基于GIS的校园道路景观质量评价*

1.福州大学环境与资源学院 2.福州大学区域与城乡规划研究中心



基于GIS的校园道路景观质量评价*

1.福州大学环境与资源学院 2.福州大学区域与城乡规划研究中心

王少谷1许章华1，2孙 斌1姚越欣1许彬坤1陈正海1黄旭影1施婷婷1

道路景观是校园景观的重要组成部分。该文从道路植被、建筑、水体、体育场地等指标入手，基于层次分析法构建校园道路景观质量评价体系。利用GIS技术获取各指标景观得分，由此计算福州大学旗山校区道路景观质量的综合得分值。结果表明，福州大学旗山校区41.39％的道路评价处于一般以上水平；水体、植被景观得分均值分别为5.52、5.60，处于一般水平；建筑、体育场地得分均值分别为7.70、7.79，处较好水平。在此基础上，对该校区校园道路景观质量提出改善建议。

校园道路 景观质量 GIS 福州大学旗山校区

道路景观在校园景观中占有重要地位，在正确评价的基础上，可得出较为合理的建议，科学规划校内景观[1-5]。国外的校园规划设计强调校园建筑的灵活性、适应性以及多样性，创造有机开放型校园环境；国内学者亦对校园景观的多个方面进行了研究，并充分运用景观生态学原理规划设计校园景观。例如，朱元恩[6]提出重视精神功能，坚持生态原则，注重交往空间，营造复合型景观，建设园林式大学；潘海泽等[7]通过分析高校校园的景观生态空间格局，对高校校园景观规划、建设提出建议；莫丹[8]从生态学角度，探索如何营造一个人文环境和自然环境和谐共存、整体完善的高校校园生态环境系统。目前，大多数校园道路景观研究侧重于设计层面，仅有少数内容涉及道路景观评价，而且评价因子整体性较弱，较多停留在定性水平，尚未形成完整的道路景观评价指标体系[9-10]。本文以福州大学旗山校区为研究对象，对道路景观的构景要素进行量化打分，运用层次分析法构建道路景观评价指标体系，利用GIS缓冲区分析和叠置分析等功能，综合评价道路景观质量，为校园道路景观规划和建设提供参考。

1 研究区概况

福州大学旗山校区位于福州闽侯县上街镇福州地区大学新区（见图1），占地面积约186.68 hm2，目前有本科生、研究生约3.3万余人。校园内主要山体位于中南部，规划为校园山地景观公园；建设用地多集中于平坦的北部，自然湿地景观与现代建筑水乳交融，相映成趣。

校区内釆用环形道路网布局，以图书馆和公共教学楼为中心，将机动车道安排在人流比较集中的核心区外围，再引出东、南、西、北四个方向的支路分别通向各大门，其他各功能区、建筑再通过各种支路连接，各条道路功能明确，导向感强。

图1 福州大学旗山校区位置示意图

2 研究方法

2.1道路景观质量信息的获取

本文在对福州大学旗山校区校内道路进行全程踏勘的基础上，依据校园道路景观配置的重复性与典型性进行取样，分别调查道路两侧的植被、水体、建筑物、构筑物等指标，同时记录每条道路水体、植被、建筑物等构景要素的详细资料，并拍照。

通过描述因子法[11]，对各景物构景要素进行评分，每项构景要素评分按常规做法设5个级别，依其优劣程度赋值：极好，8～10分；较好，6～8分；一般，4～6分；较差，2～4分；极差，0～2分；存储在属性数据库中，利用ArcGIS对数据进行管理。

2.2 道路景观质量评价指标的选取

本文采用层次分析法(AHP)[12]并结合校园道路景观的特点构建道路景观评价指标体系。首先，实地考察校区道路景观的基本情况[13]，其景观的构成较为简单，风格相对统一。参考已有的道路景观评价研究成果[14-17]，指标选择确定的原则可归纳为综合性、主导性和实用性，所选指标包含自然因素和人文因素两方面。最终确定校园道路景观评价目标作为评价体系的目标层，植被、水体、建筑、体育场地作为评价体系的准则层，由上述4个方面的各个影响因素构成评价体系的因素层（图2）。

