GIS技术在历史文化名城保护规划中的应用研究_以南京为例

GIS技术在历史文化名城保护规划中的

*

——以南京为例应用研究

文／胡明星 金超 董卫

　　Hu Mingxing Jin Chao Dong Wei

作者简介胡明星 东南大学建筑学院 副教授金超 东南大学建筑学院董卫 东南大学建筑学院ABSTRACT

本文以南京为例，构建基于GIS技术平台历史文化名城保护规划的现状调查、规划编制的方法，以历史文化名城空间数据库为基础，将GIS技术与历史文化名城保护规划编制过程中的基础资料整理、保护名录制定、各类保护区范围划定、城市整体形态控制等工作要求相结合，改变现有的历史文化名城保护规划编制方法和技术路线，提高历史文化名城保护规划的科学性和技术性。

As case study of Nanjing, based on the Nanjing historical and cultural spatial database, a method based on GIS has been established, applying to investigation of current situation, conservation planning, such as: basic information preparation, protecting list establishment, kinds of delimited protection zone, the overall shape control of the city, etc. GIS technology has changed technique method of the existing historical and cultural city conservation planning, and enhanced the planning scientific and technical degree. KEY WORDS

GIS， 历史文化名城保护规划， 空间数据库， 评价体系

GIS，The Historical and Cultural City Conservation Planning，Spatial Database，Evaluation System

*本文受国家自然科学基金项目《基于空间信息技术的历史文化名城保护体系应用研究》(50878044)资助1. 前言

近年来城市化进程迅速推进，高速建设脚步对城市的历史文化资源造成巨大威胁，尤其对于历史遗存丰富的历史文化名城而言，这种破坏尤其突出。随着可持续发展思想的渗透和历史城市保护意识的提高，我国历史文化名城保护逐步完善，保护规划的重要性也随之凸显。2007年南京托东南大学建筑学院和南京市规划设计院修编南京历史文化名城保护规划，在保护规划编制过程中，需要编制大量的现状分析图和专题的研究，进行各种分析下的数据汇总，传统的方法不仅效率低下，而且容易出差，工作量大，更难以综合地分析基础数据，GIS技术应用，给解决这些问题带来新契机。所以，在本次保护规划编制过程中，在历史文化名城保护体系的框架指导下，探索和研究基于GIS技术的历史文化名城保护规划的方法体系，将GIS应用于南京历史文化名城保护规划的现状调查、规划编制中。

2. 基于GIS的历史文化名城保护规划空间数据库建立 历史文化名城保护规划编制，首先必须对现状进行详细的调查和评估，使得历史文化名城保护规划是在细致的现状调查基础上进行的。名城保护规划的现状调查中，首先要摸清规划区内有多少处文物古迹、古树名木和古井点分布在哪些区域；对于传统建筑，在地形图上直接数字化其边界，采用多边形来表示建筑实体；各种的社会经济数据以及行政边界等定位数据。在这些详细的现状调查过程中获得这些大量的文字、图形和图像等资料都具有定位特性，属于空间

信息的范畴，迫切需要GIS技术对它们进行有效的管理，并以此作为保护规划编制的依据。传统方法使用CAD技术，难以对这些大量的空间数据管理，特别是与空间信息相关的属性资料，更难以对现状调查数据进行综合的评价和分析，为保护规划提供规划决策依据。因而，如何整理和有效利用详细现状调查所获取的各种资料，是影响保护规划编制成果的重要因素。借助GIS技术建立多源信息的空间数据库，是将GIS技术应用于名城保护规划的基础性工作和前提。2.1需求分析

名城空间数据库的使用对象为保护规划编制人员，其工作内容和性质具有如下特点：保护规划涉及的地域范围大、层次多；保护规划涉及的对象包括各种法定文物保护单位及其他有历史价值的历史遗存；对文物保护单位需要划定保护区范围、确定建设控制地带等多项工作。2.2数据获取和分析

