基于GIS信息化下立面改造分类整治方法研究与分析--以孝感市槐荫大道为例.pdf

68HA 08/2023中图分类号 TU984.11+4 文献标识码 B 文章编号 1003-739X（2023）08-0068-05 收稿日期 2023-01-10摘 要 在近几年城市工作会议中提出，要推动发展尺度适宜、配套完善、邻里和谐的生活街区，营造街区环境和建筑风貌成为城市高质量发展的重要体现。面对新时期发展契机和机遇，城市空间结构转型和交通骨架的重构提升需加大老城区更新改造治理力度。该文以孝感市槐荫大道街景整治为例，利用GIS技术、实景三维技术、入户调查等信息化手段，深度剖析槐荫大道两侧建筑立面与空间存在问题，探究建筑整治影响主要因素，考虑平衡资金投入与实施工程效果的匹配程度最优解，提出拆除更新、重点整治、风貌协调等建筑分类的方法与思路，有效落实城市风貌和街区形象。关键词 GIS信息化 立面改造 建筑单体化POI信息表 分类整治 Abstract In recent years,in the urban work conference,it is proposed to promote the development of living blocks with suitable scale,perfect supporting facilities and harmonious neighbors,and the construction of block environment and architectural style has become an important embodiment of the high-quality development of the city.In the face of the development opportunities in the new era,the transformation of urban spatial structure and the reconstruction and upgrading of the traffic framework,the renewal and renovation of the old city should be strengthened.Taking Xiaogan Huaiyin avenue street regulation as an example,using GIS technology,real 3D technology,household survey information,we make an in-depth analysis on the building facade and space problems of Huaiyin avenue on both sides,and explore the main factors of building renovation,we also consider the balance funding and implementation effect of matching solution,then we propose demolition update,key regulation,style and coordination building classification methods and ideas,so as to effectively implement the city style and block image.Keywords GIS information,Facade renovation,Building monomer POI information table,Classification and renovation基于GIS信息化下立面改造分类整治方法研究与分析以孝感市槐荫大道为例Research and Analysis of Classified Renovation Method of Lower Facade Transformation Based on GIS Information:Taking Huaiyin Avenue in Xiaogan City as an Example张俊凯|Zhang Junkai宋 坤|Song Kun 周 辉|Zhou Hui陈 曦|Chen Xi郭延涛|Guo Yantao随着城市经济建设的快速发展，城市新区按照新时期的城市规划理念匠心建城，规划引领城市绿色发展；然而老城区交通拥堵、生态环境恶化、老龄化严重、城市韧性等“大城市病”依然存在，建筑破败、城市风貌问题突出。