1.福州大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院 2.福州大學(xué)區(qū)域與城鄉(xiāng)規(guī)劃研究中心

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基于GIS的校園道路景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)*

1.福州大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院 2.福州大學(xué)區(qū)域與城鄉(xiāng)規(guī)劃研究中心

王少谷1許章華1，2孫 斌1姚越欣1許彬坤1陳正海1黃旭影1施婷婷1

道路景觀是校園景觀的重要組成部分。該文從道路植被、建筑、水體、體育場地等指標(biāo)入手，基于層次分析法構(gòu)建校園道路景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。利用GIS技術(shù)獲取各指標(biāo)景觀得分，由此計(jì)算福州大學(xué)旗山校區(qū)道路景觀質(zhì)量的綜合得分值。結(jié)果表明，福州大學(xué)旗山校區(qū)41.39％的道路評(píng)價(jià)處于一般以上水平；水體、植被景觀得分均值分別為5.52、5.60，處于一般水平；建筑、體育場地得分均值分別為7.70、7.79，處較好水平。在此基礎(chǔ)上，對該校區(qū)校園道路景觀質(zhì)量提出改善建議。

校園道路 景觀質(zhì)量 GIS 福州大學(xué)旗山校區(qū)

道路景觀在校園景觀中占有重要地位，在正確評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，可得出較為合理的建議，科學(xué)規(guī)劃校內(nèi)景觀[1-5]。國外的校園規(guī)劃設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)校園建筑的靈活性、適應(yīng)性以及多樣性，創(chuàng)造有機(jī)開放型校園環(huán)境；國內(nèi)學(xué)者亦對校園景觀的多個(gè)方面進(jìn)行了研究，并充分運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)原理規(guī)劃設(shè)計(jì)校園景觀。例如，朱元恩[6]提出重視精神功能，堅(jiān)持生態(tài)原則，注重交往空間，營造復(fù)合型景觀，建設(shè)園林式大學(xué)；潘海澤等[7]通過分析高校校園的景觀生態(tài)空間格局，對高校校園景觀規(guī)劃、建設(shè)提出建議；莫丹[8]從生態(tài)學(xué)角度，探索如何營造一個(gè)人文環(huán)境和自然環(huán)境和諧共存、整體完善的高校校園生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。目前，大多數(shù)校園道路景觀研究側(cè)重于設(shè)計(jì)層面，僅有少數(shù)內(nèi)容涉及道路景觀評(píng)價(jià)，而且評(píng)價(jià)因子整體性較弱，較多停留在定性水平，尚未形成完整的道路景觀評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[9-10]。本文以福州大學(xué)旗山校區(qū)為研究對象，對道路景觀的構(gòu)景要素進(jìn)行量化打分，運(yùn)用層次分析法構(gòu)建道路景觀評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用GIS緩沖區(qū)分析和疊置分析等功能，綜合評(píng)價(jià)道路景觀質(zhì)量，為校園道路景觀規(guī)劃和建設(shè)提供參考。

1 研究區(qū)概況

福州大學(xué)旗山校區(qū)位于福州閩侯縣上街鎮(zhèn)福州地區(qū)大學(xué)新區(qū)（見圖1），占地面積約186.68 hm2，目前有本科生、研究生約3.3萬余人。校園內(nèi)主要山體位于中南部，規(guī)劃為校園山地景觀公園；建設(shè)用地多集中于平坦的北部，自然濕地景觀與現(xiàn)代建筑水乳交融，相映成趣。

校區(qū)內(nèi)釆用環(huán)形道路網(wǎng)布局，以圖書館和公共教學(xué)樓為中心，將機(jī)動(dòng)車道安排在人流比較集中的核心區(qū)外圍，再引出東、南、西、北四個(gè)方向的支路分別通向各大門，其他各功能區(qū)、建筑再通過各種支路連接，各條道路功能明確，導(dǎo)向感強(qiáng)。

圖1 福州大學(xué)旗山校區(qū)位置示意圖

2 研究方法

2.1道路景觀質(zhì)量信息的獲取

本文在對福州大學(xué)旗山校區(qū)校內(nèi)道路進(jìn)行全程踏勘的基礎(chǔ)上，依據(jù)校園道路景觀配置的重復(fù)性與典型性進(jìn)行取樣，分別調(diào)查道路兩側(cè)的植被、水體、建筑物、構(gòu)筑物等指標(biāo)，同時(shí)記錄每條道路水體、植被、建筑物等構(gòu)景要素的詳細(xì)資料，并拍照。

