景观空间感知评价的GIS方法应用研究

景观视觉环 境 是 景 观 生 态 系 统 的 有 机 组 成 部 分，重 视人类与周围 环 境 的 相 互 影 响 关 系，以 视 觉 为 媒 介 分 析 景色、观赏者 和 视 觉 美 学 的 影 响。 然 而 景 观 空 间 感 知 与 景观视觉影响 还 是 存 在 着 不 同 之 处，首 先，是 范 围 不 同， 景观视觉影响 侧 重 于 针 对 环 境 的 质 量 的 视 觉 评 价，以 环 境科学与生态学为主要基础，覆盖的范围比较大，涉及生
Abstract： Landscape spatial perception is the result of interaction between human and landscape in the range of space，and the process of observer obtaining landscape environment spatial information and the scope of perception． Landscape spatial perception evaluation emphasizes the unity of landscape aesthetic value and spatial perception； it is of very realistic significance in designing landscape space and select sightseeing positions． However，the current researches of Landscape spatial perception in China are still at the starting stage，which only have few scattered theoretical framework rather than complete set of scientific system． This paper summarizes the development of the landscape spatial perception theories，expounds the theory of the formation factor，and using GIS technology with mathematical methods to quantitatively analyze the impact of spatial perception，puts forward combined system of the geographic information system technology and virtual reality，simulate and quantitatively analyses landscape space perception environment using Virtual Reality Geography Information System，provide technical support for the next step to establish a complete spatial perception of evaluation system． Key words： landscape space； spatial perception
程与感知阈值。强调景观美学 价 值 与 空 间 感 知 度 的 统 一，对 景 观 空 间 设 计 与 观 景 位 置 的 选 择 具 有 现 实 指 导 意
义。然而，目前对与景观空间感知的研 究 还 处 于 刚 刚 起 步 阶 段，并 未 形 成 一 套 完 整 的 科 学 体 系。 笔 者 在 景 观 空
间感知理论发展进程的基础上，总结景观空间感知理论的研究内容与研究方法，基于 GIS 3 维空间分析进行了景
观空间感知评价的方法研究，提出将地理信息系统技术与虚拟现实相结合，利用 VRGIS 对景观空间感知环境进
行模拟与定量化分析，为建立完整空间感知评价体系提供方法理论支撑。
关键词： 景观空间; 空间感知; 景观视觉; GIS; VRGIS
收稿日期： 2011 － 11 － 15 基金项目： 上海市教育委员会“地理学与城市环境”重点学科项目（ J 50402） 资助 作者简介： 刘增贤（ 1992 － ） ，男，安徽阜阳人，硕士研究生，主要研究方向为城市信息系统与城市生态。 通讯作者： 高 峻（ 1962 － ） ，男，上海人，教授，博士生导师； 博士，2000 年毕业于华东师范大学生态学专业； 博士后，2003 年于中科院
空间在地理 学 中 的 定 义 是 指 由 地 面、垂 直 面 及 顶 面 的单独或共 同 围 合 成 具 有 实 在 的 或 暗 示 性 的 范 围［3］，空 间是一种复杂的 综 合 的 事 物，具 有 多 重 性 和 多 义 性，因 此，很难以一种参照系作为定位的坐标，这里所说的景观 空间即以景观 生 态 学 中 景 观 空 间 为 基 础，研 究 景 观 要 素 在空间上的分异，以人的视觉感知为衡量尺度，分析景观 被注意到的范围。
态环境的很多 方 面，而 景 观 空 间 感 知 仅 仅 是 对 于 一 定 空 间范围内人所 能 观 察 到 的 场 景 的 概 念，主 要 侧 重 于 地 理 学度量与心理学感知等方面； 其次是研究内容不同，景观 视觉影响从景 观 形 态 对 于 人 类 视 觉 的 影 响 出 发，研 究 视 觉美学、景观敏感度、环境协调性等一系列景观格局影响 变化，景观空 间 感 知 则 通 过 研 究 小 尺 度 地 形 地 貌 等 地 理 空间景观，虚拟景观空间可视关系，进步探究景观空间位 置的搭配与协调； 再次是研究方法不同，景观视觉影响主 要通过对比景 观 变 化 来 确 定 景 观 影 响，而 景 观 空 间 感 知 则以场景为基 础，结 合 地 学 分 析 与 环 境 心 理 学 总 结 景 观 对于人类空间感知能力的影响。
2 景观空间感知评价的研究现状
