GIS在青島市高層建筑空間布局專項規(guī)劃中的應(yīng)用分析
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論文導(dǎo)讀：而GIS適合對客觀事物的強(qiáng)大查詢、具有準(zhǔn)確的地理要素空間分布和特性描述、便捷的地圖顯示和空間分析能力。下面以CAD和GIS相互結(jié)合作為城市規(guī)劃設(shè)計的輔助工具在《青島市高層建筑布局規(guī)劃》應(yīng)用為例來具體說明。
關(guān)鍵詞：GIS，高層，數(shù)據(jù)庫
一、前言
當(dāng)前規(guī)劃設(shè)計單位的首選設(shè)計平臺為CAD平臺, 其適合于設(shè)計過程的計算機(jī)處理，有強(qiáng)大的繪圖功能和矢量圖形處理的能力，但是CAD在分析等方面有自身的局限性。而GIS適合對客觀事物的強(qiáng)大查詢、具有準(zhǔn)確的地理要素空間分布和特性描述、便捷的地圖顯示和空間分析能力。之間的相互取長補(bǔ)短，利用GIS技術(shù),可以為規(guī)劃設(shè)計過程起到輔助作用,減少設(shè)計時間,提高成果的可利用性。在專業(yè)設(shè)計人員和GIS專業(yè)人員的配合協(xié)作下，GIS空間數(shù)據(jù)應(yīng)用于規(guī)劃設(shè)計將存在著具大的應(yīng)用空間并將發(fā)揮更大的作用。下面以CAD和GIS相互結(jié)合作為城市規(guī)劃設(shè)計的輔助工具在《青島市高層建筑布局規(guī)劃》應(yīng)用為例來具體說明。
二、GIS技術(shù)應(yīng)用于的具體實(shí)現(xiàn)
青島市作為半島龍頭城市，為實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展目標(biāo)，城市的功能、經(jīng)濟(jì)實(shí)力與人口規(guī)模將進(jìn)一步提升和擴(kuò)張，并推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在國家施行嚴(yán)格的城市建設(shè)用地控制政策背景下，城市快速發(fā)展和功能與規(guī)模的擴(kuò)張使土地供需矛盾日趨顯化。受青島市規(guī)劃局委托，我院開展《高層建筑空間布局專項規(guī)劃》的研究工作，目的是通過對城市建設(shè)用地空間資源的綜合分析，在滿足規(guī)劃建設(shè)相關(guān)限定因素條件下，集約利用土地、優(yōu)化城市空間形態(tài)、提升城市形象、保護(hù)與展現(xiàn)城市特色。
2.1 影響高層建筑布局規(guī)劃的客觀因子
在影響高層建筑的各種因素中，既有客觀因素，也有主觀因素。介于高層建筑布局需要考慮多種因素，經(jīng)專家討論研究，影響青島市高層建筑布局的客觀因子分為以下十三個，鑒于本次我市規(guī)劃是從全市范圍角度進(jìn)行的宏觀研究，重點(diǎn)解決高層建筑的發(fā)展空間布局，不涉及具體形態(tài)布局，重點(diǎn)分析前面9個宏觀影響因子。如圖一所示：
如何把各項影響因子由定性轉(zhuǎn)為定量，最后疊加提煉為一個定量的圖形，提供量化的、可操作的高層建筑布局決策依據(jù)。成為本次規(guī)劃重點(diǎn)解決的難題。這是CAD是無法解決的，而通過GIS強(qiáng)大的空間地理數(shù)據(jù)和分析功能的支持，得到了很好的解決。
2.2 各影響因子的量化值
采用特爾斐法，即專家打分法和現(xiàn)場調(diào)研等手段，制定量化標(biāo)準(zhǔn)。采用打分法，確定各地塊的影響因子。各影響因子量化指標(biāo)：
�、俪鞘酗L(fēng)貌：
建設(shè)超高層建筑不影響整體山海關(guān)系的地塊1
建設(shè)中高層建筑不影響整體山海關(guān)系的地塊 0.8
建設(shè)高層建筑受山海關(guān)系限制的地塊 0.5
②城市功能
在城市主中心之內(nèi)地塊1
在城市副中心之內(nèi)地塊 0.8
在樓宇經(jīng)濟(jì)集群之內(nèi)的地塊0.6
