山水格局保护视角下高度控制体系的建构

一、研究背景

1、落脚点：保护“山、城、江”之间的视觉感知

山水格局保护视角下的高度控制，其实质是对历史文化名城“山、城、江”视觉感知的保护，即对特定视廊、视域的保护。

国外相关规划实践，为基于眺望景观保护的高度控制积累了丰富经验。

以英国伦敦为例，1938年开始对圣保罗大教堂及伦敦大火纪念碑周边建筑的高度进行控制，2012年编制《伦敦城市重要景观管理框架》（London View Management Framework），从“伦敦全景、线性风景、滨河景观、城镇风光”四个方面，确定了27个“指定眺望景观”（Designated View），包含13条“保护视廊”（Protested Vista）和若干处与世界遗产相关的“保护天际线（Protected Silhouette）”，进一步完善了高度控制体系，“旨在平衡伦敦视觉遗产保护与城市开发建设之间的矛盾” 。

“指定眺望景观”的组成

保护视廊”提出了明确的控制数值

该案例可借鉴之处首先在于多层次多角度控制：每个“指定眺望景观”包括1处“观赏地”、1处或多处囊括120度视线范围的“评价点”及其“前景区”“中景区”“背景区”，以及在某些情况下“评价点”和伦敦的“重要地标”之间的“保护视廊”。

另一可借鉴之处在于精细化管理。“保护视廊”的控制区域可细分为“地标视廊”和“广角眺望协议区”，通过若干个点的经纬度和标高进行精确定位。

然而，国外案例虽对“山、水”同样有所关注，但侧重点为滨水景观和山间观景点的眺望景观，与我国传统城市所注重的“山水格局”略有区别。

国内以价值评估为基础，通过确定观山观水视廊，对山水格局保护视角下的建设高度进行控制，与我国注重山水格局、强调山水对位关系的营城思相对应。

目前，以山水格局保护为出发点的高度控制力度仍存在争议：何种情形下需要严格控制，何种情形下宜进行弹性控制，边界尚无明确界定；刚性控制和弹性引导相结合、对接规划管理的控制体系建构，仍处于探索实践阶段。

2、量化计算：GIS基于视线分析为高度控制计算提供了技术支持

GIS相关软件具有强大的可视性分析功能，ArcGIS中，3D Analyst工具箱下“天际线”和“天际线障碍物”功能，可在三维环境中，以观察点为基准，生成天际线轮廓和天际线障碍面，即高度控制面，将以往基于二维剖面的控高计算拓展至三维，大大提高了计算精确度，降低人工计算量。

ArcGIS“天际线”工具可以观察点为基准生成天际线轮廓

ArcGIS“天际线障碍物”工具在观察点和天际线之间生成天际线障碍控制面

现阶段，点要素与线要素之间天际线障碍面计算已成为arcgis软件的最基本的视觉分析功能之一，然而，线要素之间（例如，观察路径和天际线）的天际线障碍面生成，以及多个障碍面叠加取最小值计算方面，缺乏实操案例；在多项规划高度控制指标（例如，不同规划基于不同目标所提出的不同控高要求）叠加、整合、建设量计算方面，具有技术优势，但实际应用案例较为缺乏。

3、新思路：城市设计导则弹性控制

随着空间精细化管理的不断深入，越来越多的城市引入城市设计导则作为城市空间管理的手段，为山水格局视角下的高度控制开辟了新的思路。然而，在山水格局保护领域，引入条件尚未明确；能否有效实现对城市空间的引导，很大程度上依赖于城市的管理程序管理模式。

定量与定性相结合、刚性指标控制与弹性引导机制相互补充，已成为城市高度控制领域，尤其是历史文化名城山水格局保护视角下高度控制领域的共识。如何提高山水格局保护视角下高度控制管控精度、如何确定的高度控制力度及弹性控制引入条件和范围，是尚需进一步探讨的核心问题。

