城市公园的认知地图构建与实证——以南京市古林公园为例

周佳欣 邱 冰 张 帆

城市历史中记忆与文化的积淀除了精英群体对文化的传承与持续创造外，离不开公众对文化场所的日常使用与集体表述。从社会学的角度观察，其本质是“人-物”之间的联系构成了一种文化关系，同时也是集体记忆形成的基础。城市公园是城市居民日常生活中必不可少的户外游憩空间，也是培育、承载市民文化的场所。随着时间的推移，城市公园通常会出现物质性老化与功能性退化的现象，面临更新改造的问题。上海市曾于2010年集中性地改造了80多个建于20世纪80年代以前的老公园。既有实践表明，自上而下的更新改造模式注重保护老公园中具有文物特征的景物，但较少关注使用者和城市公园之间的情感联系。尽管使用者可能并不清楚老公园的历史文化价值，但长期的使用建立起了使用者与老公园之间某些稳定的联系，是市民生活的文化映射。在理论上，任何一处城市公园都有可能成为“老公园”。如能解析城市公园中使用者的认知规律，了解使用者与城市公园的情感联系，有可能使城市公园在向“老公园”的转变过程中更好地保存沉淀了“集体记忆”的景物、设施或场地。为此，课题组尝试从构建“认知地图”入手，研究使用者与老公园情感联系的图式化呈现。

1 相关研究概述

认知地图(cognitive maps)是客观环境在人脑意识层面的反映[1]，是人们对自己所熟悉的环境进行的个性化心理表征，是环境信息为人脑所接收并加工记忆的结果。认知地图能够简化复杂的人地关系，常用于研究空间环境与行为的关系问题。认知地图的概念最早由美国新行为主义心理学家爱德华·切斯·托尔曼(Edward Chase Tolman)于1948年在“老鼠走迷宫”的试验中引入。凯文·林奇(Kevin Lynch)在其著作《城市意象》中提出城市意象的5个构成要素(道路、区域、边界、节点、标志物)，并对其特征和联系加以分析，开创性地将认知地图应用于现代城市空间结构研究，并为后人广泛借鉴[2]。此后的相关研究从认知地图空间形态的研究[3]、认知地图的变形研究[4]、认知地图与个人属性及社会经济属性[5]的关系研究等方面展开。近年来，随着公众参与观念的加强，认知地图已经成为国外城市规划设计、城市发展、旅游意象研究中获取相关社会数据的一种重要研究方法[6]。

国内关于认知地图的研究始于20世纪90年代。自林玉莲、胡正凡在“环境-行为”理论研究的基础上提出意象的出现率及其相关概念[7]以来，相关研究主要集中于环境意象认知研究[8-12]、认知地图的变形及定量测度研究[13-16]，以及认知地图的影响因素研究[17-19]3个方面。在环境意象认知研究领域，相关研究早期聚焦意象要素的构成及其空间形态等定性描述，多采用阿普兰德(Appleyard D.)根据认知地图几何特征进行分类的方法[3]。2008年之后的研究以环境意象的认知状况定量分析为主，多采用环境意象出现率作为量化统计指标。总体而言，认知地图的实证对象以一般意义上的城市空间[8-9]为主，多为复合型城市用地，凸显的是不同类型城市用地作为意象要素时的标志性，较少选择中小尺度且非标志性的单一用地，如城市公园、开放空间等。1991年至今，中国知网(CNKI)收录的文献中题名同时包含“城市公园”和“认知地图”的仅1篇，以“认知地图”为题名且研究对象为开放空间的文献不足15篇，且研究对象集中于校园及其周边环境[20-22]。

总结国内外有关认知地图的研究，可以归纳出：第一，认知地图法是研究环境意象认知的一种重要方法，量化、可视化研究是趋势；第二，环境意象研究聚焦物质要素，以空间形态的知觉认识为主，较少关注非物质性内容；第三，常用的“意象要素出现率”统计方法，没有考虑居民认知空间形态与客观现实空间形态之间的偏差，忽略了认知地图的图形学特征[23]；第四，环境意象研究较少涉及非标志性的日常生活空间。为此，课题组选择与居民日常生活密切相关的城市公园为考察对象，尝试从“人-公园”情感联系入手，一方面考察认知地图中的非物质性内容、图形特征的定量化；另一方面考察认知地图对“人-物”之间情感联系显性表达的有效性。

