1.福州大學環(huán)境與資源學院 2.福州大學區(qū)域與城鄉(xiāng)規(guī)劃研究中心

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基于GIS的校園道路景觀質量評價*

1.福州大學環(huán)境與資源學院 2.福州大學區(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、體育場地等指標入手，基于層次分析法構建校園道路景觀質量評價體系。利用GIS技術獲取各指標景觀得分，由此計算福州大學旗山校區(qū)道路景觀質量的綜合得分值。結果表明，福州大學旗山校區(qū)41.39％的道路評價處于一般以上水平；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。在此基礎上，對該校區(qū)校園道路景觀質量提出改善建議。

校園道路 景觀質量 GIS 福州大學旗山校區(qū)

道路景觀在校園景觀中占有重要地位，在正確評價的基礎上，可得出較為合理的建議，科學規(guī)劃校內(nèi)景觀[1-5]。國外的校園規(guī)劃設計強調校園建筑的靈活性、適應性以及多樣性，創(chuàng)造有機開放型校園環(huán)境；國內(nèi)學者亦對校園景觀的多個方面進行了研究，并充分運用景觀生態(tài)學原理規(guī)劃設計校園景觀。例如，朱元恩[6]提出重視精神功能，堅持生態(tài)原則，注重交往空間，營造復合型景觀，建設園林式大學；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、建設提出建議；莫丹[8]從生態(tài)學角度，探索如何營造一個人文環(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重于設計層面，僅有少數(shù)內(nèi)容涉及道路景觀評價，而且評價因子整體性較弱，較多停留在定性水平，尚未形成完整的道路景觀評價指標體系[9-10]。本文以福州大學旗山校區(qū)為研究對象，對道路景觀的構景要素進行量化打分，運用層次分析法構建道路景觀評價指標體系，利用GIS緩沖區(qū)分析和疊置分析等功能，綜合評價道路景觀質量，為校園道路景觀規(guī)劃和建設提供參考。

1 研究區(qū)概況

福州大學旗山校區(qū)位于福州閩侯縣上街鎮(zhèn)福州地區(qū)大學新區(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樓為中心，將機動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，導向感強。

圖1 福州大學旗山校區(qū)位置示意圖

2 研究方法

2.1道路景觀質量信息的獲取

本文在對福州大學旗山校區(qū)校內(nèi)道路進行全程踏勘的基礎上，依據(jù)校園道路景觀配置的重復性與典型性進行取樣，分別調查道路兩側的植被、水體、建筑物、構筑物等指標，同時記錄每條道路水體、植被、建筑物等構景要素的詳細資料，并拍照。

通過描述因子法[11]，對各景物構景要素進行評分，每項構景要素評分按常規(guī)做法設5個級別，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；存儲在屬性數(shù)據(jù)庫中，利用ArcGIS對數(shù)據(jù)進行管理。

2.2 道路景觀質量評價指標的選取

本文采用層次分析法(AHP)[12]并結合校園道路景觀的特點構建道路景觀評價指標體系。首先，實地考察校區(qū)道路景觀的基本情況[13]，其景觀的構成較為簡單，風格相對統(tǒng)一。參考已有的道路景觀評價研究成果[14-17]，指標選擇確定的原則可歸納為綜合性、主導性和實用性，所選指標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價目標作為評價體系的目標層，植被、水體、建筑、體育場地作為評價體系的準則層，由上述4個方面的各個影響因素構成評價體系的因素層（圖2）。

圖2 校園道路景觀綜合評價指標體系

2.3 道路景觀質量評價指標權重的確定

采用圖2所示的遞階層次結構，對各層元素依次相對于與之有關的上一層元素表述的性質，進行兩兩比較，建立一系列的判斷矩陣。

表1 標度含義

（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重。

2.3.2判斷矩陣的一致性檢驗

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

表2 平均隨機一致性指標RI取值表

根據(jù)上述原則與方法，對準則層指標進行兩兩比較，分別賦值，形成判斷矩陣。根據(jù)矩陣，采用根法計算各個指標的權重值，賦值結果與計算權重見表3。

表3 準則層指標賦值結果及權重

同理可計算出因素層中各方面對應的指標層中的要素權值（見表4），建立校園景觀指標評價模型。

表4 校園道路景觀綜合評價指標權重值

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，提取相應因素層指標的信息后，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)圖層進行疊加分析，得到單因素道路景物質量分數(shù)分布，結合圖形疊置法[19]，加權得到校園道路景觀綜合得分分布圖。

