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《中國科技論文雜志》2015年第二十二期

摘要：

針對嚴寒地區絕大多數村鎮由于關鍵技術、高精度影像等資料的缺失，采用基于空間信息技術，綜合集成遙感、實地調查、經濟統計等多元數據的綠色測度地圖編制方法存在困難的局面，筆者應用易于獲取的基礎資料，借助常用的軟件，簡化量化方法，編制適用于農村地域的實用綠色測度地圖，可在鎮域空間管制規劃、生態功能區劃等方面為村鎮建設提供一種量化的、有針對性的技術方法參考。

關鍵詞：

綠色測度地圖；量化方法；嚴寒地區；村鎮

近些年，綠色城鎮化和智慧生態建設已全面注入城鄉未來發展，成為城市規劃學科的重要戰略和政策取向。嚴寒地區村鎮絕大多數地處農產品主產區和生態敏感區，發展建設相對落后于東南沿海經濟發達地區，目前仍以土地城鎮化、人口不完全城鎮化效應［1］及非農產業效益為導向，在一定程度上忽略自身地域生態資源基礎，無法應對綠色化發展的時代訴求。村鎮作為統籌城鄉經濟社會發展的基本地域單元，亟待探索以綠色為導向，服務于鎮村體系發展框架的空間管制方法，以引導村鎮不同層次與尺度的生態建設。同時，面向規劃編制和管理體系的技術觀念和策略方法也需要綠色化轉型視角的新思考［2］。現階段，嚴寒地區村鎮局限于經濟和技術條件，致使數據采集、方法運用、模型構建等無法在農村地域開展。因此，探索適用于農村地域的操作簡便的指標量化和生態計量方法，并將綠色測度地圖的編制方法應用于嚴寒地區村鎮規劃，具有一定實踐意義。

1綠色測度地圖編制常用方法解析

1．1綠色地圖及綠色測度地圖“綠色地圖”源于美國20世紀90年代，由溫迪•包爾（WendyBower）提出，主要是用來標注環保機構、組織、廢電池收購站、資源回收站，以及公園、綠帶、歷史文化場所、生態農場、綠色飯店、環保產品商店等“綠色單位”的生態綠色功能標識地圖［3］。隨著生態理念的不斷發展，“綠色地圖”的功能得到拓展，涵蓋文化景觀、自然風貌、生物分布、基礎建設、生態資源、交通網絡等復合內容。筆者研究的“綠色測度地圖”是運用指標量化與生態計量方法的綠色地圖?；趪篮彐偵鷳B資源和地域特點，重點挖掘各項綠色指標的數據量化方法，通過測度分析和可視化圖示表達，形成矢量化地圖，并將其作為鎮域規劃的基礎圖件應用于村鎮各個層次規劃及建設發展管控。

1．2常用技術方法和特點常用的綠色測度方法主要是利用ArcGIS等空間分析技術進行單因素量化和綜合要素評價，包括數據采集、整理與建庫，評價指標體系構建，評價指標量化分析3個方面。根據地域特點采集相關要素數據，在高精度遙感影像（航空影像、IKONOS衛星影像等）的輔助下展開部分實地調研，并搜集相關統計資料；在遙感圖像處理軟件（ENVI、ERDAS等）的輔助下，對影像進行進一步辨認地物的空間分布、有關屬性的判讀、解譯。整合柵格數據（高程、坡度、坡向圖、各類分級圖），矢量數據（土地利用圖、遙感影像解譯結果圖）屬性數據（社會經濟統計數據），并在ArcGIS平臺上進行分類、合并與量化處理，以圖層為單位提取各類要素，組建空間數據庫；根據規劃目的、定位、核心價值，制定差異化的鎮域綠色測度地圖的指標體系及權重，在此基礎上，進行分級評價分析與可視化表達。ArcGIS方法技術流程見圖1。

1．3常用方法的數據和技術要求常用綠色測度地圖采集的數據一般包括數字高程模型圖（DEM），遙感影像圖（LandsatTM影像、IKONOS影像、航空影像等），土地利用現狀圖和現狀林相圖等影像資料，經濟、社會、人口、氣象、環境等統計資料，以及詳細調研的實地資料。技術要求是，設計人員能掌握生態及環境數據集成的理論與方法、生態環境空間數據的表現和空間分析技術，并能熟練地運用ArcGIS平臺、遙感圖像處理技術、數據空間分析操作方法等。

1．4嚴寒地區村鎮的相關數據基礎和技術限制通過多個嚴寒地區村鎮的實地調研的資料收集與問卷信息采集，可獲得的數據包括鎮總體規劃相關文件資料、衛星地圖、縣統計年鑒、政府工作報告、氣象資料、林相資料、珍貴動植物資源分布圖、土壤圖、地址斷層分布、暴雨風險區劃、地址災害防治規劃等專項規劃圖及相關實地調研信息。因此，運用計算機技術及地理信息系統的研究方法體系雖然能為規劃提供科學的分析評價基礎與依據，但前期調查與數據獲取的要求嚴苛，且計算繁雜，需要較高的技術支持，但嚴寒地區村鎮現狀無法滿足，普遍適用情況并不理想。

