尋路視角下的動物園游徑可達性分析及優(yōu)化

張冰 董一凡 張帆 徐振

摘 要： 動物園為游客提供了科普、觀賞和游憩服務，是城市中訪客最多的公園綠地之一；多生境的動物場館的空間可達性、標識與游客體驗密切相關。研究從尋路視角出發(fā)，對園區(qū)游徑空間組構進行分析，優(yōu)化導向標識系統(tǒng)，以此提升園區(qū)效能，改善游覽體驗。以南京紅山森林動物園為研究對象，運用空間句法探究園區(qū)游徑空間形態(tài)對游客尋路行為的潛在影響，并結合GIS網絡分析功能重新規(guī)劃游覽路徑。結果表明：南京紅山森林動物園的全局整合度呈現(xiàn)“中間高兩端低”的格局；不同半徑范圍內，局部整合度差異較大；空間可理解度較弱，會對游客的定位與尋路產生消極影響。在此基礎上，從優(yōu)化路網結構、加強熱點區(qū)域人群管控、加強無障礙設計、完善導向標識系統(tǒng)以及應用數字交互技術等方面提出了城市動物園的園區(qū)建設建議，以提升動物園的空間可達性和游客的尋路效率與游賞體驗。該研究可為動物園路網規(guī)劃與優(yōu)化提供參考。

關鍵詞： 動物園；尋路；空間句法；空間組構；網絡分析

中圖分類號： TU986.5

文獻標志碼： A

文章編號： 1673-3851 （2023） 01-0148-09

引文格式：張冰，董一凡，張帆，等. 尋路視角下的動物園游徑可達性分析及優(yōu)化［J］. 浙江理工大學學報（自然科學），2023，49（1）：148-156.

Reference Format： ZHANG Bing， DONG Yifan， ZHANG Fan， et al. Analysis and optimization of trail accessibility of the zoo from the perspective of wayfinding［J］. Journal of Zhejiang Sci-Tech University，2023，49（1）：148-156.

Analysis and optimization of trail accessibility of the zoo from the perspective of wayfinding

ZHANG Bing， DONG Yifan， ZHANG Fan， XU Zhen

（School of Landscape Architecture， Nanjing Forestry University， Nanjing 210037， China）

Abstract：? The zoo， which provides tourists such services as popular science， viewing and recreation， is one of the most visited park green spaces in the city. The spatial accessibility of multi-habitat animal venues and wayfinding signage systems are closely related to visitor experience. From the perspective of wayfinding， the research analyzes the space configuration of trails and optimizes the current guidance system to enhance the efficiency and the tour experience of the zoo. The study uses space syntax to explore the potential impact of the space configuration of Nanjing Hongshan Forest Zoo on the wayfinding behavior of tourists， and uses network analysis of GIS to replan the tour path. The results show that the global integration degree in the peripheral areas is inferior to that of those in the central areas; the local integration degrees are different greatly within different radius; the intelligibility degree of trails is low， which will have a negative influence on the positioning and wayfinding for tourists. In order to improve the space accessibility of the zoo and the wayfinding efficiency and tour experience of tourists， the research proposes some suggestions on the construction of zoos in the city from the aspects of optimizing route network structure，strengthening crowd control in popular places， improving barrier-free design， improving the guidance signage system and using digital interaction technology. The research can provide reference for the spatial planning and optimization of route network in zoos.

Key words： zoo; wayfinding; space syntax; space configuration; network analysis

0 引 言

根據《城市綠地分類標準》（CJJ/T 85—2017），動物園是指在人工飼養(yǎng)環(huán)境下移地保護野生動物的綠地，可進行動物飼養(yǎng)、繁殖等，并具有良好的設施和解說標識系統(tǒng)，為游客提供科普、觀賞、游憩等活動。城市動物園作為專類園承載著保護資源、延續(xù)城市文脈的功能［1］，通常是城市中訪客最多的公園綠地之一，已經成為很多城市的熱門景點和自然教育基地。南京紅山森林動物園作為目前國內唯一自收自支的公益性動物園，以其經營理念獨特、生境多樣著稱，吸引了大量市民和外地游客前來游賞。近兩年園區(qū)客流量明顯增加，園內基礎設施配置無法滿足游客需求，同時部分場館亟待更新，路網混亂與標識系統(tǒng)不完善等問題愈加突出。