通過描述因子法[11]，對各景物構(gòu)景要素進(jìn)行評(píng)分，每項(xiàng)構(gòu)景要素評(píng)分按常規(guī)做法設(shè)5個(gè)級(jí)別，依其優(yōu)劣程度賦值：極好，8～10分；較好，6～8分；一般，4～6分；較差，2～4分；極差，0～2分；存儲(chǔ)在屬性數(shù)據(jù)庫中，利用ArcGIS對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

2.2 道路景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

本文采用層次分析法(AHP)[12]并結(jié)合校園道路景觀的特點(diǎn)構(gòu)建道路景觀評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。首先，實(shí)地考察校區(qū)道路景觀的基本情況[13]，其景觀的構(gòu)成較為簡單，風(fēng)格相對統(tǒng)一。參考已有的道路景觀評(píng)價(jià)研究成果[14-17]，指標(biāo)選擇確定的原則可歸納為綜合性、主導(dǎo)性和實(shí)用性，所選指標(biāo)包含自然因素和人文因素兩方面。最終確定校園道路景觀評(píng)價(jià)目標(biāo)作為評(píng)價(jià)體系的目標(biāo)層，植被、水體、建筑、體育場地作為評(píng)價(jià)體系的準(zhǔn)則層，由上述4個(gè)方面的各個(gè)影響因素構(gòu)成評(píng)價(jià)體系的因素層（圖2）。

圖2 校園道路景觀綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.3 道路景觀質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

采用圖2所示的遞階層次結(jié)構(gòu)，對各層元素依次相對于與之有關(guān)的上一層元素表述的性質(zhì)，進(jìn)行兩兩比較，建立一系列的判斷矩陣。

表1 標(biāo)度含義

（1）A的元素按行相乘。

（2）所得乘積分別開n次方。

（3）將方根向量歸一化得排序權(quán)重。

2.3.2判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)

由于客觀事物的復(fù)雜性以及人們對事物認(rèn)識(shí)的模糊性和多樣性，所給出的判斷矩陣不可能完全保持一致，有必要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，一致性指標(biāo)，其中，n為判斷矩陣階數(shù)。

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI取值表

根據(jù)上述原則與方法，對準(zhǔn)則層指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，分別賦值，形成判斷矩陣。根據(jù)矩陣，采用根法計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值，賦值結(jié)果與計(jì)算權(quán)重見表3。

表3 準(zhǔn)則層指標(biāo)賦值結(jié)果及權(quán)重

同理可計(jì)算出因素層中各方面對應(yīng)的指標(biāo)層中的要素權(quán)值（見表4），建立校園景觀指標(biāo)評(píng)價(jià)模型。

表4 校園道路景觀綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值

2.4 矢量化、緩沖區(qū)分析與疊置分析

在ArcGIS中，將研究區(qū)內(nèi)的植被、水體、建筑、體育場地四種道路景物矢量化，提取相應(yīng)因素層指標(biāo)的信息后，對道路景物建立緩沖區(qū)，作為對道路產(chǎn)生影響的敏感區(qū)，敏感區(qū)的大小由道路景物在景觀學(xué)上影響范圍決定[18]。將已建立好的道路矢量圖層與景物敏感區(qū)圖層進(jìn)行疊加分析，得到單因素道路景物質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布，結(jié)合圖形疊置法[19]，加權(quán)得到校園道路景觀綜合得分分布圖。

2.5 景觀質(zhì)量的計(jì)算

在對所有構(gòu)景要素進(jìn)行評(píng)分后，通過式（1）計(jì)算得到單因子道路景物質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

將所得質(zhì)量分?jǐn)?shù)輸入屬性數(shù)據(jù)庫，通過式（2），計(jì)算道路景觀質(zhì)量綜合得分。

3 結(jié)果與分析

3.1 校園道路植被景觀評(píng)價(jià)

