1、基于 GIS 的高尔夫球场绿地规划2005 年 8 月第 3 卷第 4 期中图分类号:P2O8地理空GEOSPATIAL间信电INFORMATIONAug.,2005Vo1.3.No.4文献标识码:B 文章编号:16724623(2005)04-002002基于 GIS 的高尔夫球场绿地规划吴风华,杨久东,关抗齐(1 河北理工大学交通与测绘学院,河北唐山 063009;2 河北省唐山市土管局,河北唐山 063000)摘要:介绍了基于 GIS 的高尔夫球场绿地规划的具体步骤 ,并详细介绍了土地适宜性分析,地形地貌分析,地表径流模拟演示等模型的建立过程:关键词:G1S; 高尔夫球场:绿地规划Gre
2、enbeltPlanningofGolfCourseBasedonGISWUFenghua,YANGJiudong,GUANKangqi(1.CollegeofTrafficandSurveying,HebeiPolytechnicUniversity,Tangshan,Hebei063009,China;2.TangshanBureauofLandManagement,Tangshan,Hebei063009,China;)Abstract:ConcretestepofgreenbeltplanningofgolfcoursebasedonGISisfocusedinthispaper.Th
3、epro.cessesoflandsuitabilityevaluationanalyzing,terrainandphysiognomyanalyzingandsurfacerunoffsimulationdemonstrationaredetailedlyintroduced.Keywords:GIS;golfcourse;greenbeltplanning随着现代信息技术的快速发展,地理信息技术在城市绿地管理方面得到了广泛的应用.利用计算机可以对城市绿地进行编目,管理,收集有关数据,构建统计专题图和绿地生态系统模型,可以对城市绿地进行合理规划,综合评价城市森林的效益等.高尔夫球场的绿地规
4、划采用地理信息系统进行土地适宜性分析,地形地貌分析,地表径流模拟演示,排水喷溉系统设计,植被分布分析,可见度分析等研究,能更好地说明地理信息系统在三维绿地景观规划中的强大作用.1 基于 GIS 的高尔夫球场绿地规划整体方案高尔夫球场要求地形起伏程度有一定的复杂性,同时还应该兼顾考虑一些自然因素的影响.因此按照城市规划,地理信息系统(GIS),环境,生态,风景园林,建筑,地貌,土地规划等多学科的要求,尤其充分发挥 GIS 这一重要工具在评价与规划过程中的作用,建立场地规划方案.1.1 资料搜集用来建立 GIS 数据库的主要信息源包括:1)1:2000 场地所在地实测地形图及等高线图,1:8000
5、 航片,现场踏探资料,现场照片,以及相关文字资料等.2)高尔夫球场的规划图,内容包括球道设计路线,高尔夫会所的范围,停车场的布局等等一些与项目相关的设计.3)规划区植被分布图,以及植物的种类,规格等.4)规划区绿地规划指标体系,人均绿地面积,建成区要达到的绿化程度,以及年度降水量等等相关收稿日期:20050511指标.1.2 土地适宜性分析土地单元评价的对象是土壤的自然潜在肥力,本研究采用表征土壤生产能力的综合指标,选定了土层厚度,土壤质地,土壤肥力(用有机质含量代表),pH 值和阳离子代换量 5 个指标作为场地土壤评价的指标因子.通过植被与土壤要求相匹配,将土壤要素分成层次,根据各层的权重,
6、进行多层次加权叠置运算,从而得到规划区土地适宜性评价.1.3 地形地貌分析利用 DEM 进行诸如坡度,坡向,山脊,山谷等地形因子的分析,为公园规划提供了客观和科学的依据.设计人员可据此进行小区或景点详细设计,不仅可科学合理地设计道路,游览线,还能进行坡度,工程土石方的计算.可以采用 ArcView 为工作平台,对地面高程数据进行分析,分别采用数字高程模型,地形要素模型,形态参数模型,得出规划区坡度专题图,坡向专题图,起伏度专题图.1-3.1 规划区坡度专题图坡度指水平面与局部地表之间夹角的正切值,是高度变化的最大比率,表示了地表面在该点的倾斜程度.坡度是最重要的地形因子之一,是一个微量指标,对
