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1空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)就是將地理實(shí)體和信息進(jìn)行抽象化。現(xiàn)實(shí)世界到計(jì)算機(jī)世界的中間層叫做概念模型［2］，數(shù)據(jù)庫的概念模型設(shè)計(jì)包括需求分析、數(shù)據(jù)分析和專題圖層設(shè)計(jì)三個(gè)方面［3］。需求分析方面，按照歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃編制的流程，將規(guī)劃編制的主要內(nèi)容總結(jié)歸納為現(xiàn)狀數(shù)據(jù)查詢和簡單分析、深入研究并輔助規(guī)劃決策、多方案比選、成果表達(dá)和輸出等需求。數(shù)據(jù)分析方面，根據(jù)系統(tǒng)功能和數(shù)據(jù)需求，篩選需要入庫的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)從內(nèi)容邏輯上可分為自然環(huán)境數(shù)據(jù)、城市空間數(shù)據(jù)、歷史資源數(shù)據(jù)、規(guī)劃邊界數(shù)據(jù)等若干類型。專題圖層設(shè)計(jì)方面，應(yīng)根據(jù)每個(gè)歷史文化街區(qū)保護(hù)的任務(wù)要求和設(shè)計(jì)管理等需求，決定其空間數(shù)據(jù)庫專題圖層設(shè)計(jì)的差異。

2空間數(shù)據(jù)庫在歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃中的應(yīng)用

2．1圖形顯示與屬性查詢根據(jù)分層設(shè)色原理，圖形數(shù)據(jù)在gis軟件界面中可以直觀顯示并可根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同，按照不同的符號(hào)或色帶進(jìn)行區(qū)分顯示，還可將圖形的屬性數(shù)據(jù)按照柱狀圖、餅狀圖等方式直接顯示在圖形的位置上。屬性查詢的實(shí)現(xiàn)則由簡到難依次為綜合識(shí)別要素、通過屬性查詢要素、通過空間查詢要素等三種方式。綜合識(shí)別要素:使用基礎(chǔ)工具中的識(shí)別工具(identify)可以直接查詢圖形的各類屬性。具體做法為:選擇識(shí)別工具，然后在地圖上點(diǎn)擊想要查詢屬性的對(duì)象，被選中的對(duì)象高亮閃爍，同時(shí)彈出相應(yīng)的屬性信息窗口。通過屬性查詢要素:由于歷史文化街區(qū)數(shù)據(jù)庫要素和屬性數(shù)據(jù)量較大，直接查詢某一個(gè)要素很難滿足進(jìn)一步分析的需求，因此可使用GIS中的結(jié)構(gòu)化查詢語言(StructuredQueryLanguage，SQL)，選擇特定圖層中滿足相應(yīng)條件的對(duì)象，可以準(zhǔn)確快速地篩選和查詢特定屬性。例如，在現(xiàn)狀建筑圖層中，輸入使用功能等于辦公的查詢語言，符合條件的現(xiàn)狀建筑被藍(lán)色圈選，同時(shí)可在屬性表中查看其他屬性，實(shí)現(xiàn)空間特征和屬性特征的聯(lián)合查詢。通過空間查詢要素:根據(jù)目標(biāo)圖層和源圖層的空間位置關(guān)系，可以選擇滿足特定空間關(guān)系的對(duì)象，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步分析的需求，具體的空間關(guān)系包括相交、內(nèi)部、包含、共邊、中心點(diǎn)在內(nèi)部等等。例如，先選擇一個(gè)街區(qū)，然后通過中心點(diǎn)在內(nèi)部的空間關(guān)系，可選中位于該街區(qū)內(nèi)部的所有現(xiàn)狀院落。GIS對(duì)海量信息的存儲(chǔ)和查詢功能，是實(shí)現(xiàn)歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃編制數(shù)據(jù)分析和管理的基礎(chǔ)。

