实用绿色测度地图编制方法范文

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《中国科技论文杂志》2015年第二十二期

摘要：

针对严寒地区绝大多数村镇由于关键技术、高精度影像等资料的缺失，采用基于空间信息技术，综合集成遥感、实地调查、经济统计等多元数据的绿色测度地图编制方法存在困难的局面，笔者应用易于获取的基础资料，借助常用的软件，简化量化方法，编制适用于农村地域的实用绿色测度地图，可在镇域空间管制规划、生态功能区划等方面为村镇建设提供一种量化的、有针对性的技术方法参考。

关键词：

绿色测度地图；量化方法；严寒地区；村镇

近些年，绿色城镇化和智慧生态建设已全面注入城乡未来发展，成为城市规划学科的重要战略和政策取向。严寒地区村镇绝大多数地处农产品主产区和生态敏感区，发展建设相对落后于东南沿海经济发达地区，目前仍以土地城镇化、人口不完全城镇化效应［1］及非农产业效益为导向，在一定程度上忽略自身地域生态资源基础，无法应对绿色化发展的时代诉求。村镇作为统筹城乡经济社会发展的基本地域单元，亟待探索以绿色为导向，服务于镇村体系发展框架的空间管制方法，以引导村镇不同层次与尺度的生态建设。同时，面向规划编制和管理体系的技术观念和策略方法也需要绿色化转型视角的新思考［2］。现阶段，严寒地区村镇局限于经济和技术条件，致使数据采集、方法运用、模型构建等无法在农村地域开展。因此，探索适用于农村地域的操作简便的指标量化和生态计量方法，并将绿色测度地图的编制方法应用于严寒地区村镇规划，具有一定实践意义。

1绿色测度地图编制常用方法解析

1．1绿色地图及绿色测度地图“绿色地图”源于美国20世纪90年代，由温迪•包尔（WendyBower）提出，主要是用来标注环保机构、组织、废电池收购站、资源回收站，以及公园、绿带、历史文化场所、生态农场、绿色饭店、环保产品商店等“绿色单位”的生态绿色功能标识地图［3］。随着生态理念的不断发展，“绿色地图”的功能得到拓展，涵盖文化景观、自然风貌、生物分布、基础建设、生态资源、交通网络等复合内容。笔者研究的“绿色测度地图”是运用指标量化与生态计量方法的绿色地图。基于严寒村镇生态资源和地域特点，重点挖掘各项绿色指标的数据量化方法，通过测度分析和可视化图示表达，形成矢量化地图，并将其作为镇域规划的基础图件应用于村镇各个层次规划及建设发展管控。

1．2常用技术方法和特点常用的绿色测度方法主要是利用ArcGIS等空间分析技术进行单因素量化和综合要素评价，包括数据采集、整理与建库，评价指标体系构建，评价指标量化分析3个方面。根据地域特点采集相关要素数据，在高精度遥感影像（航空影像、IKONOS卫星影像等）的辅助下展开部分实地调研，并搜集相关统计资料；在遥感图像处理软件（ENVI、ERDAS等）的辅助下，对影像进行进一步辨认地物的空间分布、有关属性的判读、解译。整合栅格数据（高程、坡度、坡向图、各类分级图），矢量数据（土地利用图、遥感影像解译结果图）属性数据（社会经济统计数据），并在ArcGIS平台上进行分类、合并与量化处理，以图层为单位提取各类要素，组建空间数据库；根据规划目的、定位、核心价值，制定差异化的镇域绿色测度地图的指标体系及权重，在此基础上，进行分级评价分析与可视化表达。ArcGIS方法技术流程见图1。

1．3常用方法的数据和技术要求常用绿色测度地图采集的数据一般包括数字高程模型图（DEM），遥感影像图（LandsatTM影像、IKONOS影像、航空影像等），土地利用现状图和现状林相图等影像资料，经济、社会、人口、气象、环境等统计资料，以及详细调研的实地资料。技术要求是，设计人员能掌握生态及环境数据集成的理论与方法、生态环境空间数据的表现和空间分析技术，并能熟练地运用ArcGIS平台、遥感图像处理技术、数据空间分析操作方法等。

1．4严寒地区村镇的相关数据基础和技术限制通过多个严寒地区村镇的实地调研的资料收集与问卷信息采集，可获得的数据包括镇总体规划相关文件资料、卫星地图、县统计年鉴、政府工作报告、气象资料、林相资料、珍贵动植物资源分布图、土壤图、地址断层分布、暴雨风险区划、地址灾害防治规划等专项规划图及相关实地调研信息。因此，运用计算机技术及地理信息系统的研究方法体系虽然能为规划提供科学的分析评价基础与依据，但前期调查与数据获取的要求严苛，且计算繁杂，需要较高的技术支持，但严寒地区村镇现状无法满足，普遍适用情况并不理想。