2 城市公园认知地图的构建方法

课题组尝试通过社会调查和数据分析试验构建城市公园的认知地图，并以物质要素认知程度得分图与非物质要素评价曲线图作为主要的分析指标及地图呈现形式。具体步骤如下。

2.1 物质要素认知试验方法

1)认知地图数据收集。在规划设计领域常用的认知地图研究方法中，限定描画法可以同时获取认知频率、认知距离、认知方向及空间关系等数据，有效把握受访者对空间整体构成的认知状况。同时，该方法提供了一定程度的绘图提示，有效提高了自由描画法的精度，降低其系统误差、偶然误差[24]。基于上述考虑，课题组选用“限定描绘法”进行认知地图数据收集。

2)认知地图的数据分析与可视化。在以往环境意象认知研究中，统计各意象出现的频次是操作性较强的量化分析方法。但该方法忽略了认知地图的图形学特征[25]。在预调研时，课题组发现受访者对各空间要素位置认知的准确程度能反映他们对空间要素自身属性及整体空间关系的认知水平。因此，课题组采用“景点认知频次”“景点认知准确度”2个指标对城市公园认知地图进行定量分析。

首先，利用ArcGIS的空间校正工具进行认知地图的地理信息配准。其次，选取若干控制点对个人认知地图进行缩放与地理信息配准，实现个人认知地图与地图学地图的叠合。分析过程如下。

第一，计算“景点认知频次”，绘制“公共意象图”。将个人认知地图中受访者能够明确标记地理位置及名称的景点计为“有效认知”。统计所有个人认知地图中各景点被受访者“有效认知”的次数，得到“景点认知频次”。随后，通过计算各景点的出现率，并结合图例绘制出反映这一结果的公共意象图以便观察[25]。

第二，计算“景点认知准确度”，绘制“景点标准差椭圆分布图”。在个人认知地图中，将每个景点的重心坐标视为该景点的认知位置，利用ArcGIS的标准差椭圆工具绘制一倍标准差椭圆，在地图学地图上进行可视化处理。椭圆中心点的位置代表该景点的平均认知位置。景点的平均认知位置与其实际位置的距离偏差为平均认知距离偏差(Distance)。椭圆面积代表该景点位置认知的离散程度，反映了受访者对该景点位置认知的统一程度。景点认知准确度受到平均认知距离偏差与景点位置认知统一度2项指标的共同影响[25]。将位置认知统一度系数(LU)与椭圆面积(Areae)的关系以公式1表示。

利用SPSS 对平均认知距离偏差进行0～1 标准化处理，得到平均认知距离偏差系数Distancec，定义认知距离准确度系数DI(DistancecIndex)=1-Distancec。定义“景点认知准确度”LI(Location Index)与平均认知距离偏差(Distancec)和位置认知统一度LU的关系为：LI=LU×|DI|=LU×|1-Distancec|[25]。

第三，计算“景点总体认知程度”，绘制“物质要素认知程度得分图”。为了综合考虑“景点认知频次”和“景点认知准确度”2项指标，赋予2项指标以相同权重，相加得到“景点总体认知程度”。将各景点的总体认知程度得分在地图上进行可视化处理，得到“物质要素认知程度得分图”，以此使受访者对于城市公园中各个物质要素的总体认知情况显性化、直观化。

2.2 非物质要素认知试验方法

本文所指的城市公园非物质要素是指公园环境中不以实体形式存在的、与公园环境特质产生强烈认同的意象要素，通常依附于物质要素的结构框架中，同样对使用者认知产生影响[26]。此外，由于人对环境的认知是一种功能要素和符号要素的组合[27]，因此在定义非物质要素时，将公园空间中开展的各类活动也划入考察范围。

