传统村落景观安全格局研究方法:节点识别与MCR模型应用

访问量:1赵耀

研究方法

摘要:本研究采用直接识别节点、构建阻力面、提取廊道、划分环境及优化联系的方法,探究传统村落景观安全格局。具体包括选取国家级传统村落为节点并分级;基于MCR模型构建多指标阻力面,综合遗产安全、生态安全与游憩适宜;以最低成本路径模型提取廊道;叠加节点与廊道安全区划分环境;结合实际优化形成安全格局并提出保护策略。

关键词:研究方法,节点识别,阻力赋值,阻力面构建,MCR模型,廊道提取,环境划分,优化与联系,传统村落景观安全格局

研究方法

2.2.1节点识别

节点识别分为直接识别和构建综合评价体系识别2类。本研究采用直接识别,即选取国家级传统村落作为节点,并开展价值评价分级。节点空间分布对景观安全格局具有决定性作用,通过对分布特征及其与不同景观要素空间关系的分析,为阻力值确定和廊道识别提供依据。

2.2.2阻力赋值和阻力面构建

借鉴景观生态安全格局中“缓冲区”的概念,用阻力面反映通过每个景观单元到达节点所需的成本,不同的环境阻力直接影响外力对节点安全的作用范围。最小累积阻力模型(MCR)用于计算经过不同阻力栅格到达源所消耗的费用或克服阻力所做的功,因其能较好地反映景观格局和生态过程的作用关系,所以被广泛应用于景观连通度、景观格局和生态安全格局等研究中[20-21]。本研究利用MCR模型建立阻力面[22],计算公式如下:式中,f为最小累积阻力与安全过程的正相关函数;Dij为源j到景观单元i的空间距离;Ri为景观单元i的阻力值。

根据将村落遗产安全与自然生态保护、人的休憩体验相结合的研究目标,利用MCR构建多指标、多层级的阻力模型。首先,综合自然地理和社会经济条件对遗产安全、生态安全和游憩适宜的不同影响,选择与景观安全和人类活动相关程度高的阻力因子创建阻力面,如地形地貌、土地利用类型、水系湖泊等自然环境,以及城镇、道路等社会环境形成的外部冲击(表1)。

其次,同一阻力因子对遗产、生态和游憩的景观安全过程影响不同,需根据不同安全目标,对同一阻力因子赋予不同系数来反映其对应的阻力成本。再次,根据阻力因子在遗产安全、生态安全和游憩适宜中的重要性确定权重,通过加权计算获得相应的最小累积阻力面。最后,将获得的不同安全最小累积阻力面加权求和,计算出综合安全最小累积阻力面。

传统村落景观安全格局的3个研究方法
传统村落景观安全格局的3个研究方法

2.2.3廊道提取

以节点和综合安全最小累积阻力面为基础,将节点安全过程作为成本度量因子,建立最低成本路径模型以识别和选取安全度最高的成本路径,从而确定景观安全廊道选线。借助ArcGIS距离分析工具,以任一村落为目标节点,其余村落为目标集群,计算出二者之间的最小成本路径。将重复计算模拟出的所有最小成本路径作为潜在廊道,综合考虑节点之间的实际连通性和自然社会条件,选取成本连通性好、可实施性强的潜在廊道作为安全廊道,调整廊道走向和数量,使其成为实现遗产安全、生态安全和休憩适宜的共同通道。

2.2.4环境划分

根据已获得的节点、廊道及综合安全最小累积阻力面,模拟经过综合阻力面到达节点所需克服阻力的成本,获得节点综合阻力面,并划分节点安全区;同时,根据节点与廊道的空间关系,确定廊道辐射范围内节点的覆盖情况,从而划分廊道安全区。最后,将节点安全区与廊道安全区叠加,获得不同等级的传统村落景观安全环境。

2.2.5优化与联系

根据当地的自然、交通、社会等实际情况,调整廊道和环境的等级与覆盖范围,优化景观安全网络布局。将识别和优化后的节点、廊道、环境叠加,并组建网络体系,形成最终的传统村落景观安全格局。根据划定的安全格局构成要素与等级,提出针对性的区域尺度传统村落保护策略。

常见问题

节点识别采用什么方法?
采用直接识别,即选取国家级传统村落作为节点,并开展价值评价分级。节点空间分布对景观安全格局具有决定性作用,通过分析其分布特征及与景观要素空间关系,为阻力值确定和廊道识别提供依据。
阻力面构建用什么模型?核心公式含义是什么?
利用最小累积阻力模型(MCR)建立阻力面。公式中f为最小累积阻力与安全过程的正相关函数;Dij为源j到景观单元i的空间距离;Ri为景观单元i的阻力值。MCR用于计算经过不同阻力栅格到达源的费用,反映景观格局与生态过程作用关系。
阻力面构建包含哪些步骤?
1)选阻力因子(地形地貌、土地利用类型、水系湖泊等自然环境,城镇、道路等社会环境);2)按遗产/生态/游憩目标对同一因子赋不同系数;3)按因子重要性定权重,加权得各安全最小累积阻力面;4)等权叠加不同安全阻力面获综合阻力面。
廊道提取如何操作?
以节点和综合阻力面为基础,建最低成本路径模型识别安全路径。用ArcGIS距离分析工具算节点间最小成本路径,模拟所有路径得潜在廊道,综合连通性与自然社会条件选可实施廊道,调整走向数量形成共同通道。
环境划分依据什么?
1)模拟经综合阻力面到节点的成本,获节点综合阻力面并划节点安全区;2)据节点与廊道空间关系,划廊道辐射安全区;3)叠加节点与廊道安全区,获不同等级景观安全环境。
优化与联系的目的是什么?
据当地自然、交通、社会实际调整廊道和环境等级范围,优化安全网络布局。叠加识别优化后的节点、廊道、环境组建网络体系,形成最终安全格局,据此提出区域尺度传统村落保护策略。

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