基于GIS的湘西凤凰古城文化景观

1、第 29卷第 6期 2008年 12月衡阳师范学院学报Journal of Hengyang Normal UniversityNo. 6Vol. 29 Dec . 2008基于 GIS 的湘西凤凰古城文化景观保护管理信息系统邓运员 , 刘沛林 , 郑文武(衡阳师范学院 资源环境与旅游管理系 , 湖南 衡阳 421008摘 要 :由于旅游对经济的巨大拉动作用 , 坐落在湘西的凤凰古城近几年旅游业蓬勃发展 , 各地游客纷至沓来 , 大有超过其合理容量之势 , 使得古城内原本保存完好的文化资源面临着被破坏的危险 。得到有效保护 、 文化资源得到永续利用 , 我们试图引进 GIS 。 通过 对该系统

2、的目标和功能 、 系统设计 、 , :将 GIS 技术应用于古村古镇的文化景观管理是可行的 , ; GIS 技术建立古城 文化景观管理系统具有较强的功能 , 。关键词 :古城镇 ; 文化景观 ;中图分类号 :TP75文章编号 :1673 0313(2008 06 0105 05入睡 , 但随着 “中国南方长城” 的发现和国家级历史 文化名城的审批 , 凤凰古城仿佛一夜之间就名声大 噪 , 自从 2000年大规模地开展旅游活动以来 , 旅游 产业呈现跳跃式发展 ,2005年接待游客 252万人 次 , 实现旅游收入 5. 5亿元 , 其中门票收入 0. 55亿 元 , 从 2000年到 2005

3、年旅游收入平均以 43%的年 递增率增长 1。 旅游接待规模大有超过旅游环境容 量的趋势 , 在旅游业兴旺发达的同时 , 也给古城的 保护和管理带来了不少问题 。为了有效保护古城 的文化景观 , 使古城的文化资源得到可持续利用 , 除了加强传统管理手段外 , 还迫切需要采用新技 术 、 新方法来提升古城景观的管理水平和提高保护 的效率 。上世纪 90年代以来 , 国外已相继建立了一些专 业化的历史文化遗产信息管理系统 2, 成功地将 GIS 技术应用于历史文化资源的管理 。国内开展此 项研究者较少 , 一般集中在考古领域 328; 而将 GIS 应用于古村古镇的文化景观管理则少之又少 , 而到

4、 目前为止 , 只有胡明星等从单个聚落或历史街区的 角度作过一定研究 9211。 随着我国信息技术应用的 普及和 GIS 技术向国民经济各行各业的渗透 , 将 GIS 应用于古村古镇的规划 、 保护和管理是一个值 得探索的方向 , 为此 , 我们试图构建基于 GIS 的凤 凰古城景观保护管理信息系统 , 希望该系统的方法 同样可推广应用于其它古村古镇文化景观的管理 。1 凤凰古城的文化景观凤凰县位于湖南省西部边缘 , 属湘西自治州的 一个小县 。 该县历史悠久 , 县城所在地沱江镇已有 一千多年的建城史 , 建城以前的历史还可追溯至先 秦 , 古称 “ 五竿” , 至清朝在此屯兵后改称凤凰 。

5、 凤凰收稿日期 :2008 04 01基金项目 :湖南省社科基金项目 “ 基于 GIS 的传统聚落景观管理模式研究” (06JD23作者简介 :邓运员 (1973 , 男 , 湖南祁阳人 , 衡阳师范学院资源环境与旅游管理系副教授 , 硕士 , 主要研究方向为 GIS 在 人文地理学中的应用 .106 衡阳师范学院学报 2008年第 29卷县地处湘黔要冲 , 交通发达 , 有枝柳铁路从境内通 过 ; 县城曾是大湘西地区的政治 、 经济 、 军事 、 文化 中心 , 也是历朝 “ 防苗镇边” 的苗疆要塞 。凤凰县城的老城区傍沱江而建 , 完好地保留着 清朝 、 民国时期的传统建筑 , 旧式城墙

