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【摘 要】在历史、文化地理学的基础上,对历史文化名城保护理论进行了探索性思考,提出GIS在历史、文化地理学中的重要性,从而挖掘GIS在历史文化名城及风貌保护规划中的应用,通过实例探讨GIS技术的引用可改变现有的保护规划编制技术路线,同时使规划设计走向规范化与标准化。
【关键词】文化地理学;历史文化名城;GIS;保护
经济的快速发展、人口的增加,正日益侵蚀着历史文化名城赖以生存的环境,使许多保护较好的名城遭受到冲击,甚至面临着遭受破坏的危险。因此,急需提高对历史文化名城规划和管理工作的认识,并抓紧实施。目前,历史文化名城及风貌保护规划采用的大多是传统的方法和手段,主要从感性的角度来分析收集现状基础数据,缺乏对现状基础数据的快速准确分析,使得名城及风貌保护规划无法在综合考虑相关数据相互影响的基础上做出科学的分析。因此,传统方法难以满足形势发展的需要,探索用新技术、新手段来解决历史文化名城及风貌保护规划与管理中遇到的问题成了当务之急。而计算机技术和信息技术的发展,特别地理信息系统技术的应用,给这些问题的解决带来了新的契机。
以下笔者试图以历史、文化地理学的基本观点作为历史文化名城保护的理论基础,总结了GIS在历史、文化地理学研究中的应用及展望,从而梳理了GIS在历史文化名城保护与更新中的应运,并通过几个实例,说明经由GIS的数据处理技术建立起来的历史文化名城及风貌保护规划空间地理数据,为城市规划管理和设计提供准确、动态的规划成果信息平台。
1 基于文化地理学对历史文化名城保护的理论思考
历史文化名城不仅具有丰富的文物古迹 、鲜明的城市空间格局和建筑风貌,而且具有深厚的文化内涵和传统。历史文化名城的城市形体环境作为一种符号系统和文化载体是某一地区在一定历史时期内的政治、经济、文化、军事、建筑、科学 、教育等人类活动的历史见证。因此,历史文化名城堪称是人类文化的“活化石”,具有极为重要 的历史、科学、文化和 艺术价值。在当今城市国际化、信息化和飞速发展的激流中,唯有传统文化才能显示出城市的特色、身份和归宿。
历史文化名城保护与城市发展的矛盾普遍存在,在我国社会整体文化素质还不高,面临全球化竞争又迫切需要大力发展经济的特殊历史阶段,历史文化名城保护与发展的矛盾显得尤为突出。从实践看,在历史文化名城保护工作中,重局部,轻整体,重近期,轻长远,重物质环境,轻文化内涵,重技术手段,轻人文精神,重空间关系,轻社会网络,重经济利益,轻历史、科学、艺术价值的现象较为普遍,造成许多名城“建设性破坏”和“城市灵魂的失落”。这一方面反映了新时期城市建设面临 问题和矛盾的错综复杂,另一方面则 凸现了历史文化名城保护理 沦与方法研究的薄弱。
文化地理学是人文地理学的一个重要分支学科,着重研究一定空间范围内各种文化现象的空间分异、地域组合及文化区的形成、发展和演变。文化地理学强调从地域的观点探索文化现象的形成和发展,揭示文化现象的特性及其与地理环境的关系。早在19世纪初,德国地理学家洪堡就提出,应把景观作为地理学的中心问题,探讨由原始的自然景观变成文化景观的过程。因此,文化地理学的基本观点和理论可以作为对历史文化名城保护进行系统研究的理论基础。
2 GIS在历史、文化地理学研究中的应用及展望
历史地理学和文化地理学是现代地理学中两个关系密切的分支学科。人文现象是历史地理学重要的研究对象,文化地理学研究也离不开其历史属性,两者相互交叉形成了诸如历史文化地理或历史人文地理等学科。随着当今世界科技的飞速发展,历史地理学和文化地理学正面临一些急需解决的问题,传统的空间和时间分析方法凸显其欠缺,这对学科发展也提出了新的要求,如何采用新的研究方法提高研究成果的精确性,以促进学科的进一步发展显得十分重要。由于GIS 为地理研究和地理决策服务提供了技术支撑,在历史、 文化地理研究中,可将卫星图片、 地图、 文献资料、遗产及文化景观等按一定的格式化要求予以融合,建立历史文化地理数据库,进行信息的多元综合分析和应用,实现地理空间数据处理、分析和可视化,成为历史、文化地理学研究的新趋势。