如何在民众改造意愿、改造难易程度、资金投入机制等多层因素限制下，采取最有效的甄别技术手段，对建筑科学合理分类整治，平衡资金投入与实施工程效果的匹配程度最优解，更大程度提升城市品质和建筑风貌。智慧城市作为一项解决社会生活、经济发展、城市管理、城市韧性等问题的高技术手段，运用基础数据库的叠加建设和计算，提供多情景模拟和方案决策。目前在城市规划和建设管理上的运用尚处在探索和试点阶段，一些中小城市更多还是停留在信息化街区阶段，该阶段更多运用GIS软件将DOM数据、地形测量、POI数据、建筑特征以及地物调查基本属性等综合分析，并利用测绘专用无人机建设实景三维可视化模型，实现建筑单体化、街区模型化，对城市管理和建设提出实景观测和多情景模拟方案，供决策者直观感觉和决策判断。近些年来孝感市委市政府加大旧城改造与街道更新力度，实现老城区空间、环境、功能、基层治理的“四个再造”，提升城市幸福指数。随着城市格局重构和变化，城市品质和服务能级急需提升，槐荫大道作为孝感老城东西向最早的城市主轴，是连接老城和南城、老城和东城的重要纽带，承载孝感的孝文化传承和城市发展的重要使命。2019年槐荫大道综合改造工程将现状四车道拓宽至六车道，新316国道又将过境交通外围分流，极大地改善了老城交通。槐荫大道建设完成后，两侧建筑风貌与道路的匹配问题凸显严重；基于考虑平衡资金投放与实施工程效果的匹配程度最优解，如何通过对街区整治与建筑立面整治，优化“建筑街区城市片区”三级69Design Technology设计技术 丨 城市风貌提档升级，将是旧城更新改造的重要命题。1 研究区概况1.1 槐荫大道街区立面整治研究区孝感老城区建成区总面积约40km2，居住人口52万人。本次整治研究区范围为槐荫大道老城区段（河口大桥至孝武大道）沿线视线可见范围的两侧建筑（整治范围如图1），路段全长7.18km2，道路宽度40m；整治范围为1.45km2，平均宽度控制为150m左右，涉及567栋建筑及构筑物；同时研究区内涉及古城片区、董永公园片区、长征南路片区、尚都悦府片区等四个更新改造片区。1.2 现状存在问题（1）城市管理历史欠账较多槐荫大道两侧违建搭建现象严重，多为20世纪8090年代沿路搭建，城市管理制度相对滞后，历史欠账较多；部分建筑或构建物占用城市道路，影响车辆及行人通行；停车混乱，市政管网破旧，整体城市韧性不强，存在安全隐患。（2）建筑风貌突出问题较多防盗网、遮阳棚、空调室外机等随意安装，无序混乱；建筑质量参差不齐，外墙面形式陈旧，整体不协调1。广告店招杂乱无章，风格不一，色彩、尺度与建筑主体不协调，缺乏统一布置；广告牌匾种类繁多，部分尺寸过大，一店多招现象频繁2。（3）对症下药技术手段较为缺乏槐荫大道两侧建筑物曾进行多次立面清洗与涂料粉刷，改造手段单一，成效不佳；以往的“穿衣戴帽”规划思路并不能满足人们生产、生活的实际需求，也不能体现城市风貌的特色引导。现阶段需要借助GIS软件、实景三维模型对现状进行深度挖掘，分析其短板及痛点，对症下药，解决民生问题，促进城市风貌全方面提升。2 整治重点及研究方法2.1 整治重点槐荫大道沿线立面整治提升以立面整治、整顿广告店招为主，同时对违建破旧房屋进行拆除，对富余空间进行景观打造；同时挖掘孝感文化、协调城市风貌；改善街道环境、提升街区形象；有利于保持槐荫大道综合改造工程的系统性和连贯性，将其打造成孝感城市的发展轴、功能轴和景观轴，是一项极其重要的城市高质量发展工程和民生工程。（1）建筑立面整治重点建筑分类。结合用地权属、建筑功能、建筑质量、建筑层数、建筑材质、广告店招等立面美化因子，运用GIS软件多因子权重分析，采取定性与定量综合分析，分为拆除更新类、重点整治类、建成协调类、风貌控制类建筑，这也是本次研究重点。细部整治。建筑整治主要分为建筑立面、构建物以及空调门窗整治；重点整治违建构建物、遮阳棚、防盗网、一楼多招牌等问题2。统一布置空调外机格栅，做到位置隐蔽、排列有序4；统一遮阳（雨）檐篷的形式、色彩和位置，可灵活结合店招布置。建筑风貌。