本文作者：邢雯嬌、張雪花、張宏偉 單位：天津工業大學、天津大學環境科學與工程學院

GIS在城市生態規劃中的應用

隨著信息技術的不斷發展，GIS的強大功能可以代替人工作業進行各種數據采集、分析和模擬工作，在生態規劃中的作用也日益突出。GIS技術在城市生態規劃中有著不可替代的優勢［3］，目前已有很多專家學者在此領域展開研究并且取得了一定成果，根據研究現狀，可以總結出GIS在生態規劃應用中的三方面功能。通過GIS，可以使生態環境信息能在空間上進行直觀的顯示［4］，例如生態功能區的劃分，道路、河流的顯示，土地利用類型的分類顯示等。此外，通過GIS可以動態地顯示生態環境空間信息的變化，如生態功能區的重新劃分、水環境功能區的改變均可通過改變矢量圖層或與其關聯的數據庫來實現［5］。

研究現狀述評

通過整理該領域的研究現狀，可以將GIS在城市生態規劃中的應用分為兩個方向，一方面是以GIS為主要工具的生態規劃研究，另一方面是GIS與其他技術相結合的生態規劃研究。

孫青麗和姚崇懷［8］在武漢經濟技術開發區綠地景觀的生態規劃中，以地理信息系統軟件Arc/INFO為支撐，運用其強大的信息管理、空間數據處理分析功能，結合景觀生態研究理論，在景觀評價的基礎上，對武漢開發區綠地進行景觀生態規劃設計。該研究主要運用了GIS的分析功能，對武漢經濟技術開發區綠地從5個方面進行單因子評價，然后將其疊加，進行疊加分析，在此基礎上，進行綠地景觀生態規劃。陳小華和張利權［9］在廈門市沿海岸線景觀的生態規劃中，根據景觀生態學的基本原理和方法，運用GIS技術與因子加權疊加法，對廈門市沿海岸線進行了多目標的景觀生態適宜性分析，提出廈門市沿海岸線及近岸海域的景觀生態規劃方案。該研究主要運用了GIS的分析和空間可視化功能，對廈門沿海岸線從6個方面進行加權疊加評價，綜合得出合理的規劃方案，系統地將沿海岸線分成7類功能區域，提出了每一區域的主導功能和生態保育對策。白占勇［10］等人在臺州生態市建設規劃中，從空間數據庫的建立、生態規劃分析研究和專題圖制作三方面，探討了ArcGIS在整個規劃過程中的應用情況及應用方法。該研究利用ArcGIS的個人GeoDa-tabase數據優勢，分類建立了基礎資料的空間數據庫;利用ArcGIS的空間分析功能，獲得了大量的圖形數據，完成了較為復雜的生態規劃分析研究;利用ArcGIS的圖形功能和豐富多樣的數據符號化方法，繪制了不同類型的專題圖。劉海斌和吳發啟［11］在黃土塬區村級土地生態規劃中，以陜西淳化縣西坡村為例，借助于GIS技術，對其土地生態系統進行了分析，將西坡村土地劃分為39個生態單元，并根據坡度、土壤和PI值的大小，將其分為7大類。并且利用GIS技術將各專題圖件進行疊加，得到不同的土地生態單元。最后對全村土地利用進行了生態規劃，做出不同土地類型利用的設計方案。趙兵［12］在汶川縣威州鎮的生態規劃及災后重建研究中，通過ArcGIS生成的空間數據模型和生態經濟協調分析，將姜射壩列為生態保育和限制開發區，郭竹鋪鳳坪列為農業耕作功能區，七盤溝列為工業功能區，主街區(包括較場壩、桑坪)為居住集中區。結合生態分區策略，提出災區生態恢復和產業調整政策，為汶川縣縣域的災后重建提供政策依據。