4、分析样本：泉州历史文化名城高度控制专题

2）泉州山水格局保护视角下高度控制体系框架

以“显山露水”为出发点，确定3条观山视廊（视域）和2条观水视域。

表1.泉州山水格局保护视角下视廊（视域）汇总表

观山观谁视廊分布图

前景控制区与背景控制区分布图

考虑到古城与山体之间视廊的重要性和脆弱性，将其定义为前景控制区；考虑到晋江岸线作为古城背景，在基本可见的基础上允许远景滨水区现代滨水景观和局部遮挡晋江的远景地标建筑出现，因此，将其余区域定义为背景控制区。

二、GIS定量分析的应用

1、量化计算的方法提炼

综合运用ArcGIS软件中“天际线障碍物”、要素与栅格赋值相互转换、以及栅格算数计算等功能和命令，可以实现视廊（视域）的量化和多种控高数值的之间的算数比较计算。

a、单一视廊（视域）的运算

上述5条视廊（视域）可以分为两个类型：单个观察点到观察对象的视廊控制和观察路径到观察对象的视廊（视域）控制。后者可以视为多个连续的观察点进行分析计算。

1）生成“点到线”的视线控制面

ArcGIS“天际线障碍物”工具可以运算任意三维点要素和任意三维线要素之间的视线控制面，而不仅仅局限于观察点要素和由“天际线”命令所生成的天际线要素。威远楼观清源山视廊、泉山门观清源山视廊、清源山南台岩观晋江视廊和九日山祈风石刻观晋江视廊均为观察点到某一段等高线、观察点到某一段晋江岸线的“点到线”视线控制，因此，可通过分别运行“天际线障碍物”而得到。

通过“天际线障碍物”工具直接进行“点到线”的视线控制面运算

2）生成“线到线”类型视域控制面

少林路观清源山视廊是观景路径视域控制，属于“线到线”的视域控制面，无法通过“天际线障碍物”得出直接运算。此处采用等距离采集观察点的方法，借助CAD等其它制图软件，生成少林路观清源山视廊景观路径的视域控制面集合文件。

“线到线”视域控制面是多个连续的“点到线”视域控制面的合集

b、叠加取值方法

ArcGIS中栅格文件的算数计算功能较为完善，叠加取值的步骤通过栅格文件之间的算术计算实现。

地形TIN文件栅格化，以高度值为栅格赋值，得到地形标高的栅格文件。栅格转换为点要素并执行拉伸命令后，与控制面合并文件相交，即可得到单一栅格对应的多个不同高度的点要素文件，将这一文件栅格化时，点选最小值选项，得到叠加取低值的栅格文件，栅格值为绝对高度。这时，与地形栅格文件的数值相减，得到理想状态下的高度控制数值。

a.通过点要素拉伸、相交、栅格化取最小值等操作完成叠加取值运算

b.仅考虑视线要求情况下的理想化计算结果

叠加取值过程及计算结果图示

该方法同样适用于不同类型高度控制要求（例如，控规的控高要求、山体保护规划的近山区控高要求等）的叠加取值。

2、理想状态下控高数值的困境

GIS等技术手段，较好地实现了山水格局保护视角下的高度量化控制，将视觉感知定量，为科学管理创造了条件；计算过程精确度可控（精度取决于栅格精度），同时大大调高了取值计算效率；地理信息系统作为数据库系统，在多类控制要求存档、整合等方面，效率优势明显。

然而，山水格局作为感知类的要素，定量控制机制却带来了实际操作的困境。泉州基于山水格局保护的上述计算结果与城市建设的现状和要求存在较大矛盾，表现为与部分现状建筑和现行控规高度所产生的冲突上。是否存在化解冲突的可能性，如何化解，是这一困境的核心问题。