7、于阐明地貌成因,山坡稳定性和地貌发育阶段有重要的意义.坡度的大小直接影响到地表的物质流和能量再分配,影响土壤发育,植被的种类,制约着土地利用的类型与方式.规划区坡度专题图的获得可以直接运用 ArcView 中 driverslope 从 DEM 命令中导出,然后利用其它命令将坡度分级.获得需要的专题图.第 3 卷第 4 期吴风华等:基于 GlS 的高尔夫球场绿地规划.2l?同样将属性表导人 Excel 中进行统计工作.1.3.2 研究区坡向专题图坡向是指坡面法线在水平面上投影与正北方向的夹角,表示高度变化比例最大值的方向.坡向影响地面光热资源的分配,并决定地表径流流向,是影响地理景观的重要因子
8、之一,是一个微量指标.研究区坡向专题图,获得可以直接运用 ArcView 中 driveraspect从 DEM 命令中导出,然后利用其它命令将坡向分类 .获得需要的专题图,也将属性表导人 Excel 中进行统计分析.1.3.3 研究区地形起伏度地形起伏度表示地表单元地势起伏的复杂程度,可由地表实际面积与投影面积之比表示,也可由相对高差的变化表示,在宏观的区域内反映地面的起伏特征,对绿地喷溉有重要意义.规划区地形起伏度专题图提取,在 Arcview 中对栅格 DEM 进行 33 正方形的邻域分析,求得最大值与最小值差值即为地形起伏度专题图.1.4 土方填挖量计算利用 DEM 系统计算土方量.首
9、先以实测的 1:2000地形图及等高线图建立施工前和竣工后两个 DEM 模型,既 DEM 模型 I 和 DEM 模型,以海拔 0.0113 作为基准面,计算该基准面以上部分的土方量,计算范围以高尔夫球场边线为准.然后根据网格面积乘以高程,从而计算出规划区内每个格网的体积,把施工前后所有的网格体积累加起来即得 DEM 模型 I,的体积.两者之差即为实挖土方量 V.1.5 地表径流分析根据场地的规划原则,要求其排水系统可以承受年度最大降水量,并且必须在 24d时内排完.这就需要规划师设计出科学合理的排水线路图.根据规划区的数字高程模型,以及坡度,坡向和地面起伏程度专题图的显示,在地形分析基础上进行
10、地表径流分析,主要是利用 DEM 对规划区做出地表径流模拟演示过程,从而更加直观的了解降水的流向,流速以及排水系统所应具备的最大降水的承受能力.以当地最大降水量,日平均蒸发量,地表植被的截水能力及土壤的含水能力作为排水系统的指标因子,按照最陡坡度原则确定所有栅格的水流流向,继而计算汇水面积,勾划流域分水线,生成河网,使模拟过程更具有现实性,更加贴切的表达实地地形及径流过程.同时,还可获得左右岸集水面积,水道高程和坡度及相互联结的拓扑信息,从而建立了流域的水网节点,流域与子流域的拓扑关系.根据水网的拓扑关系建立排水路线图.1.6 喷溉系统喷溉系统与排水系统有着密切的联系,喷溉系统除了要考虑排水系
11、统所要解决的问题外,还要考虑喷洒面积的覆盖情况.本着节约用水,还要兼顾绿地的完全喷洒的原则,利用 GIS 的缓冲区分析功能,以喷头的喷洒半径作为参数之一,根据不同植被的需水情况不同设置水流速度,使系统自分析出在某规定时段绿地喷溉情况.再与排水线路图相叠加,避开管网的冲突,从而得到一张喷溉系统分布图.1.7 植被分布分析高尔夫运动适合在安静的环境中进行,无论是从视觉还是听觉都不应该有干扰,但是空旷的绿地结构远远不能满足这两个要求,所以要配以不同功能的局部景观来弥补.根据设计要求球场周边要配以防护林带加以庇护.但是如何使防护林利用最小的面积达到防护的最佳效果是需要用 GIS 来分析完成.林区的格局
12、和周边的环境有密切联系,从 1:8000 的航片结合实地考察,按照场地要求程度对生态环境的各种影响因素分层,其中以对窄气的净化程度及对噪音的削减程度两层最为重要,各层按照各自的权重相叠加从而得出某种植物对场地的保护能力专题图;然后再将不同的植物层做出番置分析图,根据最大的影响面积检索出最合适的树种;最后根据这一树种的的保护程度与公路及木材厂的综合影响程度相叠加,公共区域最近似吻合的就是防护林带的宽度(约20m)及长度( 约 10km).1.8 可见度分析利用有限的土地面积,选择较好的绿化结构,可以有效地提高场地的绿化生态环境效益.并且场地的绿化生态环境效益不仅取决于绿地的覆盖面积,而且取决于绿
13、地的空间结构.一般认为乔,灌,草相结合的三元复合结构绿地,其生态效应明显优于单一结构的绿地.但是在处理绿地的垂直分布 H 寸,有可能会造成视觉上的障碍.场地及周围的植被分布还将影响景观的视觉感知和噪音扩散过程,所以绿地可见度分析也是绿地规划时需要考虑的一个问题影响项目可见度的因素有两个,即植被和地形.按照植被的高度可分为:草地,灌丛草地,疏林/灌丛,阔叶林,独立大树和苗圃等?其中阔叶林根据树高分为 3 类.最后一栏赋值为输入计算机的平均“树高“, 用来进行可视性分析, 估值办法为平均最大树冠高度或平均树冠重叠高度.地形采用高程数字模型,每像元为 0.5m.植被通过 1:8000 航片结合实地考
