基于GIS的视觉景观影响定量评价方法研究

邱正游

(福建农林大学 金山学院,福建 福州 350002)

0 引言

在视觉景观影响评价方面，一直以来由于难以获得足够空间数据信息，所以采用的评价方法具有较强的主观性。在科学技术取得快速发展的背景下，GIS技术得以在景观生态学领域推广应用。因此，对基于GIS的视觉景观影响定量评价方法展开分析，以便为景观资源管理工作的开展提供有效工具，实现对视觉景观影响的科学评价。

1 视觉景观影响评价发展情况

所谓的视觉景观，其实就是由拥有明显视觉特征的不同土地单元构成的地理实体。在景观外貌发生变化的情况下，给人的视觉效果则将受到影响。对视觉景观影响展开评价，即对其结构、功能和质量等方面受到的影响进行评价。在国家号召加强生态文明建设的社会发展背景下，人们对景观质量提出了较高要求。所以在项目环境影响评价中，需要进行视觉景观影响评价。现阶段，视觉景观影响评价以景观生态学为基础，需要对原有景观因人类活动发生的变化和视觉冲击进行评价。相较于原始景观，人类创造的景观有强烈反差，在近距离观察时将会带来较大视觉冲击，使得视觉景观受到较大影响。在视觉景观影响评价时，一些学者从场地面积、场地坡度、景观类型、视觉距离等方面进行视觉冲击程度划分[1]。采用风景资源管理方法，一些学者从景观醒目程度、使用者距离、相对坡度、景观在视域内出现几率对景观环境敏感度进行评价[2]。按照国家提出的《环境影响评价技术导则(生态影响)》规范，可以从景观生态角度评价视觉景观影响。具体来讲，就是采用生态学范畴进行景观空间结构分析，根据景观在区域数量分布对生态系统整体性影响进行分析。因为在空间中，景观生态系统可以划分为相同层次和不同层次，将实现更替组合，反映出纵横排布规律。分析景观在生态系统中的功能结构，确定结果与功能是否匹配，可以完成景观影响稳定性分析。

2 GIS在视觉景观影响评价中的应用

结合视觉景观影响评价发展情况可知，目前仍然缺少统一评价方法，采用的多数方法具有较强主观性和不确定性。想要保证景观质量，加强环境保护，还要对人类活动给视觉景观环境带来的影响进行科学、客观的评价，从而采取有针对性的保护措施。伴随着科学技术的发展，GIS在景观生态学中得到了广泛应用，能够用于实现视觉景观影响的定量评价，得到相对科学的评价结果。所谓的GIS，其实就是地理信息系统英文缩写，能够在信息技术支撑下完成地球表层空间中各种地理分布数据的采集、储存、分析、运算和显示[3]。利用该技术，能够实现遥感技术、计算机技术等各种技术的集成应用，对环境信息进行查询和分析，实现空间信息的处理，带有强大的地理分析功能和独特的视觉化效果。在景观规划和生态敏感度评价等领域，GIS技术都得到了应用。在视觉景观影响评价中，面对的景观类型较多，不同景观所处的空间环境不同，观察视角受地形等条件的影响，所以景观空间具有多元化特征，视觉影响可能带有随机性、连续性或间断性，从而给人带来不同视觉体验，使得影响评价具有一定难度[4]。采用GIS进行视觉景观影响评价，能够获得丰富的空间数据，所以能够为定量化评价提供强有力的技术支撑。利用GIS强大数据分析能力和空间模拟能力，能够对整体视觉景观进行合理量化，通过地理空间可视化预测实现综合评价。在信息技术取得快速发展的情况下，GIS技术得到了逐步完善，可以用于解决视觉景观影响评价不客观的问题，从而通过科学定量评价为景观规划和生态保护工作的开展提供可靠技术支撑。

3 基于GIS的视觉景观影响定量评价方法

3.1 定量评价方法思路

实际采用GIS进行视觉景观影响定量评价，需要对GIS的三维分析功能进行应用，引入空间可视关系这一关键因子，对景观所处地理空间展开模拟分析。将地理空间数据库作为地理信息获取的基础，能够实现景观数据综合分析。结合相关资料，主要选取景观醒目程度、暴露程度、景观距离、视点和景观在视野中出现几率这几个指标。确定景观类型后，针对特定点，只有景观距离、暴露程度和视点会对景观视觉产生影响。在观察者距离较近的情况下，景观的清晰度和出现几率明显会有所提高，产生的视觉冲击也将更大。根据这一判断，可以假设能够对景观结构、质地和元素等进行清晰观看的最大距离为D，实际距离d在比D小的情况下，能够对景观进行清晰分辨，促使景观产生最大的视觉影响力。按照距离，可以划分成近、中、远三个距离带，然后在不同景观尺度下对视觉景观影响展开评价。在D/d=1时，说明景观拥有较高敏感度。在1/4

3.2 定量评价方法的应用

1.项目概述。某公园位于环城山脉嵌入市区的山地，占地108hm2，属于都市型山地公园，森林覆盖面积达80%以上。公园建设过程中采取了自然景观和人文景观相结合的方式，周围有群山环抱，将整个公园围在中间，形成了较佳风水环境。公园入口位置设置有石牌坊标志，建设项目位于西面山脚坡地，与石牌坊、观景道等观景点仅约1km，公园主要高程范围为5-220m。从观景道即高空步道，可以从高空将整个公园尽收眼底，拥有最佳观赏视线。

