基于綠視率的城市綠道空間綠量可視性特征

趙　慶，唐洪輝，魏　丹，錢萬惠（廣東省林業(yè)科學研究院，廣東廣州510520）

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基于綠視率的城市綠道空間綠量可視性特征

趙慶，唐洪輝，魏丹，錢萬惠
（廣東省林業(yè)科學研究院，廣東廣州510520）

摘要：為了解城市綠道植物空間綠量可視性特征，通過構建綠視率計量方法，以廣東省立綠道1號線為例進行調查分析，探索了基于綠視率的城市綠道空間綠量可視性特征。結果表明：①省立綠道1號線沿線4個區(qū)域總的綠視率均值為31.06%，其中天河區(qū)（38.19%）＞海珠區(qū)（35.97%）＞越秀區(qū)（26.76%）＞荔灣區(qū)（26.67%）。②天河區(qū)綠道與荔灣區(qū)、越秀區(qū)綠道綠視率存在顯著差異（P＜0.05），表明天河區(qū)綠道空間綠量可視性優(yōu)于荔灣區(qū)和越秀區(qū)；雖然海珠區(qū)綠道綠視率較荔灣區(qū)和越秀區(qū)高，但通過方差分析多重比較來看，3個區(qū)的綠道綠視率沒無顯著差異（P＞0.05），表明荔灣區(qū)、越秀區(qū)、海珠區(qū)綠道的空間綠量可視性較相似。③越秀區(qū)和天河區(qū)綠道綠視率較為集中地分布在24%～40%區(qū)間，說明越秀區(qū)和天河區(qū)各自區(qū)域綠道內部的綠視率數值較為穩(wěn)定，其空間綠量可視性效果差異不大，給人感覺一種持續(xù)、穩(wěn)定的綠色空間；而荔灣區(qū)和海珠區(qū)綠道綠視率的分散在10%～50%，說明荔灣區(qū)和海珠區(qū)各自區(qū)域綠道內部的綠視率數值不穩(wěn)定，其空間綠量可視性效果差異較大，給人一種間斷、具有沖擊力的綠色空間?；诰G視率的空間綠量可視性可用于評價城市森林建設的視覺效果。圖4表4參21

關鍵詞：園林學；綠道；空間綠量；植物景觀；綠視率；可視性特征

1　“綠化覆蓋率”與“綠視率”

在城市發(fā)展過程中，綠道扮演著一個重要的角色，是對當前城市化進程給人在生理和心理上壓力的一種回應［1］。綠道在城市環(huán)境中以自然廊道的形式呈現，為人造空間增添了自然的氣息，軟化了由建筑構成的生硬空間。城市綠道的“綠”字表明了其功能的實現依賴于綠色植物，包括喬木、灌木以及地被植物等。綠色植物的功能主要包括景觀功能、生態(tài)功能以及意向功能［2］：①景觀功能主要是綠色植物對人的視覺作用；②生態(tài)功能包括了綠色植物的生態(tài)作用；④意向功能是指植物能夠向人們傳遞一種精神上的意向。綠色植物的三大功能中，尤以景觀功能對人的影響最為直接，作用于城市的方方面面：THAYER等［3］研究發(fā)現：綠色植物的存在通常會提高城市景觀的等級；SCHROEDER等［4］和BUHYOFF等［5］研究表明：更傾向于將植物景觀作為一個整體視圖來評價居住區(qū)街道景觀，同時SCHROEDER［6］也注意到場地的地表裸露程度與其景觀吸引力的關系表現為強負相關；眾多城市景觀評價的研究也表明人們更偏愛于具有大量植被的城市景觀［7］；AOKI［8-9］在研究中發(fā)現，人們對不同類型景觀的綠色植物視覺偏好是不同的，以街道景觀為例，當綠色植物可見比例大于30%時，被證明是更受人們所歡迎的城市街道景觀。通過以上研究推斷，綠色植物的景觀功能在城市綠道景觀評價中起到相當大的作用。過去，我們對綠色植物生態(tài)方面的研究傾注了大量的研究，而在景觀以及意向功能上的研究相當有限，其中一個重要的原因是綠色植物視覺景觀定量研究的切入點以及方法的匱乏。以往關于綠色植物視覺景觀的定量研究，大都是將其采用“綠化覆蓋率”或“綠地率”這一量化指標來衡量［10-13］。然而，這2個指標衡量的是二維平面層上的綠化狀況［14］，它并不能表明被人直接視覺感受到的三維空間層面上的綠化狀況［12，15-16］。如圖1所示，2塊面積形狀相同的場地，其“綠化覆蓋率”或“綠地率”相同，但由于植物高度的不同，導致人在視覺上感受到這2塊場地綠化狀況的不同。“綠視率”（green appearance percentage）這一概念的出現為空間綠量可視性的定量研究提供了一種新的途徑?！熬G視率”這一理論于2002年由日本的野隆造教授提出，并被國際社會所認可［14］，用來表示綠色在人視野中所占的比例。“綠量”是指三維綠色生物量［17］，反映了城市綠化的空間結構量值［18］，具有重要的生態(tài)和景觀意義［19-20］。本研究使用“綠視率”指標來量化城市綠道空間綠量可視性：即在空間水平上，以人的視角所能捕獲到的綠量為計量單位，通過探索基于“綠視率”的城市綠道空間綠量可視性計算方法，推動城市綠道的定量研究和規(guī)劃設計水平。

