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城镇建设【2020年第07期】

  • ID:271743
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  • 学科:市政工程
  • 更新时间:2020-05-28 18:54:59
  • 期刊: 城镇建设
内容简介
《城镇建设》是由中国出版传媒股份有限公司主管、中国大百科全书出版社有限公司主办,国际标准连续出版物号ISSN 2096-6539,国内统一连续出版物号CN10-1589/TU。本刊是面向国内外公开发行的国家级综合性工程学术期刊,以服务于广大工程建设科技人员、管理者,促进国内外工程建设学术交流与发展为宗旨。

探寻景观都市主义在城郊景观中的应用—以辽宁省绥中县永安堡乡西沟村境内长城段核心保护区划定为例

2019/8/9 15:17:00 市政工程 陈倩
资料简介

摘要:景观都市主义是适用于较大尺度和空间范围的规划思想 ,强调自然的自我设计与最小人为干预相结合。基于这一视角,本文以辽宁省绥中县永安堡乡西沟村境内长城段 为研究对象,在调查长城及周边环境的基础上,利用 AHP层次分析法,进行影响因素的权重赋值,结果表明:人为因素对长城及周边环境的影响程度比自然因素大。通过建立长城核心保护 区半径模型,求得核心 保护区半径为 825.316米,利用 ArcGIS9.3,绘制出核心 保护区范围示意图,实现顺应自然的基础上进行最小人为干预,探寻景观都市主义思想在城郊景观中的应用可行性,同时, 为长城的保护与利用提供科学依据。

探寻景观都市主义在城郊景观中的应用

—以辽宁省绥中县永安堡乡西沟村境内长城段核心保护区划定为例


陈倩

上海同异城市设计有限公司 上海市 200233

摘要:景观都市主义是适用于较大尺度和空间范围的规划思想,强调自然的自我设计与最小人为干预相结合。基于这一视角,本文以辽宁省绥中县永安堡乡西沟村境内长城段为研究对象,在调查长城及周边环境的基础上,利用AHP层次分析法,进行影响因素的权重赋值,结果表明:人为因素对长城及周边环境的影响程度比自然因素大。通过建立长城核心保护区半径模型,求得核心保护区半径为825.316米,利用ArcGIS9.3,绘制出核心保护区范围示意图,实现顺应自然的基础上进行最小人为干预,探寻景观都市主义思想在城郊景观中的应用可行性,同时,为长城的保护与利用提供科学依据。

关键词:景观都市主义;城郊景观;长城保护;核心保护区划定;AHP层次分析法;最小人为干预

随着我国城市化进程的深入发展,城市经济快速增长、城市空间不断扩张,城市与郊区的边界越来越模糊,城郊的功能也开始逐步独立与完善。因此,过去用在城市发展的思想,可以同理地用在正在发展的城郊区域。

实践于城市发展中的景观都市主义(Landscape Urbanism)思想是在20世纪90年代后期,由查尔斯·瓦尔德海姆(Charles Waldheim)在詹姆斯·科纳(James Corner)等人研究的基础上总结创造的,提倡顺应自然的基础上,采取最小的人为干预[1]。由于景观都市主义是从过程的视角来认识景观,认为景观是长期演变的结果,并将持续变化。同时,认为可以将动态景观与周边相关要素相联系,通过规律分析来描述其所在地的演变,进而帮助完善所在地的发展。因此,景观都市主义是一种开放式的设计策略,而非具体不变的设计形式,设计结果具有开放性和不确定性[2]。笔者认为,这一设计策略不仅适用于已经实践的城市景观,也适用于与城市景观边界逐渐模糊的城郊景观。

