陳鑫彭建松

(1.西南林業(yè)大學(xué)園林園藝學(xué)院，云南 昆明 650224；2.西南林業(yè)大學(xué)森林城市研究院，云南 昆明 650224)

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進步，信息社會逐漸到來，人們的日常工作生活在信息空間中產(chǎn)生大規(guī)模數(shù)據(jù)，研究者從這些數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)和總結(jié)規(guī)律，并通過這些規(guī)律預(yù)測趨勢、輔助做出決策[1]。大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)隨著大規(guī)模數(shù)據(jù)資源共享快速發(fā)展，推動著各行業(yè)智能化發(fā)展，如推動科學(xué)發(fā)展[2]、促進數(shù)字經(jīng)濟繁榮[3]以及輔助社會建設(shè)[4]。風(fēng)景園林建設(shè)作為社會建設(shè)的重要部分，越來越多的學(xué)者通過大數(shù)據(jù)對風(fēng)景園林相關(guān)領(lǐng)域進行系列研究。本研究通過文獻閱讀總結(jié)，整理分析了大數(shù)據(jù)在宏觀、中觀、微觀尺度風(fēng)景園林領(lǐng)域的應(yīng)用實踐研究現(xiàn)狀及不足與發(fā)展趨勢，為大數(shù)據(jù)在風(fēng)景園林領(lǐng)域的發(fā)展提供思路。

1 大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵及特征

大數(shù)據(jù)通常是指一種規(guī)模大到在短時間內(nèi)無法通過傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行獲取、儲存、管理、分析的數(shù)據(jù)合集，具有Volume(體量大)、Variety(模態(tài)多)、Velocity(生成快)以及Value(價值大但密度低)的特點[5]。根據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求差異，可將大數(shù)據(jù)應(yīng)用分為描述性分析應(yīng)用、預(yù)測性分析應(yīng)用以及指導(dǎo)性分析應(yīng)用3個層次[6]，這3個層次層層遞進不斷深入，并且隨著技術(shù)的發(fā)展進步不斷地發(fā)揮更高的價值。

1.1 數(shù)據(jù)類型及應(yīng)用

根據(jù)風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域的研究方向和研究內(nèi)容，大數(shù)據(jù)的相關(guān)研究主要集中在城市空間、景區(qū)、公園等綠地的使用感知評價、可達性及環(huán)境公平、評價與評估以及規(guī)劃管理方面等[7]，這些研究領(lǐng)域常用的數(shù)據(jù)類型主要包括文本數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)以及時空數(shù)據(jù)3大類，具體見表1。

表1 不同數(shù)據(jù)類型來源及研究內(nèi)容

1.2 研究方法與技術(shù)

通過文獻閱讀，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的空間分析法、數(shù)學(xué)與統(tǒng)計分析法、綜合評價分析法在風(fēng)景園林相關(guān)研究中被廣泛應(yīng)用。利用GIS構(gòu)建模型將數(shù)據(jù)可視化從而進行空間分析是空間分析法中最常用的，通常用于環(huán)境生態(tài)空間敏感性評價、景觀格局優(yōu)化、生態(tài)安全格局構(gòu)建、保護區(qū)功能分區(qū)合理構(gòu)建、城市綠地空間與城市發(fā)展耦合機制研究以及結(jié)合現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)信息對人群聚集程度研究。統(tǒng)計分析法主要是通過對獲取的大數(shù)據(jù)進行數(shù)學(xué)統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果分析其相互關(guān)系、發(fā)展規(guī)律以及變化趨勢，從而對事物進行認(rèn)識和預(yù)測，可用于相關(guān)性分析與回歸分析中的各影響因子，并結(jié)合SPSS等工具進行相關(guān)性驗證。綜合評價方法在風(fēng)景園林研究中應(yīng)用甚廣，主要包括主成分分析法、DEA分析法以及模糊評價法，通過確定評價指標(biāo)、評價模型以及權(quán)重系數(shù)，對景觀評價指標(biāo)間的重要性進行分析，從而指導(dǎo)風(fēng)景園林設(shè)計工程。

人工智能、文本挖掘技術(shù)在風(fēng)景園林中的應(yīng)用得益于計算機技術(shù)的發(fā)展[7]。人工智能是利用計算機模擬人類智力進行某些智能行為，主要包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等研究領(lǐng)域。文本挖掘是自然語言處理的一部分，是從文本信息中獲取目的所需部分的過程，主要包括信息抽取、檢索、自然語言處理以及數(shù)據(jù)挖掘，自然語言處理主要應(yīng)用于情感分析、輿情監(jiān)測、文本分類等方向。無論是人工智能還是自然語言挖掘，都是計算機在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的發(fā)展，引領(lǐng)著研究者尋找不同數(shù)據(jù)中的顯隱關(guān)系，從而指導(dǎo)行業(yè)實踐。