圖1　二維平面和三維空間的視覺差異Figure 1 Visual differences of two-dimensional plane and three-dimensional space

2　研究地點與方法

2.1研究地點

本次研究地點為廣州市中心城區(qū)（環(huán)城高速以內）的廣東省立綠道1號線，總長度43.1 km，其中涉及海珠區(qū)10.6 km，越秀區(qū)7.6 km，荔灣區(qū)18.6 km，天河區(qū)6.3 km。

2.2研究方法

城市綠道空間綠量可視性將通過“綠視率”指標來衡量?！熬G視率”的計算方法及計算過程如下。

2.2.1樣本選擇在廣州市中心城區(qū)街道圖上將省立綠道1號線所經過的路段標出，并用不同顏色區(qū)分行政區(qū)域（圖2），以便把各行政區(qū)作為研究區(qū)進行綠道空間綠量可視性比較研究。在每個研究區(qū)內，將省立綠道1號線所在道路與其他道路的交叉點、景觀節(jié)點（如驛站等）作為綠視率指標數據采集的樣點，原因有2點：①道路交叉點以及景觀節(jié)點為人停留時間較長的地點，其空間綠量的高低直接影響人對該區(qū)域綠道的感受，將其作為“綠視率”指標采集的樣點符合客觀實際。②道路交叉點以及景觀節(jié)點便于地圖選點以及實際樣點定位。為了減少2個相鄰研究區(qū)的交叉影響，在采集樣點數據時，將排除研究區(qū)內靠近邊界的樣點。

圖2　綠視率樣點位置圖（局部）Figure 2 Sample locations of green appearance percentage（part）

2.2.2數據采集規(guī)則通過一定規(guī)則拍攝照片的方式，獲取樣點空間綠量數據。本研究采用的照片拍攝設備統(tǒng)一為尼康D800數碼單反相機，鏡頭型號為尼康AF-S Nikkor 24～70 mm f/2.8G ED。尼康D800數碼單反相機為全畫幅數碼單反相機，搭配尼康AF-S Nikkor 24～70 mm f/2.8G ED鏡頭時，將鏡頭焦距調整到24 mm，其拍攝的視角范圍無重疊度，可以避免拍攝重疊而導致的綠視率重復計算。在采集每個樣本的空間綠量數據時，照片拍攝者必須站在每個樣點（交叉口）的東南角（東南向邊緣），將鏡頭焦距始終固定為24 mm，并以同一高度人的水平視角分別朝正東、正西、正南、正北等4個方向各拍攝1張照片，在記錄表中分別標志每張照片的編號以及拍攝方向，以便內業(yè)處理。

2.2.3綠視率計算首先，將拍攝的圖片導入Adobe Photoshop CS5中，打開Adobe Photoshop CS5的直方圖，在“源”選項欄中選擇“整個圖像”，信息表的“像素”一欄所顯示的“317400”為整幅圖片的像素值；其次，新建圖層并點中激活，然后點擊畫筆工具，配合Wacom新帝設計數位板，將圖片中的綠色植物所占據的部分手動覆蓋顏色，Adobe Photoshop CS5的直方圖，在“源”選項欄中選擇“選中的圖層”，信息表的“像素”一欄所顯示的“83345”為綠色植物的總像素值（圖3），則該圖片的綠視率為“選中的圖層”像素值“83345”與“整個圖像”像素值“317400”的比值即“26.30%”。通過以上4個步驟，分別計算出各個樣點4個方向所拍攝圖片的綠視率，而各個樣點的綠視率為4個方向綠視率總和的算數平均值。