14、察判读,林木高度以平均最宽树冠的高度或树冠重叠高度表示.将植被高度叠加在三维数字高程模型上,以在场地上均匀分布的300 多个网点作为可见度分析的观察点,计算场地对西南林区及周围的可见度.根据可见度分布的直方图(可见度分布曲线) 将整个研究范围的敏感区分为四个等级,即高敏感区,敏感区,较安全区和安全区,它将为项目规划设计以及场地内外绿化规划提供依据.2 应注意的几个问题1)大型停车场.大型绿色( 下转第 54 页)?54?地理空间信息 2005 卑ActiveCel1.FormulaR1C1“=MAX(RC【-6】:RC,I_1EndSubSubPlacesrByValxAsInteger)Ac
15、tiveCel1.FormulaR1C1=“=Rank(RCI_11,c-1,0)“EndSub4 程序操作本程序在我院 2004 年春,秋两季运动会中,应用效果良好.具体的操作过程如下:1)起动程序 ,选择串口号,比赛项目及参赛人数,按【确定】键,自动生成一个用于记录成绩的电子表格.2)从参赛选手报名表中,将参赛者的姓名及班级内容复制到电子表格中.按【起点坐标测量】键,全站仪测量(投掷项目的圆心位置)坐标,并将数据传送到计算机中.3)选手每投掷一次,按【距离测量】键,全站仪测量落地点的坐标并传送到计算机,计算机立即算出落地点与起点的距离(减去项目常数),并将结果显示在文本框中.4)按【 记录
16、成绩】键,成绩自动保存在电子表格中,并且自动提取选手的最好成绩,同时把名次及时显示出来,前八名显示为红色.当前三轮比赛结束之后,弹出提示框,提示前三轮比赛结束,取前八名进入下轮比赛.(上接第 21 页)停车场的设计主要考虑其位置及面积,交通拥挤程度和日最大人流量是两个比较重要的参数.2)喷溉系统的时间设置.喷溉系统的启动在完成浇灌绿地的同时也形成一种景观,在人流最多,植被吸收最好的时候设置有效的喷溉时间.3)动态稳定性.绿地系统是一种有生命的系统.随着时间季节的更替转换,绿地系统的内部也发生着变化但按时空序列其整体系统对外却显现着一种稳定性.以上问题都带有一定的时序因素特征.GIS 在充分应用
17、了绿地系统与空间位置的空问关系以外,还可以加上时间因子,为规划做出更好的四维方案它将以更人性化的思想指导城市绿地规划.另外,球道的路线设计可以借助 GIS 的路径分析,以球洞间距离为链,以 T 台为中心,以果岭的地形为障碍,设计出符合打球习惯的路线.3 结语绿地的开发和保护之间矛盾的协调过程实质上是一个博弈的过程在这样一个过程中,极端的环境保5)按【 取前八名】键.程序会自动将前三轮的比赛成绩保存为C:“项目名称“+“成绩“.xls文件.并提取前八名参加决赛阶段的比赛,比赛从第八名开始.见图 2.图 2 田径赛测距圈6)当后三轮比赛结束之后,弹出提示框,“比赛结束,请裁判长确定成绩后,输入(文
18、件的保存)密码“. 当裁判长确定成绩无误之后,输入个人密码,按【保存成绩】键,成绩自动保存为“C:项目决赛成绩.xls“文件.5 结语本文给出了全站仪与计算机实时通讯的基本思路,并在 VisualBasic6.0 编程环境中编制了相应的程序.经过我院两届运动会的应用,所编程序操作简便,数据准确可靠,在田径赛中具有广泛的实用性.作者简介:吴立军(1963 一),男,高级讲师,主要从事数字化成图的教学和研究.护主义和唯利是图的开发行为都不能使一个建设项目得到圆满的结果.正1:IMcHarg(1969 年)所说:“ 作为景观规划师,本能地成为保护主义者,但他们关心的不仅仅是保护,而且也是创造和监护“
19、.本文讨论的核心是使其尽可能少地牺牲经济利益而用更合理而高效的空间格局来维护绿地功能的健全,它旨在寻求一个双赢的空间战略和绿地利用格局.参考文献1】胡鹏,黄杏元.地理信息系统教程【MI.武汉:武汉大学出版社.2()()2【2l 姜允芳,石铁矛,胡学宁.城市生态绿地系统规划 U1.沈阳建筑 5-程学院 ,1999,15(1):4-8【31 韩镇祥.城市绿地系统规划 q-应把握的几个主要问题 U】.浙江树人大学,20/(t3.3(1):71-74f41 周贵云 ,刘瑜,邬伦.基于数字高程模型的水系提取算法 UJ.地理学与国土研究,2()00,16(4):77 81作者简介:吴风华(1972 一),女,硕士,讲师,主要从事 GIS教学及研究