6、、 明清古院和 青石板铺就的 “驿道” 风采依旧 , 小青瓦 、 石灰墙 、 “ 扳鳌头” (马头墙 风格独特 , 具有重要的历史文化 价值 。 古城内现有省级重点文物保护单位 8处 , 州 、 县级文保单位 85处 , 重要街道面积及重要文物古迹 面积 7万余平方米 。 其中古建筑 68处 , 古遗址 116处 , 明清两代特色民居建筑 120多栋 , 明清石板古街 道 20多条 1。 民居文物既有沈从文故居 、 熊希龄故 居 、 熊家宅院 、 陈家宅院等府第私宅 , 又有沙湾古民 居区 、 龙阁吊脚楼群等普通民房 。寺庙文物多建 于清代 , 各种庙祠建筑共 58处 1。另外 , 古城西郊

7、有唐代 “渭阳” 县黄丝桥石头城 , 目前保存完好 ; 还 有始建于明代的 “南方长城” 蜿蜒起伏 , 形成了凤凰 古城独特的文化景观 ; 再加上有戏剧 “活化石” 之称 的傩戏 、 , 凤凰古城光彩照人 。因此 ,2001日史文化名城 。值得指出的是 1. 8平方公里范围 内除了保留有明清两代的建筑以外 , 还有大量民国 时期以来陆续修建或更新的民居 , 并且它们基本上 都保持着传统风貌 , 目前供 2. 5万人居住着 , 按建筑 单体计算 , 共有 7500余座 1。 所有这些建筑物和构 筑物都可称为历史建筑 , 但为区别起见 , 我们将民 居建筑称为传统民居 , 将庵堂 、 寺庙 、 宗

8、祠 、 宝塔等 称为宗教建筑 , 而将关门 、 关厢 、 碉卡 、 哨台 、 炮台 、 古井 、 墓葬群等统称为历史遗迹 ; 城墙 (含南方长 城 、 城门楼 、 风雨桥等称为公共设施 。2 系统目标和功能凤凰古城拥有如此众多的文化景观资源 , 但这 种资源是不可再生的 , 它们经不起自然侵蚀和人为 破坏 , 将出现日趋衰败的迹象 。为此 , 我们开发基 于 GIS 的凤凰古城景观保护管理信息系统 , 以便更 好 、 更有效地对古城内的文化资源进行保护 , 该系 统的目标总体上来讲是负责凤凰古城的文化景观 的保护和管理 , 并力求使古城内文化资源保值或增 值 。 在这里 GIS 用于两个方面的

9、管理需求 , 从小的 方面来讲 , 可用于单个建筑的管理及保护规划 , 对 古镇内 7500多座传统建筑基于单体进行管理 ; 从大 的方面来讲 , 则可用于整个凤凰古城的文化资源和 景观的管理和保护 。2. 1 微观管理功能在完成对凤凰古城各种文化资源的调查以后 , 将调查数据输入计算机 , 形成一个数据库 , 最终建 成一个系统 。该系统可完成历史建筑状况信息的 记录 、 分析 、 管理 、 检索 、 显示和各种文化资源数据 的收集 、 存档 、 分析等工作 。具体来说 , 主要有以下 四个方面的功能 :2. 1. 1 查询检索最基本的属性数据查询 , 比如有关民居的建筑 年代 、 建筑材料

10、 、 房屋权属等是任何信息系统都可 以做到的 。该系统还可用于任意位置传统民居的 现状及规划方案的查询 , 输出 , 为古 、 全面的各种类型数据 , (通过 连接外部数据库 。2. 1. 2 图形图像显示由于系统连接多种方案的详细规划图件及其 必要的说明 , 所以当查询的对象是民居时 , 系统将 显示民居有关的数字图像 , 包括现状的有关平面 、 立面 、 剖面 、 屋顶及规划图件等 。2. 1. 3 统计评估该系统能够根据现有房屋建筑的各种属性 , 对 其进行统计和分析 , 辅助具体建设项目的计算和决 策 , 如古城保护需要拆除一些与传统风貌不协调的 建筑 , 本系统既可根据拆迁房屋面积估

