CN105069268A

CN105069268A - 一种基于gis的景观视觉影响综合评价方法

Info

Publication number: CN105069268A
Application number: CN201510585197.4A
Authority: CN
Inventors: 甘露
Original assignee: Yangtze University
Current assignee: Yangtze University
Priority date: 2015-09-11
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2015-11-18

Abstract

本发明提供一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，其包括以下步骤：建立目标评价函数、建立评价对象影响因子集合、建立影响因子的权重、列出影响因素模糊评价矩阵，利用GIS实现景观视觉影响评价，并生成多维显示图形。本发明采用建立评价对象影响因子集合、建立影响因子的权重的方式，并结合层次分析法和模糊评价法，采用位置变异函数和半方差函数进行分析，利用GIS实现景观视觉影响评价，并生成多维显示图形的方法，能够实现对景观视觉影响的综合客观评价，评价效果比较理想，能够综合考虑各个因素、各个人群的意见，并利用GIS对数据进行存储与比较，实现对景观视觉评价的高可靠性，为景观设计做指导作用。

Description

一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法

技术领域

本发明涉及景观评价与设计技术领域，具体为一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法。

背景技术

自上个世纪80年代开始，随着我国经济的飞速发展，城市面貌焕然一新，城市环境品质有了很大的提高，但与发达国家相比，我国城市景观和实质环境仍然存在很大差距，反思这些年的城市景观建设仍存在不少问题，如局部城市环境，景观有所改进，总体城市环境和景观质量下降，出现了不少破坏性建设，形成新的视觉景观污染，城市景观重建设，轻保护，重表面、轻实质、急功近利、不少历史文化遗产遭到破坏，这些问题都与景观评价密切相关，对景观评价基本理论和方法缺少了解和研究是重要原因之一，城市景观评价理论和方法研究包括对城市景观的内涵，价值取向，评价方法，评价体系和视觉资源的描述分析等诸多方面。再例如，居住小区中的景观尺度不紧要满足功能尺度的要求，还要满足人们的视觉、触觉的尺度需求、人体知觉中感知范围最远，也是感受最直接的是视觉，在人的空间经验中起主要作用，人的视觉生理因素对景观的尺度感知和影响，需要通过分析才能清楚地了解。

对于景观视觉而言，紧张的都市生活使人们更加渴望自然，在很多居住区规划设计时，对住宅周围的景观设计要求也越来越严格，这也引起了设计师们的高度重视对于空间的把握能力是每个设计师必备的能力之一，而设计师们在设计的物质空间就是要满足使用者的心理空间视觉是人们感受外界的主要方式，正如环境心理学家告诉我们的一样：视觉比其他感觉器官都要发达，并与外界的大量信息有关，人从环境中所接收到的信息之大部分都要通过视觉和听觉，其中视觉可以得到听觉的千倍以上的信息在景观环境中，景观的尺度大小多数都是通过视觉传达给人的，因此人的视觉特性对景观的尺度存在着一定的控制性。因此，要想对景观的视觉设计好，如何对景观的视觉影响进行评价，对于景观设计具有十分重要的作用。

而地理信息系统(GIS)是一种用来捕捉、贮存、检查、合成、处理分析和表示具有地理坐标属性的空间数据的操作系统，它是由计算机硬件系统，计算机软件系统及组织管理系统所组成。它具有以下三个特征：

(1)具有采集、管理、分析和输出多种地学空间信息能力.具有空间性和动态性。

(2)以地学研究和地学决策为目的以地学模型方法为手段.具有区域空间分析.多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次高质量的派生信息。

(3)由计算机系统支持进行空间数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地学分析方法或模型作用于空间。数据产生有用信息快速、准确地提供科学决策依据。

在景观建设过程中，会出现管理信息量巨大的现象，并且数据类型复杂。面对大量的数据信息，没有合理的信息系统会使得建设工作效率低，难度大。利用GIS建立一个合理有效的信息系统将会减小景观规划、施工等建设工作的难度，使得资源有效利用，实现科学管理。因此，如何利用GIS技术来实现对景观视觉影响的评价，是景观设计的重要前提。

基于以上技术问题，本发明提供了一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，采用建立评价对象影响因子集合、建立影响因子的权重的方式，并结合层次分析法和模糊评价法，采用位置变异函数和半方差函数进行分析，利用GIS实现景观视觉影响评价，并生成多维显示图形的方法，能够实现对景观视觉影响的综合客观评价，评价效果比较理想，能够综合考虑各个因素、各个人群的意见，并利用GIS对数据进行存储与比较，实现对景观视觉评价的高可靠性，为景观设计做指导作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构和使用简单、合理，成本低，工艺简单，性能稳定、使用寿命长的一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，其包括以下步骤：