統(tǒng)計(jì)校區(qū)內(nèi)道路植被景觀各因素得分情況（圖3），加權(quán)疊加植被構(gòu)景要素的評(píng)分，計(jì)算得出校園道路植被景觀得分情況（圖4）。結(jié)果顯示，福州大學(xué)內(nèi)的道路植被景觀得分59%為一般，32%較好，9%較差，總體評(píng)價(jià)一般；得分較高地區(qū)集中在山南行政樓、中心山體、北部學(xué)科群，得分較低地區(qū)集中在第一、第四學(xué)科群以及風(fēng)雨操場。

圖3 道路植被景觀各因素得分柱狀圖

旗山校區(qū)道路植被的整體環(huán)境、生境、觀賞時(shí)序、硬質(zhì)景觀評(píng)價(jià)較好，其景觀營造空間以開敞型為主，種植有大葉榕、小葉榕、樟樹、肉桂、芒果、玉蘭、刺桐等，本地樹種使用率高，具有良好的生境；整體上以綠為基調(diào)，花為點(diǎn)綴，四季都能保持良好的綠視率。

景觀空間與觀賞性、生活結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)一般。校區(qū)內(nèi)的北部學(xué)科群、風(fēng)雨操場、圖書館等綠化以集中綠地為主，大面積的單一草地周邊排列著較為矮小的樹木，缺乏喬、灌、草多層次垂直綠化，結(jié)構(gòu)單一，缺乏觀賞性。校區(qū)內(nèi)主干道的行道樹以高山榕為主，部分主干道種植大花紫薇，由于新校區(qū)建設(shè)時(shí)間短，樹齡偏小，主次干道植被未能發(fā)揮良好的遮蔭功能，對營造空間感作用較小。

圖4 校園道路植被景觀得分圖

植被多樣性得分均值為4.37，接近于較差水平。圖5顯示，植被多樣性指數(shù)高于7的路段，多集中在校園東南角，這些路段地形較空闊，人流稀少，植被的作用并不能很好地體現(xiàn)。而主要教學(xué)區(qū)植物造景方式不夠豐富，采用的植物種類重復(fù)率高，植物配置模式雷同，校園內(nèi)的植物景觀缺乏特色，故應(yīng)重點(diǎn)提升植被的豐富度。

圖5 校園植被多樣性得分圖

3.2 校園道路建筑景觀評(píng)價(jià)

統(tǒng)計(jì)校區(qū)內(nèi)道路建筑景觀各因素得分情況（圖6），加權(quán)疊加建筑構(gòu)景要素的評(píng)分，依此計(jì)算得到校園道路建筑景觀得分圖（見圖7）。結(jié)果顯示，道路建筑景觀得分集中在6～8分，處較好水平。福州大學(xué)旗山校區(qū)建筑景觀集中分布在教學(xué)區(qū)北部，各學(xué)科群建筑得分總體較好，圖書館得分最高，各個(gè)建筑設(shè)計(jì)、質(zhì)量雖然不存在明顯不足，但同質(zhì)化現(xiàn)象明顯，缺乏個(gè)性與亮點(diǎn)。

旗山校區(qū)建筑高度評(píng)價(jià)極好，建筑體量評(píng)價(jià)較好，據(jù)調(diào)查，校區(qū)內(nèi)建筑層數(shù)多為5層或6層，并多采用組團(tuán)的形式，通過架空走廊連接，外觀質(zhì)樸平實(shí)，營造出安靜、樸實(shí)的校園氛圍。

圖6 道路建筑景觀各因素得分柱狀圖

圖7 校園道路建筑景觀得分圖

環(huán)境協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)較好，校區(qū)內(nèi)核心建筑公共教學(xué)樓位于校園中北部，以圖書館為圓心，整體呈一段圓弧布局環(huán)繞圖書館，形成具有向心力的內(nèi)部扇形空間；圖書館圍繞有大面積公共綠地，硬質(zhì)鋪地廣場，中心南部山體為背景；北部教學(xué)區(qū)多為理工類專業(yè)教學(xué)建筑及試驗(yàn)場所，建筑體積和密度大，建筑形象較質(zhì)樸方正，師生使用頻率高；南部建筑周邊伴有優(yōu)美的山體、河塘，良好的自然植被，校區(qū)內(nèi)單體建筑與整體建筑的環(huán)境協(xié)調(diào)性較好。

