建立相應的生態規劃技術范文

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環境問題是21世紀全球性的問題，環境規劃是人類為使環境與經濟和社會協調發展而對自身活動和環境所做的空間和時間上的合理安排［1］，生態環境規劃則是實現社會、經濟和環境協調發展的重要途徑。現代生態城市思想直接起源于霍華德(EdwardHoward)的田園城市。田園城市理論為人們展示了城市與自然平衡的生態魅力［2］。20世紀60年代以來，美國、日本、英國、德國、法國等先后在環境規劃管理上采取了一系列行動，建立環境規劃委員會，指定并實施全國的、州的、城市的環境規劃［3］。我國也于70年代末開始制定和實施環境規劃，并開始進行環境規劃理論方法的研究［4］。生態環境規劃適時的發展及時地緩解了經濟同環境之間的矛盾，然而對環境問題的研究及解決必然涉及到復雜、敞開的信息系統，計算機信息技術把環境保護發展中的現論、方法與計算機結合在一起，具有強大的空間和屬性分析能力，可為生態環境保護規劃研究提供方便、準確的數據管理和分析手段。因此計算機信息技術與環境科學的結合運用有著巨大的發展潛力。

1國外研究進展

在20世紀60年代城市生態規劃的復蘇與發展中，美國景觀設計師Macharg和他的同事為現代城市生態規劃的發展奠定了基礎。在1969年出版的《DesignWithNature》中，Macharg提出了城市與區域土地利用生態規劃方法的基本思路，并通過案例研究，對生態規劃的工作流程及應用方法作了較全面的探討［5］。隨著規劃區域的擴展，到了20世紀中葉，出現了大量關于開放空間系統的規劃［6］。1970年以來，計算機技術的廣泛運用促進了生態規劃研究方法的革新，使城市生態學進人了一個大規模發展階段，城市生態規劃逐漸從定性向定量分析和模擬方向發展，從單項規劃向綜合規劃方向發展，其中地理信息系統體現出區域性和綜合性的特點，具備系統分析功能，是數據儲存、分析、整理的最有效的手段。因此基于計算機信息技術下的環境生態規劃是生態規劃的一種新的趨勢［7］。進入80年代以后，“3S”技術就被廣泛應用于生態規劃研究。圖層疊加分析技術是計算機信息技術在生態規劃領域中的初次應用。此后，Steinizt在此基礎上利用SYMAP(普通線劃印刷符號制圖系統)來分析不同地物因子的2圖疊加效果，并得出綜合權重指數［8］;自20世紀90年代開始，美國的生態規劃師在GIS的基礎上開始引入更加復雜的空間分析方法，Xiang利用GIS的緩沖分析技術對美國南加州的濕地進行分析，計算和繪制了不同環境要求下的生態保護緩沖距離，并據此確定了違反法規的區域［9］;而遙感技術早在20世紀60年代就開始被用來研究土地利用和土地覆蓋變化，隨著RS和GIS計算機信息技術的發展，開始了在生態規劃過程中遙感技術和GIS技術的綜合運用［10］;進入21世紀后，計算機信息技術在生態規劃中的應用開始向模型化、三維可視化方向發展，Vuilleumier等利用基于GIS的景觀模型和野生動植物散布模型來模擬研究區域的生態網絡變化，生成的網絡圖被用來評估人類活動對野生動植物的繁衍造成的影響［11］;Musacchio等提出了一個基于GIS、專家知識和系統模擬模型的生態規劃程序(LEPP)［12］，用來評價政府政策對當地生態環境帶來的影響以及不確定性。綜上所述，國外很早就將計算機信息技術應用在環境生態規劃中，在計算機信息技術應用的基礎上，生態規劃更進一步地完善了環境規劃的理論方法，使規劃者可以更加高效準確地了解生態與環境變化，制定出科學、合理的規劃方案。

2國內研究進展

我國的生態規劃理論研究與實踐起步相對較晚，20世紀90年代初計算機信息技術才開始應用，生態規劃的計算機信息技術應用方法研究初次嘗試，因此在生態規劃的計算機技術應用上大量借鑒了國外的研究成果，并根據我國自身的理論研究情況技術水平做了大膽的嘗試和創新，也取得了很多有價值的研究成果。隨著生態學自身的發展，人們對自然過程及其與人類活動的關系的認識加深，再加上計算機技術的廣泛使用，多屬性、大范圍的空間模擬分析成為可能，從而推動定量分析與模擬在生態規劃中的發展與應用。由于生態規劃通常涉及的是空間結構多樣、屬性多、組分關系復雜的城市或區域，只有通過廣泛使用計算機技術及空間資源分析技術，才有可能使生態規劃更快更廣泛的發展。

