基于GIS促进城乡生态旅游发展的绿道线路优化——以丹东为例

郭屹岩 ，宁生全，齐钟程 ，刘 利

(1.辽东学院农学院，辽宁 丹东 118003；2.丹东市五龙背镇林业站，辽宁 丹东 118005)



【建筑与规划】

基于GIS促进城乡生态旅游发展的绿道线路优化
——以丹东为例

郭屹岩1，宁生全2，齐钟程1，刘 利1

(1.辽东学院农学院，辽宁 丹东 118003；2.丹东市五龙背镇林业站，辽宁 丹东 118005)

以丹东市2015年Quickbird卫星影像为数据源，借助Arcgis10.0软件，选取旅游资源、开敞空间边缘、交通线路、地形坡度、绿地斑块5个因子，对丹东城乡生态旅游的绿道潜在线路进行定量分析和适宜性评价，经过绿道线路优化，确定适合城乡联系和生态旅游发展的绿道线路最优方案。结果表明：基于GIS的城乡生态旅游绿道规划，评价过程直观科学、结果明确，通过优化的绿道线路更加具有科学性和合理性。

城乡；生态旅游；绿道；线路优化；评价因子；适宜性分析

生态旅游是以大自然为舞台，以体验和探索为途径，以生态科学和健康理念为指导，以文化传承和素质提高为目标的旅游活动。传统旅游—般是观光旅游，而生态旅游则是体验式的深度游[1]。它具有良好的生态环境，丰富的旅游体验，区域特色鲜明等特点。而乡村往往有大量优质的生态景观资源，城市则有大量的人员、便利的交通和地方建筑遗迹等景观，因此城乡生态旅游资源的整合将成为今后生态旅游发展的趋势。

绿道是一种线型绿色开敞空间，通过绿道可串联各类自然或人工要素而形成的多功能绿色廊道网络，其对城市的生态保护与优化、引导城市生长、发展休闲游憩和慢行交通具有重要的意义[2]。自20世纪90年代以来，绿道成为风景园林、城市规划、生态学等多学科交叉研究的热点[3]，是探索经济发展、生态保护以及增强景观美学价值等实践中形成的一套成功经验[4]。绿道不仅具有保护生物多样性和景观生态学方面的意义，还可以作为一个种中介联系城乡，形成网络体系，整合城乡旅游资源，完善城乡生态旅游的景观格局，提高城乡绿地生态效益，推动城乡生态旅游发展，具体作用如下：

1.整合城乡旅游资源——促进资源共享，带动生态旅游的发展

目前，城乡之间的生态旅游资源缺乏有效的衔接和融合。城乡分隔严重，城市居民难以享受乡村地区优良的生态环境，而乡村居民难以享受到城市完善的休闲设施[5]。绿道网络能够有效地连接城乡资源，促进城乡资源共享[6]。通过绿道串联重要的人文和自然景观资源，形成旅游线路系统，方便游人快速识别和选择游览路线。同时，绿道整合了沿线众多旅游产业基地，引导乡村观光农场、种养体验园、农家乐餐馆、客栈等旅游小企业的发展，创造更多就业机会，增加乡村经济收入，对转移乡村剩余劳动力发挥重要作用，促进区域乡村和周边城镇旅游房地产的发展。此外，在绿道转换节点上，设置配套服务设施，提高城乡旅游接待水平和服务质量。

2.联系城乡——优化城市生态环境

绿道联系城市、郊区与乡村绿地，有利于优化城市生态环境。此外，城市郊野型绿道形成城市的绿色屏障，阻止城市向外围生态环境无限蔓延[6]。丹东市区倚靠西北连绵的山地，面向东南边境的鸭绿江，通过绿道的山水联系，有利于改善丹东市区的生态环境。

3.串联景观节点——完善城乡景观空间格局

通过绿道将城乡绿地系统当中的大小斑块、河流及带状绿地廊道以及城市的自然人文景观节点串联起来，并根据城乡空间结构组织城乡绿道的主次线路，形成完整的景观空间格局。维系和增强了景观的美学价值，使旅行者能够欣赏到自然、历史、地质和文化活动[7]。便于游人多元化和主题化的选择，有利于引导游人进行目的明确的游览活动。此外，绿道本身也是城市景观的重要组成部分。

4.特色线路的设置——提升城乡文化内涵，深化旅游体验

通过绿道特色景观线路的设置，完善城乡历史、人文、民族风俗等文化的展现，纵向挖掘旅游文化的深度，提供“深度旅游”的机会，让旅游者自觉、自主地与地方社会和民众进行接触和交流，使旅游者获得最大的满意度[8]。

