GIS在山地城市规划中的应用

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　　摘要：
　　 本文以贵州省六盘水红桥新区控制性详细规划为例，运用GIS空间分析、3D分析、栅格分析等技术方法，探讨其在城市规划建设用地评价、土石方平衡、竖向设计等专题中的应用。具体研究内容包括：分地类建设用地适宜性评价、基于情景分析的地块竖向处理、填挖方分析等。
　　关键词：GIS、控制性详细规划、竖向设计、红桥新区
　　引言
　　 GIS是地理信息系统的简称，其以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。GIS具有强大的数据功能和分析模块，其常用的空间分析、栅格分析、3D分析、栅格重分类、栅格计算等子模块，为设计人员提供了分析和解决问题的思路方法。
　　 近年来，GIS技术已被广泛应用于城市规划及相关领域，本文结合贵州省六盘水红桥新区控制性详细规划，运用GIS空间分析、3D分析、栅格分析等技术方法，探讨其在城市规划建设用地评价、土石方平衡、竖向设计等专题中的应用。
　　项目概况
　　 红桥新区位于贵州省六盘水中心城区南侧，规划区用地狭长，东西长约14公里，南北宽约6公里，用地面积共计约59.40平方公里。规划区为典型的山地丘陵地带，地形起伏大，地质构造复杂，最低海拔为1705米，最高海拔为2132米，区域最大高差达到427米，大部分用地的坡度都在25％以上。复杂的地形及地质条件，为本次规划路网布置、用地布局、竖向设计等带来了不少技术难题，传统的CAD设计在规划过程中难以施展所长，而GIS强大的地形模拟及分析功能却为本次规划提供了解决难题的思路。
　　规划理念与重点
　　1、规划理念
　　 （1）构建“山环水绕、山城相依”的生态新区格局
　　 具有贵州地方特色的喀斯特山体是红桥新区建设的天然平台，利用天然的地形地貌创造山环水绕的新区格局是规划编制区毋庸置疑的选择。同时，依山就势，或建城于半山，或筑城于高台，建设层次丰富的山地城市空间，形成山城相依的整体格局。
　　 （2）构建高品质、低密度的山地城市空间
　　 红桥新区特有的山地景观，山谷缓坡错落有致，层层叠翠，宜于在规划中依山就势，有效调动自然赋予的原生地形、地貌、植被等地理条件，利用山地地形营造水景体系、立体绿化体系等人居自然环境；利用山地与沟谷的自然起伏，巧妙布局，形成多样的空间组合。打造富有韵律感的山地景观城市空间。
　　 （3）选择科学的山地建城模式
　　 依山就势，合理选择近山建设范围，除山地特色居住外尽量选择坡度小于20度坡地进行开发建设，以保持山体的相对完整性。结合地形地貌，将规划核心区划分为几个台地，并根据景观、通风、视线要求预留出廊道。通过纵横交错的S型道路，顺山势而行，步行线路则依山就势，穿行于山体之间，与车行分离。
　　2、规划设计重点与难点
　　 （1）山体限制
　　 规划编制区属于山地丘陵地貌，内部海拔高差超过四百米，对建设用地的划分带来较大难度。同时，由于缺乏有力的监督管理，山体滥采滥伐现象严重，致使部分山体破坏较严重，为新区开发建设带来较大的影响。
　　 （2）空间分割
　　 规划编制区交通区位优势明显，但同时也被贵昆铁路、水柏铁路、株六复线的交汇线以及杭瑞高速公路、水黄高速、水盘兴高速公路所分割，现状高压走廊也限制了规划区的开发建设，对整体建设空间造成了一定的分割与制约。
　　 （3）灾害威胁
　　 规划编制区山地广阔，森林茂盛，阴雨雾天居多，灾害性天气频繁，立体气候特征显著，并由于岩溶作用和地势反差大，局部地区小气候特征较突出。复杂的地形地貌加上人为建设的破坏，致使规划区面临山体滑坡、崩塌、岩溶洼地、内涝等自然灾害威胁。
　　GIS分析及设计成果
　　1、用地适宜性评价与规划布局
　　 （1）建设用地与不可建设用地划分
　　 先以40%坡度为分界线，划分建设用地与非建设用地。在此基础上，去除高压走廊用地、地质灾害易发地段以及高程大于1960m区域的零碎地块，即为规划编制区的可建设用地。
　　 （2）分类用地适应性评价