其中,GIS在历史地理学研究中的应用:(1)历史地图资料的数字化;( 2)空间历史数据的管理和可视化;( 3) 基于空间分析方法探知历史过程。GIS 在文化地理学研究中的应用:( 1) GIS 应用于物质文化景观的研究;( 2) GIS应用于非物质文化景观的研究;另外,文化资源的管理也是历史、文化地理学的重要研究内容,主要包括文物资源的管理、文化遗址的评价以及数字博物馆建设等方面。采用文物保护管理信息系统,可增强系统对空间数据的处理与操作能力,系统功能更为完善,实用化程度得到进一步提高。文化遗址景观的脆弱性关系到遗址保护与持续利用,采用GIS 技术,可对文化遗址景观敏感度进行综合评价。
3 典型事例分析
下面以青岛和南京为例,介绍基于GIS的历史文化名城名城及风貌保护规划管理信息系统的设计及功能等。
3.1 GIS在青岛历史文化名城及风貌保护规划中的应用
3.1.1 概述:
青岛是国务院批准的国家级历史文化名城,作为近代欧亚文化的交汇区,青岛具有独特的历史内涵,对中国近代历史和社会发展产生过重要影响和作用。这是我们亟需保护和发扬光大的文化珍宝,正是由于各个历史时期的城市建设特点,使青岛城市发展历史长河中既有明晰的文化主脉,又有中外多国不同文化交汇而呈现出的多彩文化,构成了城市建筑文化多元化的总体风貌特色。规划将滨海旅游区以及展示本区域历史文化的各类建、构筑物在空间上组织起来,形成网络体系 使人们便于感知和理解保护区历史文化渊源,给老城区增添活力。
为了很好地组织和管理这些信息,使之作为科学的分析和决策依据我们建立的青岛历史文化名城及风貌保护规划成果空间数据库,为进一步完善城市规划成果数据库的组织结构和管理体系,提高规划编制和规划管理的科学性、准确性和高效性,提供了有力的技术支持。
3.1.2 数据转换:
衡量一种CAD数据到GIS空间数据库转换方法的性能,首先应考虑数据转换前后的一致性,比如在保护建筑物在GIS空间数据库中是以“面” 的形式存储的数据, 在转换前,主要对CAD图形文件做的处理工作为:
(1)对于CAD图形分层不标准的图形文件,要先进行图层分类标准化,按照点、线、面及不同的属性和用途进行分类,从而达到显示和分析的目的。然后按照不同图层分别进行转换。
(2)对CAD未封闭成面的保护建筑物,通过ARCATALOG的拓扑校验来查找未满足要求的图形,通过人工干预校正图形,最终实现数据转换。
(3)数据的组织:
由CAD转换的GIS数据并不能实现用户对数据的真正需求,其只是实现了数据的显示目的,转换后的这些资料和信息具有空间定位特征,为空间信息,其拥有图形数据。
数据的完整性不仅包括图形数据,还包括与其相关联的属性数据,从而实现图形属性一体化,按照不同图形的地物要素,制定不同的属性数据 。 以 ” 保护建筑物” 面层为例,其属性表如表1所示。
属性字段是进行统计和分析等操作的必要条件。属性字段还可以连接如照片和法定保护图则等多煤体数据,照片可以是一张也可是多张,为保证图则数据的相对安全性,采用DWF格式 。
3.1.4 功能实现
GIS 可以对空间数据按地理坐标和空间位置进行各种处理,对数据进行有效管理,研究各种空间实体的相互关系,通过多图层多因素的综合分析,可以迅速地获取用户所需要的信息,并以图形等数据形式表示出来。
对查询结果的空间数据的属性进行多方位连接,在这些数据中,包含各种形式的数据,多种文件格式,多个数据来源,把这些数据有效地组织起来,建立一个统一的数据管理系统,显示保护建筑的相关数据,比如说:现状照片、法定图则 、 文字说明等。
