1. 引言
几十年来，我国风景名胜区理论与建设均获得高速发展，已经形成了较为完备的管理机构与运营体系，但是实际的规划中我国的风景区本身还在一定的问题，例如前期规划不明确、依靠主观的想法进行规划等都是影响风景名胜区长久发展的壁垒。GIS作为地理信息系统，可以集成处理地理信息，为城市规划、风景区规划等发展提供了数据支撑[1]。山岳型的风景名胜区本身的规划需要依靠大量的搜集、分析、输出信息等大量的工作。利用地理信息系统对风景名胜区进行规划是大势所趋，通过GIS等的应用可以为风景区的观景点选址、优先规划等提供参考和科学依据。
2. 基本概况
2.1. 地理位置
龙洞风景区位于济南市东南部，位于济南郊区姚家镇龙洞村南且位于历城区、历下区与市中区三区交界区。龙洞风景区规划总面积24.33平方公里，景区位于济南市东南部，经十东路乘115、119路公共汽车龙洞路站下，旅游路乘131路公共汽车市政务中心站下。西面是千佛山风景名胜区，两风景区之间有旅游路相连接。风景区附近有京沪铁路线通过，并与青岛、泰安、曲阜之间有快速公路相通。
2.2. 规划范围
龙洞风景名胜区规划范围：为保证龙洞风景名胜区景源特征及其生态环境的完整性、名胜古迹的历史文化与社会的连续性以及地域单元的相对独立性，划定龙洞风景名胜区规划范围。范围北至回龙山、琵琶山，南至黑峪顶、麦穰垛、城墙岭，东至东边山、白云山，西至老虎山、金冠顶、官山橛。规划面积24.33平方公里[2]。
龙洞风景名胜区外围保护地带范围：在划定规划范围的基础上将龙洞风景名胜区外围进行保护、有序控制其各项建设，作为景区的保护控制范围。范围北至旅游路，南至绕城高速，东至太平庄、车脚山村、坞西村、黑龙峪村、郭家村山路，西至二环东路、兴隆村至大岭村山路。面积17.83平方公里(不含规划范围面积)。
2.3. 现状交通概括
2.3.1. 外部交通
龙洞风景区主要以济泰高速、二环南路快速路、济南绕城高速、龙鼎大道、旅游路构成主要的外部交通网络，景区北部交通网络十分密集，能够保证游人到达的便捷性，但景区南部公共交通网络并不完善，应注意景区与城市之间的交通完善，创造景区与城市各主要枢纽点之间的便捷联系，完善景区周边客运站与公交车站等公共交通服务设施，加强与外部其他景区的交通联系。龙洞风景名胜区沿龙鼎大道分布有较多公交站点，公共交通出行便利。场地外500 m左右就有地铁站，地铁线由遥墙机场直通景区，对外地游客提供交通便利。附近有停车场，自驾游交通方便。
2.3.2. 内部交通
景区内的路主要分为三种，一种是土路，第二种是石路，第三种是柏油路，路线崎岖复杂，上下高差大，天梯与岩壁缺少防护措施，危险系数高。没有明显的道路提示，道路与景点之间的联系较差，场地内目前没有可供公共交通行驶的道路，见图1。
Figure 1. Soil road in Longdong scenic spot
图1. 龙洞风景区土路
3. 景观道路选址优化
3.1. GIS基础模型建立
3.1.1. 基础地理信息采集
通过NASA官网ASF Data Search采集获取12.5 m分辨率的dem高程数据，是基于特定的地理范围内的地形数据，通过数学的方式进行转换，可以在二位空间内表示三维空间，由离散分布点来模拟三维地形。
通过Google map获取卫星图片，了解龙洞风景区土地的基本用途，土地的使用情况，通过卫星图可以得到风景区内以及风景区周边的道路情况、河流信息、地表基本条件、建筑分布情况等。
3.1.2. 高程模型的建立
将下载目标地块的地理DEM数据导入Arcgis10.7中，由于高程数据范围过大，提取出需要利用的目标地块，将高程数据与龙洞外围保护地带线相互的叠加，用掩膜提取法，得到风景区高程模型，见图2。
Figure 2. DEM map of elevation of Longdong Scenic Spot
图2. 龙洞风景区高程DEM图
3.1.3. 景点定位信息输入