该理论在中国已被实践于河流景观规划[3]、城市开敞空间体系构建[4]、矿业棕地规划[5]、生态型小城镇构建[6]、城市棕地改造[7]、中心广场设计[8]、城中村改造[9]、工业废弃地改造[10]、城市景观复兴[11]、综合公园改造[12]、城市概念规划[13]、垃圾填埋场废弃地改造[14]、城市设计[15]等类型的项目中。查尔斯·瓦尔德海姆在很多场合,都曾明确指出:“如果未来景观都市主义的发展,会出现一个领袖地区的话,那将会是中国,而中国的问题又在于如何将城市中众多的历史文化遗产加以继承和发扬光大”[16]本文基于这段话的启发,开始考虑如何拓展思维,将景观都市主义的理念应用于城市周边的城郊景观中,又由于长城在中国的众多城郊景观中最具代表性,所以以长城为研究对象,通过研究长城核心保护区范围划定,来探讨景观都市主义在城郊景观中的应用。

近年来,针对长城保护,刘媛[17]提出,人为损毁和缺乏有效保护的盲目利用,对长城的保护和利用造成危害;黄志强[18]提出,借鉴国内外的遗产保护经验,制定科学合理的长城保护措施和方案;申红宝[19]提出,通过改善自然环境条件,提高人文环境质量,才能更好的保护长城;李严等提出,长城的保护要遵循从整体—层次体系—防御工事单体—协同管理的策略建议等[20]。可见,有关长城保护的研究主要集中在理论和策略上,对理论基础上的具体实践方式,尚缺乏明确的体现。因此,在尊重自然规律的基础上,进行最小人为干预,从而研究长城遗产保护的具体实践方式,对保护长城有重要意义。

本文基于景观都市主义中提到的“充分尊重场地的自然演变过程,以场地的演变肌理为蓝本,作为启发设计师构图时的基本形式,更进一步将这一思想融合到场地的生态演变中”这一整合生态的思想[21],以辽宁省绥中县永安堡乡西沟村境内的长城段为研究对象,对长城坐落的山体高度及周边地势坡度、土地利用类型、道路分布、村落分布进行现状调查,对影响现状的因素(自然因素和人为因素)进行分析,利用AHP层次分析法,确定各影响因素的权重值,从而划分长城的核心保护区范围,实现顺应自然与最小的人为干预相结合,寻求将景观都市主义思想应用到城郊景观的一种新思路。

1 研究区域概况及数据来源

1.1 研究区域概况

辽宁省绥中县永安堡乡西沟村境内长城段,位于辽宁与河北两省交界线上,属辽宁明长城主干线的一部分,主要用青砖修筑而成。长城所坐落的山体高度起伏较大,最小值接近290米,最大值接近510米,平均值约为420米;坡度值集中在30°-67°,平均值约为48.5°。西沟村范围内,长城周围土地利用基本呈现自然状态,有林地面积最大;有6条道路可以到达长城,其中最近的道路距离为1431.8米;共有7处成聚集态的村庄,集中分布在西沟村中部靠近长城的区域,聚居村落距长城的垂直距离集中在1000-1500米的区间内,最小垂直距离为352米(图1)。影响现状的因素可以分为自然因素和人为因素[22],根据现场调研发现,其中自然因素包括风化、雷电、植物生长、雨水侵蚀;人为因素包括取材性破坏、开发性破坏、旅游破坏。

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1 长城位置及周边环境示意图

1.2 研究数据来源

研究数据包括实地调研数据和基础地理数据两部分。实际调研数据包括长城周边道路分布数量及位置、长城周边村落分布数量及位置、长城所坐落的山体高度,来源于实地考察获得的数据;基础地理数据包括绥中县航片、绥中县行政区划、数字高程模型DEM(Digital Elevation Model),来源于辽宁省葫芦岛市绥中县城乡规划建设局。

2 数据分析方法

长城的分布特点和长城周围的各种地理因子的差异,使得长城的核心保护区范围不能简单的统一为一个值,应根据当地长城周围环境条件来确定核心保护区范围。由于长城及周边环境信息的主观和残缺,对定量分析结果的准确性以及现代技术的引入造成较大障碍。针对于此,文中关注长城所坐落山体的高度及周边地势坡度、土地利用类型、道路分布、村落分布这五项较为客观和易于获取的参数,各参数的权重值,统一使用yaahpV10计算而得,确保数据的一致性和客观性。