無明顯功能要求地塊0.5
�、垡曈X景觀
臨海岸線和城市主要公共活動場所地塊 1
城市內(nèi)部主要景觀道路兩側(cè)地塊0.8
其他地塊0.5
④歷史文化
無明顯保護(hù)需求區(qū)內(nèi)地塊1
一般性舊城區(qū)內(nèi)地塊0.5
“歷史風(fēng)貌保護(hù)區(qū)”協(xié)調(diào)區(qū)內(nèi)地塊0.2
歷史文化保護(hù)區(qū)內(nèi)地塊0.1
�、萁煌ǹ蛇_(dá)
交通可達(dá)性優(yōu)地塊1
交通可達(dá)性一般地塊0.8
交通可達(dá)性差地塊0.5
⑥土地價格
一級地內(nèi)地塊 1 五級地內(nèi)地塊 0.6
二級地內(nèi)地塊 0.9 六級地內(nèi)地塊 0.5
三級地內(nèi)地塊 0.8 七級地內(nèi)地塊 0.4
四級地內(nèi)地塊 0.7 八級地內(nèi)地塊 0.3
�、呓ㄔO(shè)潛力
現(xiàn)狀已建成或已批在建高層地塊 1
現(xiàn)狀建筑質(zhì)量較差或開發(fā)強(qiáng)度不大，再開發(fā)可能性較大0.5-0.8
現(xiàn)狀質(zhì)量較好且開發(fā)強(qiáng)度較大，再開發(fā)可能性較小0.2-0.4
現(xiàn)狀建筑質(zhì)量很好或受用地性質(zhì)所限，再開發(fā)的可能性很小 0.1
�、喙こ痰刭|(zhì)
高層重型建筑用地在范圍之內(nèi)地塊1
綜合開發(fā)用地范圍之內(nèi)地塊0.8
普通建筑用地范圍之內(nèi)地塊0.5
建材開采用地、廢物堆場用地范圍之內(nèi)地塊 0.3
城市綠地、地質(zhì)環(huán)境保護(hù)用地范圍之內(nèi)地塊 0.1
�、釞C(jī)場凈空
在海撥200米凈空線范圍之外地塊1
在海撥100-200米凈空線范圍之內(nèi)的地塊 0.8
在海撥50-100米凈空線范圍之內(nèi)地塊0.5
2.3各影響因子的轉(zhuǎn)換
各影響因子是以青島市總體規(guī)劃的地塊為依據(jù)，為各地塊付于不同的影響因子量化值。為了使這些成果能夠更好地顯示分析，需要將這些成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到GIS中。專業(yè)設(shè)計人員在形成CAD成果文件時, 要根據(jù)一定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行, 使成果數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。從而保證了GIS 空間數(shù)據(jù)的完整性和可操作性。也保證了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后具有一致性。論文參考網(wǎng)。在本專項規(guī)劃中主要規(guī)范要求是；
A、圖形分層標(biāo)準(zhǔn)化。由設(shè)計人員按每一個影響因子形成一張CAD圖，在各CAD文件中圖層按不同地塊各自的量化等級放在不同的的圖層上。
B、盡量保證每個地塊是封閉的。如有少量的不封閉，并在Arcgis-Desktop中把CAD和由之轉(zhuǎn)換成的GIS數(shù)據(jù)相疊加,補(bǔ)上未封閉的塊。
本專項規(guī)劃采用的數(shù)據(jù)庫是Office的Access數(shù)據(jù)庫，具體入庫實(shí)現(xiàn)見圖二所示。這樣經(jīng)過轉(zhuǎn)換形成九個影響因子表單。 圖二
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轉(zhuǎn)換后的表單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式為：九個影響因子按圖二分別轉(zhuǎn)換后,形成九個GIS地理數(shù)據(jù)表單。
對各個評價影響因子進(jìn)行分析，制作專題圖，圖三是”城市風(fēng)貌”因子而形成的專題圖
圖 三