着重对道路两侧视线可及范围内的建筑作为街景建筑群的有机整体进行统筹整治。对建筑品质及风貌提档升级。在原有的基础上，根据街区分段风貌特色，全路段提升实现建筑立面整治标准。（2）广告店招整治重点广告店招整治可通过设置强制性要素、引导性要素对广告牌匾进行控制和指引。由管理部门整体协调，业主可因地制宜、灵活控制。广告牌匾设置的强制性要素主要包括位置、尺寸、比例3个方面5。广告牌匾设置的引导性要素主要包括色彩、材质、照明亮化、字体4个方面。2.2 研究技术路线及方法（1）研究技术路线 本次研究目的是建立一套科学合理的立图1 研究区范围图图3 沿街建筑分类示意图2 建筑整治分类方法图4 建筑立面美化因子赋值组成70HA 08/2023面美化评价体系，指导建筑立面分类整治，确保政府资金的精准投放，力保街区建筑立面改造效果尽善尽美。研究技术路线是通过现场踏勘、三维技术、入户调查、社区核实等手段，建立以建筑编号、用地权属、使用功能、建筑层数、建筑强度、墙面材质、店招质量、整治类型等“一物一编号一表”的基础信息表。通过GIS软件入库建立建筑单体化POI信息数据库，基于GIS技术多因子叠加分析建立建筑整治评价体系综合分析；同时综合考虑资金投放、城市规划项目实施影响、建筑安全性、城市风貌控规等因素，进行定性与定量分析，结合分析结果将整治建筑划分为拆除更新类、重点整治类、建成协调类、风貌控制类等类型。技术路线如图2所示。（2）影响因素建筑立面整治主要由规划要求、建筑物及店招、资金投放三大方面。规划要求影响要素。规划要求要素是外部恒定影响因素，一般依据城市更新规划、旧城改造规划、道路改造规划、其他实施项目以及违建管控要求等，一并纳入街区立面整治定性判定为拆除更新类和风貌控制类建筑。建筑物及店招影响因素。主要包括建筑物本身、门窗、空调、管线等围护构件以及店招；影响因素可分为建筑安全性、建筑特征、店招特征三大类。建筑安全性主要针对8090年代的老旧建筑，检查是否存在安全隐患，定性确定拆除或整治；建筑及店招特征主要针对用地权属、建筑功能、建筑质量、建筑层数、建筑材质、店招种类、店招质量、店招尺寸等八项指标，结合GIS综合分析，判断为拆除更新类、重点整治、建成协调类等（图3）。资金投入影响因素。按照资金投入量比例，分为立面整治基础项、立面整治升级项、立面整治全优项。立面整治基础项包括确保建筑安全和建筑风貌协调统一，主要体现在建筑安全性保障、建筑外立面风貌统一、店招统一，一般适用于过境型道路和乡镇街景改造中；立面整治升级项在基础项前提下，对门、窗、细部构造、立面材质进行整体翻新统一，由于涂料、窗户更换等材料单价偏高，整治综合单价会成倍增加，一般适用于城市重点轴线和重要节点沿街的建筑风貌整治；立面整治全优项是基于前两者情况下，采取重点整治或重建方式相结合，融入特定的建筑风貌元素和文化元素，增强建筑的优美感和艺术性，一般适用于城市重点组团中心、特色风情街或古建筑物。（3）评价指标体系评价因子。立面改造评价体系是基于建筑安全性前提下，对现状建筑特征和店招特征的高度读取，建立建筑单体化POI信息数据库，详细对建筑功能、建筑质量、建筑高度、建筑材质、店招种类、店招质量、店招尺寸等八项立面美化因子进行分析，同时结合资金投入度作为弹性影响因子，为多情景的模拟方案提供参与价值。评价因子如表1所示。评价体系及赋值因子。本次评价采取定性与定量相结合，划分为八项建筑立面美化因子和一项资金投放度的弹性双控指标（图4）；基于周边市县改造工程立面改造、资金投入等方面的经验推导，综合考虑每个立面美化因子的影响程度和整治难度，赋予各评价因子的权重比例，从而计算出最优解。a 第一步：计算立面美化难度系数进行分等级对于违建、占道或规划项目拆除的一类建筑和未建成区域或待开发的一类建筑可直接定性为拆除更新类建筑和风貌控制类建筑。其他类型可根据各立面美化因子加权计算出立面美化难度系数和资金投放度，对建指标名称立面美化因子解释内涵建筑安全性建筑材质PCZ因建造年代不同，所用材质不同，建筑材质还是6070年代的木制、8090年代砖混以及近年的框架结构，其建筑结构牢固差异性较大。建筑质量PZL因建筑材质或建造方式不同，其建筑质量较差建筑通过加固、整改确保建筑安全性。建筑美化因子用地权属LQS 用地权属主要是机关单位、开发商、私房及街道办属地四种，用地权属不同，其改造费用公共出资比例、征收地难度、改造配合度不同。