非物质要素认知调查涉及受访者的主观感受与评价，本研究采用语义差异评价分析法即SD法(Semantic Differential)对城市公园非物质要素进行可视化表达。SD法是一种态度测评技术，是由查尔斯·埃杰顿·奥斯顾德(Charles Egerton Osgood)在1957年提出的一种心理测定方法[28]，通过使用一组带有等级的形容词构成形容词量表，让受访者做出评估和判断，以了解受访者对某测试对象的体验[22]。

1)SD法问卷设计。

首先，设定SD法评价因子轴。以往研究表明，评价因子为20～40项时，基本上可对研究目标进行较为全面和客观的评价与描述[29]。综合参考多个有关城市公园环境评价的相关文献，划分出5个评价层面：环境质量、空间感知、交通组织、公园活动和使用者感受。依据5个评价层面细分出20项评价因子(表1)。

其次是SD法评价尺度的设定。评价尺度根据“二级性”(bi-polar)原理确定。在进行级段制定时，避免以0为中点的非对称尺度的出现。一般经验认为评价尺度以5～7级为宜，当评价级段少于5级时，评价尺度略显粗糙；当评价级段多于8级时，受访者的感觉易被混淆处理。考虑到受访者在进行指标评价时，容易因混淆处理的感觉量级而产生厌恶情绪，因此在正式调查中选用5级评价尺度。

2)SD问卷数据分析与可视化。

将调查问卷数据录入Excel，再次核查问卷的完整性与逻辑性，然后导入IBM SPSS Statistics 26进行问卷数据统计与分析。分析过程包括以下几方面。

首先，对回收的问卷进行信度检验及效度分析。信度分析检验量表观测的可信度，即稳定性、一致性、再现性，采用α信度系数(Cronbach's Alpha)进行评价。一般而言，α信度系数大于0.7时，意味着量表内部一致性较好。效度分析衡量问卷的有效性和正确性，从而科学地检验量表的维度划分。

其次，计算各项评价因子的平均得分，绘制“非物质要素评价曲线图”。遵循5级评价尺度，将20组形容词按照从左到右的评价等级进行划分，使用“很”“一般”“适中”进行区分，分别赋值-2、-1、0、1、2。在Excel中计算各项评价因子的平均得分，计算结果可形成一条反映总体环境品质的折线，即“城市公园非物质要素评价曲线图”，由此直观地把握城市公园使用者对于非物质要素的评价情况。

3 实证研究：南京市古林公园的认知地图构建试验

3.1 研究对象概况

受访者对研究对象的熟悉程度足够高是将不同受访者的认知地图进行汇总分析、考察空间认知基本规律的前提[23]。古林公园位于南京市鼓楼区清凉山北面，总面积42.07hm2，绿地率达95.67%，于1984年4月23日对外开放，是一座集名花异卉、娱乐休闲为一体的区域性综合公园。其周边有定淮门二号小区、古平岗一号院等多个居民区及江苏城市职业学院、南京艺术学院等高校，是周边居民和学生的日常游憩场所，拥有较长的使用年限及较为固定的使用人群，满足认知地图汇总比较的基本前提。

3.2 数据收集方法与来源

田野调查采用问卷与交谈的方式。问卷内容包括人口特征信息、认知地图问卷与SD问卷3个部分。其中人口特征信息调查内容包括性别、年龄、学历、职业等方面。认知地图问卷提供古林公园的外廓线作为控制线，以江苏电视塔作为外部空间参照物，并提供指北针，要求受访者在画纸上自由描画出记忆中的公园空间，并标注场地名称。发放SD问卷采用“一对一”的形式，在填写问卷之前向受访者描述各评价指标的含义及填写问卷的方法，要求受访者对各项评价因子做出评估和判断。