根据查询结果计算出保护建筑物、绝对保护区、建设控制区的面积。此系统的查询模块包括:供圈选查询、组合查询、定位查询的方式。
3.2 基于GIS技术在南京历史文化名城保护规划中划定历史街区的应用
历史文化名城保护并不是要保护城市的全部,而是保护反映城市风貌特色的历史街区、历史格局和历史风貌等,其中,历史街区是城市传统历史文化的载体,是历史文化名城重要的组成部分。划定历史地段、历史建筑群等历史保护区的保护界限,提出相应的规划控制和建设要求是历史文化名城保护规划的主要内容之一。以南京为例,在历史文化名城空间数据库基础上,建立划定历史街区保护界限的综合评价评估体系,使评价体系做到对历史资源的合理分类、科学分级,并使之通过分类标准所确定的保护对象体系能够与保护规划相衔接。
3.2.1 评价原理及方法
评价原理及方法包括:(1)评价指标体系的建立。在选择具体的评价指标因子时,应遵守指标因子的客观性、可测性、可比性、简明性和灵敏度等基本原则。同时建立面状资源评价体系,在南京老城的所有地块中寻找风貌最好,价值最高的单元作为历史街区的候选对象。因此,面状资源评价体系是以确定保护价值为目标层的单目标评价体系,选择资源自身价值、完整性价值作为面状历史资源的评价准则如表2所示。(2)评价指标因子分级和权重值的确定。
3.2.2 多因子综合评价方法在南京老城划定历史街区中的应用
(1)指标因子的评价与分析:包括历史价值计算,如先计算出城市空间沉淀深厚度分布图,再计算出权力空间沉淀深厚程度,最后将得到的等级指数分别乘以各自的权重值,进行累加得到每个评价单元历史价值综合评价的总分。格局价值计算、历史资源点富集度、形态完整性。
(2)南京老城历史街区划定的多因子综合评价
例如将每个评价单元的历史价值综合评价值、格局价值、和景观价值等级指数的得分值分别乘以各自的权重值(表1),将这三个指标因子所得值累加得到每个单元的自身价值综合评价得分;将每个评价单元的历史资源点富集度综合评价值和形态完整性等级指数的得分值分别乘以各自的权重值,将这两个指标因子所得值累加得到每个单元的完整性价值综合评价得分;再根据两个准则层的数据计算结果,按层次分析法算得的权重,计算出老城内地块单元保护重要性。需严格保护的地块单元主要集中在民国公馆集中的颐和路、明故宫周边、总统府周边、老城南及秦淮河畔。在对老城内面状空间单元评价的基础上,可将综合价值高的空间单元划定为历史街区。
4 结论
在专业设计人员和 GIS 专业人员的配合协作下,GIS 空间数据应用于规划设计将存在着具大的应用空间并将发挥更大的作用。不仅实现了空间信息的分析、统计、管理、制图和可视化表示,为政府的管理和决策及专业人员的设计提供支持,促使规划设计走向规范化与标准化,同时也将平面设计引向三维空间设计,规划成果空间数据库的日益完善,对城市规划的管理体制必将产生深远影响。
参考文献
[1]阮仪三,蔡晓峰,杨华文.修复机理重塑风貌-南浔镇东大街“传统商业街区”风貌整治探析[J].城市规划学刊,2005(04):53-55.w
[2]刘涛,崔春龙.论古城的更新与保护[J].西南科技大学高教研究,2003(04)
[3]胡明星,董卫. GIS技术在历史街区保护规划中的应用研究[J]. 建筑学报,2004(12):63-65.
[4]张剑涛.城市形态学理论在历史风貌保护区规划中的应用[J].城市规划汇刊,2004(06):58-65.
[5]赵勇,张捷,卢松,刘泽华.历史文化村镇评价指标体系的再研究-以第二批中国历史文化名镇(名村)为例[J].建筑学报,2008(3).64-69.
[6]郑炜.西安明城区城市肌理初探[D] :[硕士论文].西安:西安建筑科技大学,2005.
