作者簡介：包芳賀（1990-），男，山東菏澤人，大學(xué)本科，研究方向：遙感科學(xué)與技術(shù)。

摘 要： 城市綠地不僅僅能夠改善環(huán)境污染，也是一個(gè)城市的文明程度和環(huán)境指標(biāo)的側(cè)面反映，現(xiàn)存綠地系統(tǒng)的空間分布不夠均勻，城區(qū)綠地不成系統(tǒng)。本文以山東省青島市市南區(qū)為例，依據(jù)該區(qū)域矢量數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)，以及多年的降水量、溫度、濕度、日照時(shí)間等主要數(shù)據(jù)，綜合考慮綠化帶成活因子、降噪降碳作用、綠化帶成本等主要因子，利用ARCGIS軟件對各類要素進(jìn)行分析，得到適合綠化帶建設(shè)的分級(jí)區(qū)域和3D可視化圖。

關(guān)鍵詞： ArcGIS;空間建模;城市綠化;規(guī)劃評估

【中圖分類號(hào)】P208 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.002

1 引言

目前城市的綠化帶建設(shè)有對現(xiàn)有城市綠地樹木密植問題利用對比統(tǒng)計(jì)的方式得到合理分析與對策研究[1]，以及通過建立以城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間為本位的碳匯功能評估模型——城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間碳匯功能評估模型[2]，而現(xiàn)有的綠化帶規(guī)劃只是側(cè)重其中的某些方面，沒有全面的考慮綠化帶的眾多影響因子。本文通過分析植被成活因素、降噪降碳因素，得到分級(jí)分成次的合理化成果圖。

2 建設(shè)綠化帶因素分析

建設(shè)綠化帶因素分析即：對綠化帶建設(shè)的時(shí)候需要考慮的各項(xiàng)影響因素。其中包括自然因素、人為因素、社會(huì)因素。青島市市南區(qū)自然因素主要包括年降水量、年平均風(fēng)速、年日照小時(shí)數(shù)等影響綠化帶成活的相關(guān)因素;社會(huì)因素即市南區(qū)建設(shè)綠化帶時(shí)所需要考慮的整體綠化面積指數(shù)要求和整體協(xié)調(diào)觀賞性要求。

2.1 成活因子影響因素

成活因子影響因素按照不同綠化帶對區(qū)域內(nèi)年平均降水量、年平均日照小時(shí)數(shù)、年平均溫度、年平均風(fēng)力分布圖的要求，得到適宜綠化帶生長的因子分布程度圖。這其中主要考慮沿海和內(nèi)陸以及不同地理屬性的不同分級(jí)，對于沿海和內(nèi)陸的分級(jí)主要是考慮年平均風(fēng)速和年平均降水量，對于不同地理屬性之間的要求就主要考慮研究區(qū)域主干道、次干道、支路、居民地等專題地圖圖層對不同環(huán)境的因素的要求，結(jié)合綠化帶分類標(biāo)準(zhǔn)[3]得到可綠化區(qū)域的成活因子分布圖。

2.2 綠化帶的作用因素

綠化帶的作用因素即：綠化帶在城市建設(shè)中的美化環(huán)境、排碳降噪，消除城市熱島效應(yīng)等作用。美化環(huán)境就是考慮不同綠化帶的合理規(guī)劃及整體協(xié);排碳降噪就主要針對不同的地理屬間做出的應(yīng)對措施調(diào);消除城市熱島效應(yīng)則是依據(jù)城市人口、城市各項(xiàng)排碳量等數(shù)據(jù)同綠化帶面積指數(shù)之間的相對比重。

2.2.1 綠化帶的降噪

綠化帶對城市噪音，主要通過分析綠化帶的降噪機(jī)理利用擬合回歸模型統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)排碳、降碳數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明，公路綠化帶噪音衰減格局呈單調(diào)遞減趨勢，模型擬合不同水平梯度的噪音衰減效應(yīng)，以三次多項(xiàng)式擬合度最高，成林郁閉度≥0.6。（綠化帶10 m是最佳降噪范圍，10～60 m為有效降噪范圍，60～80 m是次級(jí)降噪范圍，40～60 m寬的綠化）。

2.2.2 綠化帶的降碳

（1）全森林的固碳能力如下式

CF=∑i∑jSij*Cij+a*∑i∑jSij*Cij+b*∑i∑jSij*Cij

Cij=Vij*p*q*r

式中CF為森林全部固碳量Sij為第i類地區(qū)第j類森林面積、Cij為第i類地區(qū)第j森林的森林碳密度、a為林下植物碳轉(zhuǎn)換系數(shù)、b為林地碳轉(zhuǎn)換系數(shù)、Vij為第i類地區(qū)第j類森林的森林單位蓄積量、P為生物量擴(kuò)大系數(shù)、q為容積系數(shù)、r為含碳率。