课题组选取2022年6月24—27日和2023年1月18—19日的上午8点至晚上9点在古林公园内展开调查，发放问卷时采取随机抽样的方式，保证受访者是调查点较为固定的使用者或对调查点的了解程度较高，从而避免因受访者对调查地点的了解程度不够而导致的试验误差。第一次调研发放问卷120份，内容包含人口信息收集与认知地图绘制，回收有效问卷105份，问卷有效率为87.5%；第二次调研发放问卷200份，内容包含人口信息收集与SD问卷，回收有效问卷195份，问卷有效率为97.5%。

3.3 数据处理

3.3.1 物质要素认知调研数据处理

1)“景点认知频次”统计。利用ArcGIS的空间校正工具，进行认知地图的地理信息配准，统计“景点认知频次”指标并计算“出现率”(图1)。将统计结果反映到地图学地图上，得到古林公园公共意象图(图2)。

图1 景点认知频次及出现率统计

图2 古林公园公共意象图

2)“景点认知准确度”统计。利用ArcGIS的标准差椭圆工具绘制景点认知位置的一倍标准差椭圆(图3)，为便于观察，图中椭圆面积按同一比例缩小处理。某些景点出现频次过少，不足以形成一倍标准差椭圆，因而未在图表中显示。通过计算得到“景点认知准确度”指标。为使数据分析结果更直观，将LI转化为百分制(表2)。

图3 古林公园景点标准差椭圆分布图

表2 古林公园景点位置认知准确度得分

3)物质要素认知程度得分图构建。利用SPSS对各景点的2项得分进行0～1标准化处理，加和得到“景点总体认知程度”(表3)。为便于比较，将总分换算为100分。将该指标反映到地图上，得到物质要素认知程度得分图(图4)。

图4 古林公园物质要素认知程度得分图

3.3.2 非物质要素认知调研数据处理

1)SD问卷信度与效度检验。将问卷数据导入IBM SPSS Statistics 26进行问卷的信度检验。信度分析采用α信度系数(Cronbach's Alpha)进行评价，分析显示问卷20个项目的整体α信度系数为0.908，分别计算问卷5个维度的α信度系数，各项均大于0.7，问卷整体信度较好。

问卷效度分析采用KMO和Bartlett球形检验法，此次问卷调查结果KMO抽样适度测定统计值为0.828，大于0.7，表明该数据结果适合做因子分析；Bartlett法球形统计量P=0.000，提示各变量存在显著的相关性，综合说明问卷结果效度较好。主成分的累积贡献率达到65.8%，因子提取效果尚可。

效度检验结果显示，评价因子“印象感”没有通过效度检验，属于无效题项，予以删除。其余题项均通过了效度检验，予以保留。

2)非物质要素评价曲线图构建。在Excel中统计各项评价因子的平均得分，将各项评价因子的平均得分反映到图面上，得到古林公园非物质要素评价曲线图(图5)。

图5 古林公园非物质要素评价曲线

4 结果与分析

4.1 研究结果

4.1.1 物质要素认知试验结果

1)“景点认知频次”调查结果显示，东门在认知地图中的出现频率明显高于其他要素(>60%)。然后是北门及牡丹园、盆景园、星空球场等活动密集、视野开阔、设施完备的公共游憩空间(>30%)。第三是四方八景阁、远香榭等建筑物及中部池塘、北门池塘等景观良好的自然景物(>10%)。

2)“景点认知准确度”调查结果显示，牡丹亭(24.87)、北门池塘(20.22)和金陵梅桩园(19.47)认知统一度较高。南门(0.00)、星空球场(0.30)等景点认知距离偏差较大。整体看来，公园西侧区域内的景点认知准确度较高，且西侧区域内的景点(牡丹园、天香阁、远香榭、富强长廊等)认知中心位置偏移方向具有向中心收缩和集聚的倾向(图3)。

3)物质要素认知试验结果显示，东门总体认知程度最高(>50分)。然后是牡丹园、盆景园、星空球场等设施完备、环境优美的公共游憩场所(30～50分)。最后是中部池塘、北门池塘、梅岭等视野开阔、景观良好的自然景物及四方八景阁、远香榭等处于公园核心地理位置的建筑物(20～30分)。其余景点认知程度相似(10～20分)。园林设计院、富强长廊及古林天星剧场等使用频率较少的建筑及其周边的开放空间总体认知程度最低(<10分)。