空间数据库的数据获取方式与传统保护规划基础资料调研方式基本相同，同样分为现场踏勘和文献查阅两大部分，入库数据来自现场调查所获得数据和通过文献资料的整理获得数据，文献资料通常来自航空影像图、古地图集、各种相关规划资料及成果等空间信息数据。

数据分析包括入库数据的范围、数量、类型等，梳理现有数据源，拟定入库计划。每个历史文化名城都有其自身的特点，但从基础资料的数据源分析角度来看，还是有许多共性，处理方法也是有规律可循的。从历史文化名城保护规划所需的基础数据来看，

需要入库的数据从性质上可以分为图形数据、遥感影像数据、图像数据和属性数据；从逻辑上可以分为环境数据、历史资源数据、边界数据三类，每种类型数据的内容如下：

（1）环境数据：即历史资源所存在的基质，按照时间维度可分为现状环境数据和历史环境数据两类。

（2）历史资源数据：是保护规划中的保护对象所抽象成各种几何形态的空间数据及其相关属性数据的集合。历史资源包括各级文物保护单位、非法定历史建筑、构成名城特色的城市格局肌理、自然环境、山水格局、风景名胜、古树名木、反映传统风貌或地方特色的历史街区、建筑群等。

（3）边界数据：是指各种统计边界的几何空间数据集合，包括主城边界、老城边界、地块单元边界等。2.3专题图层

由于城市的自然、历史变迁等原因，每个名城的空间格局各具特色，其环境构成要素也各有千秋，因此不同类型城市的名城空间数据库所需要设置的专题图层有一定的差别。在南京名城保护研究框架下，设置的专题图层包括：地形地貌、水系、植被绿化、交通基础设施、公共设施、城市中心、地块、建筑、城墙、历史资源点、历史廊道、底图。在其他具体案例的设计中应根据实际的空间构成和研究方向，做适当增加和删减。

综合以上数据分析和分类的结果，南京历史文化名城空间数据库框架设计如图1所示。

3. GIS在保护规划编制过程中的应用

在现状调查的基础上，建立名城空间数据库之后，可以应用GIS技术的数据管理、空间分析等功能，不仅能完成南京名城保护现状调查资料的存储、管理、查询，利用现状数据库绘制保护规划编制所需要现状分析图，而且能够应用多因子分析方法对历史资源的价值进行综合评价和分析，为保护目录制定和划定正确的保护范围提供依据。3.1数据储存、描述和空间展示

名城空间数据库的首要功能需求是帮助规划工作者储存和提取海量基础数据，实现空间数据和属性数据快速的双向查询。这些数据信息从内容上可分考古发掘点、文保单位、历史遗迹、优秀历史建筑等多种类型；从表达方式上，包括文本、报表、地图、图片、多媒体等类型；使用功能包括信息的录入、修改、整理、备份、浏览、检索、分析、提取、输出。3.2评价体系建立与保护名录制定

保护名录制定是保护规划编制的重要部分和基础工作， GIS能够将评价体系与名城空间数据库结合，应用数据库中的属性数据进行综合评价，并将评价的各类历史资源按类别、等级分类登入名录，进行专题制图分析。

综合国内学者相关研究成果，并结合南京主城区历史遗产空间和分布特点，将点状历史资源、线状历史资源、面状历史资源作为此次评价体系的评价对象。

3.2.1点状历史资源评价

点状历史资源是指在南京主城区范围内，其占地面积大小与城市肌理关系不大，空间形式相对的历史资源。具体包括：历史建筑物、构筑物、古墓葬、古遗址、古石刻等。本次参加评价的1142个历史资源点，来自南京大学历史系与南京市规划局编研中心在2005-2007年普查南京历史文化资源得到的成果。这些资源点数量庞大、价值大小参差不齐，评价目标是为了找出价值高的历史资源，试图在人力物力有限的情况下，厘清不同历史资源点需要保护的力度，将有限的人力、物力和财力用在最需要保护的资源点上。■评价准则