AHP层次分析法可以将复杂问题分解为若干层次和若干因素,在各因素间进行简单的比较和计算就可以得出不同方案重要性程度的权重[23],为最佳方案提供依据。包括三点步骤:建立递阶层次结构模型、构造出各层次中的所有判断矩阵、层次单排序及一致性检验;三点原理:建立权重判断矩阵、根据判断矩阵就算权重、判断矩阵的一致性检验。

将AHP层次分析法应用于长城核心保护区范围的确定,通过分析各相关参数的权重关系,得到的权重表,进一步根据长城核心保护区半径模型,最终求得长城核心保护区的半径值,最后利用ArcGIS9.3生成长城核心保护区范围示意图。

2.1 方法步骤

(1)建立递阶层次结构模型

将复杂问题分解为元素,再将这些元素按其属性及关系分成若干层次。上一层次的元素作为准则,对下一层次的有关元素起支配作用,这些层次可以分为三类:

①最高层:这一层次中只有一个元素,一般是分析问题的预定目标或理想结果,也称为目标层。

②中间层:这一层次中包含了为实现目标所涉及的中间环节,它可以由若干个层次组成,包括所需考虑的准则、子准则,因此也称作准则层。

③最底层:这一层次包括了为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等,因此也称作措施层与方案层。

递阶层次结构中的层次数与问题的复杂程度及需要分析的详尽程度有关,一般情况,层次数不受限制。每一层次中,各元素所支配的元素一般不要超过9个,因此采用1~9标度。

(2)构造出各层次中的所有判断矩阵

从第二层开始,用两两重要性程度之比的形式,表示出两个方案的相应重要性程度等级。记aij为第i和第j方案的重要性之比,表1 给出9个重要性等级及其赋值。

1 1~9等级标度表

xi比xj

极端重要

强烈重要

明显重要

稍微重要

同样重要

量比值

9

7

5

3

1


(3)层次单排序及一致性检验

对每个成对比较矩阵,计算最大特征值及其对应的特征向量,利用一致性指标、随机一致性指标和一致性比率做一致性检验。若检验通过,特征向量(归一化后)即为权向量;若不通过,需要重新构造成对比较矩阵。


  1. 层次总排序及一致性检验

计算最下层对最上层总排序的权向量。利用总排序一致性比率:5ec79439eb896_html_78e979a1ffdb2748.gif ,CR<0.1进行检验。若通过,则可按照总排序权向量表示的结果,进行决策,否则需要重新考虑模型或重新构造那些一致性比率CR较大的成对比较矩阵。

2.2 方法原理

(1)建立权重判断矩阵

构建层次结构模型之后,从最上面的准则层开始向下,逐步确定各层因素相对于上一层各因素的重要性权数。在确定各层不同因素相对于上一层各因素的的重要性时,利用两个因素之间两两比较的方法,即1-9标度法。


  1. 根据判断矩阵计算权重

先计算出判断矩阵的特征向量W,然后经过归一化处理,使其满足5ec79439eb896_html_6d015d2e2e1b28e0.gif ,即可求出权重。

① 计算判断矩阵每一行数值的乘积Mi,并计算其n次方:

5ec79439eb896_html_7dda848542bf6883.gif

② 计算的权数

5ec79439eb896_html_9522a6603b4be0ac.gif

③ 计算判断矩阵的最大特征根

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(3)判断矩阵的一致性检验

① 计算一致性指标CI

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5ec79439eb896_html_1c1d31a910058a33.gif 稍大于n,其余特征根均接近于零,此判断矩阵才具有满意的一致性,应用特征根法所得的权重向量W才能符合实际。在一般情况下,判断矩阵阶数n越大,其CI值就越大。为了度量不同阶判断矩阵的一致性,引入了判断矩阵的平均随机一致性指标RI值。对于1-9阶矩阵,RI值见表2所示。