圖3　綠視率像素計算方法Figure 3 Calculation method of green appearance percentage pixels

3　結果與分析

3.1綠道綠視率數據采集與計算

本研究調查的廣東省立綠道1號線（中心城區(qū)部分）經過4個行政區(qū)域，搜集樣本36個，共拍攝圖片144張，各個樣本的基礎數據以及綠視率計算結果如表1所示。

表1　廣東省立綠道1號線綠視率一覽Table 1 List of green appearance percentage of Guangdong greenway line 1

從計算結果分析：此次搜集的廣東省立綠道1號線所有樣本中綠視率最高點在天河區(qū)臨江大道與員村南路交口附近，其綠視率為65.68%；所有樣本綠視率最低點在荔灣區(qū)康王路和長壽路交口附近，其綠視率為6.37%；樣本的綠視率集中在20.00%～40.00%區(qū)間，該范圍綠視率樣本占所有樣本數的72.20%。

3.2區(qū)域綠道綠視率差異分析

通過對4個區(qū)域36個樣點進行均值分析，得出省立綠道1號線沿線綠視率荔灣區(qū)為26.67%，越秀區(qū)為26.76%，天河區(qū)為38.19%，海珠區(qū)為35.97%，4個區(qū)域總的綠視率均值為31.06%。結果表明：天河區(qū)和海珠區(qū)綠道沿線的空間綠量可視性在平均水平以上，而荔灣區(qū)和越秀區(qū)綠道沿線的空間綠量可視性在平均水平以下，其中天河區(qū)綠道沿線的空間綠量可視性最好（表2）。①這是因為荔灣區(qū)和越秀區(qū)為廣州市的老城區(qū)，而省立綠道1號線經過該2個區(qū)域的建筑集中路段，因此，其整體綠視率較低，空間綠量可視性排名靠后；②海珠區(qū)同樣作為廣州老城區(qū)，由于綠道經過該區(qū)東面綠化集中區(qū)域，其整體綠視率較荔灣區(qū)和越秀區(qū)高；③天河區(qū)是廣州市的新城區(qū)，天河區(qū)省立綠道1號線處于珠江景觀帶沿線，有較好的綠化基礎，因此其綠視率最高。通過綠視率單因素方差分析得出4個區(qū)域間的綠視率顯著性為0.05（表3），表明4個區(qū)域綠道沿線的綠視率有顯著差異，說明省立綠道1號線空間綠量可視性存在區(qū)域不均衡的現象。

表2　綠視率均值分析Table 2 Mean analysis of green appearance percentage

表3　綠視率單因素方差分析Table 3 One-way ANOVA of geen looking ratio

通過對4個區(qū)域綠道綠視率的多重比較分析發(fā)現（表4），天河區(qū)綠道與荔灣區(qū)、越秀區(qū)綠道綠視率存在顯著差異（P＜0.05），表明天河區(qū)綠道空間綠量視性較荔灣區(qū)和越秀區(qū)有明顯的提升；雖然海珠區(qū)綠道綠視率較荔灣區(qū)和越秀區(qū)高，但通過方差分析多重比較來看，3個區(qū)的綠道綠視率沒無顯著差異（P＞0.05），表明荔灣區(qū)、越秀區(qū)、海珠區(qū)綠道的空間綠量可視性較相似。

通過對綠道綠視率樣本散點圖分析發(fā)現（圖4），4個不同區(qū)域樣本綠視率的離散程度有明顯不同。除了天河區(qū)樣本27具有特殊性之外，越秀區(qū)和天河區(qū)綠道綠視率較為集中地分布在24.00%～40.00%，說明越秀區(qū)和天河區(qū)各自區(qū)域綠道內部的綠視率數值較為穩(wěn)定，其空間綠量可視性效果差異不大，給人感覺一種持續(xù)、穩(wěn)定的綠色空間。樣本27位于天河區(qū)臨江大道與員村南路交叉口的公園內，省立綠道1號線穿過該公園，因此，該樣本綠量不僅包含了綠道植物景觀自身所提供的綠量，同時公園內豐富的綠色植物增加了該樣本周圍的整體綠量；而荔灣區(qū)和海珠區(qū)綠道綠視率的分散在10.00% ～50.00%區(qū)間，說明荔灣區(qū)和海珠區(qū)各自區(qū)域綠道內部的綠視率數值不穩(wěn)定，其空間綠量可視性效果差異較大，給人一種間斷、具有沖擊力的綠色空間。

