隨著(zhù)當代山水環(huán)境規劃設計方法的不斷深化，依據場(chǎng)地—環(huán)境生態(tài)因素的相互作用規律，運用量化分析技術(shù)輔助進(jìn)行場(chǎng)地設計已成為參數化規劃設計的重要趨勢之一。作者東南大學(xué)建筑學(xué)院副教授李哲，東南大學(xué)建筑學(xué)院本科生卓百會(huì )，劉海濱，鄭振婷，張穎在《規劃師》2016年第9期撰文，文章以南京市湯山紫清湖區域為研究對象，以GIS空間分析技術(shù)為主要手段，系統整合LandsatTM遙感影像數據、AHP、ModelBuilder等參數化研究方法，進(jìn)行環(huán)境解析與綜合因子評價(jià)，為建設項目選址提供參數化分析依據。

　　山水環(huán)境場(chǎng)地分析的參數化方法

　　自麥克哈格創(chuàng )立生態(tài)適宜性評價(jià)的理論基礎以來(lái)，生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)的工作方法逐漸成為現代規劃設計的技術(shù)內核之一?？?middot;斯坦尼茲、斯坦納和魯茲卡相繼突破了地圖疊加技術(shù)的機械性及局限性，使基于參數化理念的場(chǎng)地規劃由物理疊圖向數據化、綜合化、多元化的方向發(fā)展。在理論研究不斷積累、技術(shù)手段不斷更新的時(shí)代背景下，數字化場(chǎng)地分析方法的推陳出新，使得規劃師能夠在復雜的地形地貌條件下進(jìn)行科學(xué)、理性的方案設計，并不斷推敲設計方案與自然地形環(huán)境的契合關(guān)系，實(shí)現從二維平面到三維空間的交互研究，力求全方位準確把握設計各個(gè)環(huán)節(圖1)。任何山水環(huán)境規劃建設均集生態(tài)修復、發(fā)展與利用于一體，需要結合地理學(xué)、地圖學(xué)、遙感、生態(tài)學(xué)與計算機科學(xué)等學(xué)科知識。其場(chǎng)地環(huán)境解析可以充分利用參數化手段，通過(guò)分析與處理信息數據，建立分析數據庫，并以數據庫為基礎，實(shí)現多種功能強大的專(zhuān)項分析方法，如空間統計分析、視域分析和最佳路徑分析等。本文的研究方法以場(chǎng)地的構成要素集成解析為基礎，運用層次分析法確定相關(guān)參數，通過(guò)加權疊加獲取綜合因子；繼而通過(guò)對建設項目選址條件的因子化處理，綜合運用參數化空間分析技術(shù)進(jìn)行集成分析，生成選址地理邊界，調整選址條件直到確定適宜范圍，最終得出場(chǎng)地選址規劃圖(圖2)。

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　　場(chǎng)地信息的數字化采集與量化

　　科學(xué)認知環(huán)境特征是當代城市規劃的顯著(zhù)特點(diǎn)，也是山水環(huán)境規劃分析與設計的重要前提，其基礎是場(chǎng)地要素的數字化采集與信息量化。當前，越來(lái)越多的技術(shù)途徑可以將原本限于描述性的環(huán)境特征轉化為數字語(yǔ)言，從而為進(jìn)一步開(kāi)展的參數化設計構建理性的數字平臺。例如，利用全站儀獲取場(chǎng)域環(huán)境信息，通過(guò)三維掃描獲取點(diǎn)陣云數據，憑借RS系統對場(chǎng)地進(jìn)行柵格化處理等，為規劃設計基礎條件的數字化生成發(fā)揮了重要作用。

　　山水環(huán)境普遍具有環(huán)境資源好、空間尺度大和變化豐富等特點(diǎn)，傳統的實(shí)地踏勘往往無(wú)法獲得完整的場(chǎng)地信息，小型數字化測繪工具也因受采集范圍的限制，難以在整體規劃范圍內普遍使用。比較而言，遙感影像技術(shù)是山水環(huán)境場(chǎng)地信息數字化采集的重要而有效的技術(shù)手段，它視域廣泛，能夠客觀(guān)真實(shí)地反映地表、地貌各構成要素的交互關(guān)系。

　　遙感影像，英文為L(cháng)andsatTM，其中，Landsat是美國陸地探測衛星系統；TM是Landsat衛星上安裝的成像設備，可以對地球表面進(jìn)行成像。在光譜分辨率方面，TM采用7個(gè)波段來(lái)記錄遙感器獲取的目標地物信息，基于目前廣泛使用的光譜分析軟件ErdasImagine，人們可以對遙感影像進(jìn)行信息解析和量化處理。例如，通過(guò)對山水環(huán)境衛星影像數據不同波段的圖像進(jìn)行分類(lèi)解析，獲取矢量數據(Shape格式)，可以用于場(chǎng)地內植被的分層解析，進(jìn)而獲取喬木、灌木與地被的分布地理邊界和面積；在此基礎上，結合CAD測繪高程，可以進(jìn)行場(chǎng)地豎向信息轉化，錄入GIS進(jìn)行更高精度的三維模型建模，用于隨后的場(chǎng)地分析。