2 RI赋值表

指标数

1

2

3

4

5

6

7

8

9

RI

0

0

0.58

0.9

1.12

1.24

1.38

1.41

1.46


② 计算随机一致性比例CR

CR=CI/RI

若计算随机一致性比例CR<0.1,即认为判断矩阵具有满意的一致性,否则就需要重新调整判断矩阵,直至满足一致性。

③ 计算权重,层次排序

各级指标对上一级指标的权重,计算出来以后,即可从最上一级开始,自上而下求出各级指标关于评价目标的综合权重。

系统权重向量计算公式为:

U=W*V

其中,W是根据指标层C的风险因素相对准则层B的风险因素的特征向量集

V是准则层B的风险因素相对评判目标A的系统风险的特征向量

U是指标层C的风险因素相对于评判目标A的系统特征向量

该公式表示,某一级指标的综合权重是该指标的权重和上一级指标的组合权重的乘积值。要计算某一级的综合权重,必须先知道上一级的综合权重,因而综合权重总是由最高级开始,依次往下推算的。

3 结果分析与讨论

3.1 结合影响长城的人为因素和自然因素分析,建立层次结构模型

保护层的范围确定,受到人为因素和自然因素的影响。

人为因素中,村落垂直距离分布在250~2000米之间,其中有4处村落距长城的垂直距离集中在1000~1500米之间,有3处垂直距离值几乎相同,约为1400米,村民到达长城的可能性较大,易发生取材性破坏,对长城本体的影响较大(如图2);5条道路距长城的距离分布在1400-2800米之间,其中,有3条道路集中在2000-2600米之间,游客或村民的可达性较好,对长城本体的影响较大(如图3);长城所经过的地段,有林地面积占有很大的比例,占西沟村土地面积的68.736 %,树木郁闭度>30%的天然林、人工林,通常人迹罕至;灌木林面积占西沟村土地面积的26.246 %,郁闭度>40%的灌木林地,开始有人类出没的迹象;疏林地面积占西沟村土地面积的0.072 %,郁闭度10—30%的疏林地,游人较容易到达,但在西沟村的土地面积上占有比例较小;荒草地面积占西沟村土地面积的0.704 %,郁闭度<10%的荒草地,表层为土质,生长杂草,游人很容易通过荒草地进入此段长城,可进入性很高;旱地、水域,通常是人类易达的地段 ;建设用地,地势较低,地势相对平坦,通常有村民聚居。通过以上分析,可以看出此段长城周围土地利用基本呈现自然状态,覆盖有建设用地,山势比较缓,地势不高,周围有村庄分布,人类生产活动对长城本体影响较大。

通过现场调研发现,自然因素中,长城所坐落的山体高度越高,越容易受到风化,雷电等的侵袭,损坏程度越大;长城所坐落山体的坡度越小,越利于人类接近长城本体,对长城产生损坏的可能性越大(表3)。

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2 村落垂直距离统计图

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3 道路距离统计图


3 长城周边土地利用类型统计表

土地

类型

林地

农用地

村镇建设用地

未利用地

有林地

灌木林

疏林地

旱地

果园

村庄

采矿用地

坑塘水面

河流水面

荒草地

面积(公顷)

1853.30

707.67

1.93

68.07

24.79

3.46

0.78

0.14

17.17

18.99

百分比(%)

68.736

26.246

0.072

2.524

0.919

0.128

0.029

0.005

0.637

0.704

综上分析,建立层次结构分析模型,为下一步计算权重值做准备,其中,准则层要素为人为因素和自然因素,子准则层要素为村落距长城距离、道路距长城距离、长城途经土地利用类型、长城坡度及长城高度(图4)。

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4 AHP分析法层次结构模型

3.2 计算重要性权重值

基于已建立的层次结构模型,通过计算,得到各影响因素权重值,统计如下:

