城市湖泊景观亲水性与空间信息数据库研究

GIS技术的应用一直是城乡规划、建筑及景观等相关学科近年来研究的难点之一，由于研究涉及的学科领域差距较大，研究人员的学术背景较为单一，难以在跨学科研究中寻找真正有效的结合点。本书立足于对GIS技术在城市水环境研究方面的应用研究，专注于中小尺度的景观范畴，以人与水环境的互动——亲水性为出发点，总结并实践了相关环境影响因子的采集技术，并运用GIS以及遥感图像等技术对数据进行分析，对城市滨湖景观的亲水性与空间信息数据库进行整合研究，为城市水环境的设计策略提供科学可靠的依据。 

本书着重介绍了GIS技术的构成与发展，并将其在城市环境建设领域的应用情况作了较为详细的阐述。在此基础上，将环境空间信息以及空间信息库的概念进行了较为深入的比对、分析，并将之与城市湖泊景观亲水性所需要的各项要素所对应，从概念、特征、目标和意义上为建立城市湖泊景观空间信息数据库作了充分的准备。zui后，笔者将两部分内容耦合在一起，细致地阐述了如何构建城市湖泊景观空间信息数据库，包括子数据库、建库原则、建库步骤等内容。

王贞,女，湖北省武汉市人。任教于华中科技大学建筑与城市规划学院设计学系，工学博士。中国留学人才发展基金会“水岸保护公益专项基金”联合创始人、主任，武汉市申报“设计之都”的特聘专家。主要研究方向为生态环境改善及文化景观保护。近十年来主持国家自然科学基金一项，省部级自然科学基金及社会科学基金多项，出版学术著作1部，并发表10余篇学术论文。

向隽惠,女，湖北省武汉市人。华中科技大学艺术硕士，现任教于武汉工程大学邮电与信息工程学院，为环境设计专业专职教师。主要从事滨水环境、适老环境设计等研究。

张何,男，华中科技大学艺术硕士，美国佛罗里达大学建筑理学硕士。主要从事城市可持续发展与气候适应性设计等相关方向的研究，擅长使用Grasshopper、Revit、ArcGIS和Ecotect等应用软件对场地进行分析模拟。曾跟随佛罗里达大学可持续设计工作营受邀访问荷兰格罗宁根大学与新加坡城市规划局（URA），并针对当地城市水体的规划与设计进行了调研。

 

章 绪论

节 研究背景

第二节 研究内容

第二章 基础理论

节 生态学

第二节 环境美学

第三节 环境心理学

第四节 地理信息学

第三章 城市湖泊景观亲水性

节 概念解析

第二节 城市湖泊景观的亲水性

第三节 城市湖泊景观亲水性的相关因子

第四节 城市湖泊景观亲水性研究的发展

第四章 城市湖泊景观空间信息数据库

节 环境空间信息

第二节 ArcGIS与空间信息数据库

第五章 城市湖泊景观空间信息数据库的构建

节 数据库构建

第二节 数据库设计

参考文献

图片来源

后记

 

后记

城市湖泊景观亲水性是一个复杂的综合概念，它既包含对亲水场所及周边环境等物质要素的研究（例如交通可达性、驳岸环境的生态性、亲水活动的组织、景观视线的创造、场地空间的适宜性等的营造等），也有对使用者心理需求要素的满足（例如人的视觉、听觉、触觉对湖泊的反应，人的亲水喜好等）。

中外学者对城市湖泊的研究大多数集中于对湖泊生态环境的变化成因分析及改善措施的探索上。有关城市湖泊景观的研究分散于城市滨水景观研究的范畴之内，且多以大尺度、综合性的面貌出现，集中于护岸边坡的生态工程研究上而忽略了人对湖泊的使用愿望和使用过程的研究。零零散散为数不多的有关城市湖泊景观亲水性的探讨多含糊其词，甚至将“亲水性”的理念等同于“可达性”来阐述，从而将研究专注于交通可达性或者护岸形态研究。本书则以环境设计的视角，从物质和心理两个层面探讨城市湖泊景观的概念、内涵及基础理论，试图将亲水性作为切入点来理清滨水景观设计中人与水的相互关系，理解人与水的互动逻辑，为营造良好的城市滨水开放空间提供有效的途径。