建筑色彩評(píng)價(jià)較好，校區(qū)建筑色調(diào)統(tǒng)一為偏暖的橘紅色，能讓行人感到悅目、明快、協(xié)調(diào)。統(tǒng)一的顏色運(yùn)用雖然在個(gè)性方面略顯不足，但完善了校園整體性，與環(huán)境協(xié)調(diào)。由于長時(shí)間日照、雨水沖刷、灰白色天空中造成的漫反射，目前的校園建筑墻面看上去發(fā)白，偏向于駝色。

3.3 校園道路水體景觀評(píng)價(jià)

統(tǒng)計(jì)校區(qū)內(nèi)道路水體景觀各因素得分情況（見圖8），加權(quán)計(jì)算道路水景構(gòu)景要素的評(píng)分，通過公式（1）得到校園道路水體景觀得分情況。結(jié)果顯示，校區(qū)內(nèi)83％的道路沒有水體景觀覆蓋，其他道路水景質(zhì)量評(píng)價(jià)一般，其中生物多樣性較差，水質(zhì)評(píng)價(jià)一般，水體氣味、水體內(nèi)含物評(píng)價(jià)較好。

在調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，校區(qū)內(nèi)水體面積充沛，但大面積的水域位于校園核心山體的東南面，學(xué)生較少經(jīng)過。圖書館及學(xué)生活動(dòng)中心的背面也有一些水域，這些水域相對面積較小，周邊生長有大片蘆葦及其他野生植物，水面與學(xué)生經(jīng)?；顒?dòng)的區(qū)域、行駛路線距離較遠(yuǎn)，視線被建筑物遮擋。

經(jīng)調(diào)查，校區(qū)內(nèi)水體每年都有大量水葫蘆泛濫，造成水生植物多樣性好的假象，水葫蘆嚴(yán)重破壞水體的生態(tài)系統(tǒng)，故生物多樣性評(píng)價(jià)較差。水體周邊多為草坡與植被，無明顯污染源，水質(zhì)清澈透明，無氣味，流度較好，故其余各項(xiàng)構(gòu)景要素評(píng)分處一般和較好水平。

3.4 校園道路體育場地景觀評(píng)價(jià)

統(tǒng)計(jì)校區(qū)內(nèi)道路體育場地景觀各因素得分情況（見圖9），計(jì)算道路體育場地構(gòu)景要素的評(píng)分，得到校園道路體育場地景觀得分情況。結(jié)果顯示，校內(nèi)體育場地集中布置在南部，主要是足球場、籃球場與體育館，體育館高5層，為矩形結(jié)構(gòu)，高度與體量相匹配。足球場、籃球場與道路之間用綠化帶隔開，減少了對道路造成的干擾，同時(shí)起到人文景觀的作用，校區(qū)內(nèi)的體育場地總體評(píng)價(jià)較好。

3.5 校園道路景觀質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)式（1），計(jì)算與道路景觀質(zhì)量相關(guān)的植被、水體、建筑及體育場地4類指標(biāo)的得分（見圖10）；根據(jù)式（2），計(jì)算道路景觀綜合得分，通過圖形疊置功能，得到道路景觀綜合得分統(tǒng)計(jì)圖（圖11）。結(jié)果顯示，福州大學(xué)旗山校區(qū)道路景觀綜合評(píng)價(jià)一般，僅有約40％的道路面積評(píng)價(jià)在一般以上，建筑與體育場地評(píng)價(jià)較好，水體與植被評(píng)價(jià)一般。校區(qū)內(nèi)植被種植面積大，但構(gòu)景方式單一、缺乏多樣性，北部學(xué)科群問題較大，故得分偏低。校區(qū)內(nèi)水體面積較大，但集中在校區(qū)南部，可視性不佳，無法發(fā)揮道路景觀作用。校區(qū)內(nèi)北部道路景觀的人文氣息較好，路兩側(cè)分布有圖書館、學(xué)科樓、實(shí)驗(yàn)室等學(xué)習(xí)場所，南部道路景觀突出水景與植被營造的自然效果，路兩側(cè)為行政樓、操場、素質(zhì)拓展中心等文體辦公區(qū)域，整個(gè)校區(qū)道路景觀分布符合其功能布局情況。