11、算其费用 , 根据现居住人口数决定搬迁人口等 ; 还可通过查询 民居建筑的现状和规划方案而评价维护 、 保护和重 修的需求与优先权 。需要维护的则可制定维护整 改的对策 , 并能根据维护改造的程度 , 计算维修 、 改 造的费用 。2. 1. 4 三维可视化三维可视化有两层含义 , 一是以数字视频或是 以多张现状照片的方式显示古城内几条主要街道 的沿街立面 。 这不但可展示传统街巷空间的风貌 , 还可方便决策者了解某一个具体区域的现状 , 以监 视街区的保护和指导审批相关建设项目 。二是对 所有古城内的建筑物进行三维建模 , 从而能够让用 户了解各建筑物之间的三维空间关系 。2008年第 6期

12、 邓运员 , 刘沛林 , 郑文武 :基于 GIS 的湘西凤凰古城文化景观保护管理信息系统 1072. 2 宏观管理功能虽然凤凰古城已于 2000年做了 凤凰历史文化 名城保护规划 , 但该规划提出的保护方案是静态 的 , 对文化资源的管理不能进行动态跟踪 。随着时 间的推移 , 规划方案有可能需要调整 , 而且原来的 方案制订都是手工方式完成的 , 随意性较大 、 不够 精确 , 一旦需要重新修编或微调 , 则原有方案成果 须全部推倒 , 而基于 GIS 的景观管理信息系统则可 最大限度地实现数据的重用 , 规划方案的变化可及 时地在计算机上修改完成 。由于该系统所管理的 文化景观资源等信息都

13、具有定位特征 , 属于空间信 息的范畴 , 用 GIS 对它们进行管理则可以对它们进 行科学分析 、 提供决策支持信息 。通过图形数据可 了解古城内的文化资源分布及其价值 ; 并能通过及 时地对已改建 、 维修的建筑更新其图形和属性库而 实时地了解民居建筑的动态变化 ; 并且 , 该系统还 可实现三维可视化 , 方便用户从宏观上把握古城的 三维空间关系 。该系统的宏观管理功能具体包括 :(1 凤凰古城用地现状输入 、 分析:民住宅用地 、 、 休闲娱 乐用地 、 、 文物古迹用 地 、 工业发展用地 、 道路广场用地 、 市政设施用地 、 对外交通用地等 。(2 制定凤凰古城的管理规划和制定发

14、展控制 的途径 。 如制定建筑物高度控制要求 、 文物和其它 景观点高度控制要求 、 视线通廊分析 、 分期建设规 划等 。(3 制定凤凰古城的保护规划 , 如近期保护和 更新模式和中期保护与更新模式 (保护 、 改善 、 保 留 、 整治或更新 ; 此外 , 通过 GIS 的缓冲区分析功 能可以划定适宜的保护区边界和范围 (核心保护 区 、 风貌协调区 、 区域控制区 、 山体保护区等 。 (4 制定景点景区的旅游规划 , 划定特色旅游 点 (带 , 如民俗活动场所 、 旅游购物带 、 传统文化展 示点 、 名人轶事陈列点等 ; 查询检索全部或特定民 居旅馆 (客栈 以方便相关部门进行监管和

15、游客 求宿 。(5 监视和评价管理及保护政策 , 根据管理和 保护效果可以及时对政策进行调整 。3 系统设计及实现用于古城的景观保护和管理的 GIS 应用系统 的软硬件配置可有多种形式 , 我们采用 ArcObject s 提供的 COM 组件 , 再结合 VB 语言进行开发 , 这是 一条比较实用的技术路线 。我们选择 ArcObject s 而不是 MapObject s 是因为前者还提供了三维表达 功能 。其它开发过程与一般的 GIS 应用系统没有 太大区别 , 对于古城景观的管理信息系统这个专门 领域来说 , 关键在于它的数据库的建设 。3. 1 数据库设计GIS 应用系统的基础和核心