為了便于游客在園中順利找到目標場館、提高場館到訪率進而提升游覽體驗，需要從認知科學角度對相關的環(huán)境要素、空間組構進行分析。尋路（Wayfinding）為這種分析提供了關聯(lián)環(huán)境與感知的視角。心理學家最先研究空間組構對人認知空間的影響，認為尋路是受環(huán)境空間組構影響下的人對空間的感知問題，并通過認知地圖和實證研究對其進行驗證，但相關研究缺乏對認知結果的分析［2］。尋路逐漸受到語言學、圖形設計、建筑學、風景園林、城市規(guī)劃設計、環(huán)境行為學以及認知心理學等領域學者的重視，并逐漸成為一個跨學科的研究主題［3］。游客的尋路行為會受到外部環(huán)境因素（導向標識系統(tǒng)、空間組構信息等）和個人因素（個人經驗、方向感、對環(huán)境的熟悉程度、心理和生理因素等）［4］的影響?？臻g構形源自用途分區(qū)和路網拓撲，是影響尋路的結構性和底層因素；導向標識系統(tǒng)作為表層因素，影響游客對直接信息的讀取，因此導向標識的布點與具體設計也會影響尋路效率。在不同尺度和類型的場地中，這兩個因素的信息暗示與傳遞交互作用，是影響游客尋路心理最主要的外界空間環(huán)境要素。近二十年來，研究者們開展了一系列實證研究，發(fā)現(xiàn)以文字符號標識為載體的標識系統(tǒng)對尋路行為的作用有限，場所特質、路網拓撲對復雜場地有著重要影響［2］。與此同時，研究者們也發(fā)現(xiàn)，一些空間構形指標可以預測人們的尋路感知乃至行為［5］，且研究成本較低，更容易快速開展。

空間句法（Space syntax）是一種能夠有效量化空間、深度發(fā)掘空間組構規(guī)律的空間構形分析方法，最初用于建筑內部空間和城市街道的分析。人類的空間認知很大程度上受到空間組構的影響，同時空間的復雜性致使人們的感知是片面的，而空間認知又決定了人空間行為的發(fā)生［6］。空間句法通過形態(tài)分析變量來定量描述位于城市自由空間中的交通線路的空間屬性，將人的活動與社會結合起來［7］。空間句法模型有軸線模型（Axial model）、凸狀模型（Convex model）、線段模型（Segment model）和視域模型（Visibility model） 4種。其中：軸線模型較多地應用于線性空間的研究；線段模型是以軸線模型為基礎逐漸發(fā)展起來的，這個模型因同時考慮了實際距離、路網偏轉角度以及空間拓撲關系，更貼近城市空間的實際情況和使用者尋路行為，數據準備上可直接利用城市GIS數據中的道路中心線構建模型單元［8］，在多個國家進行的實證研究都表明預測結果與實際交通流有很好的擬合度［9］。

近二十年來，空間句法已運用于校園綠地［10］、綜合公園［11］、古典園林［12-14］的研究中，成為風景園林學科的重要研究方法之一，其研究內容多側重于公園內部空間的可達性、安全性以及環(huán)境空間特征分析等，很少有學者將公園內部游徑空間組構與尋路行為結合進行量化分析。與此同時，一些學者發(fā)現(xiàn)，由于風景園林場地中人的行為和感知與城市街道和建筑內部有所不同，可能需要整合不同方法來提高研究的信度，增加相關性分析以形成更有操作性的建議［15］。本文從尋路視角出發(fā)，以南京紅山森林動物園為研究對象，探究游徑空間組構和導向標識系統(tǒng)對游客尋路行為的潛在影響。首先，采用空間句法對游徑空間組構進行量化分析；其次，結合問卷調查、實地調查分析導向標識的現(xiàn)存問題，并結合GIS網絡分析優(yōu)化當前游線；最后，從尋路視角出發(fā)，根據研究結果對動物園規(guī)劃設計和經營管理提供參考建議。

