行有效分析，为后续的规划设计奠定基础。同时，也可以模拟方案的执行效果，对模拟效果进行细致观察和分析，可以检验方案是否合理性，以及是否有不足之处，并作出及时修正，从而提高方案的有效性。

1.4 景观评价

景观评价在乡村景观规划设计中占有举足轻重的地位，能够保障农村生态环境的合理、有效开发。目前常用的景观评价分析方法主要有以下几个：层次分析法、数据模型法、问卷调查法、定量分析法等[1]。其中，数据模型法的精度和可靠性最强。

ARCGIS的空间分析能力相较于其他软件工具，更加强大，往往被应用于大型景观规划中。其分析功能可被应用于许多领域，不仅能够对坡向、坡度，高程等相关数据进行分析，同时也对建筑学、生态学等多个学科进行了综合考虑。规划人员要充分利用不同领域的规划理论，如风景园林规划、景观生态学等，将其融入规划设计中，并以此为依据，合理构建相应的评价标准。借助ARCGIS的空间叠加技术，科学、有效的评定规划地的生态条件、用地可行性等。另外，在通过逻辑运算，得出三维数据后，还要在符合初始设计要求的情况下，重新归类所得的计算资料，对潜在地理信息进行深入发掘，从而为规划制定提供坚实的理论依据。利用ARCGIS的空间分析功能，还可以为项目规划的后期开发提供多个相似的、切实有效的设计方案。对所得设计方案加以全面分析与评估，再根据目前的实况，加以甄选，最终选取合理、可靠的设计方案。也可以向公众和市场需求方展示，让社会各界共同讨论，共同决定最后的方案。

2 ARCGIS在乡村景观规划设计中的优势

2.1 规划布局的科学化

对ARCGIS的空间分析功能加以有效运用，能够实现对目标规划区环境的全面性、定量化探讨与分析，以检验用地生态是否健康以及土地开发适宜情况，从而让工作人员对规划地环境条件有更充分、更深入的认识，使其能够在第一时间找到问题，并灵活处理各要素间的关系。规划人员以理性分析结果为基础，对乡村建设各效益需求进行全面的考虑，寻求切实可行的规划设计办法，把握好场地生态与规划建设的平衡点，从而促进乡村健康持续发展。

2.2 场地空间的可视化

相较于城市景观设计场地而言，乡村地区具有更加复杂多样的地貌特征。这一特征固然增加了乡村景观规划的丰富性，但也在一定程度上增加了规划者在进行诸如实地踏勘、概括性分析等方面的分析与评价的难度。有效应用ARCGIS的可视化工作平台，不但可以将场地实况与布局信息清晰、完整地展现给规划人员，还为地理数据的存储与查询提供了极大方便。

2.3 虚拟现实技术的结合与公众参与

VRGIS是GIS和虚拟现实技术的有机结合。其和ARCGIS的有效融合，使得规划人员能够更好地融入到整个规划过程中，从而实现对空间数据的高效分析和精确处理。在规划方案的公众参与方面，可借助建模技术等，与乡村实况相结合，打造有关规划方案的虚拟现实平台，从多个角度对设计方案进行展示，让广大群众能够对方案有更清晰、充分的认识。

3 ARCGIS在乡村景观规划设计具体分析中的应用

3.1 地形地貌分析

土地是景观规划设计的基本元素，有着十分重要的地位。在土地规划设计过程中，一般都需要对项目区进行细致、全面的地形地貌分析，以使所作出的决策、以及具体项目建设匹配于规划区的生态条件。相对于城市而言，农村地区的地形环境更为复杂，这使得农村地区在进行景观规划时，必须更加关注对地形地貌的研究。详细地说，在设计方案的时候，规划者必须先对现场展开考察，并收集必要的信息数据，以便对现场的布局、地形特点等有一个清晰的认识。与过去的平面地形图相比，借助ARGIS来绘制地形分析图，能够大大提高工作效率。不仅可以在分析期间，减少不必要的环节，而且还可以让规划者更加直观、完整的掌握规划区的实况。在乡村景观规划设计中，对地形地貌的分析有如下几个方面：

3.1.1 坡度分析

坡度的不同会极大地影响用地的规划效果。对目标规划区的坡度进行细致分析，可以让规划者对该地区的地形特点有更清晰的认识，进而可以更加合理地进行景观空间规划。

根据村庄造景要求，结合景区布局，可将坡度值分为五个等级。平坡地的坡度小于3%，倾斜角在0°-1°43'之间，具有良好的排水性能，土方用量最小，工程地质良好，适宜于人口密集区的规划；坡度范围在3%至10%之间的场地为缓坡地，非常适合建造休闲草地等游憩观光区。中坡地的坡度在10%-25%之间，适合对景观要素进行科学组合与布置，从而构建丰富的景观层次。若是坡度过大，会在一定程度上限制建筑物、公路的平面布置，可以采取调整地形、分阶段发展等措施来降低高差；当坡度达到25%-50%，便属于陡峭坡地，此时，不再适合公共活动场所以及水系景观的建造。但是，能够以地形为依据，设计出诸如徒步登山路线等特定的场地；急坡地的坡度范围为50%至100%，经常被用于盘旋公路的修建。因为坡度过大，极易引发山崩、泥石流等灾害，所以一般都是用来种树、植草。如果场地条件好，甚至可以进行一些极限运动。