2.5 景觀質量的計算

在對所有構景要素進行評分后，通過式（1）計算得到單因子道路景物質量分數(shù)。

將所得質量分數(shù)輸入屬性數(shù)據(jù)庫，通過式（2），計算道路景觀質量綜合得分。

3 結果與分析

3.1 校園道路植被景觀評價

統(tǒng)計校區(qū)內(nèi)道路植被景觀各因素得分情況（圖3），加權疊加植被構景要素的評分，計算得出校園道路植被景觀得分情況（圖4）。結果顯示，福州大學內(nèi)的道路植被景觀得分59%為一般，32%較好，9%較差，總體評價一般；得分較高地區(qū)集中在山南行政樓、中心山體、北部學科群，得分較低地區(qū)集中在第一、第四學科群以及風雨操場。

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、觀賞時序、硬質景觀評價較好，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，花為點綴，四季都能保持良好的綠視率。

景觀空間與觀賞性、生活結構評價一般。校區(qū)內(nèi)的北部學科群、風雨操場、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，結構單一，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)建設時間短，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)。而主要教學區(qū)植物造景方式不夠豐富，采用的植物種類重復率高，植物配置模式雷同，校園內(nèi)的植物景觀缺乏特色，故應重點提升植被的豐富度。

圖5 校園植被多樣性得分圖

3.2 校園道路建筑景觀評價

統(tǒng)計校區(qū)內(nèi)道路建筑景觀各因素得分情況（圖6），加權疊加建筑構景要素的評分，依此計算得到校園道路建筑景觀得分圖（見圖7）。結果顯示，道路建筑景觀得分集中在6～8分，處較好水平。福州大學旗山校區(qū)建筑景觀集中分布在教學區(qū)北部，各學科群建筑得分總體較好，圖書館得分最高，各個建筑設計、質量雖然不存在明顯不足，但同質化現(xiàn)象明顯，缺乏個性與亮點。

旗山校區(qū)建筑高度評價極好，建筑體量評價較好，據(jù)調查，校區(qū)內(nèi)建筑層數(shù)多為5層或6層，并多采用組團的形式，通過架空走廊連接，外觀質樸平實，營造出安靜、樸實的校園氛圍。

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)調性評價較好，校區(qū)內(nèi)核心建筑公共教學樓位于校園中北部，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，硬質鋪地廣場，中心南部山體為背景；北部教學區(qū)多為理工類專業(yè)教學建筑及試驗場所，建筑體積和密度大，建筑形象較質樸方正，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)調性較好。

建筑色彩評價較好，校區(qū)建筑色調統(tǒng)一為偏暖的橘紅色，能讓行人感到悅目、明快、協(xié)調。統(tǒng)一的顏色運用雖然在個性方面略顯不足，但完善了校園整體性，與環(huán)境協(xié)調。由于長時間日照、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價

統(tǒng)計校區(qū)內(nèi)道路水體景觀各因素得分情況（見圖8），加權計算道路水景構景要素的評分，通過公式（1）得到校園道路水體景觀得分情況。結果顯示，校區(qū)內(nèi)83％的道路沒有水體景觀覆蓋，其他道路水景質量評價一般，其中生物多樣性較差，水質評價一般，水體氣味、水體內(nèi)含物評價較好。

在調查時發(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，學生較少經(jīng)過。圖書館及學生活動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，水面與學生經(jīng)?；顒拥膮^(qū)域、行駛路線距離較遠，視線被建筑物遮擋。

經(jīng)調查，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，水葫蘆嚴重破壞水體的生態(tài)系統(tǒng)，故生物多樣性評價較差。水體周邊多為草坡與植被，無明顯污染源，水質清澈透明，無氣味，流度較好，故其余各項構景要素評分處一般和較好水平。

3.4 校園道路體育場地景觀評價

統(tǒng)計校區(qū)內(nèi)道路體育場地景觀各因素得分情況（見圖9），計算道路體育場地構景要素的評分，得到校園道路體育場地景觀得分情況。結果顯示，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，為矩形結構，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，同時起到人文景觀的作用，校區(qū)內(nèi)的體育場地總體評價較好。

3.5 校園道路景觀質量綜合評價結果

根據(jù)式（1），計算與道路景觀質量相關的植被、水體、建筑及體育場地4類指標的得分（見圖10）；根據(jù)式（2），計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)計圖（圖11）。結果顯示，福州大學旗山校區(qū)道路景觀綜合評價一般，僅有約40％的道路面積評價在一般以上，建筑與體育場地評價較好，水體與植被評價一般。校區(qū)內(nèi)植被種植面積大，但構景方式單一、缺乏多樣性，北部學科群問題較大，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，路兩側分布有圖書館、學科樓、實驗室等學習場所，南部道路景觀突出水景與植被營造的自然效果，路兩側為行政樓、操場、素質拓展中心等文體辦公區(qū)域，整個校區(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類指標得分柱狀圖

3.6 建議

針對福州大學旗山校區(qū)道路景觀評價結果，研究認為，校區(qū)內(nèi)道路景觀改善應主要考慮在原有基礎上加強水體、建筑的日常維護，改善植被與建筑缺乏個性的造型外觀，增強水景的利用率。

