基于GIS可视性分析的城市观山视点识别方法研究

朱剡

（上海同济城市规划设计研究院）

1 既有研究分析

基于GIS的可视域分析可在既有数字高程模型中识别出三维空间中某一点的可视范围，多个点的可视范围可进行叠加，从而得出该地形的可视性分级图。可见点越多，其可视性分级越高[1]。

该方法在规划以外的领域应用较广。贾翔等学者在嘉善烽燧系统研究中采用可视域分析识别各烽燧间的视觉联系能力[2]。周丹等学者将可视域分析方法应用于矿山的视觉污染影响区域识别中[3]。规划领域绝大多数相关的视线分析研究集中在未建设地区的山前建筑高度控制上。而已建地区的山体可见性分析，则缺乏相关的研究成果，并且，已有视域可见性分析的研究基本不考虑既有建成区建筑的分布情况，因而缺少视线分析应有的真实性和适用性。

综上，本次研究目的为基于GIS平台的建筑的三维栅格地形，研究城市观山视点识别方法。

2 观山战略视点识别方法解析

2.1 基于GIS平台的城市带建筑栅格地形模型构建

观山可见性分析的基础是构建带建筑的GIS栅格地形表面。栅格表面需要由无建筑的地形高程栅格表面和带屋顶高程的建筑栅格表面进行条件函数叠加后获得。地形高程栅格表面可采用地形图等高线或标高点直接生成。建筑栅格表面需要由带建筑屋顶标高数值的建筑TIN数据转换而来。由于建筑高程为建筑本身高度与地表面高程之和，因此，建筑本身高度的数值需要与其所在地表面高程数值相加，产生带新的建筑屋顶高程字段的建筑TIN图形，并转换为栅格表面，在无建筑的区域栅格数值需要设置为“NO DATA”。此后，将无建筑的地形高程栅格表面与建筑栅格表面进行条件函数叠加即可。

2.2 山顶景观点和山顶观景方向的选择

在城市中，人视点可见的近中景山峰可被设置为山顶景观点，每座山脉会有多个或近或远的山峰，近景和中景山峰是城市望山的主要对象。同时，山顶景观点应位于面向城市的位置，能在城市中观山是城市周边山体最大的视线景观价值。山顶景观点中朝向城市集中建设区的方向为主要景观方向，因此，设置山顶景观点时，应将景观点前移，设置于面向城市集中建设区的方向。

2.3 山顶景观点可视性叠加分析

对每一山顶景观点进行GIS视域分析，可识别每个山顶的可视区域。山顶景观点可视区域主要分布于2类地区：①城市外围的山体农田等开敞郊野区域；

2.4 观山敏感区识别及高价值战略观山视点识别

高价值观山点可定义为观山敏感区。近山地区的观山敏感区应作为划定生态敏感区的重要依据，在综合考虑城市发展的前提下应尽量保护观山敏感区的开敞性，避免过度开发建设。

此外，观山价值最高的区域一般呈点状分布，是潜在的战略性观山视点。这些区域应在城市未来规划建设中作为山体观景公园，并且通过对这些区域的进一步视线分析可对周边的建筑高度提出控制要求。

3 实证研究

本次实证研究的对象是浙江省湖州市安吉县。基于GIS可视性分析的城市观山视点识别方法可借安吉总体城市设计的机会得以实证。

3.1 现状视线控制问题

安吉是一座架在山水中的小城市，六经六脉山水格局和安吉城区建设有着紧密联系。然而由于其在重要道路交叉口和临山位置等建起高层建筑，使其观山点逐渐减少。

现行总体城市设计在一些节点位置设置了观山观水点，并且在城市最核心观山点和周边山体及近景山峰之间构建起纺锤形视廊。然而，由于观山点是经验判断，观山视廊又是通过单纯立面得出的，其分析并未经过科学验证，因此，大多数位于市中心的规划观山点实际上并不能看到山，更无法控制廊道。此外，现行总体城市设计提出了观山点和山城视线廊道的位置，但并未提出具体的高度管控或开放空间管控要求。因此，在实际建设过程中，规划对视点视廊的管控效力较弱，设计理念难以落实，一些位于城区边缘真正的高价值观山视点的视线廊道被新建高层建筑遮挡。可见，城市新的观景与景观体系有待构建，新的观景点识别方法有待提出。

图1 安吉城市周边六脉近景中景山峰高度

3.2 基于视域GIS可视性分析的城市观山视点识别方法应用

3.2.1 以六脉的近景和中景山峰作为城市观山的景观点

通过实际观测，安吉城市中可感知到的周边山体是距离观测点约10km以内的近景和中景山峰。因此，选取安吉六脉中的近景和中景山峰为主要观景对象，基于此原则可选出13座山峰作为观山对象（见图1）。

3.2.2 识别城市中看六脉的高价值观景地区

在三维数字仿真地形模型的基础上，基于GIS视域可视性分析可识别每座景观山峰的可视区域（见图2）。通过每座山峰的可视区域分布可见，六脉山体互为对望观景点。同时，城市中较宽阔的街道、水滨绿地以及广场也是重要的山体可见区域。采用GIS叠加分析将所有上述景观山峰可见区叠加，可得整个城市的山体可见性分级图（见图3），可以看出山峰数量越多的观测点可见性级别越高，观景价值越大。

3.2.3 基于山体可见性分级图识别观山敏感区及高价值观景点

山体可见性分级图可识别观山敏感区。位于观山敏感区的城市中的水滨绿带和宽阔道路是重要的观山步行通廊，未来应严格把控其两侧建筑高度。位于观山敏感区的城边郊野地带的未来建设方式应区别于一般地区，需注重观山廊道的保留。

图3 三维观山可视性分级叠加结果

识别高价值观景点打造观山公园。城市内观山可见性最高的点状分布区域可识别出来，并被定义为高价值观景点。这些地区应保留一块开敞的公共绿地作为观山公园，并保证未来在城市公园广场中依然能看到山脉。

经实地验证，基于GIS可视性分析识别的观山点在城市中可以看到山体，可进一步开展视线廊道保护和城市高度控制规划工作。

4 结语

经研究实证，基于GIS可视性分析的城市观山视点识别方法相比于平面或立面视线分析方法具有更加科学理性的优势，可以实现从经验判断到理性推导观山视点的跨越。该方法有助于山水城市构建合理的山城互望景观眺望体系，对体现山水城市的特质，提升空间品质有积极意义。对基于本方法识别出的观山视点可进行进一步的视线分析，明确视廊的位置，为进一步预留城市绿地和控制城市高度提供依据。