一種基于gis空間分析的文化遺產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃劃分方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬文物保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種利用GIS(地理信息系統(tǒng))空間分析對(duì)文物保護(hù)單位保護(hù)區(qū)劃進(jìn)行科學(xué)有效劃分的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]文化遺產(chǎn)即文物，其是祖先留給我們的寶貴財(cái)富，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)管理和有效保護(hù)是我們義不容辭的責(zé)任和義務(wù)?！吨腥A人民共和國(guó)文物保護(hù)法》要求，在文物本體以外要有一定的安全區(qū)域，即保護(hù)區(qū)劃，一般包括保護(hù)范圍與建設(shè)控制地帶兩個(gè)級(jí)別。保護(hù)范圍與建設(shè)控制地帶是兩個(gè)重要的區(qū)劃概念，它們的劃定是文物得以有效保護(hù)的重要手段。盡管《文物法》、《文物法實(shí)施條例》、《全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位保護(hù)規(guī)劃編制要求》等法律法規(guī)提出了文物保護(hù)單位必須劃定保護(hù)區(qū)劃的強(qiáng)制性規(guī)定，并給出了文物保護(hù)單位保護(hù)范圍與建設(shè)控制地帶劃定的具體要求，但并未對(duì)這兩級(jí)保護(hù)區(qū)劃的具體劃分方法與相關(guān)技術(shù)給予明確的指導(dǎo)性意見(jiàn)和建議。使得保護(hù)區(qū)劃的劃分方式存在不統(tǒng)一的現(xiàn)象，而且多為文物保護(hù)與研究人員依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)周邊環(huán)境的理解通過(guò)定性描述的方式進(jìn)行文物保護(hù)單位保護(hù)范圍與建設(shè)控制地帶劃分工作。不僅造成了兩級(jí)保護(hù)區(qū)劃劃分方式的混亂，而且使得劃定的文物保護(hù)單位保護(hù)范圍與建設(shè)控制地帶操作性較差或與實(shí)際環(huán)境特征不符的現(xiàn)象。同時(shí)，保護(hù)區(qū)劃劃分方式的不科學(xué)還造成工作效率低下，區(qū)劃邊界節(jié)點(diǎn)與拐點(diǎn)坐標(biāo)獲取難度較大等問(wèn)題。盡管一些研究人員已經(jīng)意識(shí)到這些問(wèn)題，并試圖通過(guò)相關(guān)研究對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。但這些研究仍大多停留在文物保護(hù)單位保護(hù)范圍與建設(shè)地帶劃分合理性、適用性與可操作性等層面的討論，對(duì)保護(hù)區(qū)劃的劃分方法與相關(guān)技術(shù)體系進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的分析、歸納、總結(jié)與研究幾乎難以見(jiàn)到。然而，技術(shù)與方法的規(guī)范是保護(hù)區(qū)劃科學(xué)合理劃分的先決條件，對(duì)文物保護(hù)單位保護(hù)范圍與建設(shè)控制地帶的劃分方法與相關(guān)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)有效的研究與歸納總結(jié)勢(shì)在必行。
[0003]文化遺產(chǎn)存在于現(xiàn)實(shí)空間之中，空間屬性是其根本特征之一。依據(jù)文化遺產(chǎn)本體特征劃分的文物保護(hù)單位保護(hù)范圍與建設(shè)控制地帶同樣具備明顯的空間特征，同時(shí)保護(hù)范圍與建設(shè)控制地帶的劃分目的也是對(duì)特定空間的地物特征進(jìn)行有效的管理保護(hù)與限定控制。因此，文物保護(hù)單位保護(hù)區(qū)劃的劃分究其根本是一個(gè)地理空間問(wèn)題，其必然涉及空間地物的有效管理與科學(xué)分析。因而科學(xué)有效的文物保護(hù)單位保護(hù)區(qū)劃劃分方法與技術(shù)體系的缺失的主要原因是對(duì)地物空間屬性的忽視和對(duì)空間分析方法與相關(guān)技術(shù)最新進(jìn)展的不熟悉或不掌握。作為研究地理實(shí)體空間分布特征及其相互聯(lián)系的基礎(chǔ)學(xué)科，地理學(xué)具有分析地物空間屬性特征的傳統(tǒng)，并在長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程中注重對(duì)空間分析方法與相關(guān)技術(shù)體系的研究與總結(jié)。尤其是近年來(lái)隨著以地理信息系統(tǒng)(Geographical Informat1n System，簡(jiǎn)稱(chēng)GIS)為代表的空間信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，為傳統(tǒng)的地物分布空間分析方法注入了信息與科技的元素，使得這些方法更具科學(xué)性、計(jì)量性與信息性。GIS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其對(duì)地物空間屬性的有效管理和科學(xué)分析，這對(duì)于空間特征明顯的文物保護(hù)單位保護(hù)范圍與建設(shè)控制地帶的劃分具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。GIS特有的空間定位、緩沖區(qū)分析、疊置分析等空間分析功能能夠?yàn)槲奈锉Ｗo(hù)單位保護(hù)區(qū)劃劃分提供精確的空間信息與科學(xué)的分析方式。同時(shí)，GIS海量數(shù)據(jù)快速處理能力也能夠?qū)τ谟行Ы鉀Q文物保護(hù)單位保護(hù)區(qū)劃劃分過(guò)程中存在的效率低下問(wèn)題發(fā)揮重要作用。