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承包給當?shù)剞r(nóng)民，小面積的果蔬種植可交給校園內(nèi)相關專業(yè)的學生或是組織校內(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、選材上應加強質量把關。

（2）對現(xiàn)有建筑及時加以清潔、維護，對一些外墻維護費用過高的建筑應采用經(jīng)濟的外墻改造，改善其質量同時提升其質感。

3.6.3水體景觀方面

（1）水體應設置在靠近師生生活和教學的區(qū)域，提高水體景觀的利用率。北部學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，提高水質清澈性。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)，水體中應該適當提高魚類、螺等水生動物的數(shù)量。

3.6.4體育場地景觀方面

（1）加強體育場地周邊的綠化建設，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工作，在道路與運動場地間保持良好的可視性。

4 結論

研究結果表明，福州大學道路景觀質量一般，建筑與體育場地評價較好，其中建筑高度與建筑體量科學合理的設計作用效果最為突出，充分發(fā)揮了人文景觀作用，但同質化較明顯，水體與植被評價一般，且校區(qū)內(nèi)人文景觀集中在北部教學區(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，需長遠考慮，避開易沾污老化、清潔難度大的材料，同時加強墻面的日常清理維護工作，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)調的現(xiàn)象；校區(qū)水體在設計時要對濕生植物、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。

[1] Gary R C, Terry C D. Scenic landscape assessment: the effects of land management jurisdiction on public perception of scenic beauty[J]. Landscape and Urban Planning, 2000, 49: 1-13.

[2] Johnson M D, Fornell C. A framework for comparing customer satisfaction across individuals and product categories[J]. Journal of Economic Psychology, 1991, 12(91):267–286.

[3] Brush R, Henoweth R C, Barman T. Group difference in the enjoy ability of driving through rural landscapes[J]. Landscape and Urban Planning, 2000, 47(1): 39–45.

[4] Clay G R, Smidt R K. Assessing the validity and reliability of descriptor variables used in scenic highway analysis[J]. Landscape and Urban Planning, 2004, 66(3): 239–255.

[5] 胡喜生, 周新年, 陳全輝, 等. 大學校園道路景觀評價方法研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學學報(社會科學版), 2008, 17(1): 111-114.

[6] 朱元恩. 大學校園環(huán)境景觀的概念設計[J]. 湖北農(nóng)學院報, 2002, 22(5): 406-409.

[7] 潘海澤, 李玲, 牟瑞芳. 高校校園景觀生態(tài)的空間格局分析[J]. 云南地理環(huán)境研究, 2006, 18(1): 14-16.

[8] 莫丹, 劉洪杰. 生態(tài)空間·人本生活——華南師范大學校園環(huán)境景觀的初步評價[J]. 華南師范大學學報, 2006(2): 132-137.

[9] Meitner M J. Scenic beauty of river views in the Grand Canyon: relating perceptual judgments to locations[J]. Landscape and Urban Planning, 2004, 68(3): 3-13.

[10] Akbar K F, Hale W H G, Headley A D. Assessment of scenic beauty of the roadside vegetation in northern England[J]. Landscape and Urban Planning, 2003, 63(2): 139–144.

[11] 陳鑫峰, 王雁. 國內(nèi)外森林景觀的定量評價和經(jīng)營技術研究現(xiàn)狀[J]. 世界林業(yè)研究, 2000, 13(5): 32-38.

[12] 喻良, 伊武軍. 層次分析法在城市生態(tài)環(huán)境質量評價中的應用[J]. 四川環(huán)境, 2002, 21(4): 38-40.

[13] 陳杰. 福州大學旗山校區(qū)校園規(guī)劃使用后評價[D]. 廣州: 華南理工大學, 2011.

[14] 王軍鋒. 道路景觀評價指標體系研究[D]. 西安: 長安大學, 2005.

[15] 李昆侖. 層次分析法在城市道路景觀評價中的運用[J]. 武漢大學學報(工學版), 2005, 38(1): 143-147.

[16] 徐錦海. 肇慶市區(qū)道路綠化帶植物景觀評價研究[J]. 生態(tài)科學, 2007, 26(6): 513-518.

[17] 劉昶, 胡昂. 旅游景區(qū)道路景觀綜合評價體系研究——以成都市三圣花鄉(xiāng)旅游景區(qū)道路景觀為例[J]. 四川建筑科學研究, 2014, 40(1): 290-293.

[18] 張婷, 羅濤, 甘永洪, 等. 景觀元素視覺特性對其感知優(yōu)先度的影響分析[J]. 環(huán)境科學研究, 2012, 25(3): 297-303．

[19] 李修剛, 王煒, 李方, 等. 用于道路環(huán)境影響綜合評價的基于GIS的圖形疊置法[J]. 環(huán)境科學學報, 2001, 21(4): 449-453.

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