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[9]苏勤,林炳耀.基于文化地理学对历史文化名城保护的理论思考[J].城市规划汇刊,2003(04):38-94.
[10]杨驰.GIS空间分析建模构想[J].测绘通报,2006(11).
[11]韩笋生,彭震.GIS在国外城市规划中的应用[J].国外城市规划,2001(01).
[12]胡明星,董卫.基于GIS的古村落保护管理信息系统[J].武汉大学学报,2003,36(3):53-56.
[13]史慧珍,邓奕,韩昊英.基于空间数据库的北京旧城文物场所性量化分析初探.中国建筑学会2003年学术年会暨学会成立50周年纪念,2003.
[14]许丰功,徐建刚1,周建斌基于GIS技术的旧城改造规划----以苏州古城为例[J].计算机应用研究,2002(07).
[15]夏 青.GIS在青岛历史文化名城及风貌保护规划中的应用.科技信息,2008,29.
【关键词】文化地理学;历史文化名城;GIS;保护
经济的快速发展、人口的增加,正日益侵蚀着历史文化名城赖以生存的环境,使许多保护较好的名城遭受到冲击,甚至面临着遭受破坏的危险。因此,急需提高对历史文化名城规划和管理工作的认识,并抓紧实施。目前,历史文化名城及风貌保护规划采用的大多是传统的方法和手段,主要从感性的角度来分析收集现状基础数据,缺乏对现状基础数据的快速准确分析,使得名城及风貌保护规划无法在综合考虑相关数据相互影响的基础上做出科学的分析。因此,传统方法难以满足形势发展的需要,探索用新技术、新手段来解决历史文化名城及风貌保护规划与管理中遇到的问题成了当务之急。而计算机技术和信息技术的发展,特别地理信息系统技术的应用,给这些问题的解决带来了新的契机。
以下笔者试图以历史、文化地理学的基本观点作为历史文化名城保护的理论基础,总结了GIS在历史、文化地理学研究中的应用及展望,从而梳理了GIS在历史文化名城保护与更新中的应运,并通过几个实例,说明经由GIS的数据处理技术建立起来的历史文化名城及风貌保护规划空间地理数据,为城市规划管理和设计提供准确、动态的规划成果信息平台。
1 基于文化地理学对历史文化名城保护的理论思考
历史文化名城不仅具有丰富的文物古迹 、鲜明的城市空间格局和建筑风貌,而且具有深厚的文化内涵和传统。历史文化名城的城市形体环境作为一种符号系统和文化载体是某一地区在一定历史时期内的政治、经济、文化、军事、建筑、科学 、教育等人类活动的历史见证。因此,历史文化名城堪称是人类文化的“活化石”,具有极为重要 的历史、科学、文化和 艺术价值。在当今城市国际化、信息化和飞速发展的激流中,唯有传统文化才能显示出城市的特色、身份和归宿。
历史文化名城保护与城市发展的矛盾普遍存在,在我国社会整体文化素质还不高,面临全球化竞争又迫切需要大力发展经济的特殊历史阶段,历史文化名城保护与发展的矛盾显得尤为突出。从实践看,在历史文化名城保护工作中,重局部,轻整体,重近期,轻长远,重物质环境,轻文化内涵,重技术手段,轻人文精神,重空间关系,轻社会网络,重经济利益,轻历史、科学、艺术价值的现象较为普遍,造成许多名城“建设性破坏”和“城市灵魂的失落”。这一方面反映了新时期城市建设面临 问题和矛盾的错综复杂,另一方面则 凸现了历史文化名城保护理 沦与方法研究的薄弱。
文化地理学是人文地理学的一个重要分支学科,着重研究一定空间范围内各种文化现象的空间分异、地域组合及文化区的形成、发展和演变。文化地理学强调从地域的观点探索文化现象的形成和发展,揭示文化现象的特性及其与地理环境的关系。早在19世纪初,德国地理学家洪堡就提出,应把景观作为地理学的中心问题,探讨由原始的自然景观变成文化景观的过程。因此,文化地理学的基本观点和理论可以作为对历史文化名城保护进行系统研究的理论基础。
2 GIS在历史、文化地理学研究中的应用及展望