(1)建立目标评价函数：设置一个景观视觉影响综合评价指标作为目标评价函数；

(2)建立评价对象影响因子集合：至少设置所需评价景观的顶点坐标、方向、角度、色彩、高度、温度、湿度以及光照作为评价对象影响因子；

(3)建立影响因子的权重：对不同的人群进行采样调查，让所采用的人群给出各个影响因子所占的权重系数，根据采样的数据来求出各个权重系数的平均值；

(4)根据影响因子集合以及各个影响因子的权重，结合步骤(1)建立的目标评价函数，列出影响因素模糊评价矩阵；

(5)将该影响因素模糊评价矩阵输入GIS数据库中，结合层次分析法和模糊评价法，采用位置变异函数和半方差函数进行分析，利用GIS实现景观视觉影响评价，并生成多维显示图形。

进一步，作为优选，所述步骤(2)中，将所需评价景观的顶点坐标、方向、角度、色彩、高度、温度、湿度以及光照的得分数值设置为模糊性集合：U＝U{U₁，U₂，U₃，U₄，U₅，U₆，U₇，U₈}；所述步骤(3)中各个权重系数的平均值依次设置为权重系数集A＝A{A₁，A₂，A₃，A₄，A₅，A₆，A₇，A₈}，并要求A₁+A₂+A₃+A₄，A₅+A₆+A₇+A₈＝1；所述步骤(4)中，影响因素模糊评价矩阵为V＝∑AU+A₂U+A₃U₃+A₄U₄+A₅U₅+A₆U₆+A₇U₇+A₈U₈；所述步骤(5)中的半方差函数是(其中，1≤i≤8)，所述步骤(5)中，位置变异函数的表达式为其中，i＝1，2，3，4…，N(h)，Z(x+h)和Z(x)为位置坐标处的得分数值，h为距离。

进一步，作为优选，所述步骤(5)之后还包括存储数据库步骤，其中，所述存储数据库步骤为将各个影响因子几何以及各个影响因子的权重、影响因素模糊评价矩阵和多维显示图形存储在综合评价数据库中。

进一步，作为优选，所述步骤(5)之后还设置有与标准数据库中的数据进行比较的步骤，其中，标准数据库中存储有所需评价的景观的理想的顶点坐标、方向、角度、色彩、高度、温度、湿度以及光照，其中，与标准数据库中的数据进行比较是利用实际所需评价的景观的对象影响因子集合与理想的对象影响因子集合进行一一对比比较。

进一步，作为优选，所述步骤(3)中，对不同的人群进行采样调查时。要求不同的人群需要考虑性别、年龄、学历、职业和收入的平衡。

进一步，作为优选，所述步骤(5)中，生成多维显示图形时，需要对景观进行比例处理，并采用统一的比例大小来显示多维图形。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，采用建立评价对象影响因子集合、建立影响因子的权重的方式，并结合层次分析法和模糊评价法，采用位置变异函数和半方差函数进行分析，利用GIS实现景观视觉影响评价，并生成多维显示图形的方法，能够实现对景观视觉影响的综合客观评价，评价效果比较理想，能够综合考虑各个因素、各个人群的意见，并利用GIS对数据进行存储与比较，实现对景观视觉评价的高可靠性，为景观设计做指导作用。

附图说明

图1是本发明的一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法的结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，其包括以下步骤：

在本实施例中，在所述步骤(2)中，将所需评价景观的顶点坐标、方向、角度、色彩、高度、温度、湿度以及光照的得分数值设置为模糊性集合：U＝U{U₁，U₂，U₃，U₄，U₅，U₆，U₇，U₈}；所述步骤(3)中各个权重系数的平均值依次设置为权重系数集A＝A{A₁，A₂，A₃，A₄，A₅，A₆，A₇，A₈}，并要求A₁+A₂+A₃+A₄，A₅+A₆+A₇+A₈＝1；所述步骤(4)中，影响因素模糊评价矩阵为V＝∑AU+A₂U+A₃U₃+A₄U₄+A₅U₅+A₆U₆+A₇U₇+A₈U₈；所述步骤(5)中的半方差函数是(其中，1≤i≤8)，所述步骤(5)中，位置变异函数的表达式为其中，i＝1，2，3，4…，N(h)，Z(x+h)和Z(x)为位置坐标处的得分数值，h为距离。

此外，为了便于对数据进行存储，所述步骤(5)之后还包括存储数据库步骤，其中，所述存储数据库步骤为将各个影响因子几何以及各个影响因子的权重、影响因素模糊评价矩阵和多维显示图形存储在综合评价数据库中。步骤(5)之后还设置有与标准数据库中的数据进行比较的步骤，其中，标准数据库中存储有所需评价的景观的理想的顶点坐标、方向、角度、色彩、高度、温度、湿度以及光照，其中，与标准数据库中的数据进行比较是利用实际所需评价的景观的对象影响因子集合与理想的对象影响因子集合进行一一对比比较。同时，在步骤(3)中，对不同的人群进行采样调查时。要求不同的人群需要考虑性别、年龄、学历、职业和收入的平衡。在步骤(5)中，生成多维显示图形时，需要对景观进行比例处理，并采用统一的比例大小来显示多维图形。