2．1計算機信息技術在規劃區域基礎數據資料處理上的應用近年來，計算機信息技術的迅猛發展給傳統的生態規

劃理論和方法加入了新的血液，它使生態規劃系統以數字和表格的形式被表達出來，為生態規劃的信息獲取、數據分析、方案制定提供了便捷。首先楊志峰等提出了遙感、GIS技術與軟件工程在生態規劃中的應用［13］，之后隨著計算機信息技術在城市規劃、建筑設計等空間環境設計領域的深入，GIS與虛擬現實(VirtualReality，VR)技術在城市建設領域開始得到應用。莫照等在基于GIS與VR技術的城市規劃設計方法，系統地綜合了當今世界最先進的GIS和VR平臺，突出應用性，服務于生產項目，大大提高了城市規劃設計的質量和效率，在城市規劃中引入虛擬場景，形象直觀，在城市規劃中生成了數據，為以后的城市規劃實施和計算機城市規劃信息管理提供了條件［14］。尚濤等采用VR、GIS和WWW等信息技術，對研究區的地理環境、基礎設施、自然資源、生態環境、人口分布、社會和經濟狀態等各種信息進行數字化采集與存儲、動態監測與處理、綜合管理與傳輸分發，構建三維城市模型和城市基礎信息平臺，建立適合于各不同職能部門的專業應用規則庫、模型庫及其相應的應用系統，在此基礎上，研制和開發各級政府綜合管理城市并能夠進行宏觀決策的計算機應用系統，利用數字化技術進行生態規劃，改變了規劃學科的觀念［15］;喻權剛等提出了基于空間數據采集、編輯、管理、分析、制圖系統的黃河流域水，直接為政府部門提供生態環境本底數據的查詢并反映生態環境的變化趨勢和變化規律［16］;林叢等運用RS和GIS技術，以研究區TM衛星遙感影像圖為主要數據源，結合研究區近年的社會經濟資料和實地調查記錄，對研究區的生態環境進行情景模擬，以ENVI4．5作為支持工具，通過探討研究區優勢資源以及土地利用中存在的矛盾點，來指導研究區發展規劃和生態建設［17］;王元勝等在基于WebGIS的生態環境信息管理系統研究中為實現生態環境動態監測和信息化管理，在生態環境基礎數據調查和建立海量空間數據庫的基礎上，將WebGIs技術與傳統Mls/oA進行無縫集成，運用集成“3S”技術，實現規劃區生態環境海量資源數據的管理，并通過“3S”專題信息的提取與挖掘，初步為生態環境規劃管理提供輔助決策支持［18］。

2．2計算機信息技術在對生態規劃現狀分析評價上的應

用單勇兵等運用GIS技術對地形、水系、土壤與植被等自然環境現狀的各個敏感性因子的矢量圖形經過配準形成統一坐標系，同時建立相關屬性數據庫［19］。尹海偉等運用GIS的空間分析功能分別對這些限制性的因素作單因子的評價，選用影響某地因子的最大值方法，來確定該地區的生態敏感性綜合指數［20］，以此規劃出最佳的環境生態方法。鄧文勝等則闡述利用孝感市統計資料獲得人類生產、生活消費類商品所需的生態生產性用地，計算出生態足跡;其次利用TM影像進行土地利用分類，得到各類生態生產性用地，再計算出土地生態承載力、生態赤字;最后將孝感市生態赤字、DEM、TM、土地利用分類圖，結合RS和GIS技術，與生態足跡法結合進行生態規劃更加直觀，為城市生態環境保護提供了科學依據［12］。南叢在基于GIS的生態功能區劃在生態城市建設中的應用中指出，在對目前生態功能區劃眾多方法進行比較的基礎上，將GIS技術應用到研究區生態規劃功能區劃中，應用GIS空間分析工具，基于權重的多因子疊置法，更能綜合考慮區域內的眾多影響因素，使得區劃結果更有利于區域的發展［21］。王宏偉等總結出生態環境質量評價是一項綜合性、系統性研究工作，是合理開發利用資源、制定經濟社會可持續發展規劃和生態環境建設與保護對策的前提和基礎;借助GIS技術，利用遙感監測數據，運用綜合指數評價法，從生物豐度、植被蓋度、水網密度、土地退化和污染負荷等方面，對伊犁區域的環境質量現狀進行了評價［22］。潘竟虎等在對黑河流域生態環境敏感性進行的綜合評價中，完全采用空間數據的方式，從數據制備到結果分析，均保留了數據信息的空間位置特征，能夠了解其數量差異，分析空間分布規律，通過GIS空間因子疊加分析，確定出了流域主要生態環境敏感區域，并在此基礎上進行了敏感性分區，可以作為生態環境保護和管理決策的科學根據［23］。鄭衛民等將“3S”技術與生態適宜性評價方法相結合，在區域資源壞境生態適宜性評價、野生動物棲息地動態評價、自然保護體系規劃等方面進行了卓有成效的探索，為建立合理的區域資源開發與區域發展策略提供生態學基礎［9，24］。