Figure 3. Distribution of scenic spots in Longdong Scenic Area
图3. 龙洞风景区景点分布
本次调研主要采用GPS工具，通过调研对83个景点进行地理位置信息采集，将采集数据导入Arcgis 10.7中，在图上建立点要素，即为景点，在谷歌地图找到景点并结合现状调研情况，利用空间分析工具，对景点进行高程坡度提取，赋予高程坡度属性，见图3。
3.2. 影响因子系统得分
3.2.1. 影响因子权重
在交通系统中，游步道对于游客的游览体验等至关重要，在选线的过程中，通过层次分析法[3]-[5]，将影响因子通过两个层次进行研究，第一层为影响因子之间的相对重要性；第二层为影响因子因素图的权重值对因子相对重要性进行描述，最终得到影响因子权重见表1。
Table 1. Influence factor weight value table
表1. 影响因子权重取值表
|
高程 |
坡度 |
地类 |
视觉敏感度 |
权重 |
0.40 |
0.34 |
0.10 |
0.16 |
3.2.2. 各影响因子得分
(1) 高程因子
根据上面得出的高程模型，可以看出龙洞风景区的最低海拔为122 m，最高海拔为576 m。由调研可知游客对高程的变化呈现正向趋势，随着海拔的升高，景致越好，同时游客登山的成就感以及虔诚礼佛的心理感受越能得到满足，因此高程因子的得分随高程升高而增加，对高程进行分类并赋值，在Arcgis 10.7中利用自然间断点分级法对高程进行重分类，得到高程得分见图4。
Figure 4. Elevation score of Longdong Scenic Area
图4. 龙洞风景区高程得分
(2) 坡度因子
以高程数据为基础进行龙洞风景区坡度分析，龙洞风景区的坡度值从0~56˚通过文献查阅人体对坡度的感受，将坡度等级分成8级，坡度值越低，游览活动越容易，游客的体力消耗越低，将坡度进行赋值，利用自然间断点分级法得到的坡度得分见图5。
Figure 5. Slope score map of Longdong Scenic Area
图5. 龙洞风景区坡度得分图
Figure 6. The land category score of Longdong Scenic Area
图6. 龙洞风景区地类得分
Figure 7. Longdong Scenic Area sight score map
图7. 龙洞风景区视域得分图
(3) 地类因子
规划区域内土地安排要尽可能尊重场地现状，充分利用人造地表进行相应的开发建设，不能被占用耕地同时要保护森林资源和水资源。
根据我国2017年批准发布的新版《土地利用现状分类》(GB/T21010-2017)同时结合龙洞周围的土地现状，通过Globeland 30网站获取分辨率为30 m的2022年济南市土地利用数据，导入Arcgis 10.7，得到龙洞风景区的土地利用现状，由于龙洞风景区相对市域范围较小，按照国家分类标准，可以分为五类：耕地、林地、草地、水域、人造地表。尽可能利用建成区，减少对林地水体的开发利用，以此为原则，进行龙洞风景区土地利用现状分级，得分见图6。
(4) 视觉敏感度因子
景观视觉敏感度综合反映了景观在视域范围内的重要性，视觉敏感度因子的评价采用视域分析和视域分析的方法[6]。
运用GIS的视域分析功能，以景点位置为视点，从视域的角度出发，以DEM高程数据为基础，对每个景点进行单点视域分析，分为可见、不可见两种情况，将每个单点视域分析进行加权总和叠加分析，可见区域为1分，不可见区域为0分，将视域进行重分类，运用相等间隔分类法，将视域分为8类，进行打分，见图7。