1 研究區(qū)域與方法

1.1 研究區(qū)域概況

南京紅山森林動物園位于南京市玄武區(qū)，是南京市重要的專類公園之一。本文選擇該公園作為研究區(qū)域基于以下兩點：首先，近兩年來紅山森林動物園因其經營理念和旅游價值吸引了大量市民和外地游客前來游賞，為提升游客游覽體驗，改善動物生境，園區(qū)面臨基礎設施提檔升級、場館翻新改建等問題。其次，與其他類型的公園相比，游客在動物園游覽過程中，尋路的目標性極強，而且由于動物園地形變化豐富、路網復雜，導致游客時常迷路。因此，本文以南京紅山森林動物為研究對象進行案例研究。

南京紅山森林動物園是位于和燕路與紅山路之間，臨近地鐵1號線和南京站，交通便利，區(qū)域示意圖如圖1所示。動物園整體分為大紅山猛獸區(qū)、小紅山禽鳥區(qū)和放牛山靈長區(qū)3個片區(qū)，占地面積68 hm2，園區(qū)綠化覆蓋率達到85%。

1.2 研究方法及過程

本文采用空間句法、問卷調查法和ArcGIS網絡分析法，對動物園內游徑可達性進行分析，并根據游客偏好和園區(qū)現(xiàn)狀優(yōu)化當前游線。

1.2.1 空間句法理論

本文使用線段模型對動物園的游徑可達性進行分析。線段模型可以處理路網的幾何特性，累計每一對交叉路網之間的角度（Angular），其研究結果可以很好地解釋空間組構與尋路行為的聯(lián)系［16］。本文選取整合度（Integration）、連接度（Connectivity）、可理解度（Intelligibility）3個指標對游徑可達性進行計算與評估分析。整合度又稱集成度，可以體現(xiàn)某一空間相對其余空間的中心性，能夠衡量一個空間吸引到達交通的潛力。整合度分為全局整合度與局部整合度［17］，全局整合度越高，空間可達性越高。連接度表示與指定道路相交的其他道路總數。根據空間句法原理，連接度越大，空間滲透性越好［18］?？衫斫舛缺硎救峙c局部整合度之間的相關性，與尋路行為息息相關。空間可理解度越高，表明感知可達性越強［19］。

利用Auto CAD 2016軟件繪制出動物園現(xiàn)狀道路的中心線，將繪制好的路網儲存為DXF格式的文件，然后導入Depthmap+Beta1.0軟件。先將路網轉為軸線模型，再轉為線段模型。由于相鄰場館之間的距離在50～200 m，因此在本研究中，將半徑r設置為50、100、150 m和200 m，選用長度作為分析權重，建立線段分析模型，共梳理出602條線段。

1.2.2 問卷調查

為獲取不同游客游覽信息和滿意度，本文針對游客開展問卷調查。問卷包括游憩者基本信息、游憩者特征和游覽滿意度三部分。第一部分游憩者基本信息包括性別、年齡、教育程度、居住地和收入情況；第二部分游憩者特征包括游憩次數、出行方式、隨游人群、實際游覽時間、游覽方式及游覽場館偏好；第三部分采用李克特五級量表調查游客游覽滿意度。問卷發(fā)放時間為2021年7月22日—2021年7月24日，通過線上結合線下發(fā)放調查問卷。本次調查問卷共發(fā)放240份，為后期利用ArcGIS網絡分析功能優(yōu)化當前游線提供數據支撐。

1.2.3 GIS網絡分析

目前，大多有關尋路的研究以時間成本、路程成本和景觀視覺評價等容易量化的指標設計游線，極少考慮游客偏好，使得游線無法很好地滿足游客需求。本文利用GIS網絡分析，結合問卷調查得到游客場館偏好的數據，對當前游線進行分析和優(yōu)化。

首先，構建網絡分析模型。紅山動物園是典型的山地、丘陵地帶動物園，園內坡度變化較大，游客步行速度也會因坡度變化而變化。Rees［20］總結了在山地環(huán)境下步行速度與坡度的關系，可以用式（1）表示：