2 大數(shù)據(jù)在風(fēng)景園林研究領(lǐng)域的應(yīng)用

風(fēng)景園林作為重要的人類文明載體，從古典造園到現(xiàn)代風(fēng)景園林，受眾逐漸擴大至全社會，其發(fā)展趨勢向生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、生態(tài)和文化綜合價值取向以及全尺度發(fā)展，內(nèi)容從單一的造園游憩向文化傳播、生態(tài)保護、歷史傳承拓展。在智慧城市建設(shè)和計算機應(yīng)用背景下，大量的人類活動以及環(huán)境變化數(shù)據(jù)為分析風(fēng)景園林研究領(lǐng)域相關(guān)問題提供數(shù)據(jù)支持，可從不同角度應(yīng)用不同方法對風(fēng)景園林領(lǐng)域進行分析，從而指導(dǎo)實踐，推動社會發(fā)展。本研究按照宏觀、中觀、微觀尺度的風(fēng)景園林建設(shè)進行應(yīng)用分析，具體見表2。

表2 大數(shù)據(jù)在風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域多尺度應(yīng)用的特征及研究內(nèi)容

2.1 宏觀尺度的風(fēng)景園林研究

宏觀尺度風(fēng)景園林多涉及國土規(guī)劃、保護區(qū)規(guī)劃、跨區(qū)域綜合治理、綠地系統(tǒng)研究等，主要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)大數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)結(jié)合不同分析方法進行各類研究。

MSPA常用于大型網(wǎng)絡(luò)格局構(gòu)建研究中，艾婧文等在能源低碳轉(zhuǎn)型的背景下，以風(fēng)電設(shè)施建設(shè)與生態(tài)問題相關(guān)性為起點，通過MSPA法對福建省潭平島陸上風(fēng)電項目所在地2000年和2020年衛(wèi)星遙感影像和高程數(shù)據(jù)進行生態(tài)廊道提取與潛在生態(tài)網(wǎng)絡(luò)評價研究，研究量化了風(fēng)電項目對生態(tài)流的變化影響，證明了風(fēng)電項目在重要生態(tài)保護區(qū)域建設(shè)會影響區(qū)域內(nèi)生境和生境之間的能量流通，破壞生態(tài)廊道，從而威脅生態(tài)安全穩(wěn)定[9]。謝于松等以成渝城市群中四川境內(nèi)的13個主要城市為研究對象，利用研究對象的Landsat衛(wèi)星TM/ETM遙感影像以及土地利用類型分類圖，運用MSPA與景觀生態(tài)學(xué)理論，對研究區(qū)綠色基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成要素以及景觀組成特征進行分析，為成渝生態(tài)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及規(guī)劃提供參考，彌補了我國在多個城市間關(guān)于綠色基礎(chǔ)設(shè)施(GI)網(wǎng)絡(luò)差異性的研究[10]。

2.2 中觀尺度的風(fēng)景園林研究

中觀尺度的風(fēng)景園林具有完整的景觀特征和景觀結(jié)構(gòu)，主要通過軌跡數(shù)據(jù)、手機信令、點評網(wǎng)站等相關(guān)數(shù)據(jù)對景區(qū)和城市規(guī)劃治理以及區(qū)域整體人文生態(tài)系統(tǒng)進行研究。

景區(qū)、公園作為重要的風(fēng)景園林研究對象，相關(guān)的使用研究對建設(shè)管理具有重要意義。在智慧景區(qū)的背景下，黃蔚欣等獲取WIFI定位的游人軌跡數(shù)據(jù)，運用多種聚類方法從不同角度對軌跡數(shù)據(jù)進行聚類分析，得出游人在黃山景區(qū)的主要游覽路徑，并對比分析春節(jié)與平日的客流量差異，為智慧景區(qū)建設(shè)管理提供決策參考[11]。閻友兵等以韶山風(fēng)景名勝區(qū)為案例，采用情感分析方法和內(nèi)容分析方法，對來自國內(nèi)3個知名旅游網(wǎng)站的在線評論數(shù)據(jù)進行紅色旅游游客情感特征分析研究[12]。胡昕宇等借助手機信令數(shù)據(jù)對蘇州中心城區(qū)23個城市公園的游人活力進行時空分布特征及其與影響因子的耦合分析，并從城市公園選址、公園內(nèi)部景觀布局設(shè)計以及公園開發(fā)方式幾個方面為提升公園活力提出建議[13]。葉林等以大眾點評網(wǎng)站中關(guān)于重慶36個公園用戶評價數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用百度深度學(xué)習(xí)方法，提取評論中的感知要素及情感傾向，通過挖掘分析得出公園類型的差異影響游人感知要素差異，游人情感傾向與公園要素具有相關(guān)性[14]。