16、是数据库库体的建 设 , 本系统采用空间数据和属性数据分开管理的办 法 , 空间数据用 ArcView 的 shape 文件存储 , 属性 数据采用 SQL Server2000数据库管理 。虽然 shape 文件格式自带了管理属性数据的 DBF 数据库 , 但是 , 这种数据库是不安全的 , 对它的 不正确修改极易导致 Shape 。 为了提高 , , 本系 S 模式 , 空间数据 , 属 , 通过 SQL Server 2000。这样既可以避免地图数据在网上传输 负载过重的缺点 , 又实现了对属性数据的统一管 理 , 增加了系统的安全性 。3. 1. 1 空间数据的分类及组织根据本系统的特

17、点 , 将数据分成传统民居 、 宗 教建筑 、 公共设施 、 历史遗迹 、 道路 、 河流水系 、 给 水 、 排水 、 电力 、 电讯 、 绿化等十多个专题数据层 。 所有这些图层的图形数据都以 shape 文件存贮 , 对 图形数据采用统一规则命名 , 以便于数据组织和 维护 。该系统需要输入的数据众多 , 为方便管理 , 将 数据分为 :基础数据 、 地理数据和专项规划数据三 种类型 。(1 基础数据包括传统民居 、 宗教建筑 、 历史遗 迹 、 公共设施 (合称为 “历史建筑” 以及道路数据 等 , 其中最重要的是历史建筑数据 。(2 地理数据主要包括地形数据 (等高线 、 高程 点

18、、 土地利用数据和河流水系等 。(3 专项规划数据即保护规划的数据 , 包括高 度控制规划 、 用地规划 、 旅游线路规划 、 景点景区 规划 。各种数据均以层为基本单位进行组织 , 形成以 图为主 、 数据从属的图表结合的数据表达方式 。为 了使空间数据和属性数据结合起来 , 为了便于实现108 衡阳师范学院学报 2008年第 29卷各子库之间 、 属性库与空间库之间的交互访问 、 数 据交换 , 快速 、 有效地响应从地图到属性和从属性 到地图的双向查询 , 这里采用了关联字段的方法 , 在空间数据和属性数据库及其子库中都设计一个 可以唯一标识所有记录的字段 (ID 码 , 以建立数据 库

19、之间的联系 , 查询以此字段 (建立索引后 为基础 进行 。 另外 , 使用单位可以根据实际需要自主地添 加有关数据项和内容 。3. 1. 2 属性数据的结构和定义根据古城保护和管理的特点 , 收集各类数据源 的数据 , 评价其精度 、 可靠性 、 可利用性及相互关 系 , 确定入库的数据项 , 并给出各数据项的详细定 义 , 对同一属性进行分类编码 , 并编辑数据字典 。 (1 建筑物信息 :建筑编号 、 建筑年代 (清代建 筑 、 民国建筑 、 五十至七十年代建筑 、 八九十年代建 筑 、 新建建筑 、 建筑类型 (较好风貌传统建筑 、 一般 风貌传统建筑 、 部分改动传统建筑 、 部分损

20、毁传统 建筑 、 较好风貌现代建筑 、 一般风貌现代建筑 、 较差 风貌现 代建筑 、 建 筑质 量 (一 类 、 二 类 类 类 、 建筑材料 (木质 、 砖石 、 青瓦 、 层高 、 住户 ( 。 (2 、 宽度 、 铺路 材料 (红色砂岩 、 、 街巷视频录像 。(3 历史遗迹信息 :编号 、 名称 、 类型 (关门 、 关 厢 、 碉卡 、 哨台 、 炮台 、 古井 、 墓葬群等 、 历史渊源描 述文本 、 不同角度的照片若干张 。(4 公共设施信息 :编号 、 名称 、 类型 (城墙 、 城 门 、 其它 、 不同角度的照片若干张 。对本系统最重要的数据层即历史建筑及传统 风貌的街巷