建筑功能PGN按照建筑用途分为商业、办公、商住、住宅等，建筑用途不同，其改造形式和成本价值不同。建筑层数PCS（建筑高度）建筑层数或高度用来判断建筑是否改造，是整体改造还是底层改造。建筑层数越高，整体改造难度大；高层改造只能局部或底层改造。店招美化因子店招种类SSL分为特定与普通店招，特定店招为品牌类固定类招牌。店招质量SZL按照店招新旧程度，分为质量较好或质量一般。店招尺寸SCC合适的尺寸决定了店招与建筑的协调性。尺度过大或过小影响店招识别度和美学感。资金投放整治投入度CTR按照资金投放力度和整治内容，分为立面整治基础项、立面整治升级项、立面整治全优项；一定程度下影响立面整治。表1 建筑立面美化因子一览表表2 各项立面美化因子特征及比例关系71Design Technology设计技术 丨 筑进行分类整治。其立面美化难度系数NJZ计算公式：NJ Z=（K1VP C Z+K2VP Z L+K3VL Q S+K4VP G N+K5VP C S+K6VS S L+K7VS Z L+K8VS C C）/（K1+K2+K3+K4+K5+K6+K7+K8）NJZ为立面美化难度系数，VPCZ为每项立面美化因子类别，K1-8为立面美化因子系数。各项美化因子特征体现建筑整治影响程度的差异性，立面美化影响因子系数越大，其美化难度系数越大。根据GIS计算分析得出值，分为五个等级：差（NJZ1.1），较差（1.1NJZ1.5），一般（1.5NJZ2.5），较好（2.5NJZ3.0），极好（NJZ3.0）。其各项立面美化因子特征如表2所示。b 第二步：计算资金投放度进行分等级其 资 金 投 放 度 NC T R计 算 公 式：NCTR=QCTR/(SCTR*Q1)；NC T R为资金投 放 度，QC T R为资金投 入量，SCTR为建筑整治总面积，Q1为综合单价。当综合单价越高，资金投放度越适宜，可以整治建筑数量和整治项就越多，界面整治效果更好。当综合单体在400元/m2以内，资金投放度低，整治内容为立面整治基础项；当综合单体在400800元/m2，资金投放度一般，整治内容为立面整治升级项；当综合单体在800元/m2以上，资金投放度充足，整治内容为立面整治全优项。c 第三步：结合立面美化整治难度和资金投入度进行集成评价基于立面美化整治难度系数和资金投入度评价，进行矩阵判别（表3），确定建筑分类整治的初评结果。3 研究分析与结果3.1 建筑单体化POI信息数据库通过实地踏勘、入户调查、三维技术、信息入库、社区核实等手段，将槐荫大道7.18km沿街两侧的567栋建筑的建筑编号、用地权属、使用功能、建筑层数、建筑强度、墙面材质、店招质量、整治类型等进行统计，形成“一物一编号一表”的基础信息表；通过GIS软件入库，建立建筑单体化POI信息数据库。3.2 立面美化难度系数（1）建筑安全性评价建筑安全性主要取决于建筑建造年限、立面美化难度系数资金投放度低资金投放度低资金投放度低差（NJZ1.1）拆除更新类拆除更新类拆除更新类较差（1.1NJZ1.5）拆除更新类重点整治类重点整治类一般（1.5NJZ2.5）重点整治类重点整治类重点整治类较好（2.5NJZ3.0）建成协调类重点整治类重点整治类极好（NJZ3.0）建成协调类建成协调类建成协调类表3 建筑分类整治集成评价图5 建筑材质和建筑质量评价图6 用地权属、建筑功能和建筑高度评价图7 店招类型、店招质量和店招尺度评价图8 槐荫大道建筑分类整治集成评价72HA 08/2023作者信息：张俊凯，孝感市城乡规划建筑设计院有限责任公司 副高级工程师、注册测绘师宋 坤，孝感市国土空间规划研究院规划部工程师 （通讯作者），周 辉，孝感市城乡规划建筑设计院有限责任公司 一级注册结构师、注册土木（岩土）工程师陈 曦，孝感市国土空间规划研究院副高级工程师、注册规划师郭延涛，孝感市城乡规划建筑设计院有限责任公司空 间地理信息所副高级工程师、注册测绘师建筑结构稳定性，由于槐荫大道的建筑多为8090年代、21世纪新建的建筑，其安全性主要体现建筑材质和建筑质量。根据GIS叠加分析（图5），沿线道路两侧建筑有567栋，建筑材质为钢棚的有49栋，材质为砖混的有386栋，材质为框架混凝土的有132栋；建筑质量较好的有221栋，质量一般的有238栋，质量较差的有108栋。综合分析，建筑安全性差：较好为123435。因此，由于建筑安全性需要拆除建筑为有123栋。