借助ARCGIS的Surface analysis，可以实现对坡度的精准分析，设计师可以获得反映目标规划区用地坡度情况的分析图[2]。该分析图通过高对比度的颜色，清晰、直观地呈现坡度值区间的大小排序，极大地方便了对场地空间的分析。

3.1.2 坡向分析

坡向也是一个重要的参数，反映了地表的起伏情况。从我国所处的北半球来看，坡度越偏南，其辐射收益越高。因此，在阳光较为充足的场所，如南坡和东南坡等，适合栽种耐旱、喜光植物，对于植物茁壮成长更加有利。而在光照时间比较短、光线不会太强烈的区域，如北坡和西北坡等，最好选种耐阴植物。就建筑位置来说，斜面朝南的位置更适合生活。基于高程模型数据展开坡向分析，再结合景观规划标准、气候状况等条件，可以大大提高规划设计的合理可靠性。

立足用地实况，借助ARCGIS的Surface Analysis模块，展开坡向分析，进而生成彩色坡向图。以0度为起点，将研究区划分为八个不同坡向，并分别设置区域填充颜色。在进行植被配置时，要以不同区域的坡向为依据，合理选取树种，切实做到“因地制宜”。

3.1.3 高程分析

高程分析采用等值线法，将现场高程资料均匀划分为多个部分，并在区域内填充不同的色层，以对高程进行区分。在实际规划设计中，以GIS为工具，建立一套数字高程模型。选取反差较大的色条来设定各个区域的色彩，让规划者可以更清晰、高效地观察到整个区域的高程变化，从而对区域地貌有更深入的认识。

3.1.4 山体阴影分析

山影是一种在给定光源照射角度、照射光线的情况下，利用地形高度信息产生的一种地形晕。在目标规划区内，山地阴影工具可以进行光线模拟，在采用透明度的情况下，可以使地形可视化效果得到切实提升。并且，输出网格也可以用Arc Scene部件来覆盖，从而显示出一个动态的3D图像，这个图像显示了现场的山影[3]。利用 ARCGIS软件进行山影分析时，需要对山影分析的日高值、日角等参数进行设置。

3.2 景观视觉分析

景观视觉分析技术已被广泛地应用于规划设计、视觉效果评估等诸多领域。目前，在农村景观规划设计中，人们对景观的规划设计往往局限于主观抽象化的文字定性分析，无法对场地布局信息进行真实而全面的呈现。虽然偶尔会使用某些量化方法，但所收集到的信息，仍然是设计者按照自己意愿选定的。而通过GIS技术所获得的可视化数据，可使乡村景观规划决策更加科学、可靠。

3.2.1 通视性分析

规划者可以通过ARCGIS的“创建通视线”模块，对规划场所和观察点的位置进行确认，或借助剖面分析方法，根据具体地形状况，绘制地形剖面图，从而获得详细的通视情况。通过视线分析，可以使景观视觉效果得到极大的提升，并且，可以为后续工作打下基础。

3.2.2 可视域分析

可视域分析技术在景观规划工作中具有十分广阔的应用前景，特别是在地形条件相对复杂多样的景观规划中，有着十分重要的作用。比如，对于登山道、瞭望台等路线、建筑的构造，可以基于ARCGIS技术，展开可视域分析，以可视结果为依据，判断选址是否符合通视要求，然后再结合其他分析数据，进行全面、细致的分析，从而确定最终的布局位置。这样一来，就可以避免诸如信号发射站等建筑的干扰，使游客拥有良好的观景体验。

3.2.3 三维可视化技术

ARCGIS的Arc Scene插件，具有三维绘图、动画生成，以及快速浏览等多种功能。借助该插件，规划者可以利用3D可视化技术进行环境仿真，并且可以对仿真环境中的空间数据进行快速、高效的查询、编辑。在以前的村庄景观规划中，规划者大多采用2D平面解析图进行地形分析，空间信息的呈现不够清晰、完整，缺乏立体感，无法给人员以直观感受，并且，依赖于规划人员的主观经验和已有知识所形成的分析构架，存在着很大的差异性，合理性也相对不足。

借助ARCGIS的三维模拟功能，将垂直数据与平面数据有机地结合在一起，极大地方便了3D场景的生成，工作人员不再受时空限制，可以及时、高效地查看并调整地形模型，极大地提高了景观规划的效率。

4 结论

综上所述，以往的乡村景观规划主要依赖于设计者的主观经验，规划与场地环境不符的情况时有发生，导致生态平衡被破坏，给农村自然环境带来极大的负面影响。因此，规划设计者应当将先进、有效的技术手段引入到乡村景观规划设计中，为其提供可靠的决策依据。而将ARCGIS技术应用于乡村景观的规划设计，可为乡村景观的长期、良性发展提供有效助力。