历史地理学和文化地理学是现代地理学中两个关系密切的分支学科。人文现象是历史地理学重要的研究对象,文化地理学研究也离不开其历史属性,两者相互交叉形成了诸如历史文化地理或历史人文地理等学科。随着当今世界科技的飞速发展,历史地理学和文化地理学正面临一些急需解决的问题,传统的空间和时间分析方法凸显其欠缺,这对学科发展也提出了新的要求,如何采用新的研究方法提高研究成果的精确性,以促进学科的进一步发展显得十分重要。由于GIS 为地理研究和地理决策服务提供了技术支撑,在历史、 文化地理研究中,可将卫星图片、 地图、 文献资料、遗产及文化景观等按一定的格式化要求予以融合,建立历史文化地理数据库,进行信息的多元综合分析和应用,实现地理空间数据处理、分析和可视化,成为历史、文化地理学研究的新趋势。
其中,GIS在历史地理学研究中的应用:(1)历史地图资料的数字化;( 2)空间历史数据的管理和可视化;( 3) 基于空间分析方法探知历史过程。GIS 在文化地理学研究中的应用:( 1) GIS 应用于物质文化景观的研究;( 2) GIS应用于非物质文化景观的研究;另外,文化资源的管理也是历史、文化地理学的重要研究内容,主要包括文物资源的管理、文化遗址的评价以及数字博物馆建设等方面。采用文物保护管理信息系统,可增强系统对空间数据的处理与操作能力,系统功能更为完善,实用化程度得到进一步提高。文化遗址景观的脆弱性关系到遗址保护与持续利用,采用GIS 技术,可对文化遗址景观敏感度进行综合评价。
3 典型事例分析
下面以青岛和南京为例,介绍基于GIS的历史文化名城名城及风貌保护规划管理信息系统的设计及功能等。
3.1 GIS在青岛历史文化名城及风貌保护规划中的应用
3.1.1 概述:
青岛是国务院批准的国家级历史文化名城,作为近代欧亚文化的交汇区,青岛具有独特的历史内涵,对中国近代历史和社会发展产生过重要影响和作用。这是我们亟需保护和发扬光大的文化珍宝,正是由于各个历史时期的城市建设特点,使青岛城市发展历史长河中既有明晰的文化主脉,又有中外多国不同文化交汇而呈现出的多彩文化,构成了城市建筑文化多元化的总体风貌特色。规划将滨海旅游区以及展示本区域历史文化的各类建、构筑物在空间上组织起来,形成网络体系 使人们便于感知和理解保护区历史文化渊源,给老城区增添活力。
为了很好地组织和管理这些信息,使之作为科学的分析和决策依据我们建立的青岛历史文化名城及风貌保护规划成果空间数据库,为进一步完善城市规划成果数据库的组织结构和管理体系,提高规划编制和规划管理的科学性、准确性和高效性,提供了有力的技术支持。
3.1.2 数据转换:
衡量一种CAD数据到GIS空间数据库转换方法的性能,首先应考虑数据转换前后的一致性,比如在保护建筑物在GIS空间数据库中是以“面” 的形式存储的数据, 在转换前,主要对CAD图形文件做的处理工作为:
(1)对于CAD图形分层不标准的图形文件,要先进行图层分类标准化,按照点、线、面及不同的属性和用途进行分类,从而达到显示和分析的目的。然后按照不同图层分别进行转换。
(2)对CAD未封闭成面的保护建筑物,通过ARCATALOG的拓扑校验来查找未满足要求的图形,通过人工干预校正图形,最终实现数据转换。
(3)数据的组织:
由CAD转换的GIS数据并不能实现用户对数据的真正需求,其只是实现了数据的显示目的,转换后的这些资料和信息具有空间定位特征,为空间信息,其拥有图形数据。
数据的完整性不仅包括图形数据,还包括与其相关联的属性数据,从而实现图形属性一体化,按照不同图形的地物要素,制定不同的属性数据 。 以 ” 保护建筑物” 面层为例,其属性表如表1所示。
属性字段是进行统计和分析等操作的必要条件。属性字段还可以连接如照片和法定保护图则等多煤体数据,照片可以是一张也可是多张,为保证图则数据的相对安全性,采用DWF格式 。
3.1.4 功能实现