2嚴寒地區村鎮實用綠色測度地圖編制思路與方法

嚴寒地區村鎮綠色測度地圖的編制是在明確特殊氣候條件的生態資源與地域要素的前提下，在空間分析的基礎上，應用定性與定量相結合的專家集成方法，以生態功能分區作為落實編制原則的主要手段，來表征氣候要素影響下的生態資源空間分布特點和生態服務功能價值，為科學地制定相關規劃提供依據。而在技術和方法相對欠缺的嚴寒地區村鎮如何克服基礎資料的匱乏，簡化和落實這一過程是筆者關注的要點。

2．1綠色測度地圖編制目標與思路嚴寒地區村鎮綠色測度地圖編制指標的選取要能夠充分反映氣候特征和地域特點，要保證與規劃建設的相關需求對接，采樣直接簡單、數據易獲取、技術易掌控、表達簡明易懂，符號色彩清晰。利用嚴寒地區能夠收集獲取的資料，考慮到鎮村體系、鎮區、村莊規劃的不同層次要求來確定精度標準，將綠色測度地圖分為鎮域和鎮區兩個層次，不同層次的要素類型不盡相同。根據衛星地圖等基礎資料識別地物，借助Excel、AutoCAD基礎操作平臺，對識別類型進行量化處理，并通過指標體系獲取綜合評價結果，進而編制形成一個簡化實用版的綠色測度地圖，以直觀地表征地域生態資源本底，顯示環境資源利用強度。

2．2綠色測度地圖編制方法基于生態環境質量評價、生態服務功能評價、人居環境質量評價、生態敏感性評價等不同目標導向，綠色測度地圖有多種類型，其編制方法主要包含空間要素識別、空間數據量化、空間可視表達3個主要部分，可在不同層次的村鎮規劃建設中提供定量的技術性支撐和直觀設計指導。

2．2．1綠色測度地圖的空間要素識別嚴寒地區村鎮鎮域面積一般為120～200km2，鎮區直徑為3～5km，自然村直徑為500～1000m，平原地區相鄰鎮區距離為30～50km，村落距離為3～5km。針對面積為200km2的鎮域范疇，根據不同土地利用類型的規模并結合獲取的衛星地圖的地面分辨率與識別的工作量，可考慮將鎮區尺度單元網格大小劃分為50m×50m。地物類型一般包括居住用地、工業用地、商業用地、廣場、公園綠地、水體、行政及其他用地等；鎮域尺度單元網格大小根據鎮域林地、草地、農田、水體、石礫及荒漠等區域的圖斑大小，并考慮與鎮區尺度單元格的對接（可用鎮區單元格加和求得），適當降低精度要求，劃分為250m×250m。地物類型一般包含林地、草地、農田、實地、水體、石礫及荒漠、礦區、居民點、鎮區等。

2．2．2綠色測度地圖的空間量化空間量化是綠色測度地圖編制的關鍵，具體包括以下幾個方面。1）以鎮域尺度為例，首先對鎮域土地利用圖和衛星地圖進行等比例疊加，以250m×250m為單位劃分單元網格，并對其進行編號（x軸為連續實數，y軸為英文字母），確定單元格的角坐標，通過Excel建立基本數據庫。2）針對林地、草地、農田、濕地、水體、石礫及荒漠、區域交通線（公路及鐵路）、礦區、居民點、鎮區10類評判要素類型，運用布爾邏輯及運算對單元格進行“雙值邏輯”判斷（雙值為“1”和“0”），存在則為“1”，不存在則為“0”，形成基礎地物要素圖件數據，如圖3所示。3）針對林相、土壤、珍貴動植物資源分布圖專項規劃圖和實地調研資料，進行數字化處理后加權賦值，加載到地物要素圖件數據中。圖件數據庫是一個開放的系統，更為詳盡的資料能不同程度上提高結果的精確度，如不同的植被品種、不同水體質量、不同的農田類型等均可數字化同步加載。4）依據案例區的現狀情況、實測數據、規劃標準，并集成相關專家知識，構建以需求目標為導向的指標評價體系，確定指標權重。以某鎮為例，從生態功能區劃與景觀生態規劃需求出發，構建了鎮域復合生態環境質量與復合生態服務功能兩個專項的指標體系，建立層次結構模型，邀請相關專家打分，運用德爾斐法（Delphi）、AHP層次分析法，構建判斷矩陣進行加權運算，并進行一致性檢驗，得出最終權重值（表1和表2）。5）基于相關專家評估確定規劃目標和所涉及地物要素影響因子的對應關系，建立綠色測度指標項與地物要素的關聯表，并形成多個基于指標的單因子綠色測度地圖圖件數據（表3）。6）將單因子綠色測度地圖圖件按照指標體系的權重值，逐步疊代到要素層及目標層，形成最終的復合綠色測度地圖圖件數據。