（2）建筑立面美化因子评价从建筑立面整治实施可行性出发，需考虑用地可改造度、住户配合度和立面整治难度等主要方面。用地可改造度和住户配合度可以用地权属判别，用地权属不同，其改造费用公共出资比例、征收地难度、改造配合度不同。立面整治难度可通过建筑功能和建筑层数判别，建筑功能用途不同，其改造形式和成本价值不同；建筑层数越高，其改造难度大。这些现状建筑特征是区别建筑分类整治的重要指标，应当给予较大权重。根据GIS叠加分析（图6），沿线道路两侧建筑中，用地权属方面私人比重较大，机关单位集体土地开发商私房=1135，其征收地难度、改造配合度相对提高。建筑功能方面，住宅70栋，商业172栋，商住250栋，公建及办公75栋。建筑层数方面，1层建筑97栋，占地17692m2；23层建筑130栋，占地53213m2；46层建筑227栋，占地76452m2；7层及以上建筑113栋，占地60310m2。综合分析，建筑整治改造难度主要集中在46层的商住或住宅私房，占比40%。（3）店招美化因子评价店招美化因子主要体现在尺度大小和质量风貌相协调，考虑因素包括店招类型、店招质量和店招尺度。根据GIS叠加分析（图7）店招一共531个，普通店招455个，特定店招76个；店招质量较好的有313个，店招质量一般的有218个；尺度适宜的有335个，尺度不适宜的有196个。3.3 集成评价及修正结果（1）集成评价本次项目整改采取分类控制、重点整治的原则，以槐荫大道的两侧街道界面为视觉轮廓线，通过立面改造提升城市风貌；通过运用GIS软件叠加分析（图8），充分考虑筑立面美化因子和资金投放度的双控因子指标，将建筑分类为拆除更新类（违建、规划拆除）、重点整治类、建成协调类、风貌控制类（已规划、建成片区）四类。其中根据评价结果，拆除更新类有215栋，重点整治类有285栋，建成协调类54栋，风貌控制类13栋。（2）修正结果根据GIS集成分析结果，结合各类规划项目、城市管理、资金投入度以及政府决策等实际状况进一步复核。对明显不符合实际的，应开展必要的现状民众意愿调查和多专家论证研究，进一步对评价结果进行降级或修正处理。拆除更新类有273栋，通过分析与调研，主要分为违建需要拆除和规划类建筑拆除；拆除更新类建筑多为破旧废弃房屋、占地经营、违建房屋、简易棚及更新改造等规划拆除建筑。重点整治类有239栋，分析多为老旧建筑、建筑质量一般、风貌环境较差一类建筑，需要重点整治。整治内容重点侧重于建筑立面、店招设计及细部装饰等。建筑立面需要根据现状建筑风格特征设计以及规整空调机位等；广告店招需统一样式、颜色、尺度等（图9）。建成协调类42栋，多为建筑质量、风貌环境较好的一类建筑。主要内容为立面清洗、店招与周边协调统一。拆除住宅外立面凸出、防盗网、严禁凸出晾晒、保护好整体外立面形象。风貌控制类13栋和多处更新改造区域。多为近两年新建的安置区和近期规划的城市双修片区。该类建筑风貌较佳，主要以控制店招统一为主，同时引导周边与其风貌相协调。结语 槐荫大道综合改造工程沿线街景整治提升规划方案，以专题研究为支撑，充分挖掘现状特征，把握建筑立面优化因子和资金投放度的双控因子指标，精准确定建筑分类整治，科学合理节约整治成本。同时整治工程利用节点改造腾挪出空间，配套建设停车设施，增设9个口袋公园，优化公共绿地供给，增加便民商业，提升服务能力，坚持了城市功能与公共服务功能优先保障；通过对建筑、街区、城市片区综合整治，把握点、线、面三者关系，重构城市骨架，修复城市结构，重塑城市风貌和辉煌。目前已完成改造建筑的风格和色彩效果明显，店招统一协调；同时打造13个重要节点和完善城市家具，极大再现槐荫大道昔日的街区魅力，打造成孝感城市更新的样板工 程 和 示 范工 程。资料来源：文中所有图表均为作者自绘。参考文献1 彭苗.陕西神木高家堡古镇西北片区的演变与保护研究D.西安：西安建筑科技大学，2017.2 毛雪.人、街道、色彩城市街道色彩营造研究J.流行色，2019（2）：6-10.3 张媛.适度与包容理念下的老社区街道微更新策略以天门市天门街道为例J.规划师，2019（z2）：53-57.4 王奇.当代国内城市高层住宅欧式立面设计研究D.西安：西安建筑科技大学，2019.5 曾新春，季如漪.再谈城市户外广告设置总体规划编制方法以南京为例C/.规划创新：2010中国城市规划年会论文集.2010：4891-4900.图9 重点整治类改造前、改造效果图、改造后对比