圖10 校園道路景觀4類指標(biāo)得分柱狀圖

3.6 建議

針對福州大學(xué)旗山校區(qū)道路景觀評(píng)價(jià)結(jié)果，研究認(rèn)為，校區(qū)內(nèi)道路景觀改善應(yīng)主要考慮在原有基礎(chǔ)上加強(qiáng)水體、建筑的日常維護(hù)，改善植被與建筑缺乏個(gè)性的造型外觀，增強(qiáng)水景的利用率。

3.6.1植物景觀方面

（1）改善植物配置，統(tǒng)一規(guī)劃。選擇生長較快的懸鈴木、合歡、無患子等作為主干道的綠化樹種，豐富校園景觀。

（2）豐富植被種類。校內(nèi)的植物樹種可選擇果樹、藤本植物可選擇葡萄、瓜果類，大面積的果樹種植可低價(jià)承包給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民，小面積的果蔬種植可交給校園內(nèi)相關(guān)專業(yè)的學(xué)生或是組織校內(nèi)環(huán)保人士參與。

3.6.2建筑景觀方面

（1）現(xiàn)有建筑大量出現(xiàn)了裂縫、建筑外表某些貼面脫落、墻面沾污，為此，在后期建筑的建設(shè)、選材上應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量把關(guān)。

（2）對現(xiàn)有建筑及時(shí)加以清潔、維護(hù)，對一些外墻維護(hù)費(fèi)用過高的建筑應(yīng)采用經(jīng)濟(jì)的外墻改造，改善其質(zhì)量同時(shí)提升其質(zhì)感。

3.6.3水體景觀方面

（1）水體應(yīng)設(shè)置在靠近師生生活和教學(xué)的區(qū)域，提高水體景觀的利用率。北部學(xué)科群的水體景觀需要更加合理的布置，增加道路水景的可視效果。

（2）改善水質(zhì)，提高水質(zhì)清澈性。保持現(xiàn)有環(huán)境生態(tài)綠化的優(yōu)勢，盡量保留純天然、原生態(tài)的自然景觀，保留濕地。

（3）校區(qū)內(nèi)道路水景缺乏完善的生物生態(tài)系統(tǒng)，水體中應(yīng)該適當(dāng)提高魚類、螺等水生動(dòng)物的數(shù)量。

3.6.4體育場地景觀方面

（1）加強(qiáng)體育場地周邊的綠化建設(shè)，建造體育場地與道路之間的過渡帶。

（2）對露天體育器材做好維護(hù)工作，在道路與運(yùn)動(dòng)場地間保持良好的可視性。

4 結(jié)論

研究結(jié)果表明，福州大學(xué)道路景觀質(zhì)量一般，建筑與體育場地評(píng)價(jià)較好，其中建筑高度與建筑體量科學(xué)合理的設(shè)計(jì)作用效果最為突出，充分發(fā)揮了人文景觀作用，但同質(zhì)化較明顯，水體與植被評(píng)價(jià)一般，且校區(qū)內(nèi)人文景觀集中在北部教學(xué)區(qū)，而自然景觀集中在東南部，校區(qū)內(nèi)資源大范圍分布不均。在今后的校園景觀規(guī)劃和改進(jìn)的過程中，需要重視的主要問題是：校區(qū)植被資源在空間布局上，需科學(xué)合理分布，避免出現(xiàn)大范圍分布不均現(xiàn)象，在植物品種選擇上，遵循適地適樹、品種多樣化等原則；建筑墻面在材料選擇上，需長遠(yuǎn)考慮，避開易沾污老化、清潔難度大的材料，同時(shí)加強(qiáng)墻面的日常清理維護(hù)工作，避免建筑色彩由于沾污、老化等原因出現(xiàn)與周圍環(huán)境不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象；校區(qū)水體在設(shè)計(jì)時(shí)要對濕生植物、挺水植物、浮水植物、沉水植物等四類植物予以合理搭配，以營造層次豐富的水體景觀，形成一個(gè)較為完整的生態(tài)系統(tǒng)，避免出現(xiàn)校園水景可視性較差、水體生態(tài)較差等問題。

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福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2016J01188）；國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（41501361，51408130）；福州大學(xué)人才基金項(xiàng)目（XRC-1345）；福州大學(xué)本科生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（20115）資助。通訊作者：許章華，E-mail: fafuxzh@163.com。