对城市历史资源点的价值一般都是从三个方面认识的——资源自身价值、资源所处环境的优劣、资源目前保护的状况。

（1）自身价值——指历史资源随着时代变迁滋生出的历史、情感、艺术和特色等方面的独特价值，它是历史资源点本身所体现的价值，是不可再生、无法人为创造和复制的，是历史资源点的核心价值。这一准则是判断历史资源保护方式和力度的主导因素。根据国际公约和前人的研究成果，将与资源点自身价值相关的指标设定为：历史价值、文化价值、艺术价

值、特色价值。

（2）环境条件价值——是指在当代城市现状条件下，历史资源周边的环境给其带来的价值，虽然并不直接体现历史资源价值大小，却给资源的保护和利用提供了契机，是自然、时代和社会赋予历史资源的新的价值，能从另一个角度给资源保护的力度和方式提供侧面参考。具体指标分为：区位条件和基础设施条件。

（3）保护状况——历史资源点目前的保存状况也影响其当前价值，甚至还影响着它未来的价值，相关基础指标分为四项：完整性、协调性、活力性和法律保障。■评价结论图示

根据三个准则层的数据，综合三个准则的计算结果，按层次分析法算得的权重，计算出资源点保护重要性，如图2所示。需大力保护和严格控制的资源点多分布在主城东部、南部的历史风景区内，在老城内也有零星分布，其分布形态主要是沿着几条重要历史轴线。

3.2.2线状历史资源评价

线状历史资源是在“道路遗产”的基础上，加上河道、城墙、铁路等这些跟城市格局相关呈线状的历史资源，是历史城市肌理的重要组成部分，也是影响城市历史格局形成的重要因素。线状历史资源的参评对象共有87个，来自南京历史文化名城保护规划专项规划。■评价准则

线状历史资源的价值主要在于两个方面，一个是其历史的逻辑性，另外一个是其现状的保存状态，将这两方面归结为将自身价值、目前保护的状况作为评价准则。

（1）自身价值——线状历史资源与城市自然特点、历史发展有着密切的关系，他们的名称、走向、布局都从一些侧面描述着城市的历史变迁逻辑。街道、河流等构成的线性空间比建筑实体有更长的更新周期，因此，从某种意义上说，这种由线形构建的城市格局比实体建筑有更悠久的历史性、更严密的逻辑性和更强的活力，线状历史资源的自身价值也体现于此。与之相关的指标层细分为三方面：历史价值、景观价值、特色价值。

（2）保护状况——线性历史资源的保存状况影响着人们对其的识别性，是其价值的重要体现，与点状资源保护状况不同的是，线状资源的保护状况更多的体现在整体特色风貌和空间结构，而非实体完整程度的。与之相关的指标层细分为：形态完整性、风貌完整性、真实性。■评价结果的图示：

根据两个准则层的数据计算结果，按层次分析法算得的权重，计算出历史廊道保护重要性，如图3所

2010 08 A+C 论文 P057

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31丨南京历史文化名城空间数据库设计框架2丨点状历史资源保护重要性分级图3丨线状历史资源保护重要性分级图

示。需严格保护的历史廊道主要有明代城墙、时期形成的主要道路，如秦淮河，这些廊道与南京历史和当代城市格局都有密切关系，并保持这良好的沿线风貌，严格保护的历史廊道主要有明外廓、风景区内道路，其他一般保护的道路主要集中在老城南。 3.2.3面状历史资源评价

面状历史资源比点状资源更能全面生动的体现某

个时期的历史特色和气氛，在更新速度飞快的当代城4-a

4-b

市，假如能有几片成规模的面状历史资源是十分宝贵的。面状历史资源的评价对象是南京老城内所有的空间单元，从其中筛选价值较高的单元作为历史街区划定的候选对象。■评价准则