观景点与景物的距离影响景观观赏效果，对于特定的观赏对象，在一定的距离范围内，观赏视觉效果最佳，然而超出这个范围，效果随距离的变化而变化[7]。本文对龙洞风景区的观赏视距按区间等级划分，小于500 m为近景，500~1500 m为中景，大于1500 m为远景。由于景点评价越好，所辐射的范围越远，所以视距等级随景点级别的增大而减小。
依据旅游资源单体评价总分，将其分为五级：特级旅游资源，得分值域 ≥ 90分；一级旅游资源，得分值域 ≥ 80分；二级旅游资源，得分值域 ≥ 70分；三级旅游资源，得分值域 ≥ 60分；四级旅游资源，得分值域 < 60分，见表2。
综合以上视距与景点等级的一系列分析，一级景点景观效果最好，以750 m为缓冲区，二、三级景点以500 m为缓冲区，四级景点以250 m为缓冲区。将景点缓冲区进行叠加，按照四个等级进行打分，导入GIS见图8。
Table 2. Tourism resources monomer evaluation score
表2. 旅游资源单体评价得分
资源等级 |
分值 |
资源名称 |
一级(3个) |
80~90 |
锦屏春晓(88)、佛峪胜境坊(82)、龙洞摩崖石刻造像(86) |
二级(28个) |
70~80 |
藏龙涧(75)、老君崖(70)、回龙山(70)、牛角山(72)、东边山(74)、官山橛(71)、独秀峰(78)、诚应岩(76)、三叠潭(70)、浴佛池(72)、白云泉(77)、金沙泉(75)、林汲泉(78)、上井(76)、悬珠泉(76)、露华泉(71)、仙人醉(76)、枫红抱石(71)、龙洞秋色(74)、古塔群(75)、报恩塔(79)、佛峪摩崖石刻造像(75)、龙洞(79)、朝天洞(79)、卧佛(72)、凤凰台(71)、隋风留韵(79)、寿圣院遗址(78) |
三级(37个) |
60~70 |
碧草斜阳(60)、棺材山(65)、狸猫山(65)、穷山(62)、雪山(62)、将军帽(63)、炮楼山(62)禹登山(60)、黑峪顶(68)、城墙岭(61)、石梯(60)、天梯(62)、东西龙洞(69)、白云洞(67)、三秀峰(67)、凤凰池(61)、佛峪瀑布(64)、大泉(69)、黑龙泉(61)、银龙泉(60)、金龙泉(65)、罗圈峪泉(63)、龙角泉(60)、姑子峪泉(61)、饮马湾(60)、饮写湾(61)、麦穰垛(68)、藤萝蔽日(61)、古青檀(64)、环翠亭(65)、钓鱼台(64)、观音堂(69)、吕祖像(68)、睡美人(65)、太上老君像(61)、白云庵遗址(69)、般若寺遗址(61) |
四级(19个) |
60以下 |
鹏举来登(53)、白云涧(57)、野峪顶(56)、琵琶山(56)、葫芦顶(59)、白云山(57)、一线天(56)、通天洞(58)、鹫栖岩(56)、月牙池(55)、白龙泉(56)、一指泉(59)、壶嘴泉(51)、水山泉(59)、水洞子泉(51)、赤龙泉(50)、白云南泉(51)、古银杏(50)、白云洞(53) |
Figure 8. Longdong Scenic spots scoring map
图8. 龙洞风景区景点得分图
本次研究主要是考虑视域和视距这两个方面，将视域得分图与视距得分图叠加分析，得到本次的视觉敏感度分析图，见图9。
Figure 9. Visual sensitivity score map of Longdong Scenic Area
图9. 龙洞风景区视觉敏感度得分图
3.2.3. 影响因子系统得分
将四个影响因子运用Arcgis进行加权叠加，根据上文通过层次分析法得出的权重，进行加权计算的计算公式为：
最终得分总和 = 高程 × 0.40 + 坡度 × 0.34 + 地类 × 0.10 + 视觉敏感度 × 0.16
由于之后要选点进行最小成本路径计算，需要选择成本最低的栅格，因此对影响因子总得分进行反向打分，得出的分值越小，选线成本越低，越适宜选线，得到的反向选取见图10。
Figure 10. The cost score chart of Longdong Scenic Area