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　　分析平臺的建立與可視化

　　山水環(huán)境場(chǎng)地的分析與評估是一個(gè)閉合的、完整的信息集成處理流程，且不同建設項目選址的基本解析流程一致，所用到的工具具有重復性和交叉性。為使場(chǎng)地分析方法更具實(shí)用價(jià)值，必須構建一種適用性分析平臺。

　　從目前的情況看，基于A(yíng)rcGIS系統的ModelBuilder平臺能夠滿(mǎn)足這一工作要求。ModelBuilder是以地理空間數據庫為基礎，兼容遙感影像數據，實(shí)現場(chǎng)地數據的存儲、分析與三維再現，為規劃分析與空間決策提供良好服務(wù)的人機交互平臺。ModelBuilder具備從場(chǎng)地信息錄入、單因子分析到綜合因子分析全過(guò)程的定量分析與可視化能力，同時(shí)具有數據處理體系清晰、可交互反饋、便于反復調試的特點(diǎn)，適用于山水環(huán)境場(chǎng)地問(wèn)題的量化分析、規劃預測與優(yōu)化模擬。

　　ModelBuilder平臺可以把分析工具和數據集成在一起，實(shí)現自動(dòng)處理。利用ArcGIS操作系統，將場(chǎng)地數據分類(lèi)錄入，創(chuàng )建數據庫并生成ModelBuilder模型。

　　通過(guò)ModelBuilder對場(chǎng)地分析與評估流程的整體建模，可以在綜合因子疊加、典型場(chǎng)地分析(如建筑選址、道路選址、水域選址等)中有效簡(jiǎn)化分析步驟，提高分析效率與準確性。

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　　分析平臺的建立與可視化

　　參數化設計是在量化設計基礎上產(chǎn)生的，是在原有的分析要素數據化的基礎上，強調用“參數”確定各個(gè)要素之間的線(xiàn)性邏輯，使得局部的數據變化都能通過(guò)“參數”來(lái)影響整體，并確保整體因子的數字化協(xié)同。山水環(huán)境是一個(gè)復雜系統，具有深層次的邏輯結構和空間秩序。發(fā)現、理解并利用這種動(dòng)態(tài)的邏輯關(guān)系是參數化設計的前提。山水環(huán)境分析要素眾多，如高程、坡度、坡向、地表曲率、道路(距離)、水體(面積)、喬木覆蓋密度、灌木覆蓋密度、草地覆蓋密度及人工設施(含建筑物、市政設施等)，一方面使得參數化設計有了用武之地，另一方面也使得其參數的設定難以簡(jiǎn)單采用感性的判斷，必須借助于專(zhuān)業(yè)算法。

　　山水環(huán)境參數化分析與評價(jià)方法包括層次分析法、模糊綜合評價(jià)方法、SPSS(社會(huì )科學(xué)統計程序)統計分析和聚類(lèi)分析等，以及基于GIS的網(wǎng)絡(luò )分析法、疊加分析法等。其中，“層次分析法是由美國運籌學(xué)家薩蒂(A.L.Aaaty)于20世紀70年代提出的一種定性與定量相結合的決策分析方法，通過(guò)建立層次體系來(lái)確定每個(gè)影響因子對綠地系統整體的影響程度，并在不同層次上將各因子或要素兩兩對比，構建判斷矩陣，經(jīng)過(guò)矩陣運算確定各因子權重，反映整個(gè)區域生態(tài)環(huán)境總體及各個(gè)不同側面的質(zhì)量狀況”。

　　在本文中，該方法主要應用于單因子疊加建立綜合因子的過(guò)程。當前，考察單個(gè)生態(tài)因子的做法早已過(guò)時(shí)，對于綜合因子的參數解析成為參數化設計的技術(shù)優(yōu)勢。AHP的深化應用大大推動(dòng)了參數化評價(jià)技術(shù)的發(fā)展，使其成為現代城市規劃、景觀(guān)規劃和環(huán)境保護等領(lǐng)域中重要的分析手段之一。在具備場(chǎng)地高程、植被分布和建設情況等數據的基礎之上，通過(guò)AHP方法獲得各類(lèi)因子的權重，運用GIS提供的表面分析、疊加分析等信息處理工具，可快速得到場(chǎng)地評價(jià)結果。同時(shí)，通過(guò)對項目策劃報告的分析，能夠將具體建設項目的選址條件進(jìn)行歸類(lèi)分析并按照同一數學(xué)關(guān)系因子化，以確定其參數。