1/v=a+bm+cm2（1）

其中：v是步行速度，m/s；m表示坡度，用高程與水平距離的比值表示；a=0.75 s/m，b=0.09 s/m，c=14.6 s/m。

本文利用ArcGIS10.6中Network Analyst分析模塊，將路網作為建立拓撲關系的基礎要素集，結合空間分辨率為0.5 m的動物園CAD高程數據，在路網屬性表里計算各路段三維空間的實際路徑距離，再根據式（1）計算游覽時間。

其次，生成推薦路徑。使用Network Analyst分析模塊，新建工作路徑，將動物園北門（正門）設為推薦游線的起點和終點，結合場館偏好和當前路網，以實際距離為阻抗進行分析，計算最優(yōu)游覽路線。

2 結果分析

2.1 空間可達性分析

2.1.1 全局整合度

將全局整合度的高低按照顏色不同進行劃分，顏色由藍到紅代表整合度越來越高，紅色為最高。圖2為游徑全局整合度的分析結果，整合度較高的是連接東、北兩門的主路，并以此為中心逐次向道路兩側遞減，動物園的全局整合度呈現(xiàn)“中間高，兩端低”的布局。動物園內道路空間全局整合度最大值為130.210，最小值為52.018，平均值為82.655。

寵物樂園、企鵝館、長頸鹿館周邊是整合度最高的區(qū)域，其路網空間形態(tài)對游客有很強的引導性，更容易被人們感知。從空間特征來看，這些空間出現(xiàn)在最短拓撲路徑上的次數較多，表明更容易被游人感知，人流量聚集明顯。這些整合度高的路段視域相對開闊，是游客形成空間認知的焦點區(qū)域，具有較高的可達性。同時，此處也是連接大紅山、小紅山和放牛山的重要路段。

2.1.2 局部整合度

局部整合度表示某個節(jié)點與其附近節(jié)點聯(lián)系的緊密程度。半徑從50 m增加到200 m時局部整合度數值見表1，局部整合度統(tǒng)計情況見表2。由表1和表2可以看出，半徑范圍越大，局部整合度平均值越大，路網可達性越高。不同半徑范圍內局部整合度的極差較大，表明不同道路空間局部整合度之間存在較大差異，游客在不同區(qū)域對空間的感知能力也有所不同。

2.1.3 連接度分析

連接度可以反映空間滲透性，表示空間中某一? 空間與其直接相連的空間個數。紅山森林動物園游徑連接度見圖3，圖中游徑顏色不同，表明空間連接度不同，顏色由藍到紅代表連接度越來越高，紅色為最高。連接度越高，空間的滲透性越強。從圖3可以看出，園區(qū)內連接度最高的路段位于主路與大熊貓館西南方的交界處。此處的連接度為6，高于全局連接度的平均值2.472，這表明此處空間滲透性良好，與周圍空間聯(lián)系較強，是園區(qū)內人流分散的重要位置。該位置標識牌的布點和設計，會影響游客入園后的尋路行為以及對整個園區(qū)環(huán)境空間的感知。

2.1.4 可理解度分析

可理解度描述局部空間與整體空間的關聯(lián)性，可理解度越高，表示人在局部空間可以更好地了解整體空間組構，從而在局部空間中把握整個空間系統(tǒng)的結構特征。用統(tǒng)計學的R2（0≤R2≤1）表示局部整合度和全局整合度的相關程度。一般認為，R2<0.5表示兩者之間呈弱相關或不相關；0.5≤R2≤0.7表示兩者是相關的，空間可理解度較好，在局部空間中能夠較好地建立對整體空間組構的認知；R2>0.7表示兩者呈顯著相關，可理解度值越大，局部空間與整體空間之間的統(tǒng)一性越高［21］。

當半徑大小r=50、100、150 m和200 m時，R2分別為0.016、0.066、0.177和0.330，均小于0.5。當r=200 m時，空間可理解度散點圖如圖4所示，其中：x表示全局整合度，y表示局部整合度（r=200 m）。從圖4可以看出，該動物園的整體空間被感知程度較低，空間可理解性較差，游客很難通過局部空間感知動物園整體空間。這可能是受園區(qū)地形影響，所以空間可識別程度較低。