4 各影响因素权重值统计表

准则层

人为因素

自然因素

Wi

0.8750

0.1250

5ec79439eb896_html_1c1d31a910058a33.gif

2.0000

子准则层

村落距长城距离

道路距长城距离

长城途经土地

利用类型

长城坐落山体坡度

长城坐落山体高度

权重值

0.5574

0.0916

0.2260

0.0208

0.1042

Wi

0.6370

0.1047

0.2583

0.1667

0.8333

5ec79439eb896_html_1c1d31a910058a33.gif

3.0385

2.0000

经检验判断矩阵一致性指标<0.1,具有一致性。

从表4可以看出,人为因素的权重值综合大于自然因素的权重值总和;人为因素中权重值大小比较:村落距长城距离>长城途经土地利用类型>道路距长城距离,自然因素中权重值大小比较:长城坐落山体高度>长城坐落山体坡度;两个影响因素综合起来比较权重值的大小:村落距长城距离>长城途经土地利用类型>长城坐落山体高度>道路距长城距离>长城坐落山体坡度。由此可知,针对此段长城,人为因素比自然因素对长城本体的影响大。人为因素对长城本体的影响主要体现在取材性破坏、开发性破坏和旅游者破坏,村落距长城越近,土地类型越接近村镇建设用地,道路距长城距离越小,发生这三类破坏的可能性越大;自然因素对长城本体的影响主要是因为雷电、风化等气候变化,长城高度越高,坡度越大,长城本体受气候变化的影响越大。

3.3建立长城核心保护区半径模型

根据以上长城的影响因素权重表,确定出长城核心保护区半径的模型,如下:

A=B(0.5574*C1+0.0916*C2+0.2260*C3+0.0208*C4+0.1042*C5)

其中,A代表长城核心保护区半径大小,B是核心保护区半径系数,C1代表村落距长城最小距离等级,C2代表道路距长城最小距离等级,C3代表长城途经土地利用类型等级,C4代表长城所坐落山体的平均坡度等级,C5代表长城所坐落山体的平均高度等级。C1,C2,C3,C4,C5各个等级是通过专家划分获得的;B核心保护区半径系数的确定是参考《北京长城保护管理条例》中,规定临时保护区的非建设区是500米,也就是保护区半径最小是500米,这样,求得的B保护区半径系数为1700米。模型由此变为:

A=1700*(0.5574*C1+0.0916*C2+0.2260*C3+0.0208*C4+0.1042*C5)

C1,C2,C3,C4,C5各个等级专家划分结果如表5所示:

5 影响因素等级划分表

C1

C2

C3

C4

C5

100%

<100m

<100m

荒草地、裸岩

<10°

<300m

80%

<300m

<300m

耕地

<20°

<500m

60%

<500m

<500m

疏林地

<30°

<800m

40%

<1000m

<1000m

灌木林

<40°

<1000m

20%

>1000m

>1000m

有林地

>40°

>1000m

在表5的基础上,由于村落距长城最小垂直距离为352米<500米,所以c1=60%;道路距长城的最小距离为1431.8米>1000米,所以C2=20%;西沟村范围内,长城周围土地利用基本呈现自然状态,有林地面积最大,所以C3=20%;长城所坐落山体的坡度值集中在30°-67°,平均值约为48.5°>40°,所以C4=20%;此段长城所坐落山体的平均高度为420米<500米,所以C5=80%。整理得到核心保护区半径模型中C1=60%,C2=20%,C3=20%,C4=20%,C5=80%,代入公式(8),得到长城核心保护区半径值为825.316米。根据半径的数值,利用Arcgis9.3生成核心保护区范围示意图(图5 )。

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5 长城保护区范围示意图

4 总结与展望

本文根据景观都市主义提到“顺应自然的基础上,采取最小人为干预”的思想,定量地研究长城及周边环境的影响因素,结果表明,长城本体的损毁程度受到人为因素和自然因素的双重影响,且人为因素比自然因素的影响程度大,通过建立核心保护区半径模型,结合各影响因素的权重赋值,求得保护区的半径值为825.316米,划定长城核心区保护范围,实现了对城郊景观的最小干预,是长城及周边环境日后变化的前提。

引申到其他城郊景观,我们有必要了解景观本体的同时,对景观所处的周边环境进行调查研究,在此基础上,提出最小人为干预的方案,为城郊景观及周边环境随时间的进一步变化,提供一个有利的条件。

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作者简介陈倩(1991-7),汉,女,辽宁鞍山,硕士研究生,规划师,研究方向:景区规划建设、国土空间规划。