表4　區(qū)域綠道綠視率多重比較Table 4 Multiple comparison of regional green appearance percentage

4　討論

在城市化日益加劇的環(huán)境下，城市綠道植物景觀從定性表面的審美要求，逐漸趨向定量本質的方向發(fā)展，采用一系列指標來量化評價其質量。本研究正是基于城市綠道景觀的人性化需求日益增強的背景下，提出以“綠視率”為基礎的空間綠量可視性計算方法，并通過廣東省立綠道1號線的調查與分析，得到不同區(qū)域之間以及同一區(qū)域內部空間綠量可視性的異同。從不同區(qū)域綠道空間綠量可視性的絕對數值來說，天河區(qū)綠道＞海珠區(qū)綠道＞越秀區(qū)綠道＞荔灣區(qū)綠道；而從同一區(qū)域綠道內部空間綠量可視性的穩(wěn)定程度來說，越秀區(qū)綠道＞天河區(qū)綠道＞荔灣區(qū)綠道＞海珠區(qū)綠道。

在自然條件下，綠化覆蓋率高的區(qū)域，通常其“綠視率”也趨于一個相對較高的數值，這是因為當這個地區(qū)植被絕對數量越大，這些綠色植物被人的視線所捕捉到的機會也越多。然而，在城市環(huán)境中，建筑、道路是綠道整體景觀的組成部分，會直接影響到人視野能捕捉到的綠量，因此，通過文中基于“綠視率”的空間綠量可視性計算方法計算2條綠化覆蓋率相同的城市綠道，其植物空間可視性通常并不一致。本研究所提出的基于綠視率的空間綠量可視性計算方法，彌補了國內綠化指標只立足于平面的不足，直接從人的視覺感受出發(fā)，針對城市綠道植物景觀的質量，提供了一種可行的數量化評價手段［21］。

圖4　區(qū)域綠道綠視率散點圖Figure 4 Green appearance percentage scatter plot of regional greenway

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Spatial visibility of green areas of urban greenway using the green appearance percentage

ZHAO Qing, TANG Honghui, WEI Dan, QIAN Wanhui
（Guangdong Academy of Forestry, Guangzhou 510520, Guangdong, China）

Abstract:To understand the spatial visibility of green areas of urban greenway in urban greenway, the greenappearance percent was used to determine and analyze green areas of greenway line 1.Through the photos took by Nikon D800, the green-appearance percent was calculated with Photoshop.Results indicated that 1）the average total green-appearance percent of greenway of four Guangzhou Districts was 31.9% with Tianhe（38.2%）＞Yuexiu（36.0%）＞Haizhu（26.8%）＞Liwan（26.7%）.2）Using one-way ANOVA, the green-appearance percent of greenway in Tianhe District was significantly greater（P＜0.05）than Yuexiu and Liwan Districts.3）The green-appearance percent of greenway in Yuexiu and Tianhe Districts was between 24.0% and 40.0%; Whereas, in Liwan and Haizhu Districts green areas were 10.0% to 50.0%.Thus, Yuexiu and Tianhe Districts were relatively stable providing a sustained, stable green space; but Liwan and Haizhu Districts were unstable with a discontinuous, sporadic green space.The green-appearance percent cloud be used to ecaluate the visual impact of various planning and management on urban forests.［Ch, 4 fig.4 tab.21 ref.］

Key words:landscape architecture; greenway; green area; vegetative landscape; green appearance percent; spatial visibility

作者簡介：趙慶，工程師，博士，從事城市林業(yè)、風景園林等研究。E-mail：zhaoqingflzzq@qq.com

基金項目：國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項（201404301）

收稿日期：2015-05-11；修回日期：2015-06-25

doi:10.11833/j.issn.2095-0756.2016.02.014

中圖分類號：S731.2

文獻標志碼：A

文章編號：2095-0756（2016）02-0288-07