图10. 龙洞风景区成本得分图
3.3. 游步道系统建立
本次研究利用Arcgis 10.7中的成本连通性工具架构成本最低的连通性网络，得到最佳路线，需要提出线路控制点[8]，控制点是决定线路起始位置和线路走向的决定要素，风景区的景观分区、出入口、主要景点是主要的考虑要素。具体的控制点需要根据不同路段进行综合考量，并最终导入Arcgis中自动获取成本最低，指标最佳的路线[9]。
根据风景区的地形地貌和景源分布特点以及游赏环境的完整性，结合总体空间结构，以风景资源特色、游赏环境特点等作为基本依据，规划将济南龙洞省级风景名胜区内各类风景资源划分为龙洞峪景区、佛峪景区、马蹄峪景区、野峪景区、狸猫山景区五个景区，各景区之间既互相联系又相对分隔，每个景区都有其不同的游赏特点，根据五个风景区自身的景观特色规划不同的游赏内容，见图11。
Figure 11. Longdong Scenic Area zoning map
图11. 龙洞风景区分区图
3.3.1. 控制点确定
(1) 一级线路控制点
在一级路控制点的选择上，由于龙洞占地广阔，考虑在龙洞的各个入口设置控制点，同时考虑到一级景源的观赏价值较高，将一级景源予以保留作为控制点，龙洞和佛峪作为景点的主要集中处，距离相对较近，自西向东选取回龙山、三叠潭、金沙泉、锦屏春晓、佛峪胜境坊、白云泉、东边山这几个道路控制点。
(2) 二级路控制点
二级路的规划考虑根据不同的分区进行，龙洞峪景区作为主景区，选择在龙洞峪景区内打造一条科普认知路线，结合经典文化，选取老君崖、炮楼山、吕祖像、穷山、龙洞摩崖石刻、藤萝蔽日、禹登山、麦壤垛等景点为控制点。
由于佛峪景区有较多人文景点，构建一条文化体验路线，包括佛峪胜境坊、观音堂、罗圈峪泉、佛峪摩崖石刻
其他几个景区由于景点较为分散，面积较大，考虑规划在狸猫山景区和野峪景区这两个以自然风貌为主的景区规划野趣探险路线，在龙洞峪景区和马蹄峪景区通过自然观光路线贯穿起来，逐步形成“山–林–泉–遗迹”一体化区域化旅游发展格局。
(3) 三级路控制点
由于龙洞风景区有着优越的自然条件和人文景观，但是许多景点无法通过一条道路串联，因此规划多条支路，将未能经过的景点串联。
3.3.2. 游步道系统生成
将上文生成的各级控制点依次输入Arcgis中，通过成本距离工具生成成本距离和成本回溯链接，最终生成成本路径，以成本得分图为依据，得到最低成本的路线[10]，见图12：
Figure 12. Longdong Scenic Area walkway
图12. 龙洞风景区游步道
3.3.3. 游步道系统完善优化
根据游步道规划，对游步道的宽度、材质等细节进行优化
(1) 一级路
一级路是连接景区出入口一级景区内部的重要交通路线，途径主景区和重要景点，此路也是观光车通行的路线，因此材质上采用柏油路，宽度为7 m，一侧设计一条宽1.5 m的人行木栈道。
(2) 二级路
二级路为游客步行观光的主要游览路线，基于龙洞风景区现状道路为无人工完善的土路，龙洞峪景区的二级路全部为石阶路，宽度为4 m，野区探险路线和自然观光路线采用宽为1.5 m的木栈道和4 m的石阶路相结合。
(3) 三级路
三级路与一级、二级路相连通，方便游客到达，材质应为石阶路，宽度为1.5 m。
4. 结论
(1) 利用层次分析法得到四种影响因子，根据景点现状，基于GIS成本连通性工具建立游步道系统架构，提高了各影响因素的多样性以及计算精度，节省了选线设计成本，提高了选线的可行性，可以为其他具有复杂地形的山岳型风景名胜区的路线规划提供科学可靠的依据。
(2) 在尽量不改变景区地貌的基础上合理规划未开发景区道路，挖掘更多景观资源，提升景区吸引力，在因地制宜的基础上尽量展现景区风光。旅游道路设计特色突出，根据不同景源的特征，设计具有地方特色的旅游交通系统，同时道路设计时还应充分考虑到游览活动的季节性特征。
注 释
文中所有图片均为作者自绘或者自摄。