通過各影響因子專題圖的制作，可以看出各影響因子對高層建筑分布的影響，但由于對高層建筑分布產(chǎn)生的影響是各個影響因子共同作用的結(jié)果，更好地分析各影響因子對各地塊的綜合影響，需對各影響因子進(jìn)行加權(quán)綜合，從而形成各地塊的綜合評價因子。論文參考網(wǎng)。為了方便計算，這里把各影響因子與空間數(shù)據(jù)整合在同一表單中(綜合表單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)見表二)，整合后的表單各影響因子分別放在綜合表單中, 具體整合過程見表三所示，然后按照一定的權(quán)重加權(quán)計算，計算結(jié)果放在字段” integration”中，此整合過程是通過ARCGIS-Desktop的VBA代碼完成的(由于篇幅有限，代碼可向作者索要) 。
根據(jù)在青島市高層建筑布局中的重要程度，通過特爾斐法確定各因子在加權(quán)中所占的份額為：城市風(fēng)貌15%，城市功能30%，視覺景觀10%， 交通可達(dá)10% ，土地價格10% ， 建設(shè)潛力20%， 工程地質(zhì)5%。論文參考網(wǎng)。各份額總和為100%。
其中：歷史文化和機(jī)場凈空因子涉及到國家有關(guān)法律、法規(guī)，具有較強(qiáng)的否決性。將綜合疊加表示為：
地塊綜合付值=(城市風(fēng)貌*15%+城市功能*30%+視覺景觀*10%+交通可達(dá)*10%+土地價格*10%+建設(shè)潛力*20%+工程地質(zhì)*5%)*歷史文化*機(jī)場凈空
(具體公式為: integration =(Citysight*15%+CityFunction*30%+CityView*10%+Traffic*10%+GroundPrice*10%+Potential*20%+project*5%)*HistoryCulture*HeadRoom)
綜合因子表單形成后，在ArcGis-Desktop中，可利用GIS本身的功能實(shí)現(xiàn)計算過程，見圖四所示：
圖 四
疊加計算后的地塊綜合賦值成五個等級，分別如下：
>0.8 建設(shè)高層建筑可能性很大
0.8-0.5 建設(shè)高層建筑有可能性較大
0.5-0.3 建設(shè)高層建筑可能性較小
0.3-0.1 建設(shè)高層建筑可能性很小
<0.1 建設(shè)高層建筑無可能性
綜合影響因子可以通過生成專題圖的形式表現(xiàn)出來,圖五是”地塊綜合賦值”生成的專題圖。
圖 五
本圖可作為青島市高層建筑布局的一個重要依據(jù)，高層建筑應(yīng)在綜合評價可能性大于0.5的分值區(qū)域選擇。另外考慮要滿足城市服務(wù)產(chǎn)業(yè)的聚集需求、縮小城市區(qū)域差距、優(yōu)化城市產(chǎn)業(yè)布局、優(yōu)化前海景觀界面、塑造膠洲灣城市風(fēng)貌、重要交通軸線景觀塑造等主觀因素，青島市高層建筑布局的空間管制分區(qū)規(guī)劃圖，可以通過GIS中的ARCScene展示各影響因子的三維效果。見圖六
圖 六
四.結(jié)束語
本文講述了地理信息系統(tǒng)為城市規(guī)劃設(shè)計服務(wù)的一個例子，地理信息系統(tǒng)(GIS)是一種先進(jìn)的信息技術(shù)，為設(shè)計、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理提供高效先進(jìn)的輔助管理手段�，F(xiàn)在許多行業(yè)均在努力通過數(shù)字化、信息化管理不斷提升本企業(yè)的技術(shù)和管理，不僅滿足了規(guī)劃管理的輔助決策工作,還為規(guī)劃設(shè)計人員的設(shè)計提供了方便的設(shè)計依據(jù)。同時可以看出,此應(yīng)用大部分利用的是GIS本身的功能，GIS本身的操作已能滿足大部分的設(shè)計分析顯示的功能，無需大量的二次開發(fā)，它的靈活和方便是值得專業(yè)設(shè)計人員利用的。
參考文獻(xiàn)
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