而传统的有关城市滨水景观的研究多使用定性研究的方法，其特点是主观描述过多。然景观设计zui终是要落实到工程实践的，其时实事往往与人们zui初的美好愿景相去甚远。究其原因之一便是没有将设计的基础放在研究环境本身的自然规律，和对客观条件进行科学分析上，实践证明主观臆断、拍脑袋的设计方案是不可能得到成功的。本研究坚持将GIS技术介入到传统的景观规划设计领域，重新认识、分析、再现人居环境所拥有的特征。然而地理信息系统从一开始就是为自动化制作地图而设计的，而我们这些环境设计师不是研究地图的, 我们要研究的是作为地理现象的景观中的规律。研究规律zui常用的方法就是建立模型, 而地理信息系统zui大的问题是不直接支持模型运算, 它的模型运算需单独进行, 再将运算结果可视化、指导设计。不仅如此，对于空间技术、模型建立和运算等知识的缺乏是一种普遍现象，即使在广泛的计算机或者地理学专家之中也是如此，对于城乡环境建设领域的学者、设计师们就更是明显的缺失。

近十年环境专业领域对空间技术应用的需求却在稳步增长。这也是促使我们下决心做本书研究的初衷。尽管由于专业背景所限，作者对于地理信息学知识的掌握还非常肤浅，使得我们在做这种跨学科研究时深感捉襟见肘，步履维艰。但正是如此的困境也使我们明白了跨学科研究的重要性，由此坚定了我们将研究继续下去的决心。千里之行始于足下，希望本书可以成为相关研究的一个小小开端，起到抛砖引玉的作用，为我国城市水环境建设提供有益的探索，辅助设计、引发研究。

本书的付梓深得各位同仁和师长的鼎力协助，首先要感谢万敏老师创办的工程景观学为我们这些初启研究航程的学者提供了一个研究的崭新视角，并敦促我们在跨学科研究的探索中不断前行。还要感谢华中科技大学出版社此次申请的湖北省出版基金为工程景观学系列图书的出版做了坚强的后盾，同时感谢华中科技大学创新研究基金（2015QN061）的资助使得本研究得以立项。特别感谢建筑与城市规划学院李保峰院长、黄亚平院长、陈刚书记多年以来对我的支持与帮助，设计学系主任白舸老师、李梅老师在工作中的鼎力支持，与我一同任课的设计学系同仁王天杨、尚磊、郭玉、宋晓东、李敏等老师对我长期的包容与理解，我系资深教师辛艺峰、冷先平、匡小蓉等老师一直以来对我的信任与鼓励，我的合作者向隽惠、张何无分寒暑的无私付出，我的硕士研究生团队几年来每位参与整理资料、调研的成员们的艰苦努力也令我感激不尽。还要特别感谢的是易彩萍编辑从本书出版计划之初，一直到zui后排版矫正、封面设计等等每一步的认真负责、耐心周到的服务，是本书得以按时出版的zui重要保证。zui后要感谢我的父母，本书写作过程正值酷暑假期，老父身染疾病，我不但没有时间陪伴他们，还需要他们照顾我和儿子的生活起居，作为女儿我亏欠他们太多。我也不是一个合格的母亲，儿子考上大学的这个假期本应彻底轻松享受假期而我却没有陪时间他度假，甚至没有给他做过一餐像样的晚餐。现在我才深深地理解与其说书是作者的书，不如说书是作者背后无数人共同付出的成果，这个领悟使我感到责任倍增，唯有认真研究、认真思考、认真写作，才能做到不负读者、不负亲友的厚爱。