21、空间 , 为了全面地评价其现状 , 除用定 长的属性字段对其进行了描述外 , 还有大量实地拍 摄的数字图像 。 因此 , 属性数据除包含通常的文本 信息外 , 还包括图片信息 (如建筑物特别是挂牌保 护的民居的平 、 立 、 顶面各个角度的照片 和影像资 料 (如反映街巷空间或房屋立面特点的 AV I 动画和 声音 。 由于对每个实体进行表示的多媒体数据量 大小不一样 , 只能用 SQL Server 数据库的 BLOB (长二进制 字段类型进行存储 。3. 2 系统实现凤凰古城文化景观保护管理信息系统是一个 对凤凰古城文化遗产信息进行采集 、 处理 、 存贮 、 分 析以及提供可视化表达的保

22、护与管理的统一平台 。 根据保护与管理的功能需求 , 将系统分成七个功能 模块 :查询模块 、 统计模块 、 数据输出与打印模块 、 数据备份模块 、 系统维护模块 、 建筑物管理模块 、 用 户管理模块 。根据 GIS 软件工程的要求以及系统 本身的特点 , 将各功能模块进行切分 , 做成相应的 菜单 , 共分八个部分实现 , 包括 :有关系统的操作 、 有关系统更新的操作 、 对视图的操作 、 查询操作 、 统 计操作 、 建筑物管理操作 、 三维虚拟以及空间分析 操作 , 再加上 “帮助” , 共九个菜单 , 系统的总体界面 如图 1。图 1 系统的总体界面Fig. 1The syste

23、m overall interface4 结论与讨论目前我国的古村古镇的保护规划和保护管理 当中大多采用手工操作 、 人工管理等传统的方法和 手段 , 保护的好坏完全取决于规划编制专家的经验 和管理人员的保护意识与专业素养 , 有太多的人为 性和随意性 。主要表现在两个方面的不足 :(1 规 划方案不科学 。 (2 静态管理方式不能跟踪动态变 化 12。 因此 , 传统方法难以满足形势发展的需要 , 探索采用新技术 、 新手段来解决古村古镇的保护规 划与管理中遇到的问题成了当务之急 。而 GIS 技 术的应用 , 将给这些问题的解决带来了新的契机 。 近年来我们一直致力于将 GIS 应用于古村

24、古镇的 文化景观保护与管理 , 通过以上的案例研究可以得 出如下结论 :(1 GIS 应用于古村古镇的文化景观的保护和 管理是可行的 , 并且大有可为 , 将极大地改变古村 古镇的管理手段和保护效果 , 最终替代传统的管理 方法 。 本案例的研究可以为其它古村古镇的景观 保护和管理提供一定的借鉴 。(2 采用组件式 GIS 建立的古镇文化景观保护 管理信息系统具有较强的空间分析功能和扩展功2008年第 6期 邓运员 , 刘沛林 , 郑文武 :基于 GIS 的湘西凤凰古城文化景观保护管理信息系统 109能 , 还可实现景观或传统建筑信息的三维可视化表 达 。 在此基础上 , 可方便地进行三维景观

25、浏览 、 视 线通廊分析 、 建筑高度控制规划等管理功能 。 (3 本案例在古村古镇的景观保护和管理当中 引进 GIS 技术 , 相对于以往基于定性描述为主的研 究方法是一种革新 , 采用这种方法所得出的管理方 案无疑更具有可操作性 , 因而可以提高古村古镇的 管理水平和保护效果 。(4 应用 GIS 技术可以对古村古镇的地图数 据 、 文献数据和实物照片数据进行一体化管理 , 方 便用户基于图形化的界面进行查询 , 从而提高保护 和管理的工作效率 。参考文献 :1湘西自治州政府 . 中国湘西网 EB/OL .200525225 http :/www. fhzf. gov. cn/.2(英 P

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29、ent , Hengyang Normal University , Hengyang Hunan 421008,Chian Abstract :Because of the powerf ul propelling of tourism , the tourist industry in the Old Town of Fenghuang , West Hunan , has been prospering in the recent years ,and travelers have been rushing here f rom various places , and it seems to exceed its tolera 2 ble capacity , and to endanger its cultural resources which were previously well 2preserved in the town. To guarantee the effec 2 tive preservation of the cultural lan