基于GIS與SBE 法的旗山國家森林公園景觀視覺評價

齊津達，傅偉聰，李 煒，林雙毅，董建文＊

（1.福建農(nóng)林大學 藝術(shù)學院／園林學院，福建 福州350002；2.廈門市市政建設(shè)開發(fā)總公司，福建 廈門361008）

景觀視覺評價是指對某一能夠帶給評判者較強視覺感知和視覺印象的特定區(qū)域進行評判［1］，伴隨視覺評價的發(fā)展，人們對評價精度的要求越來越高，有學者開始嘗試利用GIS對該領(lǐng)域進行了研究［2-3］，俞孔堅［4-5］等探討了基于 GIS技術(shù)的景觀視覺安全格局、文化安全格局和生態(tài)安全格局判別的方法；張林波［6］等研究了如何運用GIS空間分析功能進行景觀視覺資源定量評價。但是，從評價景觀視覺的角度出發(fā)，GIS技術(shù)難以反映大眾的審美態(tài)度。因此，利用SBE法彌補評價審美態(tài)度方面的不足顯得尤為重要。SBE法是基于心理物理學的一種評價方法，李春陽［7］等對黑龍江帽兒山景區(qū)景觀進行了定性和定量評價，為深化美景度評價理論奠定了堅實的基礎(chǔ)。章志都［8］等釆用美景度評判法對北京市的郊野公園進行評判，總結(jié)出影響人們評價的若干因子。本研究嘗試將GIS空間分析法和SBE法結(jié)合運用在景觀評價中，通過GIS空間分析法和SBE法的互補作用，更加全面的反映景觀的視覺質(zhì)量。其研究結(jié)果既可以為森林公園的景觀視覺評價提供參考，也可以為森林公園景觀視覺評價體系的建立提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與資料來源

福州旗山國家森林公園位于福州市閩侯縣南嶼、上街兩鎮(zhèn)之間，地處戴云山脈東面，下轄大巖頂、注福寺、別有洞天瀑布等景點，面積3 587hm2，海拔介于400～800m之間，屬亞熱帶季風性氣候，年平均氣溫約18℃［9-10］。該公園生物種類繁多、地貌類型多樣、水文資源豐富、文化底蘊深厚、地理位置優(yōu)越，可謂福州市民出游、游憩、活動的理想地點。

本次研究收集南嶼國有林場提供的旗山國家森林公園主要景點示意圖（2010）以及旗山國家森林公園的宣傳資料（2010）；福建農(nóng)林大學園林學院提供的1∶50 000的旗山國家森林公園景觀布局圖（2005）、1∶50 000旗山國家森林公園交通線路規(guī)劃圖（2005），北京林業(yè)大學林學院提供了2011成像的、精度為0.6m、坐標系為 WGS＿84＿UTM 的QuickBird圖。

2 研究方法

選取福州旗山國家森林公園中保存完好的14個景點（圖1），將每個景點基于GIS的景觀視覺資源得分進行標準化處理，并將其結(jié)果與SBE標準化得分進行加權(quán)處理，得到旗山森林公園景觀視覺資源的綜合得分。

2.1 GIS空間分析

2.1.1 構(gòu)建指標體系 本研究根據(jù)Wassily Kandinsky在1979年提出的平面空間理論，即點、線、面是構(gòu)成平面空間的基本視覺元素，從視點、視線、視域以及視覺敏感度4個部分對景觀視覺進行分析與評價。

圖1 福州旗山森林公園景點分布Fig.1 View distribution of Qishan Forest Park

視點分析由可見度分析和連續(xù)度分析組成，可見度指在某一觀察點能夠觀賞的景點數(shù)量占景區(qū)內(nèi)所有景點數(shù)量的百分比；連續(xù)度是指景點的連續(xù)程度，即2景點之間的最近距離。

視線分析由清晰度分析和舒適度分析組成，清晰度是指觀測人員獲得景物圖像的清晰程度，即較佳視距①較佳視距是指景物高度（h）3.7倍的距離。之內(nèi)的景觀清晰度高［11］；舒適度是指人們對景觀位置、景觀距離、景觀完整度等景觀特征的感知程度［12］。

視域分析由可視區(qū)域分析和多樣性分析組成，可視區(qū)域是指觀察點所能看到的所有區(qū)域；多樣性是由景觀自然度②自然度（N）是指自然景觀所占的比例。和景觀類型多樣指數(shù)③多樣性指數(shù)（H）是指各景觀元素所占的比例。組成［13］。