2严寒地区村镇实用绿色测度地图编制思路与方法

严寒地区村镇绿色测度地图的编制是在明确特殊气候条件的生态资源与地域要素的前提下，在空间分析的基础上，应用定性与定量相结合的专家集成方法，以生态功能分区作为落实编制原则的主要手段，来表征气候要素影响下的生态资源空间分布特点和生态服务功能价值，为科学地制定相关规划提供依据。而在技术和方法相对欠缺的严寒地区村镇如何克服基础资料的匮乏，简化和落实这一过程是笔者关注的要点。

2．1绿色测度地图编制目标与思路严寒地区村镇绿色测度地图编制指标的选取要能够充分反映气候特征和地域特点，要保证与规划建设的相关需求对接，采样直接简单、数据易获取、技术易掌控、表达简明易懂，符号色彩清晰。利用严寒地区能够收集获取的资料，考虑到镇村体系、镇区、村庄规划的不同层次要求来确定精度标准，将绿色测度地图分为镇域和镇区两个层次，不同层次的要素类型不尽相同。根据卫星地图等基础资料识别地物，借助Excel、AutoCAD基础操作平台，对识别类型进行量化处理，并通过指标体系获取综合评价结果，进而编制形成一个简化实用版的绿色测度地图，以直观地表征地域生态资源本底，显示环境资源利用强度。

2．2绿色测度地图编制方法基于生态环境质量评价、生态服务功能评价、人居环境质量评价、生态敏感性评价等不同目标导向，绿色测度地图有多种类型，其编制方法主要包含空间要素识别、空间数据量化、空间可视表达3个主要部分，可在不同层次的村镇规划建设中提供定量的技术性支撑和直观设计指导。

2．2．1绿色测度地图的空间要素识别严寒地区村镇镇域面积一般为120～200km2，镇区直径为3～5km，自然村直径为500～1000m，平原地区相邻镇区距离为30～50km，村落距离为3～5km。针对面积为200km2的镇域范畴，根据不同土地利用类型的规模并结合获取的卫星地图的地面分辨率与识别的工作量，可考虑将镇区尺度单元网格大小划分为50m×50m。地物类型一般包括居住用地、工业用地、商业用地、广场、公园绿地、水体、行政及其他用地等；镇域尺度单元网格大小根据镇域林地、草地、农田、水体、石砾及荒漠等区域的图斑大小，并考虑与镇区尺度单元格的对接（可用镇区单元格加和求得），适当降低精度要求，划分为250m×250m。地物类型一般包含林地、草地、农田、实地、水体、石砾及荒漠、矿区、居民点、镇区等。

2．2．2绿色测度地图的空间量化空间量化是绿色测度地图编制的关键，具体包括以下几个方面。1）以镇域尺度为例，首先对镇域土地利用图和卫星地图进行等比例叠加，以250m×250m为单位划分单元网格，并对其进行编号（x轴为连续实数，y轴为英文字母），确定单元格的角坐标，通过Excel建立基本数据库。2）针对林地、草地、农田、湿地、水体、石砾及荒漠、区域交通线（公路及铁路）、矿区、居民点、镇区10类评判要素类型，运用布尔逻辑及运算对单元格进行“双值逻辑”判断（双值为“1”和“0”），存在则为“1”，不存在则为“0”，形成基础地物要素图件数据，如图3所示。3）针对林相、土壤、珍贵动植物资源分布图专项规划图和实地调研资料，进行数字化处理后加权赋值，加载到地物要素图件数据中。图件数据库是一个开放的系统，更为详尽的资料能不同程度上提高结果的精确度，如不同的植被品种、不同水体质量、不同的农田类型等均可数字化同步加载。4）依据案例区的现状情况、实测数据、规划标准，并集成相关专家知识，构建以需求目标为导向的指标评价体系，确定指标权重。以某镇为例，从生态功能区划与景观生态规划需求出发，构建了镇域复合生态环境质量与复合生态服务功能两个专项的指标体系，建立层次结构模型，邀请相关专家打分，运用德尔斐法（Delphi）、AHP层次分析法，构建判断矩阵进行加权运算，并进行一致性检验，得出最终权重值（表1和表2）。5）基于相关专家评估确定规划目标和所涉及地物要素影响因子的对应关系，建立绿色测度指标项与地物要素的关联表，并形成多个基于指标的单因子绿色测度地图图件数据（表3）。6）将单因子绿色测度地图图件按照指标体系的权重值，逐步叠代到要素层及目标层，形成最终的复合绿色测度地图图件数据。