因此，GIS空間分析方法與文物保護(hù)單位保護(hù)區(qū)劃劃分相結(jié)合是信息時(shí)代對(duì)文物保護(hù)工作提出的必然要求，利用GIS空間分析技術(shù)科學(xué)有效的歸納與總結(jié)文物保護(hù)單位保護(hù)范圍與建設(shè)控制地帶的劃分方法也是解決文化遺產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃劃分結(jié)果混亂，可操縱性與科學(xué)性差以及劃分過(guò)程效率低下等問(wèn)題的有效途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在解決文物保護(hù)單位保護(hù)區(qū)劃劃定過(guò)程中缺乏科學(xué)有效、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的技術(shù)方法體系及其導(dǎo)致的保護(hù)區(qū)劃劃分結(jié)果混亂、可操作性差、效率低下等問(wèn)題。本發(fā)明綜合應(yīng)用緩沖區(qū)分析、空間疊置分析、空間定位等多種GIS空間分析功能，在系統(tǒng)分析文化遺產(chǎn)本體及其周邊環(huán)境特征的基礎(chǔ)上，確定文物保護(hù)單位保護(hù)范圍與建設(shè)控制地帶的恰當(dāng)范圍和界限，并自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)界限節(jié)點(diǎn)和拐點(diǎn)的空間信息，為文物保護(hù)單位保護(hù)區(qū)劃劃分提供一套科學(xué)合理的方法體系，同時(shí)在信息技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)了文物保護(hù)單位保護(hù)區(qū)劃相關(guān)信息的自動(dòng)提取，從而大大提高了保護(hù)區(qū)劃劃分的工作效率。
[0005]本發(fā)明為一種GIS空間分析支持下的文物保護(hù)區(qū)劃劃分的方法，其主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成:
[0006](I)文化遺產(chǎn)相關(guān)空間數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)
[0007]文化遺產(chǎn)保護(hù)區(qū)劃劃分涉及文物本體及其周邊環(huán)境特征等大量空間數(shù)據(jù)，這些空間數(shù)據(jù)是文物保護(hù)單位保護(hù)區(qū)劃劃分的基礎(chǔ)。因此，需要收集整理包含文物本體信息的空間范圍較大的區(qū)域地形圖、多期遙感影像、遺跡分布圖以及涉及遺產(chǎn)未來(lái)保護(hù)的相關(guān)規(guī)劃圖，如土地規(guī)劃圖、城市規(guī)劃圖等。這些基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)需要賦予統(tǒng)一的空間標(biāo)準(zhǔn)，以便后續(xù)的空間分析之用。具體的做法是，首先將必要的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)按照矢量和柵格兩種格式輸入GIS基礎(chǔ)平臺(tái)，然后按照一定的標(biāo)準(zhǔn)賦予這些數(shù)據(jù)統(tǒng)一的空間參考投影信息和坐標(biāo)系統(tǒng)，最后按照這些數(shù)據(jù)的空間特征對(duì)其進(jìn)行空間配準(zhǔn)，使得各種數(shù)據(jù)的相關(guān)地物具有一一對(duì)應(yīng)的空間關(guān)系?？臻g配準(zhǔn)是GIS的基本功能，一些通用軟件如ArcGIS、Mapinfo以及國(guó)產(chǎn)的Mapgis、Supermap等均具備這一功能。
[0008](2)文物本體緩沖區(qū)分析
[0009]文物保護(hù)區(qū)劃歸根結(jié)底就是為文物本體劃定一定的緩沖范圍，以達(dá)到在這些緩沖范圍內(nèi)人類(lèi)的生產(chǎn)生活起到限制與控制作用，以此起到保護(hù)文物的作用。緩沖區(qū)分析是GIS中的一種空間分析方法，其基本原理是按照地物的形狀特征在特定的距離內(nèi)自動(dòng)形成緩沖地帶。這種自動(dòng)形成緩沖地帶的方法不僅保留了地物本體的形狀特征，而且具有精確的空間屬性信息，同時(shí)能夠提供緩沖地帶內(nèi)地物之間更為直觀的空間關(guān)系。這些特征十分符合文物保護(hù)單位保護(hù)區(qū)劃劃分的具體要求。因此，GIS緩沖區(qū)分析在文物保護(hù)單位保護(hù)區(qū)劃劃分工作中能夠發(fā)揮重要作用。文物本體緩沖區(qū)分析的具體做法為:首先在GIS基礎(chǔ)平臺(tái)下調(diào)出已經(jīng)校準(zhǔn)的文物本體及其遺跡分布基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)；然后以文物本體及其遺跡分布為基礎(chǔ)，按照文物保護(hù)區(qū)劃的對(duì)特定類(lèi)型文化遺產(chǎn)的具體要求，分別按照一定的距離生成文化遺產(chǎn)及其遺跡分布的多個(gè)緩沖區(qū)。在緩沖區(qū)的生成過(guò)程中應(yīng)大而細(xì)的原則，即最大緩沖區(qū)的范圍應(yīng)盡量大，緩沖區(qū)的間距則盡量細(xì)，這樣就能在充分保證保護(hù)區(qū)劃空間范圍的基礎(chǔ)性，達(dá)到后續(xù)分析的細(xì)致性。緩沖區(qū)分析也是GIS空間分析的基本功能，目前盛行的GIS通用軟件一般均能夠直接實(shí)現(xiàn)。
[0010](3)文物保護(hù)單位保護(hù)區(qū)劃劃分疊置分析
[0011]文物保護(hù)單位的保護(hù)區(qū)劃并不是簡(jiǎn)單在文物周?chē)凑找欢ǖ木嚯x劃定范圍，其不僅需要同周邊的地形地物相結(jié)合，從而更具可操作性，而且需要同社會(huì)發(fā)展相協(xié)調(diào)，以達(dá)到文物保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)雙贏的局面。因此，需要細(xì)致分析文化遺產(chǎn)的周邊環(huán)境與發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)的保護(hù)區(qū)劃劃分方式主要通過(guò)定性的方式