　　 1）工业用地适宜性评价
　　 ①评价模型
　　
　　 其中S为多因子综合评价得分，W为权重，C为单个因子得分，i为评价因子个数。
　　 ②评价因子说明
　　 a、坡度
　　 确定工业用地坡度上限为25%，分成0-10%、10-15%、15-25%三个等级；
　　 b、出入口
　　 考虑工业生产受交通成本影响，将区域主要出入口进行缓冲分析，分成0-1000m、1000-2000m、>2000m三个等级；
　　 c、编组站
　　 离火车编组站越近，区位条件越佳，按1000m、2000m、4000m缓冲区进行分等；
　　 d、高压走廊
　　 高压走廊内禁止进行工业开发。
　　表1 工业用地适宜性评价因子表
　　 图1 单因子分析流程图 图2 综合评价流程图
　　
　　2）居住用地适宜性评价
　　 ①评价模型
　　
　　 其中S为多因子综合评价得分，W为权重，C为单个因子得分，i为评价因子个数。
　　 ②评价因子说明
　　 a、坡度
　　 确定居住用地坡度上限为40%，分成0-15%、15-25%、25-40%三个等级；
　　 b、坡向
　　 考虑住宅建筑对日照的要求，划分成东南向、西南向和其他方向三个等级；
　　 c、现状居民点
　　 离火车编组站越近，区位条件越佳，按1000m、2000m、4000m缓冲区进行分等；
　　 d、高压走廊
　　 高压走廊内禁止进行工业开发。
　　表2 居住用地适宜性评价因子表
　　
　　
　　 图3 单因子分析图 图4 综合评价流程图
　　2、竖向设计
　　 （1）竖向设计的原则
　　 1）满足现状已建道路红山路、梁都大道、二纵线高程需求。台地划分应以红山路、凉都大道、二纵线道路的已有标高或施工标高为基准，结合既定数据，具体设计每个台地的标高。
　　 2）设计坡度必需小于8%;满足挖方和填方基本平衡;以台地边界、道路边界为降坡、起坡点。
　　 3）满足大台地内土石挖填方量自主平衡。台地划分要尽量使每个大台地之内的挖填方
　　量能够平衡，亚台地之间的土方平衡采用相邻原则，平衡个数不宜过多，一般控制在3-5个亚台地左右，并且优先考虑主干道两侧的平衡，沿主干道形成良好景观视觉通廊。
　　 4）以设计红山路沿线缓冲50米为参照，根据挖填方情况划边界。按照红山路施工设计标高，将红山路沿线50米缓冲带与原始地形做挖填方分析，
　　 根据分析结果具体划分台地边界，达到主干道沿线每个亚台地都能自主平衡挖填方。
　　 （2）基于情景分析的地块竖向处理
　　
　　图5 地块竖向处理情景分布图
　　 考虑到现状用地的复杂性规划对已建道路周边用地进行了情景分析的地块竖向处理方式。将其划分为独立山体、地块坡向与道路斜交、地块一侧高一侧低、地块为谷地、道路设计标高大于原始地形标高、同一地块内平整――小起伏、同一地块内平整――大起伏等七种情景模式，对各情景模式进行分析说明，形成策略与结论，最后得出规划及竖向建议。
　　
　　图6 情景1（独立山体）分析示例
　　3、填挖方分析
　　 将设计的DEM与原始DEM做填挖方分析，不断优化竖向设计成果。最终达到区域内部填挖方基本平衡。
　　结语
　　 GIS在城市规划中的应用一直以来是业内认识研究的焦点，鉴于其在地理信息处理上的强大功能，为现代城市规划尤其是地形地貌复杂的山地城市提供了更具科学性、效率更高的决策依据。本次规划将GIS的空间分析、3D分析、栅格分析等技术方法结合到规划设计中，在山地城市规划的竖向设计、用地评价、土石方平衡等方面进行尝试与探讨，但由于作者知识有限，本文在距离全面应用，支持规划决策上还有较大差距。GIS在将来的城市规划尤其是山地城市规划中，在用地选址与布局、防灾减灾、竖向设计、景观可视性分析、小环境气候模拟等方面将提供强大的技术支撑。
　　参考文献：
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　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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