2．2．3绿色测度地图的可视表达绿色测度地图是基于绿色测度的直观生态评估功能图，可视化是实现复杂空间信息的表达过程。因此，需要对Excel中的数据库的量化结果进行等级划分（表4），并对不同等级的数据进行真色彩（R，G，B）选择。通过VisualBasic、AutoCADVBA等Ac－tiveX控件技术，编程创建和操纵AutoCAD对象，实现依据Excel数据库的量化结果分级要求自动色彩填充［4］，形成最终的绿色测度地图图件。

3严寒地区村镇实用绿色测度地图应用讨论

村镇实用绿色测度地图已经基本实现对镇域生态资源的直观解译，能够满足镇村体系规划的一般要求，是综合权衡村镇经济技术与生态建设需求下的一种适用方法，在一定程度上可为镇域空间管制、生态功能区划、景观生态规划等提供依据。

3．1为空间管制规划提供依据在镇域层面，采用实用绿色测度地图能够基本识别村镇建设区、农田保护区、生态安全控制区、基础设施廊道等镇域空间资源类型，但由于单元网格尺度的限制，对于边界的界定还需要其他方式相互配合。更重要的是，这种基本的、简化的绿色测度地图能够清晰地显示分区的生态环境质量分级，能够有效为开发标准与控制引导措施的制定提供依据，实现资源的优化配置与调节［5］。在镇区层面，实用绿色测度地图能够通过要素识别辅助划分非建设用地的生态协调保护区、水体保护区、绿地及环境景观控制区的范围，同时依据建设适宜性评价分区等级划分，确定建设用地的土地开发强度［6］，能够避免目前仅依据现状及土地利用规划等编制资源在空间分区存在主观性、模糊不确定性等不足。

3．2为生态功能区划提供依据村镇实用绿色测度地图的单元格精度能够清楚地显现生态系统和生态服务功能类型，提供划分镇域生态功能区划的3级区划（生态功能区）、4级区划（生态功能小区）的定量依据。需要说明的是，除了边界需要综合界定外，生态敏感性和生态服务功能的等级对接和从属判断仍需依托定性分析。同时，综合评价的等级划分，对生态农业区、水源涵养区、水土保护区等生态功能小区提出针对性的生态控制目标、主导功能、发展路径与措施，以实现镇域生态环境的分区管理和差异化的生态建设策略［7］。

3．3为景观生态规划提供依据村镇实用绿色测度地图能够较为直观地显示镇域景观斑块、廊道、基质的分布特征和等级大小，易于应用“斑块－廊道－基质”的模式，以大型生态斑块和生态廊道为骨架，联结水源保护区、生态保护区、成片基本农田保护区、生态廊道、公共绿色等非建设用地，构建生态网络格局。在此基础上，进行多尺度生态格局分析，为生态基质的规划保护、生态廊道的规划保护、村庄斑块的规划保护提出规定性或指导性的措施［8］。

3．4村镇实用绿色测度地图的其他应用功效村镇体系规划中的村屯撤并规划，需要通过发展潜力评价模型进行合并、迁移选择中心村，其遴选的结果有可能与生态环境相抵触，需要利用村镇绿色测度地图进行校核，避免农村居民点用地规模的扩张方向出现在生态力较为薄弱的地方，或其某一建设项目要素达到了生态限制的阈值［9］。此外，村镇实用绿色测度地图的等级划分，能够辅助制定生态空间准入标准，确定空间发展定位和目标、空间使用的基本性质与用途、空间使用的效益要求、空间使用的环境要求、空间开发的强度要求、空间景观要求等内容，进而引导分区产业发展和控制村镇建设项目的开发选址。

4结语

村镇实用绿色测度地图的编制能有效地为村镇土地资源利用、生态形态管理、空间管制分区等提供定量的技术支撑和直观的设计指导。但应该指出的是，本文所提供不同层次的地物类型、单元网格的尺度划分、绿色测度指标体系、权重的确定，是以案例为依托的示范性内容，在实际项目中应根据需要予以重新选取和设定。同时，前期图像的地物信息提取也需要识别工具予以辅助，以便在降低工作量的同时，提高图形辨识的准确性。

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作者：刘宇舒 赵天宇 刘博 单位：哈尔滨工业大学建筑学院