微博作為使用頻率較高的社交平臺，其數(shù)據(jù)對風(fēng)景園林相關(guān)研究也具有重要價值。如，方夢靜以新浪微博中游客發(fā)布的有關(guān)杭州市已建成的不同種類城市公園的微博數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，通過文本情感值計算、GIS技術(shù)、詞頻分析、地理集中指數(shù)等方法對城市公園的游客特征、游客情感的結(jié)構(gòu)與時空特征、游客情感影響因素及應(yīng)用3個內(nèi)容進行研究[15]。

2019年底，新冠疫情爆發(fā)，公共綠地重要性凸顯，后疫情時代社區(qū)尺度下的綠地建設(shè)和發(fā)展受到各方面的關(guān)注，朱媛媛等基于步行和地鐵出行方式通過空間分析法對武漢市中心城區(qū)綠地空間格局和可達性進行研究，得出社區(qū)尺度下步行和地鐵出行能夠基本滿足公園綠地的整體可達性，提出綠地向社區(qū)尺度發(fā)展能夠擴大服務(wù)范圍，有效完善防疫體系；通過對大眾點評網(wǎng)關(guān)于公園綠地及后疫情時期的相關(guān)評論進行詞頻分析，反映疫情后居民游憩活動的關(guān)注方向和行為偏好，提出公園建設(shè)應(yīng)該重視居民需求，豐富公園尤其是社區(qū)公園的文化價值和功能，拓展城市公共空間內(nèi)涵，提高城市韌性[16]。

2.3 微觀尺度的風(fēng)景園林研究

在空間建設(shè)中，傳統(tǒng)的小空間設(shè)計更加注重經(jīng)濟性和功能性，對使用人群的實際需求考慮較少，隨著社會發(fā)展，人們生活水平提高，對空間品質(zhì)的關(guān)注度越來越高，人性化訴求突出，關(guān)于人與空間的研究也越發(fā)多樣化。微觀尺度主要涉及居住區(qū)、公園、學(xué)校等相對獨立的地塊的研究。

圖片數(shù)據(jù)作為重要的數(shù)據(jù)來源，在以圖片為基礎(chǔ)的公共空間人群使用研究方面，吳韶集等用大疆無人機對天津大學(xué)3個公共空間拍攝的5段長約20min的行人活動視頻，以python語言為基礎(chǔ)搭建深度學(xué)習(xí)的計算機視覺算法框架對視頻進行處理分析可視化，得出人群分布熱力圖和行為速度熱力圖，進而展現(xiàn)出入口間的連接強度和空間規(guī)劃合理情況，為公共空間設(shè)計改造提供現(xiàn)實參考[17]。鄉(xiāng)村景觀作為鄉(xiāng)村振興的載體之一，具有獨特的地域文化，能夠從歷史感、歸屬感上給游人帶來特有的精神體驗。黃碩等將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與問卷數(shù)據(jù)相結(jié)合，利用Nvivo編碼對圖片景觀元素進行質(zhì)性分析，再利用AMOS 24.0對處理后的圖片和問卷進行景觀元素、景觀偏好、健康效益3方面模型構(gòu)建，為提升公園景觀健康功能提供參考[18]。陳國棟等對長蕩湖道路進行建模設(shè)計再模擬四季景觀進行視角質(zhì)量實驗和特征評價實驗，從而得到受關(guān)注因子，證明利用虛擬現(xiàn)實三維建模進行植物景觀設(shè)計具有可行性，為風(fēng)景園林行業(yè)技術(shù)拓展提供方向[19]。

隨著社會發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)平臺作為重要的信息獲取、分享途徑，在風(fēng)景園林使用后評價研究中具有重要性，能夠促進景觀設(shè)計改造，提升景觀滿意度。孫媛媛以網(wǎng)絡(luò)游記、百度指數(shù)、微博數(shù)據(jù)等為數(shù)據(jù)源對關(guān)中漢唐帝陵不同旅游階段的時空行為進行研究，從而分析不同階段游客時空、情感特征，發(fā)現(xiàn)不同信息通道游客的不同體驗需求，構(gòu)建基于游客體驗的關(guān)中漢唐帝陵旅游價值評價體系[20]。楊春梅等通過文本分析法對使用Python數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)抓取到的旅游網(wǎng)站中關(guān)于哈爾濱冰雪旅游的相關(guān)游客評論進行研究分析，確定冰雪旅游游客滿意度的影響因素和優(yōu)化對策[21]。