2.影响评价。在对视觉景观影响展开定量评价时，可以采用GIS软件的Vertical Mapper2.0空间模拟分析模块对景区景观空间进行可视化分析，然后进行环境敏感点的分析选择。在数据采集时，还要对项目区的大比例尺地形数据进行获取。通过实地调查，能够完成地形数据校核，确定景观所在区域的地形状态，使景观空间数据得到修正。在地形数据上，需要对景观目标和评价指标高度进行迭加整合，得到等高线矢量图。利用获得的高程数据，能够确定各等高线，然后得到相应数字地形模型。对方位、角度、焦点等参数进行选择，可以得到接近真实的视觉化效果，从而进行景观空间信息查询。结合项目实际情况，针对需要量化评价的视觉景观，需要采用1:10000地形图进行地形数据采集。从实地调查结果来看，得到的数据基本符合实际情况，无需进行地形数据参数修正。由此可见，在景观规划设计阶段，已经对景观敏感性进行考量，项目所在区域内景观高不超出两层。假设一层景观高达5m，二层高达10m，可以确定各景观建筑尺度。在选择敏感点时，为减少景观项目给周围环境带来的视觉冲击，应确保游客在敏感视点上基本无法感觉到项目的存在，即要选取主要景观游览点和游人聚集区，并对主要游览路线进行选择。结合评价需要将主要景观点简化成相应特征位置点，可以得到分布在不同景观游步行路线上的27个研究区点，包含石牌坊、公园入口等。采用10m×10m精度区域数字高程模型，能够对景观地形状况进行清晰反映。

图1 景观空间可视化图

3.评价结果。在得到的数字模型上进行视点选择，然后对能够看到该视点的区域进行分析，可以确定景观暴露程度。通过分析发现，项目建筑顶角均在景观边缘位置，所以能够看到顶角的区域说明景观已经暴露。将这些区域当成是视点展开分析，能够对发现景观最高处的所有地理位置进行分析。按照可视点的数量，可以完成区域暴露程度等级划分。在可视点数量超出70%时，应属暴露区域，说明在该区域能够对项目大部分景观进行观察。在可视点数量位于41%到70%之间时，应属部分暴露区域，说明在该区域能够对项目部分景观进行观察。在可视点数量位于1%到40%之间时属于轻微暴露区域，说明在该区域能够对项目少数景观进行观察。可视点数量为零是不可视区域，不会发现任何景观。从可视距离分析结果来看，通过实际考察，确定D的大小为2km。在0-2km之间，能够对景观结构、质地等进行清晰观察。在2-4km之间，只能对景观整体轮廓进行清晰观察。在4km以上，能够对区域整体形态进行清晰观察。根据景观暴露程度和距离分析结果，对视觉景观影响展开综合评价，可以将景观所在区域划分为四类，一类为严重影响区域，属于暴露区域，距离在0到2m之间，游客在该区域能够看到大部分景观，受到最大视觉冲击。二类为中等影响区域，距离在2-4m时属于暴露区域，距离在0到2m之间时属于部分暴露区域，游客在该区域能够看到部分景观，受到较大视觉冲击。三类为轻微影响区域，距离在超出4m时属于暴露区域，在2到4m之间属于部分暴露区域，在0到2m之间属于轻微暴露区域，游客在该区域可以在相对近的距离看到少数景观，距离较远时只能看到大致轮廓，因此受到一定视觉冲击。此外，还有一类无影响区域，距离超出2m，包含部分暴露区域、轻微暴露区域和不可视区域，游客在该区域远距离较难进行景观查看，受到的视觉冲击较小。根据评价结果可知，景观区域附近属于视觉影响严重和中等影响的地区，景观道等景点位于中等影响区域，石牌坊位置属于微影响区域。从总体上来看，可能产生景观视觉影响的区域大多位于西侧山体和西北附近。出现这种情况，主要是由于项目建设位于西侧山体脚下，与距离评价的位置较近，造成区域内景观暴露程度较大。通过实地勘察可以得知，景观道等位置受一定影响，因为从这些区域能够对评价区域的全貌进行观察。而其他位置在植被遮挡作用下受到的影响较小，符合地形分析结果。凭借软件空间数据综合分析和模拟分析功能可以得到接近实际的分析结果，因此能够为景观影响消除提供科学依据。

4.改善措施。在实际进行项目建设时，想要减缓景观生态系统受到的影响，还要针对不同区域采取不同改善措施。针对项目附近受严重影响的区域，还应尽量采取与周围布局风格相协调的建设措施，达到降低视觉景观敏感度的目标。比如在建筑结构选择上，应使其形式与周围一致，从而使建筑物醒目程度得到降低。通过合理造型设计，能够使生态景观的完整性、连续性得到保证。实际设计时，可以从体量、形式、色彩、高度等各方面进行协调，实现能够激发美感的景观建造。针对景观道，由于沿线带有明显绿地特征，还应采取绿化设施使景观与周围融为一体，如采用攀援植物进行绿化隔离保护。在实际进行项目建设时，需要结合区域高程进行合理布置。考虑到项目建成后高程能够达到122m，应当在石牌坊等位置进行15m绿化带的设置，在景观道等位置进行17m绿化带设置，在项目附近位置进行20m绿化带设置。在项目西侧边界位置，设置的绿化带高度应当达到18m以上，以便有效遮挡。通过对区域受景观影响敏感点进行划分，同时结合部分景观剖面线，可以确定遮挡绿化植物的有效高度。采取该种方法构筑多条绿化遮挡带，最终能够有效减轻项目建设给周围环境带来的视觉冲击。

4 结论

通过研究可以发现，在对景区景点进行开发时，还应对视觉景观影响进行科学评价，才能保证景观生态效应。在实际分析的过程中，引入GIS技术能够实现视觉景观影响定量评价，即通过采集景观空间地理数据信息进行景观暴露程度和可视距离的综合评价，完成严重影响区域、中等影响区域等不同区域的划分。结合评价结果采取绿色遮挡等措施进行景观生态效应的改善，能够使景观规划设计水平得到进一步提高。