GIS 可以对空间数据按地理坐标和空间位置进行各种处理,对数据进行有效管理,研究各种空间实体的相互关系,通过多图层多因素的综合分析,可以迅速地获取用户所需要的信息,并以图形等数据形式表示出来。
对查询结果的空间数据的属性进行多方位连接,在这些数据中,包含各种形式的数据,多种文件格式,多个数据来源,把这些数据有效地组织起来,建立一个统一的数据管理系统,显示保护建筑的相关数据,比如说:现状照片、法定图则 、 文字说明等。
根据查询结果计算出保护建筑物、绝对保护区、建设控制区的面积。此系统的查询模块包括:供圈选查询、组合查询、定位查询的方式。
3.2 基于GIS技术在南京历史文化名城保护规划中划定历史街区的应用
历史文化名城保护并不是要保护城市的全部,而是保护反映城市风貌特色的历史街区、历史格局和历史风貌等,其中,历史街区是城市传统历史文化的载体,是历史文化名城重要的组成部分。划定历史地段、历史建筑群等历史保护区的保护界限,提出相应的规划控制和建设要求是历史文化名城保护规划的主要内容之一。以南京为例,在历史文化名城空间数据库基础上,建立划定历史街区保护界限的综合评价评估体系,使评价体系做到对历史资源的合理分类、科学分级,并使之通过分类标准所确定的保护对象体系能够与保护规划相衔接。
3.2.1 评价原理及方法
评价原理及方法包括:(1)评价指标体系的建立。在选择具体的评价指标因子时,应遵守指标因子的客观性、可测性、可比性、简明性和灵敏度等基本原则。同时建立面状资源评价体系,在南京老城的所有地块中寻找风貌最好,价值最高的单元作为历史街区的候选对象。因此,面状资源评价体系是以确定保护价值为目标层的单目标评价体系,选择资源自身价值、完整性价值作为面状历史资源的评价准则如表2所示。(2)评价指标因子分级和权重值的确定。
3.2.2 多因子综合评价方法在南京老城划定历史街区中的应用
(1)指标因子的评价与分析:包括历史价值计算,如先计算出城市空间沉淀深厚度分布图,再计算出权力空间沉淀深厚程度,最后将得到的等级指数分别乘以各自的权重值,进行累加得到每个评价单元历史价值综合评价的总分。格局价值计算、历史资源点富集度、形态完整性。
(2)南京老城历史街区划定的多因子综合评价
例如将每个评价单元的历史价值综合评价值、格局价值、和景观价值等级指数的得分值分别乘以各自的权重值(表1),将这三个指标因子所得值累加得到每个单元的自身价值综合评价得分;将每个评价单元的历史资源点富集度综合评价值和形态完整性等级指数的得分值分别乘以各自的权重值,将这两个指标因子所得值累加得到每个单元的完整性价值综合评价得分;再根据两个准则层的数据计算结果,按层次分析法算得的权重,计算出老城内地块单元保护重要性。需严格保护的地块单元主要集中在民国公馆集中的颐和路、明故宫周边、总统府周边、老城南及秦淮河畔。在对老城内面状空间单元评价的基础上,可将综合价值高的空间单元划定为历史街区。
4 结论
在专业设计人员和 GIS 专业人员的配合协作下,GIS 空间数据应用于规划设计将存在着具大的应用空间并将发挥更大的作用。不仅实现了空间信息的分析、统计、管理、制图和可视化表示,为政府的管理和决策及专业人员的设计提供支持,促使规划设计走向规范化与标准化,同时也将平面设计引向三维空间设计,规划成果空间数据库的日益完善,对城市规划的管理体制必将产生深远影响。
参考文献
[1]阮仪三,蔡晓峰,杨华文.修复机理重塑风貌-南浔镇东大街“传统商业街区”风貌整治探析[J].城市规划学刊,2005(04):53-55.w
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[10]杨驰.GIS空间分析建模构想[J].测绘通报,2006(11).
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