3 發(fā)展趨勢

從上述文獻分析來看，大數(shù)據(jù)在風(fēng)景園林行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛多樣，但是依舊可以發(fā)現(xiàn)一些大數(shù)據(jù)在風(fēng)景園林行業(yè)發(fā)展的局限性。準(zhǔn)確性，網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)主要以新浪微博、大眾點評、百度地圖等社交評價軟件的用戶自主描述為主要數(shù)據(jù)來源，從而進行情感研究、場地使用情況研究；仔細(xì)觀察這類大數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)主要由用戶自主分享，在簽到位置數(shù)據(jù)中不能完全表現(xiàn)用戶全部軌跡，主要集中在客觀的熱點區(qū)域，在簽到地點文本數(shù)據(jù)中，混雜著部分與研究內(nèi)容無關(guān)或者關(guān)系不緊密的數(shù)據(jù)，如周邊商店廣告、明星效應(yīng)、營銷話題等；因此，在研究過程中需要對數(shù)據(jù)進行篩選處理或者權(quán)重調(diào)整，從而優(yōu)化數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高分析結(jié)論準(zhǔn)確性。全面性，多數(shù)利用大數(shù)據(jù)進行風(fēng)景園林研究的數(shù)據(jù)來自于單一平臺或者幾個平臺，數(shù)據(jù)量大，獲取方便，但是無論是軌跡數(shù)據(jù)平臺還是評論分享平臺，其數(shù)據(jù)僅代表平臺用戶反饋，有一定的人群針對性，對老人、兒童、特殊人群的反饋有所忽略。精確性，基于定位技術(shù)搜集的LBS數(shù)據(jù)由于技術(shù)限制具有一定的誤差，在大中尺度場地中的誤差可以忽略，但是在口袋公園、街旁綠地等小場地研究中就具有一定的局限性，相較之下，傳統(tǒng)的問卷調(diào)查、跟隨記錄等方法更具可行性；在大尺度研究中使用的高空分辨遙感數(shù)據(jù)多為開源數(shù)據(jù)，精確度在一般范圍，且對于用地類型分類上多為機器識別和人工解譯相結(jié)合，存在一定的誤差。可利用性，大數(shù)據(jù)的多樣化是顯而易見的，但數(shù)據(jù)獲取途徑依然是有限的，多數(shù)高價值大數(shù)據(jù)存在企事業(yè)服務(wù)器中，風(fēng)景園林從業(yè)者不便隨意獲取使用；大數(shù)據(jù)處理分析方法多數(shù)是依附于計算機分析處理技術(shù)的發(fā)展，行業(yè)從業(yè)者作為學(xué)習(xí)使用者角色進行利用。

大數(shù)據(jù)輔助各行各業(yè)發(fā)展已經(jīng)成為重要趨勢，帶來的價值使其成為風(fēng)景園林研究的重要研究依據(jù)和研究數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，在未來各行各業(yè)的共同努力下，將更加充分發(fā)揮作用，引領(lǐng)行業(yè)向著精細(xì)化高水平發(fā)展。大數(shù)據(jù)在風(fēng)景園林中的研究經(jīng)歷了從數(shù)據(jù)分析驗證景觀設(shè)計合理性到數(shù)據(jù)分析指導(dǎo)設(shè)計[22]的過程，下一步行業(yè)從業(yè)者應(yīng)該警惕大數(shù)據(jù)分析帶來的數(shù)據(jù)思維，探究數(shù)據(jù)分析現(xiàn)象背后的原因，并轉(zhuǎn)化為理論構(gòu)想從而指導(dǎo)實踐。此外，風(fēng)景園林作為社會性實踐學(xué)科，將繼續(xù)發(fā)展其人本主義特色[23]，結(jié)合大數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)研究方法，從大到精，結(jié)合多維度特性，將逐漸與城鄉(xiāng)規(guī)劃生態(tài)學(xué)等相關(guān)學(xué)科以及社會學(xué)、心理學(xué)、經(jīng)濟學(xué)等多學(xué)科相結(jié)合，構(gòu)建智慧風(fēng)景園林體系，建設(shè)更加合理有特色的景觀，滿足多人群需求。