基于绿视率的校园道路绿化评估

徐伊玲，范 蕊

（山东科技大学土木工程与建筑学院，山东 青岛 266590）

1 样本街道选择与数据采集方法

1.1 样本街道选择

校园型步行街道空间包括校园街道两侧的人行道及绿化带，是以步行为主要交通方式的街道空间，本研究聚焦于山东科技大学步行街道空间。山东科技大学绿化覆盖率63%，绿化面积达104万m2。校内道路网为混合式，以J1教学楼为中心呈放射环式路网，外围为正交网格路网，共有6条主道路：南北向有涌泉路、碧波路，为一板二带式；东西向有思贤路、致远路、海天路、步云路，其中致远路和海天路为二板三带式，思贤路、步云路为一板二带式。本文取一板二带式和二板三带式中具有代表性且人流量较大的涌泉路与海天路为研究对象（见图1）。

图1 样本街道地理位置

1.2 数据采集方法

街道步行空间研究应基于动态变化，从二维平面和三维平面的角度出发，测算街道不同空间组成部分的界面品质。通过识别样本街道的腾讯高清卫星地图，以路段的端点为起点和终点，构建街道二维平面空间底图，并在底图上进行50m×50m的网格划分，更精细地量化校园街道中的步行空间（见图2）。对城市街道空间的绿视率测定一般包括车行道和人行道的绿视率测定。其中，人行道的绿视率测定更注重人的行为体验，可准确反映人们对街道绿地的实际感受。本文研究的是校园型步行街道空间，故针对行人在人行道的绿视率体验进行测量。当校园处于课间时段和大型集会活动期间，街道聚集大量人流，不利于绿视率测量，故原则上应选择在植物景观效果最佳、生长最茂盛且外界影响因素最小的时间段进行绿视率测量，一般选择6—7月。在满足绿视率测量精确度的同时综合考虑校园全年人流活动集中的时段，选择于2020年7月上旬进行集中测量。

图2 二维平面空间底图

1.2.1 数据采集

实地调查各条道路的板式、绿化模式及绿化面积，用卷尺、米尺测量道路绿化植物的株数、冠径、株距等，其中冠径指树冠直径。本文采取的计算方法为当树冠小于或等于株距时指的是其平均冠径，当树冠大于株距时指的是其平行于道路横断面的冠径，株距是指两株树木树干中心线之间的水平距离。以人行道中心线处作为调查人员站立的位置，相机拍摄高度以身高1.68m的人的视线水平高度为基准，每条道路拍摄点数目根据底图网格确定。每个点拍摄3张照片，分别取3张照片进行绿视率值的测算，单个拍摄点绿视率值是3张照片绿视率值所得到的平均值。虽然观测图呈现的仍是二维平面，但通过各个网格不同方位绿视面积的综合计算，一定程度可反映三维空间的绿视率。

1.2.2 数据统计

常用于测量绿视率的软件主要有Photoshop和GIMP，但其均在测量效率和精准度上有差距。本次测量数据利用Python的OpenCV库，在HSV模式下，通过分析照片的色相来计算绿视率，用Python的OpenCV库来识别绿色，HSV模式下的照片，可很好地区分色相、饱和度、亮度。将照片导入软件测量出绿色部分所占比例，每张照片计算3次，采取多次计算取平均值的方法。绿色叶、彩色叶均作为绿色计算，且在统计时未将主干计入绿色范围。

2 校园绿视率影响因素分析

2.1 夏季道路绿视率影响因素测定

2.1.1 街道绿化树种组成

涌泉路绿化模式为一板二带式，主要植物配置为常绿针叶乔木、落叶阔叶乔木，人行道绿化带为单一乔木型，以雪松等树冠大而密、生长高大的乔木为主（占比59.60%），两侧灌木以景观观赏性强的银杏、石楠为主（占比分别为14.14%和6.06%）。海天路绿化模式为二板三带式，植物配置以乔木、灌木、花木为主，街道两侧为以银杏为主的乔木（占比52.63%），其次为雪松和广玉兰等（占比分别为13.15%和8.77%），隔离带以观赏性高的乔木、灌木、花搭配，植物配置较丰富。计算发现关于绿视率的影响因子中，涌泉路以树冠较大的雪松占比较高，海天路以树冠相对较小、树叶较为稀疏的银杏占比较高。

2.1.2 绿化模式与绿视率的关系

通过对比涌泉路和海天路不同绿化模式的绿视率（见表1），一板二带式的绿视率（49.20%）高于二板三带式的绿视率（40.01%），但当绿视率偏高时，绿化形式越丰富越能带来舒适健康的环境体验。

表1 涌泉路、海天路绿化树种的绿视率对比

2.1.3 绿化覆盖率与绿视率的关系

绿化覆盖面积指城市中乔木、灌木、草坪等所有植被的垂直投影面积，包括公共绿地、居住区绿地、单位附属绿地、防护绿地、生产绿地、道路绿地、风景林地的绿化覆盖面积，屋顶绿化以及零散树木的绿化覆盖面积，本次计算主要以道路绿地和零散树木的绿化覆盖面积为主，对绿化覆盖率的计算方法如下。