視覺敏感度分析分為相對坡度景觀視覺敏感度分析、相對距離景觀視覺敏感度分析、出現(xiàn)機率景觀視覺敏感度分析、醒目程度景觀視覺敏感度分析4個部分［14］，相對坡度景觀視覺敏感度是指分析景觀可視性，相對距離景觀視覺敏感度是指分析觀景者與景觀的臨近度及景觀的易見性與清晰度，出現(xiàn)機率景觀視覺敏感度是指分析視野的頻率、觀察者的數(shù)量以及觀景時間的長短，醒目程度景觀視覺敏感度是指分析景觀的重要性和關(guān)注程度。

本研究利用查閱國家相關(guān)標準、參考景觀視覺相關(guān)文獻［15-16］以及專家組討論等方法，經(jīng)過大量的調(diào)查問卷④本次問卷選取25位專業(yè)人士及25位非專業(yè)人士，共計50位評判者對各個因子之間的重要程度進行比較。，嘗試提出一套景觀視覺評價標準（表1）。

2.1.2 確定指標權(quán)重 利用層次分析法（AHP）確定各因子的權(quán)重系數(shù)（表2）［17］，將旗山國家森林公園每個景點的單因素得分乘以對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，得出各個景點基于GIS的整體視覺景觀排名。

表1 景觀視覺因子分級標準Table 1 Standard of landscape visual factor

根據(jù)專家意見，構(gòu)造矩陣以反映景觀視覺價值；第2層指標包括視點、視線、視域和視覺敏感度，其中視覺敏感度的權(quán)重最大；第3層指標包括可見度、連續(xù)度、清晰度等10個指標，其中醒目程度景觀視覺敏感度的權(quán)重最大。經(jīng)過一致性經(jīng)驗，矩陣合理有效。

表2 評價指標權(quán)重Table 1 Weight of factors

2.2 美景度評價

本研究拍攝了86張旗山森林公園的照片，所有照片均采用佳能60D相機進行拍攝，感光度（ISO）不低于500，光圈（F）不低于10，拍攝時間為9：00-15：00，從中選取14張典型的照片進行測評，評價對象為50位專業(yè)人士和50位非專業(yè)人士。利用PowerPoint軟件將已近篩選好的14照片制作成幻燈片，評判者按景觀質(zhì)量評判景觀的得分。為了體現(xiàn)對景觀視覺評判的客觀性、公正性和合理性，在回收統(tǒng)計評判表的過程中，應(yīng)該對評判數(shù)據(jù)進行適當?shù)暮Y選和處理。具體步驟如下：首先，對所有回收的評判表進行核對檢查，將其中無效的評判表剔除；其次，為了消除或減少因評判者的審美態(tài)度不同而造成的差異，必須對評價結(jié)果依照以下公式進行標準化處理［18］：

式中：Zij為第j個評判者對第i個景觀評判的標準化值；Rij為第j個評判者對第i個景觀的評判值；為第j個評判者對所有景觀評判的平均值；Sj為第j個評判者對所有景觀評判的標準差；Zi為第i個景觀的標準化評判值。

3 結(jié)果與分析

3.1 基于GIS的評價

3.1.1 景觀視覺單因子評價 由圖2～圖9及表3、表4可見，景點S1和S9的可見度最高，可見景點都超過了20%；景點S10和S11之間連續(xù)性最好，間距只有25m；S1、S4、S7、S11、S14這5處景點的清晰度高，較佳視距都在視域范圍之內(nèi)；景點S11的舒適度最高，具有觀賞方式多樣、景觀觀賞類型豐富、可見景觀完整等特點；景點S1、S11的可見視域面積最大，都超過了100 000m2；景點S10的多樣性最好，其自然度和多樣性指數(shù)分別為100和1.57；相對坡度視覺敏感度高的景點有S1、S6、S7、S8、S9和S10；相對距離景觀視覺敏感度高的是景點S4～S14；出現(xiàn)機率景觀視覺敏感度最高的是景點是S1，其可被觀賞的距離接近700m；醒目程度景觀視覺敏感度高的景點是S1、S4、S6、S7、S8、S9、S10、S11和S14。

圖2 可見度Fig.2 Visual sight

圖3 連續(xù)度Fig.3 Continuoust

圖4 清晰度Fig.4 Visual definition

圖5 視域面積Fig.5 Visual area

圖6 多樣性Fig.6 Diversity

圖7 相對坡度視覺敏感度Fig.7 Slope sensitivity

表3 舒適度Table 3 Comfortable

圖8 相對距離景觀視覺敏感度Fig.8 Distance sensitivity

圖9 出現(xiàn)機率景觀視覺敏感度Fig.9 Sight-probability sensitivity

表4 醒目程度景觀視覺敏感度Table 4 Eye-catching marks sensitivity

3.1.2 景觀視覺綜合評價 通過對景區(qū)景觀視覺資源因子的逐一分析，可以大致了解旗山國家森林公園景觀視覺資源的基本特征。為了更加直接明了地為游客呈現(xiàn)景區(qū)內(nèi)各個景點的視覺資源情況，本研究運用AHP對所有視覺單因素進行整合，得出基于GIS的景點視覺資源排名（表5）。