（2）建筑用地的排碳量如下：E=∑iei=∑iTi.fi

式中：E為土地利用生態(tài)系統(tǒng)總排放（tC），ei為省內(nèi)第i種土地利用方式的碳排放量（tC），Ti為第i種土地利用面積（hm2），fi為第i種土地利用方式的碳排放（碳吸收）系數(shù)（排放為正值，吸收為負(fù)值）（tC/hm2/a）

3 ArcGIS 的城市綠化規(guī)劃評估

3.1 可成活因子合理規(guī)劃

（1）以規(guī)劃區(qū)各氣象觀測點(diǎn)統(tǒng)計(jì)的年平均溫度、濕度、風(fēng)力等數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行克里金插值法[4]。考慮空間屬性在空間位置上的變異分布，對研究對象最佳線性無偏估計(jì)，優(yōu)化加權(quán)平均數(shù)值，模擬出規(guī)劃區(qū)域的各因子最優(yōu)選擇：w=0.5*降水量+0.3*溫度+0.2日照時(shí)間，植被適宜成活區(qū)域規(guī)劃分級(jí)圖1。

3.2 可降噪綠化帶合理規(guī)劃

根據(jù)綠化帶的降噪作用考慮可以降噪的區(qū)域（道路區(qū)）、商業(yè)區(qū)、生活區(qū)、公共綠地），通過空間分析功能完全擦除研究區(qū)域不合適的地區(qū)，對可以降噪的區(qū)域依據(jù)其消耗的排碳量重新分配權(quán)值，最終將較合適的區(qū)域重分類后的柵格數(shù)據(jù)如圖2。

3.3 可降碳綠化帶合理規(guī)劃

對于綠化帶可降碳區(qū)域的提取可以對規(guī)劃區(qū)域的道路矢量要素（主干道（15-20m）、次干道（6-8m）、支路（3-5））和建筑矢量要素（商業(yè)用地（12-20）、居民用地（9-10）、旅游景點(diǎn)（7-8）、公共設(shè)施（5-6））分別進(jìn)行多環(huán)緩沖、加權(quán)重分類，得到可綠化帶區(qū)域的降碳分級(jí)圖3。

3.4 綠化帶的評估

根據(jù)可成活因子規(guī)劃圖、降碳區(qū)規(guī)劃圖、降噪?yún)^(qū)規(guī)劃圖，模擬優(yōu)化影響因子權(quán)重比，得出不同植被應(yīng)該分布的區(qū)域圖4。

3.5 模型結(jié)果的3D場景展示

為了使本模型的結(jié)果更直觀，更具說服力，我們將運(yùn)行得到的結(jié)果，包括tif影像、道路要素（主干道、次干道、支路）、建筑要素（居民地、商業(yè)用地、旅游景點(diǎn)、公共設(shè)施）和綠化帶分類要素（喬木、灌木、草坪）在ArcScene中進(jìn)行三維立體顯示，得到立體效果圖5。

4 結(jié)論

本文研究基于山東省青島市市南區(qū)的綠化帶3D規(guī)劃評估，在綜合考慮各項(xiàng)影響因子之上，通過ArcGIS平臺(tái)，提取出適宜建設(shè)綠化帶的區(qū)域并將其進(jìn)行了不同的分級(jí)，研判結(jié)果顯示沿海區(qū)域綠化帶存在很大的漏洞，并利用ArcScene對模型結(jié)果進(jìn)行了三維立體顯示。結(jié)果顯示通過模型得到的綠化帶分布圖及資金預(yù)算同已有的綠化帶相比，我們的結(jié)果根據(jù)區(qū)域、用戶需求可謂是有更高的精度和更好的可視化，能夠?yàn)槌鞘薪ㄔO(shè)部門提供科學(xué)的參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 閆紅偉 趙彥博 《城市綠地樹木密植問題分析與對策研究》（1.遼寧省北方園林植物與地域景觀重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽110161））.

[2] 葉祖達(dá) 《建立低碳城市規(guī)劃工具——城鄉(xiāng)生態(tài)綠地空間碳匯功能評估模型》北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院博士研究生.

[3] 王慧、郭晉平、張蕓香《公路綠化帶降噪效應(yīng)及其影響因素研究》山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院） .

[4] 張俊貞.中南大學(xué) 《克里金插值近似網(wǎng)格算法在柵格數(shù)據(jù)投影變換中的應(yīng)用》.