陳春來［13］等以嘉善縣魏塘鎮生態規劃為例，在RS與GIS技術的支持下，對研究區域進行了生態敏感性分析、生態適宜性評價及生態建設工程的生態環境效益分析評價，并在此基礎上對該區域提出了生態功能分區、規模化利用土地及調整產業布局等規劃方案。鄧文勝［14］等在孝感市的生態規劃中，采用遙感影像進行土地利用分類獲取生態生產性土地面積，具有科學性、真實性和實用價值。在研究過程中應用RS、GIS技術與生態足跡法結合進行了科學和直觀的生態規劃。范文義［15］等在哈爾濱市郊景觀生態規劃中，采用高分辨率的遙感影像數據，利用GPS精確定位，以GIS為平臺將數據綜合處理。利用GIS對多個因子進行綜合分析，并借助數字高程模型(DEM)進行景觀生態規劃，在定性分析的基礎上進行功能區的劃分。在“3S”技術支持下，建立哈爾濱市郊的景觀生態類型編碼系統，并根據實際需要，制作多種景觀類型專題圖，得出科學的規劃方案。

綜觀以上實例，研究者們在生態規劃研究中不同程度地運用了GIS的相關功能，其研究成果也各有不同。其中武漢經濟技術開發區的生態規劃研究［8］、廈門沿海岸線的生態規劃研究［9］、黃土塬區村級土地生態規劃研究［11］和汶川縣災后生態規劃研究［12］在研究方法和研究成果上頗為相似，都運用了GIS最基礎的可視化及分析功能進行因子加權疊加。但是，陳小華和張利權在廈門沿海岸線的研究過程中選擇分區域進行研究評價，在研究成果中，也將研究區域科學地劃分成不同功能區，形成了更加科學規劃方案;而趙兵以汶川縣威州鎮為研究對象，介紹了GIS在災后重建中的應用，為汶川縣縣域的災后重建提供了決策依據。臺州市的生態規劃研究［10］則更加全面地運用了GIS的強大功能，該研究中不僅運用了空間可視化及分析功能，還運用ArcGIS建立了空間數據庫，有效管理規劃所需的基礎資料;在研究過程中進行了嚴格的功能區劃分，明確了臺州市生態系統類型的結構及其空間分布特征;在研究成果中，依據ArcGIS強大的制圖功能繪制了不同類型的專題圖，包括現狀專題圖和規劃專題圖等，使規劃方案更加直觀，更具操作性和可行性。與此類似的還有Ibra-himBaz［16］等人運用ArcGIS所進行的伊斯坦布爾生態規劃研究。嘉善縣魏塘鎮生態規劃研究［13］、孝感市的生態規劃研究［14］和哈爾濱市郊的生態規劃研究［15］中都介紹了GIS和其他技術的結合應用。在哈爾濱市郊的生態規劃中，研究者在數據收集分析、功能區劃分、制作專題圖以及得出規劃方案的過程中，綜合運用GPS、RS和GIS技術，并且建立了DEM數字高程模型，通過定性分析，最終做到對景觀的定量規劃。從該研究案例可以看出3S技術的結合已經成功地應用于城市及區域生態規劃中，并且發揮了重要作用。與此類似的研究還有劉洪岐［17］等人基于RS和GIS的北京市生態規劃研究。GIS在城市生態規劃領域的應用已經趨于成熟和完善，但是，目前的研究還存在以下不足:首先，現有技術所支持的數據精度尚不理想，大多數誤差大于1m［18］，因而還不能應用于小尺度范圍、高精度要求的規劃設計;其次，由于環境統計的深度及廣度也不盡人意，統計數據的缺乏更使得基于GIS的生態規劃決策支持系統不能充分發揮作用，這些都制約了生態規劃的發展。

前景展望

在城市生態規劃工作中，GIS功能多樣的分析技術為規劃提供了更具科學性、效率更高的決策依據，其應用也逐漸趨于成熟和完善，效益十分明顯。隨著技術的發展，數據精確度的不斷提高，小尺度范圍、高精度要求的區域生態規劃將成為研究的熱點。并且，隨著歷史數據的積累，GIS的動態分析和模擬功能將發揮更大的作用，通過對歷史數據的分析，尋找變化規律，模擬景觀未來的發展動態，因勢利導，根據趨勢實現城市和區域的動態規劃。