4.1.2 非物质要素认知试验结果

非物质要素认知试验结果显示，5个评价层面的得分均值为环境质量(1.34)、空间感知(0.90)、交通组织(0.35)、公园活动(0.46)、使用者感受(0.93)。21项评价指标中，景观美感度、景观自然度、景观要素丰富度、整洁度、愉悦度5项指标得分大于1分。停车、活动设施2项指标低于0分。其余指标评价均大于0分。

4.2 试验结果分析

4.2.1 物质要素认知试验结果分析

1)“景点认知频次”能够较为直观地反映景点的知名度或受访者对景点的熟悉程度。调研显示，公园常用出入口及知名度较高、活动较密集的公共游憩空间具备较大的空间尺度及良好的视野，处于较为核心的地理位置并且配备完善的基础设施，承载了受访者大部分的日常活动，受访者对其熟悉程度较高，因此认知频率较高。

2)当景点具备更多空间参照物时，“景点认知准确度”更高。空间记忆理论认为，人类常通过以观察者为中心的参照系统和环境参照系统记忆环境中物体的位置[30]。空间位置相邻的要素更容易形成牢固的视觉记忆组合[31]。由试验数据可知，公园西侧区域内的景点及靠近出入口的景点分布密集，彼此间的空间关系较为紧密，受访者在回忆景点空间位置时具备更多空间参照，因此认知的准确度较高。同时，分布密集的景点更容易使人形成整体记忆组合，因此受访者对该类景点的认知中心位置偏移方向呈现集聚倾向。

3)整体看来，处于核心地理位置、空间开阔、环境质量较高、基础设施完善、与周围空间结合紧密的“景点总体认知程度”得分较高，能被使用者更好地认知。相对而言，尺度较小、使用价值不高的景点则更难被使用者认知。

4.2.2 非物质要素认知试验结果分析

分析结果表明，SD法5个评价层面的得分均值均大于0分，体现出使用者对古林公园整体满意度较高。其中环境质量(1.34)得分较高，公园景观要素丰富，景观规划富有美感且自然化程度较高。公园空间感知、使用者感受的得分良好，体现公园环境舒适性较好，空间尺度合理，使用者感受良好。交通组织、公园活动两大层面评分相对较低，仍存在以下问题。

首先，在交通组织层面，评价因子停车(-0.3)得分较低。实地调研发现，公园确实存在停车问题。古林公园内仅配备一个小型停车场，车位数量较少，外来车辆停放较为不便。

其次，在公园活动层面，评价因子活动设施(-0.01)得分较低。在实地调研过程中，部分使用者反映公园活动设施较少，且活动设施、服务设施缺乏维护，部分设施使用年限较长，老化严重，难以满足使用者日常休憩、锻炼的需求。

5 城市公园认知地图的应用

依据南京《南京市市级文物保护单位名单(2021)》和《南京市古树名木汇总表(2022)》，古林公园目前尚无文物保护单位与古树名木。尽管按照当前现行的“历史文化名城-历史文化街区-文物保护单位”三层次城市历史保护模式，城市公园认知地图不足以作为城市公园历史保护的直接依据，但至少为城市公园市民文化、集体记忆培育、沉淀提供具有学理性的空间认知与关注区域。为此，课题组提出一种以认知地图为依据的城市公园更新“关注区”划分方法(图6)，具体如下。

图6 古林公园“关注区”范围划定

1)一级关注区：是在物质要素认知程度得分图中得分大于30分的公园区域，如牡丹园、盆景园和四方八景阁。一级“关注区”的景观作为公园集体记忆、市民文化的核心区，区内的物质性要素的延续以保护、修复为主。

2)二级关注区：是在物质要素认知程度得分图中得分为10～30分的公园区域，包括功能布局合理的场所、建筑、设施和自然景物等，如公园中的天香阁、牡丹亭。二级“关注区”的景观作为公园集体记忆、市民文化的保育区，应尽可能保留区内原有的位置、功能及空间形态，物质性要素的延续以局部修缮或整体修复为主。