5.缓解交通矛盾——为旅游发展疏通道路

交通是旅游业发展的前提条件。绿道的规划可以有效地串联汽车站、地铁站、港口码头、客运站、火车站等城市大型交通枢纽，将城市重要交通站点纳入绿道网络，强化城乡交通与绿道的无缝连接，使得出行人员快速地使用城市公共交通，引导形成以公交优先的交通体系[9]，同时，通过绿道网络将城市绿地、城镇中心区、集镇、乡村居民点等连接起来，能够方便人们以自行车、电瓶车和步行等非机动车方式出行，减少路面机动车的占有量，有利于缓解城市交通紧张的现状。

文中以丹东市区为研究区域，基于GIS的空间分析功能，采用适宜性分析法、栅格数据叠加分析和优化选线相结合的方法，科学直观的进行适宜生态旅游的丹东绿道网络框架的构建和优化[10]，改善目前研究中主观判断过多，缺少科学依据的现状[11]，为城乡生态旅游的绿道建设提供新的思路。

1 研究区域概况

丹东地处辽宁省东南部，鸭绿江北岸，与朝鲜新义州隔鸭绿江相望。市区地理坐标为东经124°23′，北纬40°07′，位于东北亚的中心地带，是环黄海经济圈、环渤海经济圈重要交汇点，具有沿海、沿江、沿边三大优势(见图1)。

《丹东市城市总体规划(2000—2020)》确定丹东的城市性质为：辽宁省东部的中心城市，以商贸、旅游和轻型工业为主体的边境、口岸、港口城市[12]。可见，生态旅游城市是丹东发展的重要方向。目前丹东的旅游发展进程缓慢[13]，究其原因包括城市发展带来的城市问题、景观资源整合问题以及人们对丹东认识不足等。而绿道系统可有效地整合城乡旅游资源，提升城市形象、缓解城市交通问题，同时为游憩休闲、生态保护和文化传承提供重要的廊道载体[13]。因此，绿道建设是生态旅游城市发展的有益探索。

2 研究方法

通过查阅文献资料及对丹东市区的实地调查，综合考虑生态环境、旅游发展、交通等方面问题，筛选出与生态旅游城市相契合的5个影响因子作为促进城乡生态旅游发展的丹东绿道选线的适宜性评价因子。运用Arcgis10.0软件建立适宜性模型计算出每个影响因子的评价结果，并采用层次分析法，确定指标权重，运用GIS的空间分析功能进行绿道适宜性分析；然后，运用栅格数据叠加计算，得出可达性分析结果；最后进行线路优化，完成最优的丹东城市绿道网络设计方案。

3 结果与分析

3.1 适宜性分析

3.1.1 评价因子的选择及评价标准的确定

根据生态旅游发展的需求和现状特点，选取5个具有代表性的因子进行适宜性评价，包括旅游资源、交通线路、绿地斑块、开敞空间边缘和地形坡度，运用GIS进行空间分析，确定潜在绿道的空间分布。

a)旅游资源点：旅游资源是旅游发展的核心因素，为促进生态旅游的绿道选线与各种旅游资源的关系密切，通过绿道将分散的旅游资源串联起来，将其整合，有利于旅游资源共享以及形成更加完善的景观格局。丹东研究区域主要旅游资源包括：国家级—鸭绿江风景名胜区、抗美援朝纪念馆、鸭绿江友谊桥和鸭绿江断桥；省级—五龙山风景区、辽东革命纪念碑；市级—锦江山公园、任国桢故居、国门公园、溥仪行宫遗址、西汉古城址、日俄战争遗址；区级—元宝山公园、帽盔山公园、珍珠公园等。根据《广东省城市绿道规划设计指引》(粤建规函[2011]460号)研究以300 m，500 m，1000 m分别为区级、市级、省级及国家级景点的服务半径进行缓冲分析，得出景观周围适宜建设绿道的范围。

b)开敞空间边缘：开敞空间边缘往往有可利用的空间，景观性好。这类用地适宜作为绿道建设的潜在用地，包括水系边缘、山林边缘、农田边缘等。研究以0～10 m，10～30 m，30～50 m和50 m以上为4个分级，距离开阔空间边缘越近越适宜绿道建设；反之，越不适宜建设。