本书作者组织了跨学科研究团队，从GIS技术以及城市规划、景观设计的角度重新审视GIS技术与以上学科的融合，特别是针对中小尺度城市水环境的影响因子进行数据采集与分析实验，进行了跨学科创新性的研究实践，其成果将有可能为“人与自然和谐相处”的新型城市水环境建设作出积极的贡献。

湖泊作为地球水生态系统的重要组成部分，同时也是城市重要的水体形式和生态资源，在调节城市小气候、调蓄洪水和改善城市生态环境等方面发挥着不可替代的作用。人类自古就有亲水的天性，我国更是拥有亲近自然、道法自然的悠久历史：孔子在《论语》中指出“仁者乐山，智者乐水”，老子在《道德经》中也有“上善若水”的名句。我国湖泊景观的营造史更是源远流长，可以上溯到汉武帝时期“建章宫”的太液池，自那之后理水一直是中国传统园林营造中重要的内容。然而经唐至清的二千多年，绝大多数优秀的城市湖泊景观一直以园林的形式为帝王将相所私有。初具现代意义的城市湖泊景观则源自一些毗邻城市且有历史渊源的大型自然湖泊，例如杭州的西湖、武汉的东湖、南京的玄武湖等，此类湖泊靠近城市或者位于城市内部，其或与河流相连、或受山泉活水的滋养，颇受人们青睐、趋之若鹜，故而经历代疏浚而开发成为中外闻名的旅游景点、城市名片。

本书的研究对象——作为城市公共空间的城市湖泊，则是湖泊水体与现代城市建设的有机结合体，人们通过缜密的规划设计湖泊景观来塑造新型城市开放景观空间、维护良好的城市水环境，目的是为城市公共生活提供优质的亲水场所。

自改革开放四十年以来，令世界瞩目的快速城市化发展在带来巨大经济效益的同时，使我国城市的数量、规模和形态都发生了翻天覆地的变化。同时城市地区自然资源也遭受到了意想不到的破坏，特别是包括湖泊在内的城市水体面临着越来越严重的水质污染、面积缩小、生态功能退化、景观质量下降、生物多样性锐减等困境。这些城市湖泊的环境问题在很大程度上已经开始制约城市的可持续发展，并为城市居民生活质量的提高埋下了隐患。新世纪以降，随着全球化带来的社会、经济、环境观念的不断发展，人们逐渐认识到城市湖泊对于城市发展的重要性，城市水环境保护的理念逐渐得到业界、媒体，甚至广大民众的日益认同，城市湖泊生态修复、城市滨水区更新等针对城市水体的理论研究以及规划建设都如火如荼地发展开来。

通过文献检索我们发现，有关城市湖泊研究的文献以环境科学为主导，其中以研究城市湖泊的水质污染状况及改善方法的居多。而城市建设领域的相关论文则以城市湖泊的生态服务功能、运用植物进行生态修复等研究为主导。其中有关城市湖泊景观的研究文献相对较少，甚至连城市湖泊景观的定义都不确定。因为现代城市湖泊景观是一个复杂、开放、动态的系统，过去那种单纯从美学角度探讨滨湖景观营造的方式已经不能适应新时期城市湖泊景观建设的需要。

 而地理信息系统（GIS）作为一个收集、储存、分析和传播地球上关于某一地区信息的系统，以其强大的地理信息空间分析功能，在环境及景观规划设计实践中发挥着越来越重要的作用，特别是作为强大、灵活的决策支持系统在城市景观设计相关行业受到越来越多的重视。本书即从认识城市湖泊景观特征入手，以城市湖泊景观亲水性为切入点，利用GIS技术辅助进行湖泊景观亲水性因子的采集和分析，从而试图寻找辅助现代城市湖泊景观设计的科学方法。本研究致力于发掘有助于保持城市湖泊水环境的生态质量、塑造可持续发展的城市湖泊景观、实现人与水的和谐相处、保持城市文脉、使人民安居乐业的城市景观设计的新途径。本书的研究内容积极补充了国内外对于城市湖泊景观亲水性研究的不足，也探讨了GIS技术在该领域的应用可能和途径，期待本研究可以指导实践、引发研究。