3)三级关注区：是在物质要素认知程度得分图中得分为0～10分的公园区域，包括功能布局不合理、未能被使用者良好认知的场所、建筑和设施，如古林天星剧场等。三级“关注区”的景观作为公园集体记忆、市民文化核心区、保育区的缓冲区。物质要素的更新改造须与一级、二级“关注区”内协调。

此外，非物质要素评价曲线图中得分小于0分的公园要素意味着其具有更新改造的必要性，在公园更新改造建设中也应予以足够重视。例如，非物质评价曲线图反映出公园存在停车问题和活动设施不足且缺乏维护的问题，提示公园管理方在公园更新改造过程中需注意增加公园停车位及活动设施的数量，并加强维护管理。

最后，有关物质要素试验结果的分析也能为城市公园更新提供具有参考价值的设计提示。“景点认知频次”分析结果提示设计者在城市公园更新过程中，应当通过提升场地的景观质量、活动设施及服务设施数量与质量，使其能够承载多种类型的活动，提高场地的使用效率与服务质量，从而吸引使用者停留；“景点认知准确度”分析结果提示设计者应提升景点与景点之间的视觉关联性与功能关联性，加强不同场地之间的视线交流与活动渗透，让使用者形成更为整体、深刻的环境印象。

总之，城市公园认知地图的构建从使用者的主观意愿与感受出发，以自下而上的视角、量化及可视化的方式展现了老公园与使用者之间的情感联系，为公园更新改造提供了来自使用者并与物质要素对应的具有统计学意义的空间信息。

6 结论与讨论

本研究运用认知地图法、SD法等方法构建城市公园认知地图，以“四图”为呈现形式：一是针对物质要素认知，运用认知地图法分别以“景点认知频次”绘制“公共意象图”，以“景点认知准确度”绘制“标准差椭圆分布图”，以“景点总体认知程度”绘制“物质要素认知程度得分图”；二是针对非物质要素认知，依据SD问卷数据绘制“非物质要素评价曲线图”。研究结论如下。

1)由物质要素认知试验结果可知，“景点认知频次”能够较为直观地反映景点的知名度或受访者对景点的熟悉程度。“景点认知准确度”受到景点空间参照物丰富程度的影响。“景点总体认知程度”得分更高的景点往往处于公园核心地理位置，空间开阔、环境质量较高、基础设施完善，与周围各类空间要素结合紧密。

2)由非物质要素认知试验可得，SD法能够展现使用者对公园环境质量、空间感知、交通组织、公园活动、心理感受等各方面的评价，并揭示公园环境存在的问题。

3)以“物质要素认知程度得分图”与“非物质要素评价曲线图”共同作为认知地图的分析指标及呈现形式，能更全面地反映使用者对城市公园的认知情况，分析结果能够为城市公园市民文化、集体记忆培育、沉淀提供具有学理性的空间认知与关注区域。

研究尚有以下2点值得进一步讨论。

1)有关认知地图“外部化”方法的问题。本研究采取“限定描绘法”进行认知地图的“外部化”。这种方法虽然能够加强空间要素表达的客观性，降低数据分析的难度，但参照物的选择从某种程度上取决于研究人员的主观意识，可能产生一定的试验误差。在今后的研究中，应开展更为详细的预调研访谈，依据访谈结果选取场地外部具有标志性的空间要素，降低试验误差。

2)有关景点认知准确度量化研究的问题。认知地图问卷的有效填写以研究人员对受访者进行必要的指导为前提。描画的顺序和细节内容都需要被记录下来，因此大样本调查需耗费大量人力、物力。然而，认知地图的样本数量会对标准方差椭圆法的量化结果产生影响，样本数量越多且样本同质性越大，量化结果必然会更趋近于真实情况。如何进一步优化“认知准确度”的量化方法，是后继研究的一个重要问题。

注：文中图片均由作者绘制。

致谢：感谢南京林业大学风景园林学院提供的帮助。