资源自身价值、完整性价值作为面状历史资源的评价准则。

5-a5-b

（1）自身价值——面状历史资源的自身价值在于其整体的肌理特点、街区建筑风格、高度、密度等整体的空间特色，而非单栋建筑的真实完整性。评价单元自身价值与其中资源点的数量、质量有很大关系但有不完全相同。评价准则层细分为：历史价值、格局相关性、景观价值。

6

（2）完整性价值——南京老城内虽然历史遗存丰富，但快速的城市建设也对其造成很大的威胁，面4丨历史保护区划定分析图状资源的保护状况主要在地块内现代城市建筑能否与 4-a丨面状历史资源评价分级图各个时期的历史资源很好的协调。与之相关的指标层 4-b丨历史保护区划定图细分为：形态完整性、历史资源点富集度。5丨地下文物埋藏区范围划定图

■评价结论图示

5-a丨古墓葬古遗址要素叠合历史沉淀分布 5-b丨综合分析划定地下文物埋藏区

根据两个准则层的数据计算结果，按层次分析法6丨老城建筑高度控制力度空间分布模型图-总体鸟瞰

算得的权重，计算出老城内地块单元保护重要性，如图4所示。需严格保护的地块单元主要分布在颐和路、明故宫周边、总统府周边、老城南地区及秦淮河畔。

■划定历史街区

在对老城内面状空间单元评价基础上，将综合价值高的空间单元划定为历史街区，如图4所示。3.3地下文物埋藏区划定

根据地下文物埋藏分布的特点，提取历史资源点要素，选择古遗址、古墓葬等类型的资源点，将以上资源点与主城空间单元叠合，如图5（a）所示，再提取各个历史时期的城市空间、权力空间要素，将各时期历史地图与主城空间单元要素叠加，计算地块单元的历史积淀程度，按空间单元的历史沉淀字段分级显示地块历史沉淀的丰厚程度，颜色越深说明该地块历史沉淀越深，即该地块人类活动的历史越久，该地块存在地下文物的可能性也就越大，如图5（a）所示。综合考虑古墓葬、古遗址的分布和城市空间历史沉淀的情况，划定地下文物埋藏区的范围，如图5（b）所示。3.4城市空间形态控制

高度控制是为了控制历史文化名城的历史格局，

保持历史资源环境的完整。因此，各类历史资源的分布，是研究城市高度控制的主要因素，包括：历史资源点、历史廊道和历史街区的分布。在明确相关控制因素之后，建立一个历史文化名城高度控制评价体系。可从南京名城空间信息数据库中选取主城空间单元要素作为评价单元，从资源点要素中选取国家级、省级文保单位，从历史廊道中选取严格控制类历史廊道，再加上划定的历史街区要素，四种要素共同组成评价体系的参评因子。

所得结果反映了历史资源要素综合对城市空间高度的约束程度，得分越高的地块，约束力越大，得分越低的地块则控制力减弱。对老城内地块单元的高度控制字段按控制程度分色显示：颜色越浅表示受约束程度越大，控制高度越低，颜色越深说明受约束程度越小，如图6所示。基于以上计算分析，需要对老城的三片重要历史资源密集区，进行高度严格控制，分别是：城南民居和秦淮沿岸控制区、东部明故宫控制区、中部风貌控制区。4. 结语

本文以GIS为技术平台，以南京为研究对象，建构基于GIS技术的历史文化名城现状调查、保护规划编制的方法，以及基于空间数据库技术的历史文化名城数据库建设和历史文化名城空间数据库的价值评定方法研究。通过本案例的研究，在历史文化名城保护体系的框架下将GIS技术应用于历史文化名城的保护和规划设计中，形成基于GIS技术的历史文化名城保护规划的技术方法，将GIS技术应用到整个历史文化名城保护规划的现状调查、保护规划编制、监督管理全过程中，提高历史文化名城规划的科学性和技术性，使保护规划具有较强的可操作性和可实施性。

参考文献

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