图2 校园道路景观综合评价指标体系

2.3 道路景观质量评价指标权重的确定

采用图2所示的递阶层次结构，对各层元素依次相对于与之有关的上一层元素表述的性质，进行两两比较，建立一系列的判断矩阵。

表1 标度含义

（1）A的元素按行相乘。

（2）所得乘积分别开n次方。

（3）将方根向量归一化得排序权重。

2.3.2判断矩阵的一致性检验

由于客观事物的复杂性以及人们对事物认识的模糊性和多样性，所给出的判断矩阵不可能完全保持一致，有必要进行一致性检验，一致性指标，其中，n为判断矩阵阶数。

表2 平均随机一致性指标RI取值表

根据上述原则与方法，对准则层指标进行两两比较，分别赋值，形成判断矩阵。根据矩阵，采用根法计算各个指标的权重值，赋值结果与计算权重见表3。

表3 准则层指标赋值结果及权重

同理可计算出因素层中各方面对应的指标层中的要素权值（见表4），建立校园景观指标评价模型。

表4 校园道路景观综合评价指标权重值

2.4 矢量化、缓冲区分析与叠置分析

在ArcGIS中，将研究区内的植被、水体、建筑、体育场地四种道路景物矢量化，提取相应因素层指标的信息后，对道路景物建立缓冲区，作为对道路产生影响的敏感区，敏感区的大小由道路景物在景观学上影响范围决定[18]。将已建立好的道路矢量图层与景物敏感区图层进行叠加分析，得到单因素道路景物质量分数分布，结合图形叠置法[19]，加权得到校园道路景观综合得分分布图。

2.5 景观质量的计算

在对所有构景要素进行评分后，通过式（1）计算得到单因子道路景物质量分数。

将所得质量分数输入属性数据库，通过式（2），计算道路景观质量综合得分。

3 结果与分析

3.1 校园道路植被景观评价

统计校区内道路植被景观各因素得分情况（图3），加权叠加植被构景要素的评分，计算得出校园道路植被景观得分情况（图4）。结果显示，福州大学内的道路植被景观得分59%为一般，32%较好，9%较差，总体评价一般；得分较高地区集中在山南行政楼、中心山体、北部学科群，得分较低地区集中在第一、第四学科群以及风雨操场。

图3 道路植被景观各因素得分柱状图

旗山校区道路植被的整体环境、生境、观赏时序、硬质景观评价较好，其景观营造空间以开敞型为主，种植有大叶榕、小叶榕、樟树、肉桂、芒果、玉兰、刺桐等，本地树种使用率高，具有良好的生境；整体上以绿为基调，花为点缀，四季都能保持良好的绿视率。

景观空间与观赏性、生活结构评价一般。校区内的北部学科群、风雨操场、图书馆等绿化以集中绿地为主，大面积的单一草地周边排列着较为矮小的树木，缺乏乔、灌、草多层次垂直绿化，结构单一，缺乏观赏性。校区内主干道的行道树以高山榕为主，部分主干道种植大花紫薇，由于新校区建设时间短，树龄偏小，主次干道植被未能发挥良好的遮荫功能，对营造空间感作用较小。

图4 校园道路植被景观得分图

植被多样性得分均值为4.37，接近于较差水平。图5显示，植被多样性指数高于7的路段，多集中在校园东南角，这些路段地形较空阔，人流稀少，植被的作用并不能很好地体现。而主要教学区植物造景方式不够丰富，采用的植物种类重复率高，植物配置模式雷同，校园内的植物景观缺乏特色，故应重点提升植被的丰富度。

图5 校园植被多样性得分图

3.2 校园道路建筑景观评价

统计校区内道路建筑景观各因素得分情况（图6），加权叠加建筑构景要素的评分，依此计算得到校园道路建筑景观得分图（见图7）。结果显示，道路建筑景观得分集中在6～8分，处较好水平。福州大学旗山校区建筑景观集中分布在教学区北部，各学科群建筑得分总体较好，图书馆得分最高，各个建筑设计、质量虽然不存在明显不足，但同质化现象明显，缺乏个性与亮点。

旗山校区建筑高度评价极好，建筑体量评价较好，据调查，校区内建筑层数多为5层或6层，并多采用组团的形式，通过架空走廊连接，外观质朴平实，营造出安静、朴实的校园氛围。

图6 道路建筑景观各因素得分柱状图

图7 校园道路建筑景观得分图

环境协调性评价较好，校区内核心建筑公共教学楼位于校园中北部，以图书馆为圆心，整体呈一段圆弧布局环绕图书馆，形成具有向心力的内部扇形空间；图书馆围绕有大面积公共绿地，硬质铺地广场，中心南部山体为背景；北部教学区多为理工类专业教学建筑及试验场所，建筑体积和密度大，建筑形象较质朴方正，师生使用频率高；南部建筑周边伴有优美的山体、河塘，良好的自然植被，校区内单体建筑与整体建筑的环境协调性较好。

建筑色彩评价较好，校区建筑色调统一为偏暖的橘红色，能让行人感到悦目、明快、协调。统一的颜色运用虽然在个性方面略显不足，但完善了校园整体性，与环境协调。由于长时间日照、雨水冲刷、灰白色天空中造成的漫反射，目前的校园建筑墙面看上去发白，偏向于驼色。

3.3 校园道路水体景观评价

统计校区内道路水体景观各因素得分情况（见图8），加权计算道路水景构景要素的评分，通过公式（1）得到校园道路水体景观得分情况。结果显示，校区内83％的道路没有水体景观覆盖，其他道路水景质量评价一般，其中生物多样性较差，水质评价一般，水体气味、水体内含物评价较好。

在调查时发现，校区内水体面积充沛，但大面积的水域位于校园核心山体的东南面，学生较少经过。图书馆及学生活动中心的背面也有一些水域，这些水域相对面积较小，周边生长有大片芦苇及其他野生植物，水面与学生经常活动的区域、行驶路线距离较远，视线被建筑物遮挡。