2．2簡單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)按照查詢功能，定義某種查詢條件，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，可生成和輸出簡單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并轉(zhuǎn)化為圖表顯示。例如，統(tǒng)計(jì)歷史文化街區(qū)內(nèi)面積超過50㎡的建筑的個(gè)數(shù)，還可以進(jìn)一步以此篩選結(jié)果為對(duì)象，統(tǒng)計(jì)其中不同功能建筑的比例，并生成柱狀圖表達(dá)。對(duì)數(shù)據(jù)的定量統(tǒng)計(jì)功能可提高保護(hù)規(guī)劃編制的精確性和可操作性。例如在歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)測算中，可根據(jù)方案統(tǒng)計(jì)各地塊的拆遷量，進(jìn)而算出方案的實(shí)施成本，對(duì)不同方案進(jìn)行綜合比較選擇;還可以結(jié)合數(shù)學(xué)模型進(jìn)行二次開發(fā)，計(jì)算開發(fā)強(qiáng)度［4］。

2．3利用空間分析輔助決策GIS強(qiáng)大的空間分析能力是其區(qū)別于CAD和科學(xué)計(jì)算可視化的特有功能［5］。柵格型數(shù)據(jù)和矢量型數(shù)據(jù)使用不同的空間分析方法，前者包括聚合分析、復(fù)合分析、統(tǒng)計(jì)分析和量算等，后者包括緩沖區(qū)分析、包含分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析、泰森多邊形分析和數(shù)據(jù)量算等。ArcGIS還集成了多個(gè)分析模塊，如空間分析、3D分析、地統(tǒng)計(jì)分析、網(wǎng)絡(luò)分析、跟蹤分析等，可直接展開專題性更強(qiáng)的多種空間分析［1］。GIS在歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃中應(yīng)用時(shí)，主要使用到的空間分析方法包括:柵格數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和量算，矢量數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)分析、包含分析、疊加分析和數(shù)據(jù)量算，以及空間分析模塊和3D分析模塊中的多項(xiàng)分析功能。另外，將相關(guān)數(shù)學(xué)模型嵌入GIS系統(tǒng)，可與GIS的空間分析結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更多方面的分析研究。最常用的是使用多因子綜合評(píng)價(jià)模型評(píng)價(jià)歷史文化街區(qū)建筑價(jià)值。GIS空間分析功能的優(yōu)勢，可以綜合考慮和疊加分析多種限制條件，避免規(guī)劃中完全使用認(rèn)為主觀判斷的方法，提高規(guī)劃決策的科學(xué)性。例如，利用GIS現(xiàn)狀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，規(guī)劃者采取不同的分析決策，可提出不同的保護(hù)與整治方式;對(duì)肌理和建筑高度控制的研究，則是在定量化和三維層面的拓展。

2．4成果輸出與動(dòng)態(tài)維護(hù)將分析結(jié)果按照圖層順序疊加，并設(shè)置顯示效果，可快速生成多種專項(xiàng)分析圖以及相應(yīng)格式的規(guī)劃圖則。在GIS數(shù)據(jù)庫中，基于第一次規(guī)劃建立的數(shù)據(jù)分析體系，定期對(duì)歷史文化街區(qū)每一個(gè)小尺度戶籍單元進(jìn)行即時(shí)更新，可方便后續(xù)分析調(diào)整和成果修改，為快速實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)性更新和可持續(xù)保護(hù)提供技術(shù)支持，并使持續(xù)整治和動(dòng)態(tài)保護(hù)成為可能。

3結(jié)語

本文介紹了GIS在歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃編制中應(yīng)用的核心技術(shù)，即數(shù)據(jù)特點(diǎn)與采集方法、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法，然后對(duì)GIS在保護(hù)規(guī)劃編制中的幾個(gè)主要應(yīng)用方向進(jìn)行詳細(xì)闡述。本文主要結(jié)論為:在歷史文化街區(qū)保護(hù)規(guī)劃編制工作中，GIS數(shù)據(jù)庫可應(yīng)用于圖形可視化、屬性信息查詢、數(shù)據(jù)定量統(tǒng)計(jì)、更深入的空間分析輔助決策，以及成果輸出和后續(xù)維護(hù)等方面。

作者：原雅捷 單位：廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院