2.4　技术框架的具体环节

从可操作性和可行性出发，对各尺度下山水格局研究的功能、要素和结构进行解析和综合，明确应设置的环节与要点，以构建技术框架，对技术框架构建的各环节设置的构想、各环节需要解决的问题和要点进行阐述。山水格局解析数字化方法的技术框架主要分为4个环节，即目标界定环节、尺度划分环节、数据集构建环节、数据解析环节。

（1）目标界定环节

山水格局研究是过程性的，其本身并不是最终的目的。具体的研究内容往往需要根据规划设计的需求进行确定，通常这个特定的实践目的直接决定了所研究的山水格局范围，如古代筑城需要从交通、军事防御、引水等方面来评估选址的山水格局需求，建园需要考虑宅第风水、因借之景等。因此，山水格局解析体系的首要环节是对山水格局研究的内容和方向进行确定，明确那些起到主要影响的、对于目标城市而言拟解决或研究的主要问题，以及拟达成的主要愿景，如景观优化、产业调整、城市定位、旅游开发等，这些内容都将会左右目标的确定，而目标的确定将直接影响后续尺度层次的划分和各尺度内需要研究的内容。

（2）尺度划分环节

这一环节在框架内具有承上启下的作用，即基于上一环节对后续内容的层次、逻辑关系进行梳理和安排——根据目标界定的结果进行多尺度的划分，确定各尺度层次下需要探究的主要问题，并系统性地组织后续的一系列具体分析。

前文已述，为了避免误差过大，多尺度研究需要依据合适的理论构建尺度推绎的框架体系，并且山水格局作为过程性研究其分析受到应用内容的影响，同时本身具有适地性，因此，需要依据应用内容的层级关系并结合场地特异性选择合适的理论原则进行框架体系构建。对山水格局的多尺度研究实质上是其对城市化过程的影响存在的量级分异。总结来说，本研究对于山水格局的尺度划分是基于城市的发展性（包括物质空间发展和精神文明发展）、视觉性以及生态性进行并落实于地理空间的，因此，山水格局尺度框架构建需要基于这些因素并参考其既有的多尺度研究来展开。

城市山水格局通常包括三个尺度层级，即大尺度的区域层次（地理景观区域、流域等）、中尺度的市域层次（整个城市空间范围）、小尺度的城域层次（城市建成区主要范围） ^[4] 。其中，大尺度山水格局是城市生态、景观独特性的基础，包括整个城市所处区域的地形地貌特征和水文特征，往往占有数万至数十万平方千米；中尺度山水格局是人能够直接感知的大地貌形态，对应整个市域空间范围内的山峦峰谷、江河湖泊等单元信息，占有数千至数万平方千米；小尺度山水格局是与人的生存最为密切相关的城市空间，包括主城区内的各类山水空间，占有数十到数千平方千米。除去部分以研究对象独特地理结构性为尺度划分标准之外，还要兼顾以行政区划（区域/城市群、城市/州、区/县、社区/街区）为地理尺度的划分标准，便于后续与具体的规划管控措施对接的一贯性（表2-1）。

山水格局在不同尺度上存在不连续分布特征；但这些尺度并不是孤立的，大尺度对小尺度有正向约束性影响，而小尺度的细节性特征又与大尺度相嵌套，共同形成层次丰富的整体。山水格局解析是对场地内受山水格局影响的自然过程和人文要素的客观理解，其中与自然过程相关的内容包括场地内的高程、地形起伏度、河网和径流等，需要基于现实条件与需求共同划定尺度层次，并确定各层次相应的研究内容。在解析过程中，应当遵循从大尺度向小尺度逐层顺序，在较大的尺度上考察山水格局形成的宏观条件约束，在较小的尺度上考察微观的具体环境现象，同时关注信息在尺度层级间的同向自传递，包括空间格局对城市形态的逐层制约、气象条件的逐层约束、美学感知的逐层影响等。

（3）数据集构建环节

这个环节根据尺度划分结果和各尺度下解析内容进行数据集的构建。在流域尺度下依托的数据为DEM数据和各类文献获取的相关资料，在市域尺度和城域尺度下依托的数据为DEM数据、Landsat数据和各类文献获取的相关资料。其中，DEM数据是山水格局数字化表达的基础，并具有显著的尺度效应，故在具体解析开始之前需要对原始DEM数据进行拼接、裁剪和精度遴选 ^[34] 。

以ArcGIS的重采样工具和Matlab的Fraclab Toolbox为主要平台，基于自然山体地貌存在的自相似性和盒维数方法进行，对于重采样精度的选择采用二分法不断进行遴选，同时对遴选结果在Matlab平台上进行灰度和二维化并进行维数计算，最终以维数发生剧烈变化的精度为该尺度的精度值。

（4）数据解析环节

本环节是具体分析实践的环节，基于城市实际对各个尺度拟探究/分析的主次内容进行阐述以及数字化分析的具体实践，主要讨论尺度内的山水格局及其与城市的关系和可能产生的影响与问题等。

每个尺度下的解析角度包括形态角度、气象角度、视觉角度。其中，形态角度是考察山水格局的自然地质环境，着眼于客观物质特征，是其他视角的生成基础。山水形态特征构成的分水线初步确定了流域位置、面积及水体的基础形态特征。气象角度是考察山水格局形成的人居物理环境，包括风光热水等因素，是区域水资源丰富程度的决定条件之一，它除了经纬度位置以外还受到地形复杂的山水格局带来的地形动力作用的影响。其中，降水决定了流域的水量，并最终生成水文特征。结合风向、降水等数据从气象角度进行山水格局解析，能够探索不同尺度下山水格局与气象因素之间的关联。因此，山水形态特征和气象特征是空间格局的决定性基础因素。各种水文、生态过程在流域、市域、城域各尺度之间发生、传递，进一步孕育不同的地形地貌特征。视觉角度是将山、水作为塑造城市空间的重要要素，以及城市景观的重要视觉欣赏场所及对象 ^[35] 来考察其重要的美学功能；结合人的主观意象形成的人文美学环境，呈现出不同时期我国人民对人居环境的审美需求。

在流域尺度下，形态角度的研究主要根据历史城址记载与山脉关系对传统城市选址的山水格局模式进行分析；气象角度的研究则将山水格局与风向和降水相结合，探究城市气候特征；视觉角度的研究主要考察大尺度山水美学的心理认知与特征。在市域尺度下主要从区域化的角度出发，在流域尺度分析结果的基础上进一步深化。形态角度的研究主要结合城市内部及其周边的城市建设演替探索山水格局引领下的城市选址具体要求；气象角度的研究则从市与市、整体与局部的角度出发分析山水格局与环境之间的关系，更加细化地了解地方性气候；视觉角度的研究则是研究市域尺度下的山水、人文资源网络等，探讨山水格局对于区域视觉主题的作用。城域尺度则是在前两个尺度的讨论下基于对设计场地外部环境与限制的了解，根据城市设计需求进行山水格局分析。形态角度的研究讨论城市旧址随时间的演替规律与山水格局的关系；气象角度的研究则根据城市的地形起伏度、坡度探讨地形与小气候的关系；视觉角度的研究在影响城市景观与生态的城市河流等方面展开山水格局分析，具体探讨山水格局对于场地内视觉主题与效果的作用。 H6FNC6kRMnM0zuayYdSISYNykGwMRu6UN2kyIcC4BB/YEBIAE9LcBwaqEgVd+mfN