2.2 游線優(yōu)化

2.2.1 問卷調查分析

從性別情況來看，被調研對象中男性為104人，女性為136人，女性比例略高于男性。從年齡分布來看，18～30歲的人群占比達到58.75%，表明被調研的對象中青年人居多；從教育程度來看，本科及以上占比人群為70%；從居住地情況來看，70%以上的游客為南京本地人。

游客尋路方式餅狀圖如圖5所示，從圖中可以看出，有40.4%的游客選擇參照導游圖和指示牌游覽。因此，導向標識牌位置擺放混亂、內容設計不合理等現(xiàn)存問題，可能會對游客尋路效率產生消極影響。場館偏好程度餅狀圖如圖6所示，從圖中可以看出，共有12個熱門場館，分別為豹館、熊谷、猩猩館、河馬館、大象館、小熊貓館、猴山、長頸鹿館、虎館、中國貓科館、大熊貓館、狐猴島。對不同類型游客之間的差異比較發(fā)現(xiàn)，不同性別、不同年齡、不同教育程度、不同居住地的游客在尋路方式和場館偏好上均不存在顯著差異。

2.2.2 推薦游覽路線優(yōu)化

本文結合游客場館偏好及當前游線現(xiàn)存問題，利用GIS網絡分析功能對游線進行優(yōu)化。通過GIS網絡數據分析和實地調研發(fā)現(xiàn)，當前游線存在較多問題，主要有：a）缺少科學規(guī)劃，游覽順序不合理且游覽時間較長；b）并未結合游客偏好設計游線，且部分熱門場館并未囊括其中，如猴山；c）設有臺階的路段并未在游線中顯示，可能會給老年人、帶小孩的家長造成不便。

針對問題a）和b），本文將場館按片區(qū)重新劃分，結合游客偏好，減少游覽場館個數，增加游線方案數量，規(guī)劃后的游覽路線Ⅰ如圖7（a）—（b）所示。當前游線共經過19個場館，全長約3.8 km。假設游客在每個場館停留20 min，結合速度公式（1）進行估算，游客行走約花費1.0 h，在完全不休息的情況下完成整個游線耗時約7.3 h。規(guī)劃后的游覽路線經過13個熱門場館，游覽大約花費4.0 h。針對問題c），本文將園區(qū)內設有臺階的路段或展區(qū)（猴山、熊谷、熱帶鳥館和澳洲動物區(qū)）在模型中標記出來，設為“不予通過”路段，得到規(guī)劃游覽路線Ⅱ，如圖7（c）—（d）所示。

推薦游線Ⅰ（北門+大紅山+放牛山片區(qū)）游覽順序為：北門—虎館—中國貓科館—豹館—小熊貓館—大象館—考拉館—猩猩館—金絲猴館—長頸鹿館—大熊貓館—北門。

推薦游線Ⅱ（北門+小紅山+大紅山片區(qū)）游覽順序為：北門—孔雀園—熱帶鳥館—猴山—虎館—中國貓科館—豹館—熊谷—小熊貓館—大象館—考拉館—長頸鹿館—寵物樂園—大熊貓館—北門。

3 優(yōu)化策略

為了更好地提高場館到訪率和游客的空間感知水平，本文從以下幾個方面對提升城市動物園的空間可達性和尋路效率提出建議，為園區(qū)建設提供參考。

3.1 優(yōu)化路網結構，提高道路可達性

園路是公園的重要組成部分，具有組織空間和引導游覽的作用，良好的路網連通性可以提高游覽體驗。結合空間句法分析結果，園內道路改善可以參考以下兩方面：首先，提升空間可理解性。在視域較差的空間，結合園區(qū)實際情況，設置活動休憩設施，以提高空間使用率。其次，完善路網結構。適當增設支路，改善園內重點區(qū)域局部連接度，以提高道路成網率，避免斷頭路的出現(xiàn)，提高路網連通性。