2．2．3綠色測度地圖的可視表達綠色測度地圖是基于綠色測度的直觀生態評估功能圖，可視化是實現復雜空間信息的表達過程。因此，需要對Excel中的數據庫的量化結果進行等級劃分（表4），并對不同等級的數據進行真色彩（R，G，B）選擇。通過VisualBasic、AutoCADVBA等Ac－tiveX控件技術，編程創建和操縱AutoCAD對象，實現依據Excel數據庫的量化結果分級要求自動色彩填充［4］，形成最終的綠色測度地圖圖件。

3嚴寒地區村鎮實用綠色測度地圖應用討論

村鎮實用綠色測度地圖已經基本實現對鎮域生態資源的直觀解譯，能夠滿足鎮村體系規劃的一般要求，是綜合權衡村鎮經濟技術與生態建設需求下的一種適用方法，在一定程度上可為鎮域空間管制、生態功能區劃、景觀生態規劃等提供依據。

3．1為空間管制規劃提供依據在鎮域層面，采用實用綠色測度地圖能夠基本識別村鎮建設區、農田保護區、生態安全控制區、基礎設施廊道等鎮域空間資源類型，但由于單元網格尺度的限制，對于邊界的界定還需要其他方式相互配合。更重要的是，這種基本的、簡化的綠色測度地圖能夠清晰地顯示分區的生態環境質量分級，能夠有效為開發標準與控制引導措施的制定提供依據，實現資源的優化配置與調節［5］。在鎮區層面，實用綠色測度地圖能夠通過要素識別輔助劃分非建設用地的生態協調保護區、水體保護區、綠地及環境景觀控制區的范圍，同時依據建設適宜性評價分區等級劃分，確定建設用地的土地開發強度［6］，能夠避免目前僅依據現狀及土地利用規劃等編制資源在空間分區存在主觀性、模糊不確定性等不足。

3．2為生態功能區劃提供依據村鎮實用綠色測度地圖的單元格精度能夠清楚地顯現生態系統和生態服務功能類型，提供劃分鎮域生態功能區劃的3級區劃（生態功能區）、4級區劃（生態功能小區）的定量依據。需要說明的是，除了邊界需要綜合界定外，生態敏感性和生態服務功能的等級對接和從屬判斷仍需依托定性分析。同時，綜合評價的等級劃分，對生態農業區、水源涵養區、水土保護區等生態功能小區提出針對性的生態控制目標、主導功能、發展路徑與措施，以實現鎮域生態環境的分區管理和差異化的生態建設策略［7］。

3．3為景觀生態規劃提供依據村鎮實用綠色測度地圖能夠較為直觀地顯示鎮域景觀斑塊、廊道、基質的分布特征和等級大小，易于應用“斑塊－廊道－基質”的模式，以大型生態斑塊和生態廊道為骨架，聯結水源保護區、生態保護區、成片基本農田保護區、生態廊道、公共綠色等非建設用地，構建生態網絡格局。在此基礎上，進行多尺度生態格局分析，為生態基質的規劃保護、生態廊道的規劃保護、村莊斑塊的規劃保護提出規定性或指導性的措施［8］。

3．4村鎮實用綠色測度地圖的其他應用功效村鎮體系規劃中的村屯撤并規劃，需要通過發展潛力評價模型進行合并、遷移選擇中心村，其遴選的結果有可能與生態環境相抵觸，需要利用村鎮綠色測度地圖進行校核，避免農村居民點用地規模的擴張方向出現在生態力較為薄弱的地方，或其某一建設項目要素達到了生態限制的閾值［9］。此外，村鎮實用綠色測度地圖的等級劃分，能夠輔助制定生態空間準入標準，確定空間發展定位和目標、空間使用的基本性質與用途、空間使用的效益要求、空間使用的環境要求、空間開發的強度要求、空間景觀要求等內容，進而引導分區產業發展和控制村鎮建設項目的開發選址。

4結語

村鎮實用綠色測度地圖的編制能有效地為村鎮土地資源利用、生態形態管理、空間管制分區等提供定量的技術支撐和直觀的設計指導。但應該指出的是，本文所提供不同層次的地物類型、單元網格的尺度劃分、綠色測度指標體系、權重的確定，是以案例為依托的示范性內容，在實際項目中應根據需要予以重新選取和設定。同時，前期圖像的地物信息提取也需要識別工具予以輔助，以便在降低工作量的同時，提高圖形辨識的準確性。

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作者：劉宇舒 趙天宇 劉博 單位：哈爾濱工業大學建筑學院