c)交通线路：根据道路类型和交通通行量等进行分级，本研究以国道、省道、市区内主要路网的慢行线路及缓冲绿地，作为绿道建设的潜在用地。研究区内有：304国道、201国道、202省道、滨海公路、山上街、锦山大街、宝山大街等。根据道路的缓冲距离确定分级标准，确定0～10 m，10～30 m，30～50 m，50 m以上4个级别，同样是距离越近的适宜性越好；反之，越差。

d)地形坡度：绿道属于慢行交通系统中的组成部分，国内使用人群主要为步行者和骑行者。根据研究区域内坡度情况分为5级：0.2<坡度<3°，3°～5°，5°～10°，10°～15°，15°以上，坡度小的区域适宜绿道的建设，坡度越大的适宜性越差。

e)绿地斑块：按照景观生态学的原理，绿地斑块面积越大的区域一般其生物越多，容易产生较好的生态效益，因此，绿地斑块的面积大小成为绿道适宜性评价的一个重要因子。研究区域内自然保护区斑块面积多在200-20 000 hm2，最小斑块面积为0.02 hm2，城市公园绿地面积多在100 hm2左右，据此将绿地斑块划分为4个等级，大型斑块>200 hm2，大中型斑块<100～200 hm2，中型斑块<10～100 hm2，小型斑块<10 hm2。

3.1.2 评价因子权重的确定

评价因子和评价标准确定后，采用层次分析法(AHP)，确定判断矩阵，并进行归一化处理，运用公式：

得到向量Wi=[2.35，1.09，1.27，0.775，0.615 ]T

对向量W进行归一化处理，得到Wi= [0.39，0.18，0.21，0.13，0.09 ]T

然后计算判断矩阵最大特征根，公式为：

得到λmax=6.1627，

一致性指标CI=(λmax-n)/(n-1)=0.032 5

随机一致性比率CR=CI/RI.

CR=0.0271<0.10.

当随机一致性比率0.027 1<0.10，一般认为判断矩阵具备可以接受的一致性，所以所求得的近似特征向量可以作为6个因子的权重，见表1。

表1 绿道网络适宜性分析评价因子权重

3.1.3 绿道用地的适宜性分析

利用GIS的空间分析及栅格计算功能进行分析。首先，将每个因子矢量图层转换为栅格图层，栅格大小为10 m×10 m；然后利用GIS的栅格计算功能(raster calculation)对各个数据集进行加权合并计算，即可得到研究区域的适宜性分析的整体结果(图2)，其颜色越深的区域得分越高，即建设绿道的适宜性也越高，反之则越低。适宜性得分的加权计算模型为：

式中：S为适宜性分值；Ii为第i个因子；Wi为第i个因子的权重。

结果说明：区域适宜性得分在1.59～ 3.02之间，得分最高的区域位于东南沿江主城区，建筑密集，交通方便，地址平坦，与丹东景观资源节点接近；得分最低的区域位于地势高，交通不便，景观资源和建筑稀少的西北部山地，这与实地调查和城市发展的需求一致。

3.2 绿道的可达性分析

生态旅游绿道的建设是以能够被居民和游客充分利用，方便游客的交通出行和观光游览为目的。利用GIS空间分析中的缓冲区分析功能，本文以城市公共开放区(居住区、商业区、文娱体育区、城市公园、广场等)为核心，将500 m与1 000 m作为可达性的判断标准，分别以500 m与1 000 m为半径进行缓冲区分析，距离越近(颜色越深)可达性越高；越远(颜色越浅)可达性越低(分析结果见图3)。

3.3 绿道网络叠加分析

运用GIS对可达性分析结果进行重分类，得到的可达性分析栅格图与适宜性得分栅格图相乘叠加，得到叠加计算结果。分值越高的区域(颜色越深)越适合建设绿道，反之，而不适合(计算结果见图4)。

3.4 绿道线路优化及确定设计方案

利用ArcGIS空间分析中的最短路径分析功能对数据进行分析：景观节点为2，市中心和各镇节点之间为1；河流和山脉阻断处设置“阻强”进行隔断。重点选取景观节点连接度高、使用频繁的路段。