3.2 加強熱點區(qū)域人流管控，合理規(guī)劃人群流線

動物園整合度和連接度較高的主路連接多個熱門場館，承載園內大部分車流量和人流量，尤其在節(jié)假日期間可能會出現(xiàn)擁堵情況。因此，在客流量大的特殊時期，園方可以采用分流措施，在不對游覽造成妨礙的前提下設計單向游覽路線，以緩解高峰時期道路的承載力，保證游客順利通行；連接度較高的路段需加強標識系統(tǒng)引導，降低人流沖突，減少人群聚集。

3.3 加強無障礙設計，提高園路安全性

加強園區(qū)無障礙設計可以從園路設施和場館設計兩方面綜合考慮。園路的無障礙設計對行動不便者尤為重要，特別是坡度過大或有臺階的地段更要重視標識系統(tǒng)的設置，要有預先告知標識，提升園路環(huán)境中的安全性。同時，將無障礙設計理念融入到場館設計中，使場館功能更完善，滿足不同游客的使用需求。園方可以制作無障礙地圖，詳細標出園內坡度較大的路段、臺階數量以及無障礙設計路段等相關信息，方便游客選擇游覽路線及游覽方式。

3.4 完善標識系統(tǒng)，提升尋路效率

在動物園內，標識系統(tǒng)具有引導、說明和指示等功能，會影響游客對整個空間環(huán)境信息的獲取，標識信息的完整性和準確性會提升游客對空間信息的感知能力，便于游客順利到達目標場館。園內動物場館、園路與片區(qū)如同“點”“線”“面”的關系，線的設計可以在現(xiàn)有資源的基礎上加以優(yōu)化。建議園方及時完善施工地段標識、增設導向標識牌數量，結合游客偏好、游覽時間等要素優(yōu)化當前游線，提升游覽體驗。

3.5 應用數字技術，滿足游覽需求

在互聯(lián)網科技的時代背景下，游覽路線作為游客尋路的基礎設施，其設計的過程要綜合考慮多方面的因素。數字交互技術可以提升游客游覽體驗效果，能夠實現(xiàn)路徑規(guī)劃、地圖導覽、任務打卡等功能［22］，應該受到園方的重視。為此，可以結合游覽時間、動物活動展覽項目以及其他基礎設施的分布綜合考慮游覽路線，滿足游客的不同需求，提高游客滿意度。

4 結 論

近年來，空間句法已成為風景園林學科的重要研究方向，尋路也成為眾多學者關注的焦點問題?？臻g句法作為研究城市空間形態(tài)的定量分析方法，日益受到風景園林學科眾多研究者的關注。以往研究過多關注城市路網空間、綠地可達性等大尺度空間分析，缺乏對小尺度空間特殊性的可達性分析。本文突破了現(xiàn)有研究注重空間拓撲關系特征而忽視內部人群需求的研究思路，從尋路視角出發(fā)，以空間組構作為影響尋路的底層因素，將導向標識系統(tǒng)作為影響尋路的表層要素，探究兩者在游客尋路過程中可能產生的潛在影響，并根據分析結果提出優(yōu)化策略，為動物園規(guī)劃設計、優(yōu)化布局提供參考依據。

空間句法僅考慮道路的空間拓撲關系，計算結果穩(wěn)定且可靠性高。然而，由于空間句法的分析僅停留在二維空間上，是一種理想情況下的模擬，與真實游覽時的復雜情況存在差距，所研究結果并不能反映現(xiàn)實情況，與人們在真實環(huán)境中的空間認知存在一定程度的偏差。將空間句法與其他軟件結合，進行三維空間層面的相關研究還有待進一步探討。另外，由于尋路行為易受到個人因素、路面情況等多重因素的影響，使得探究尋路行為與其影響要素之間的內在聯(lián)系更加復雜，因此有必要結合人群實際尋路方式等數據進行相關分析。

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（責任編輯：康 鋒）

收稿日期： 2022-06-09? 網絡出版日期：2022-10-10網絡出版日期

基金項目： 國家自然科學基金項目（52078254，31971721）

作者簡介： 張 冰（1998- ），女，遼寧鐵嶺人，碩士研究生，主要從事城市規(guī)劃與設計方面的研究。

通信作者： 徐 振，E-mail：xuzhen@njfu.edu.cn