式中，Cg代表绿化覆盖率；V投表示植被的垂直投影面积；W表示道路宽度；L表示道路长度。

2.2 绿视率影响因素分析

2.2.1 绿化树种配置

调查表明：涌泉路以树冠大、枝叶茂密的乔木为主，绿视率为49.20%，雪松提供较多的绿色面积；海天路以树冠小的乔木为主，绿视率为40.01%，银杏提供较多的绿色面积。涌泉路及海天路的主要树种均为树身高大的乔木，树干和树冠有明显区分，既可界定空间，又兼顾观赏要求，防止视线干扰，适合种植于学校。总体来看，涌泉路的绿视率大于海天路的绿视率，校园型步行街道空间应优先选择种植树冠大、枝叶茂密的树种，同一树种的绿视率与冠幅呈正相关。此外，绿视率可表示树木顶界面、外界面和里界面的围合状况，是垂直维度，故当树木生长到一定高度时，人们的视野范围多被树干占据，树冠大幅减少，绿视率会降低。

2.2.2 绿化模式

涌泉路为一板二带式，是最常见的街道剖面形式之一，即具有1条车行带2条绿带，在车行道与人行道分割线上种植行道树，此种剖面形式适用于路幅较窄、车流量较少的次干道和小区内道路。一板二带式街道的优点是用地经济、简单整齐，缺点是不利于管理，当车行道过宽时行道树的遮荫效果较差。海天路为二板三带式，在一板二带式的基础上增加1条中间绿带将车道分割成2条单向行驶的车行道，适用于交通量大、机动车多但非机动车较少的街道。此种剖面形式的街道优点是绿带数量较多、生态效益显著。

数据分析得出，一板二带的绿视率大于二板三带的绿视率，说明绿化带数与绿视率并非正相关。一板二带街道的植物种植密度较高、规格较大、冠幅茂密，结合可能影响绿视率值的其他因素，较难判定一板二带绿视率值低于其他道路板式，故根据道路板式无法确定绿视率值的高低。

2.2.3 绿化覆盖率

涌泉路的绿化覆盖率（25.29%）稍高于海天路（23.27%），而绿视率也高于海天路，故推断绿视率与绿化覆盖率呈一定程度的正相关。在自然条件下，绿化覆盖率高的区域，通常其“绿视率”趋于相对较高的数值，因该地区植被绝对数量越大，上述绿色植物被人的视线捕捉到的机会越多。海天路为“二板三带式”，有3条绿化带，但路幅宽度较大，而涌泉路所植乔木树冠较大，路幅宽度较小，故涌泉路绿化覆盖率相对较大。由此可见，绿化带数量与绿化覆盖率的高低无必然关系。道路结构相同时，绿化覆盖率与行道树冠幅呈正相关，树木冠幅越大，绿视率越高。

绿化覆盖率不能决定性地影响绿视率。受到空间中不同物体的遮挡，街道绿视率降低而绿化覆盖率并未受到影响。绿视率基于三维场景图像的计算，在视野较远处由于透视导致计算的绿量变小。

2.3 绿视率在校园街道型空间中的应用

根据对观测统计和数据计算的分析，针对校园街道型空间提出以下可行的改善措施。

1）在绿化树种选择上，绿视率与冠幅呈正相关，要根据植物的生长规律和气候更替变化来适当选择树木冠幅，合理配置常绿树种与落叶树种的比例，满足夏季遮阳的同时，在冬天可更多接受太阳辐射。较为宽阔的街道可配置一定比重的常绿阔叶树种，较为狭窄的街道主要配置落叶阔叶树种，在保证绿视率的同时，为冬天街道带来更多暖意。同时，以本土树种为主搭配外来树种。本土树种经过长期的自然选择，已较好地适应当地的气候、土壤等自然条件，同时本土树种选择突出当地特色，形成校园植被景观特色。本土树种适当搭配外来树种，更利于发挥树木的生态效益，同时增添校园物种的多样性。不同街道可选取不同的主要树种，每条街道形成独特的主色调和统一感，充分利用多种植物的不同季节特征形成不同的道路种植特色，营造良好的景观效果。

2）绿化模式虽与绿视率的相关性不大，但通过对道路板式的合理选择，营造画面的前景空间、中景空间和背景空间，通过对不同空间的比例和尺度的控制，给人营造良好的视觉空间感受。

3）街道具有行走时的动态景观效应和静坐时的静态观感效应，人们具有亲近绿色的本能，绿视率高即绿色空间越多，越能体验街道景观美感，对人的步行体验积极影响。通过保护现有高大乔木、增加立体绿化、丰富空间结构的方式来增加绿化覆盖率，同时在一定程度上提高绿视率。绿化覆盖率无法决定性地影响绿视率，绿视率还受周边建筑、道路板式等因素限制。当绿化覆盖率基本相同的时候，通过均衡天空、建筑、植物在行人视线中的比例，形成良好的构图画面，达到最适宜的绿视效果，以便缓解学生因学习而造成的视觉疲劳和损伤，同时满足其心理需要。

3 结语

通过对2处校园街道型空间的研究发现，影响道路绿视率的因素包括街道绿化模式、道路结构以及绿化树种选择，其中合理配置绿化树种是提高街道绿视率、增加人的视觉舒适度更加方便、可控的手段，本文通过对校园型步行街道空间的研究为校园道路的视觉生态设计以及健康校园道路建设提供思路及方法。全面提升与改善校园型步行街道空间的绿化质量，需要更多绿化工作者对绿视率理论进行更加深入的研究与实践。