表5 基于GIS的旗山森林公園景觀視覺資源排名Table 5 Ranging of landscape visual evaluation of based on GIS

由表5可知，S11景點的景觀視覺效果最佳，S10景觀視覺效果次之；S2的景觀視覺效果最差，是景區(qū)迫切需要提高觀賞價值的景點。

3.2 美景度評價

由表6可知，景點S1、S4、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S14總計9處景點是評判者比較喜愛的，并且結(jié)果標準化處理后，景區(qū)的平均分為0.334 32。由此可判斷，評判者對現(xiàn)有景點的感受一般，還沒達到足以讓游客滿意的程度。

表6 旗山森林公園雙峰景區(qū)各景點美景度標準化得分Table 6 The scores of the scenic spot in Shuangfeng avea

3.3 綜合評價

由表7可知，景點S1、S4、S6、S7、S8、S9、S10、S11、S14的得分為正值，說明此類景點具有較高的觀賞價值，是景區(qū)景觀視覺資源豐富的優(yōu)勢景點；景點S2、S3、S5、S12、S13的得分為負值，說明此類景點的景觀視覺資源相對欠缺，是該景區(qū)有待開發(fā)的可提升景點，也是改造景區(qū)景觀視覺質(zhì)量的著重點。

表7 旗山森林公園雙峰景區(qū)景觀視覺排名Table 7 The grade of landscape visual evaluation of Shuangfeng area

4 結(jié)論與討論

隨著游客對于景觀視覺資源質(zhì)量的要求越來越高，評價景觀視覺的優(yōu)美程度顯得尤為重要，它直接影響到景區(qū)的景觀質(zhì)量，也是影響景區(qū)發(fā)展的重要因素。

采用GIS結(jié)合SBE評價方法對旗山森林公園景觀視覺進行綜合評價，得出舒適度、視域面積、多樣性、出現(xiàn)幾率景觀視覺敏感度和醒目程度景觀視覺敏感度是影響景觀視覺資源的主要因素。景點S10的觀賞方式舒適、資源類型多樣、視覺敏感度高，S2的視域面積小、景觀類型單一、視覺敏感度低，因而景點S10的景觀視覺資源較好，景點S2的景觀視覺資源較差，這與裘亦書［19］評價廣東南昆山國家森林公園視覺價值的研究結(jié)果相類似，且與實際調(diào)查的情況相符合。

景觀視覺評價的方法對森林公園的建設(shè)有非常重要的意義，利用GIS空間分析技術(shù)結(jié)合層次分析法能夠有效量化抽象的數(shù)據(jù)：以不同評價因子的分級標準為基礎(chǔ)，將目標裝換為“1-n”等級進行綜合評價。特別是用圖表分析簡化的呈現(xiàn)出評價結(jié)果，從而使后續(xù)評價更為簡便。

GIS空間分析結(jié)合SBE進行視覺景觀評價，能夠互補各個方法的局限性，使評價結(jié)果即包含景觀的視覺價值，也囊括游客的人心感受。通過旗山森林公園景觀視覺資源評價的實例驗證，呈現(xiàn)了完整的評價過程，并取得了一些理論成果。研究發(fā)現(xiàn)可以依照森林公園景觀資源條件的不同，適當調(diào)整各因子的權(quán)重，導(dǎo)致結(jié)果的多樣化。

利用GIS空間分析結(jié)合SBE對森林公園的景觀視覺資源進行評價，為森林公園規(guī)劃和提升提供數(shù)據(jù)支撐。由于景點整改維修、天氣、時間等條件的限制，僅對現(xiàn)有保存相對完善的14處景點進行研究，較少的樣本可能會對結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，希望今后的研究可以更加精確。同時，GIS空間分析是利用數(shù)據(jù)評判的方法，很難真正意義上判斷景觀的優(yōu)美程度，充其量GIS技術(shù)只是一種輔助手段；SBE過于依賴人心的審美態(tài)度和照片的效果，審美態(tài)度會因時間、地點、文化等因素有所差異，照片質(zhì)量也會因光線、構(gòu)圖、清晰程度而有所不同。如何進一步發(fā)揮2種方法效能，服務(wù)于景觀評價，是很有必要思考的問題。

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