山水格局保护高度控制计算与现行控规冲突严重的区域主要分布于观水视廊（视域）的滨江地块

三、城市设计导则的引入

城市设计导则运用图示化语言，对城市空间进行引导，虽不完全强调量化控制，但其将空间感知诉诸于图面感受，直观有效，是分析和解决城市特定问题不可或缺手段。

运用该种方式，对泉州山水格局保护视角下的量化控高与潜在城市建设矛盾最为突出的区域进行分析，可以发现，确保山体水体可见的严格控制并非最优解，局部突破控高对山水格局的感知并未造成颠覆性影响，丰富多变的天际线更能为观景者带来良好的感知体验。基于这一认知，尝试对特定区域引入城市设计导则弹性控制机制，以化解山水格局保护视角下，刚性指标控制与潜在城市建设之间的矛盾。

a.严格控制滨水建筑高度，在视域范围内，晋江岸线全部可见

b.局部突破理想高度控制面，在视域范围内，晋江岸线基本可见，天际线变化丰富

c.突破理想高度控制面，视域范围内晋江基本不可感知

图示语言分析背景控制区观水视域

1、确定城市设计导则的引入条件

引入城市设计导则对山水格局视角下的城市建设高度进行弹性控制，主要基于两点现实条件：

a、不同区域确实存在差别化控制的必要

泉州山水格局的前景控制区内，囊括5条视廊中的4条，密集程度远高于背景控制区，一旦出现超过控制面的超高建筑，多条视廊将随之受到影响，景观控制的复杂性也远高于背景控制区。

从价值判断的角度出发，山水格局的保护核心是“山、城、江”三者之间的联系，而“城”是核心要素，山城之间视觉联系较山水之间的视觉联系更为重要。因此，差别化控制具备合理性。

b、存在山水格局景观理想与城市建设其它要求相冲突的区域

城市建设高度不仅与景观环境、山水格局保护相关，更重要的是，影响城市综合发展和经济建设甚至供求市场。通过计算，泉州存在这一矛盾的用地约426公顷。这些区域该如何进行取舍，无法一概而论，需根据实际情况具体问题具体分析。

a.运用ArcGis对现行控规控高与山水格局控高进行比较，紫色区域为现行控规控高大于山水格局控高的区域

b.落实到具体地块上合计约426公顷

山水格局景观理想与城市建设其它要求相互冲突的区域示意图

2、城市设计导则适用区域的界定

基于差别化控制和化解矛盾的原则，确定泉州山水格局保护视角下城市设计导则的引入区域，即同时满足位于背景控制区内且与既有控规存在矛盾冲突两个条件的片区。建议对划定区域编制专门的高度控制城市设计导则，同时引入“一事一议”机制和专业委员会咨询机制，协调特定区域内景观理想与城市建设其它方面要求之间的矛盾。

山水格局保护视角下，高度控制专项城市设计导则适用区分布图（紫色区域）

城市设计导则应用总结

城市设计导则在城市空间指引方面优势明显：在山水格局保护视角下，可在建筑高度单一控制因素之外，对建筑排布、天际线变化趋势等多方面因素进行补充引导，在维护山水格局视觉感受的同时，营造多元、富于变化的城市形象；由于管控弹性大，城市设计导则对城市建设总量的影响较小，易于接受。

但是，相较于量化计算得出的高度控制指标，城市设计导则的严谨性较差，管控力度有限，仅可作为指标控制的补充，在土地出让管理等环节发挥作用；在实际操作层面，对所在城市的管理机制要求较高，需规划管理、规划编制、规划实施多环节联动配合，才能有效实现管控引导要求的落地。

四、总结

在泉州山水格局保护视角下的高度控制实践中，通过分析视廊视域差别化管控的必要性、计算理想情况下高度控制与潜在城市建设的矛盾，提出刚性指标控制基础上城市设计导则弹性控制的引入条件，并划定区划，建构定量与定性相结合、刚性指标控制与弹性引导机制相互补充的高度控制体系。

在视觉感知定量化及控制指标生成方面，ArcGIS等技术手段为视廊（视域）的量化运算和多种控高数值的之间的算数计算提供了技术支持，其数据库管理模式，在实现多类高度控制要求整合方面，前景广阔。

在弹性控制机制引入方面，城市设计导则运用图示化手法，将视觉感知诉诸于图像分析，优势明显，其具体适用条件和适用范围需根据价值评判、视廊（视域）分布及与潜在城市建设的冲突区域等因素，综合确定。