经调查，校区内水体每年都有大量水葫芦泛滥，造成水生植物多样性好的假象，水葫芦严重破坏水体的生态系统，故生物多样性评价较差。水体周边多为草坡与植被，无明显污染源，水质清澈透明，无气味，流度较好，故其余各项构景要素评分处一般和较好水平。

3.4 校园道路体育场地景观评价

统计校区内道路体育场地景观各因素得分情况（见图9），计算道路体育场地构景要素的评分，得到校园道路体育场地景观得分情况。结果显示，校内体育场地集中布置在南部，主要是足球场、篮球场与体育馆，体育馆高5层，为矩形结构，高度与体量相匹配。足球场、篮球场与道路之间用绿化带隔开，减少了对道路造成的干扰，同时起到人文景观的作用，校区内的体育场地总体评价较好。

3.5 校园道路景观质量综合评价结果

根据式（1），计算与道路景观质量相关的植被、水体、建筑及体育场地4类指标的得分（见图10）；根据式（2），计算道路景观综合得分，通过图形叠置功能，得到道路景观综合得分统计图（图11）。结果显示，福州大学旗山校区道路景观综合评价一般，仅有约40％的道路面积评价在一般以上，建筑与体育场地评价较好，水体与植被评价一般。校区内植被种植面积大，但构景方式单一、缺乏多样性，北部学科群问题较大，故得分偏低。校区内水体面积较大，但集中在校区南部，可视性不佳，无法发挥道路景观作用。校区内北部道路景观的人文气息较好，路两侧分布有图书馆、学科楼、实验室等学习场所，南部道路景观突出水景与植被营造的自然效果，路两侧为行政楼、操场、素质拓展中心等文体办公区域，整个校区道路景观分布符合其功能布局情况。

图10 校园道路景观4类指标得分柱状图

3.6 建议

针对福州大学旗山校区道路景观评价结果，研究认为，校区内道路景观改善应主要考虑在原有基础上加强水体、建筑的日常维护，改善植被与建筑缺乏个性的造型外观，增强水景的利用率。

3.6.1植物景观方面

（1）改善植物配置，统一规划。选择生长较快的悬铃木、合欢、无患子等作为主干道的绿化树种，丰富校园景观。

（2）丰富植被种类。校内的植物树种可选择果树、藤本植物可选择葡萄、瓜果类，大面积的果树种植可低价承包给当地农民，小面积的果蔬种植可交给校园内相关专业的学生或是组织校内环保人士参与。

3.6.2建筑景观方面

（1）现有建筑大量出现了裂缝、建筑外表某些贴面脱落、墙面沾污，为此，在后期建筑的建设、选材上应加强质量把关。

（2）对现有建筑及时加以清洁、维护，对一些外墙维护费用过高的建筑应采用经济的外墙改造，改善其质量同时提升其质感。

3.6.3水体景观方面

（1）水体应设置在靠近师生生活和教学的区域，提高水体景观的利用率。北部学科群的水体景观需要更加合理的布置，增加道路水景的可视效果。

（2）改善水质，提高水质清澈性。保持现有环境生态绿化的优势，尽量保留纯天然、原生态的自然景观，保留湿地。

（3）校区内道路水景缺乏完善的生物生态系统，水体中应该适当提高鱼类、螺等水生动物的数量。

3.6.4体育场地景观方面

（1）加强体育场地周边的绿化建设，建造体育场地与道路之间的过渡带。

（2）对露天体育器材做好维护工作，在道路与运动场地间保持良好的可视性。

4 结论

研究结果表明，福州大学道路景观质量一般，建筑与体育场地评价较好，其中建筑高度与建筑体量科学合理的设计作用效果最为突出，充分发挥了人文景观作用，但同质化较明显，水体与植被评价一般，且校区内人文景观集中在北部教学区，而自然景观集中在东南部，校区内资源大范围分布不均。在今后的校园景观规划和改进的过程中，需要重视的主要问题是：校区植被资源在空间布局上，需科学合理分布，避免出现大范围分布不均现象，在植物品种选择上，遵循适地适树、品种多样化等原则；建筑墙面在材料选择上，需长远考虑，避开易沾污老化、清洁难度大的材料，同时加强墙面的日常清理维护工作，避免建筑色彩由于沾污、老化等原因出现与周围环境不协调的现象；校区水体在设计时要对湿生植物、挺水植物、浮水植物、沉水植物等四类植物予以合理搭配，以营造层次丰富的水体景观，形成一个较为完整的生态系统，避免出现校园水景可视性较差、水体生态较差等问题。

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福建省自然科学基金项目（2016J01188）；国家自然科学基金青年科学基金项目（41501361，51408130）；福州大学人才基金项目（XRC-1345）；福州大学本科生科研训练计划项目（20115）资助。通讯作者：许章华，E-mail: fafuxzh@163.com。