得出的绿道线路布局结果结合丹东生态旅游的特点，确定两条特色鲜明的主题性旅游绿道及联通绿道，形成丹东市区绿道网络框架(见图5)。

3.4.1 两条特色旅游绿道线路

a)沿江特色生态旅游线路：绿道位于鸭绿江畔，连接具有历史文化特色的景观节点：国门公园—开发区朝鲜族特色文化区—鸭绿江断桥—鸭绿江友谊桥—鸭绿江沿江绿地—珍珠公园—鸭绿江浮桥—石城遗址—九连城古战场遗址等地。总长度约：47 km。

b)沿山地边缘形成的串联人文和自然景观资源的绿道线路：五龙山风景区(五龙背温泉)—元宝山公园—锦江山公园—抗美援朝纪念馆—帽盔山公园等。总长度约：34 km。

3.4.2 连接路径 主要连接路径形成丹东市区绿道网框架，并完善景观空间格局。

丹东火车站场位于丹东市区的中心地段，西北面是锦江山公园，东南正对鸭绿江友谊桥。丹东火车站场区域的铁路沿线穿越市区居住和商业用地，《城市绿地规划规范》中规定城区铁路沿线防护绿地不宜小于30 m，防护绿地中不允许作为城市建设用地使用及建设永久性建筑，但是作为慢行交通组成部分的绿道，可以利用防护绿地进行铺设《广东省城市绿道规划设计指引》(粤建规函[2011]460号)。通过绿道连通锦江山公园和鸭绿江友谊桥，联系山水、贯通内外，形成丹东景观格局的中轴线，也打造出丹东市对外形象的门户。另外，通过丹东的三条主要自然河道(大沙河、花园河、五道河)两侧的防护绿地，形成三条东南-西北向的辅助轴线。主轴、辅轴及两条纵向特色绿道线路，共同完成丹东市研究区绿道的网络框架。

3.4.3 设置绿道节点 采用绿道网络叠加分析中得分最高的区域设置绿道节点，并在绿道节点处设置绿道服务站点，提供优质和便利的使用功能。

4 结论

基于GIS10.0软件的空间分析和栅格数据叠加等功能，通过绿道适宜性分析、可达性分析及优化方案，形成以引导城乡生态旅游发展为目的，兼顾丹东地形地貌及规划现状等的绿道线路规划。主体绿道优化线路有两条：分别是以历史文化旅游特色资源展示为主(约47 km)的沿江绿道(国门公园—开发区朝鲜族特色文化区—鸭绿江断桥—鸭绿江友谊桥—鸭绿江沿江绿地—珍珠公园—鸭绿江浮桥—石城遗址—九连城古战场遗址)和以展示自然景观和人文景观资源为主(约34 km)的沿山绿道(五龙山风景区(五龙背温泉)—元宝山公园—锦江山公园—抗美援朝纪念馆—帽盔山公园)；另外通过绿道的四条连接路径(火车站站场、大沙河、花园河、五道河两侧的防护绿地)，构成丹东市区内的绿道网络框架，完善丹东市区生态绿地的景观格局。借助GIS优化城乡生态绿道线路的研究方法，具有客观性、科学性和创新性，对于城乡生态旅游的发展研究以及生态旅游业的发展均有借鉴和参考的价值。但是由于在确定影响因子时，是综合前人的研究成果，存在一定的主观性，会影响到线路选择的准确性，还需要在今后的研究中逐渐完善，构建适合特定区域的更加科学客观的因子体系。

[1]何艺，李柱刚，简敏杰.生态旅游导向的中小城市总体规划策略[J].规划师，2012(28)：77-80.

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(责任编辑：龙海波)

GIS-based method for greenway route optimization: a case study of Dandong

GUO Yi-yan1, NING Sheng-quan2, QI Zhong-cheng1, LIU Li1

(1.SchoolofAgriculture,EasternLiaoningUniversity,Dandong118003,China; 2.ForestryStation,WulongbeiTown,Dandong118005,China)

In order to promote the ecotourism, the quantitative analysis and suitability evaluation of urban greenway routes in Dandong were conducted. The Quickbird landsat image in 2015 of Dandong was taken as the data source and the tourism resource, open-space edge, traffic line, terrain slope and green patch were selected as the factors for analysis by Arcgis10.0. Finally, an optimal scheme of greenway routes favorable to the urban-rural connection and ecotourism development was obtained. It is concluded that this GIS-based greenway route optimization method is more scientific and reasonable.

urban and rural areas；ecotourism; greenway; route optimization; evaluation factors; suitability analysis

10.14168/j.issn.1673-4939.2017.01.12

2016-11-02

辽宁省社科联2016年度辽宁经济社会发展立项课题(2016lslktzixxjc-07)；辽东学院硕士专业学位点培育项目；辽宁省文化社会学学会项目(LNWHSHXZKT201701)

郭屹岩(1973—),女,辽宁宽甸人, 硕士，讲师, 研究方向:园林规划设计。

TU985.11

A

1673-4939(2017)01-0057-07