2．3在計算機信息技術支持下，建立了生態規劃技術支持

方案計算機信息技術不但可以作為規劃技術平臺，還可以作為規劃信息管理和實施監督監測信息管理體系，即建立符合計算機信息技術標準的規劃數據產品，得到直接為計算機信息技術系統所接受的規劃成果，為規劃實施的監督與管理提供數據支持和技術手段。清華大學的曾思育在分析了地理信息系統引入環境規劃帶來的優越性的基礎上，提出要深化GIS在我國環境科學中的應用，就必須加強GIS上的模型分析，并最終建立起GIS模型庫［25］。林云萍提出將“3S”技術應用到生態規劃環境功能區劃中，不僅節約時間，而且可以在很大程度上提高區劃成果的精度和科技含量;同時利用ArcGIS中的ArcCatalog工具將修正過的研究區域地理信息空間數據、環境功能區劃數據、土地利用規劃和遙感影像數據等導入Geodatabase數據庫中保存，建立研究區域環境功能區劃數據庫，便于以后的查詢和下一次修訂工作的展開［26］。李滿春等以遙感信息作為主要的數據來源，結合其他實地監測和統計數據，采用GIS技術進行數據分析和處理，建立生態效益評價與預測模型［27］。張崇寶等從環境質量分區的概念闡述入手，在分析傳統分區方法的同時，提出城市環境質量分區的遙感技術方法［28］。黎軍在基于GIS的區域生態環境建設規劃決策支持系統的研究中指出DSS是以現代信息技術為手段，運用系統工程的方法，針對某一類型的半結構化決策問題，通過提供背景材料、明確問題、修改完善模型、列舉可行方案、進行比較分析并選優等方式，為管理者做出正確決策提供幫助和支持的人—機交互系統;該系統應用南寧華僑投資區生態環境建設規劃基礎數據庫，對該區各生態環境要素進行了分析、預測并提供決策方案，為決策者在南寧華僑投資區生態環境建設過程中進行分析決策提供了有力支持［29］。鐘海濤等在生態城市規劃中為實現規劃區基礎信息和規劃成果的信息，通過GIS基本功能、圖形－屬性的雙向查詢、專題地圖制作等網絡可視化表達功能的實現，為公眾參與提供基礎平臺，并為規劃區生態城市的管理、規劃和決策提供輔助支持［30］。朱俊等提出研究區域規劃評價指標以及基于GIS的分析方法研究表明，基于GIS的基礎信息平臺，為研究區總體規劃生態環境影響分析提供了重要的數據支持;評價指標的建立為規劃生態環境影響分析與評價提供了可量化的參考尺度，基于GIS的空間分析在超標區域和生態環境敏感區分析等方面發揮了關鍵性作用，是一項具有重要實際應用價值的評價技術，基于GIS的分析方法的綜合運用大大提高了生態規劃評價的有效性和實效性，為評價提供了新的定量化途徑［31］。

3結語

綜上所述，生態環境規劃在計算機信息技術發展在研究應用下，生態環境規劃的研究內容、性質、方法與技術不斷翻新，定量化、標準化與科學化水平不斷提高，給生態規劃領域帶來了一場空前的革命。盡管計算機信息技術應用建設已在生態規劃發展中發展起來，但是可以真正有效運行的應用系統卻屈指可數。因而如何在生態規劃設計領域中更好地發揮計算機信息技術的作用，仍然值得分析探討。