本发明采用建立评价对象影响因子集合、建立影响因子的权重的方式，并结合层次分析法和模糊评价法，采用位置变异函数和半方差函数进行分析，利用GIS实现景观视觉影响评价，并生成多维显示图形的方法，能够实现对景观视觉影响的综合客观评价，评价效果比较理想，能够综合考虑各个因素、各个人群的意见，并利用GIS对数据进行存储与比较，实现对景观视觉评价的高可靠性，为景观设计做指导作用。

实施例一

在生态绿地的建设上，利用本发明的基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，能够依据科学合理的原则，本着在科学性的基础上，追求艺术性、趣味性，积极的发挥公众的参与性，使公众参与使居民主动关心其栖息地景观的保护、管理与应用，实践证明，本发明的方法可以使居民认识到景观在社会生活、文化领域以及经济生活方面具有重大作用，能够积极参与到景观评价的讨论中有利于体验到自我生态教育与景观历史文化传承。这种综合方法能够将公众与景观分析设计专家相互结合起来，以便于最大的发挥专家的理性与科学，同时发挥居民参与法感性而主观。有效的避免了专家虽科学但缺乏居民对故乡土地文化历史与情感的深刻感知；也防止居民由于少了专业知识难以对景观的未来变化选择正确方向，本发明的方法是一种适合的调和方法，同时借助于计算机与网络将景观评价的原始资料进行大数据分析，进而得到科学与艺术、现代与未来共赢的评价结果。达到城市与绿地，景观与生态，城郊于绿地的连通性和基础性，并把建设的重点放在建设大型生态绿地，环城绿地大型交通绿地以及居住区绿地上，改变以往传统保守的思想，遵循现代城市景观建设的特点，全面完成城市景观建设的目的。

实施例二

在住宅建筑的景观综合评价中，利用本发明的基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，能够将层次景观空间的形成通过住宅建筑和高大植物的围合，能够实现通过对处在小区中人的正常视觉范围研究，对人的视距与围合实体高度的关系以及水平视域与实体宽度的研究，通过对住宅建筑的综合景观评价，能够将住宅建筑的景观设置为千尺为势，百尺为形的基准，能够使得能心情愉快的步行距离相合宜，且在此视距范围，人可以对物体的形体轮廓有清楚的观察这种尺度应用到小区中的组团绿地，就可以满足人的心里及视觉的要求从中可见，亲切宜人的景色中必包含有与人的视觉生理相契合的规律，同时，由于本发明考虑日照等因素，由于住宅建筑的尺度也影响着小区绿地的尺度，其也是小区空间围合的重要实体，因此，能够实现对住宅建筑的比较理想的综合评价，并采用图形显示与对比出来，从而提高住宅建筑的景观质量，为景观设计提供一定的指导作用。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，其特征在于，其包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将所需评价景观的顶点坐标、方向、角度、色彩、高度、温度、湿度以及光照的得分数值设置为模糊性集合：U＝U{U₁，U₂，U₃，U₄，U₅，U₆，U₇，U₈}；所述步骤(3)中各个权重系数的平均值依次设置为权重系数集A＝A{A₁，A₂，A₃，A₄，A₅，A₆，A₇，A₈}，并要求A₁+A₂+A₃+A₄，A₅+A₆+A₇+A₈＝1；所述步骤(4)中，影响因素模糊评价矩阵为V＝∑AU+A₂U+A₃U₃+A₄U₄+A₅U₅+A₆U₆+A₇U₇+A₈U₈；所述步骤(5)中的半方差函数是(其中，1≤i≤8)，所述步骤(5)中，位置变异函数的表达式为其中，i＝1，2，3，4…，N(h)，Z(x+h)和Z(x)为位置坐标处的得分数值，h为距离。

3.根据权利要求2所述的一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，其特征在于，所述步骤(5)之后还包括存储数据库步骤，其中，所述存储数据库步骤为将各个影响因子几何以及各个影响因子的权重、影响因素模糊评价矩阵和多维显示图形存储在综合评价数据库中。

4.根据权利要求1所述的一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，其特征在于，所述步骤(5)之后还设置有与标准数据库中的数据进行比较的步骤，其中，标准数据库中存储有所需评价的景观的理想的顶点坐标、方向、角度、色彩、高度、温度、湿度以及光照，其中，与标准数据库中的数据进行比较是利用实际所需评价的景观的对象影响因子集合与理想的对象影响因子集合进行一一对比比较。

5.根据权利要求1所述的一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，其特征在于，所述步骤(3)中，对不同的人群进行采样调查时。要求不同的人群需要考虑性别、年龄、学历、职业和收入的平衡。

6.根据权利要求1所述的一种基于GIS的景观视觉影响综合评价方法，其特征在于，所述步骤(5)中，生成多维显示图形时，需要对景观进行比例处理，并采用统一的比例大小来显示多维图形。