目前景观空间感知并没有一个确切的准确的定义， 现阶段对于景观空间感知的研究主要集中在景观视觉影 响评价方面，视觉是景观感知中最直接的部分，景观视觉 环境是满足人 类 对 优 美、健 康、舒 适、和 谐 的 生 活 要 求 的 物质与精神的载体，以景观生态系统作为自然背景，渗透 着人类文明、凝聚着人类精神与思想，激发人类的各种视 知觉活动的产生［4］。景观及视觉影响评价是对某个特定 区域的景观进 行 量 化 评 价，预 测 评 价 开 发 活 动 在 开 发 过 程与运营管理中可能给景观及视觉环境带来的不利影响 与潜在影响，提出 减 缓 不 利 影 响 的 措 施，制 定 环 境 监 控 计划［5］。
构成景观的基本空间单元是斑块（ patch） 、廊道（ corridor） 和基质（ matrix） ，它们共同组成了景观要素在空间 中的分布与 配 置，是 量 化 分 类 景 观 镶 嵌 格 局 的 基 础。 然 而这里的景观空间分析局限于 2 维平面，很少涉及 3 维景 观空间格局模型。
1． 2 景观空间的范畴
中图分类号： P208
文献标识码： B
文章编号： 1672 － 5867（ 2012） 07 － 0058 － 05
Landscape Spatial Perception Evaluation Method and Application Research Based on GIS
LIU Zeng － xian，GAO Jun （ School of Tourism，Shanghai Normal University，Shanghai 200234，China）
沈阳应用生态研究所生态学博士后流动站出站； 主要从一味景观生态规划、管理等教学与研究。
第7 期
刘增贤等： 景观空间感知评价的 GIS 方法应用研究
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威胁着人类的身心健康，因此，对于景观空间感知评价的 研究对于当前解决视觉污染及景观保护与管理具有指导 意义，一方面 能 够 及 早 发 现 景 观 设 计 不 合 理 之 处 并 尽 快 采取预防措施，另一方面对于城市环境、旅游规划等项目 的开展具有科 学 指 导 意 义，实 现 人 与 自 然 环 境 的 可 持 续 发展。
3 景观空间感知评价指标与 GIS 空间分析 方法
3． 1 景观空间感知评价指标选取
景观空间感知评价主要是在一个特定位置上观察者 对所有可感知景观的空间感知程度度量［10］。目前景观空 间感知的 研 究 主 要 以 相 对 成 熟 的 景 观 视 觉 敏 感 度 为 参 考，景观视觉敏感 度 是 指 景 观 被 观 景 者 所 注 意 的 程 度。 景观视觉敏感 度 越 高，景 观 变 化 引 起 观 景 者 的 反 应 就 越 强烈［11 － 12］。景观环境空间感知质量总体上受景观视觉敏 感度的控制。 由 于 其 受 到 多 种 因 素 的 影 响，而 且 每 个 影 响因素所产生 的 影 响 程 度 是 不 同 的，根 据 目 前 国 内 外 建 立的主要景观视觉敏感度指标体系总结出评价的指标主 要有相对坡度、相 对 距 离、视 域 几 率 与 醒 目 程 度，这 些 指 标综合反映出景观的空间位置、地物信息，以及人的视线 观察角度之间的密切关系。
一直以来人 类 对 于 空 间 感 知 的 探 索 都 没 有 停 止，特 别是 20 世纪以来，空间感知的研究最早出现在艺术设计 行业，被誉为“空 间 感 知 缔 造 者 ”的 安 尼 施 · 卡 普 尔 通 过 对不同高度，不同层次的结构排列，使得观赏者感知艺术 的空间之美［6］。国内景观 设 计 界 如 盛 恩 养［7］ 等 也 以 景 观 空间为环境设计 的 立 足 点，使 得 空 间 使 用 者 达 到“身 体、 想象与环境之 间 的 潜 在 互 动 ”。 随 着 地 理 信 息 系 统 技 术 的发展，很多学者开始运用 GIS 方法定量评 价 景 观，如 Taylor 在 20 世纪 90 年代初就从空间认知、地图图解模型 和空间数据可视化等多方面对虚拟地理环境进行了全面 论述。刘芳［8］、张林波［9］ 等也从 GIS 与虚拟地理环境对 空间认知方式的影响方面探究感知空间的方法。这些研 究都认为地理信息技术是目前对景观空间感知进行评价 的科学手段，地 理 信 息 系 统 应 该 为 解 决 景 观 空 间 问 题 提 供更系统、更详细的技术支撑。
对任何 生 态 系 统 进 行 空 间 研 究 的 生 态 学 标 尺 （ Pickett 1995） ［2］。景观空间属于景观格局的一部分，主要以景观 场地 容 积 作 为 研 究 对 象，分 析 多 维 度 景 观 环 境 的 空 间 信息。
随着如今城市化以及工业、交通、旅游等事业的高速 发展，人类生存的景观环境问题日益突出，其中景观空间 也如同绿地、森林与洁净空气般受到人类活动的压迫，景 观空间所凸显 的 景 观 视 觉 污 染 与 其 他 污 染 一 样，严 重 地
第 35 卷 第 7 期 2012 年 7 月
测绘与空间地理信息
GEOMATICS ＆ SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY
源自文库
Vol． 35，No． 7 July，2012
景观空间感知评价的 GIS 方法应用研究
刘增贤，高 峻
（ 上海师范大学 旅游学院 上海 200234）
摘 要： 景观空间感知是在空间范畴内人与景观相互作用的结果，研究观察者对于景观环境空间信息的获取过
1 景观空间的概念
1． 1 景观空间的定义
景观空间属 于 景 观 生 态 学 中 景 观 格 局 的 一 部 分，体 现了大小和形状各异的景观要素在空间上排列和组合不 同拓扑特征，包括景观组成单元的类型、数目及空间分布 与配置，是景 观 异 质 性 的 具 体 表 现。 景 观 尺 度 上 的 空 间 异质性包括空间组成（ 生态系统的类型） 、空间结构（ 生态 系统的空间分布、斑块大小、形状、景观对比度、连 接 度 等） 、空间相关（ 各生态系统的空间关联程度，整体或参数 的关联程度，空间梯度和趋势度） 三部分内容。
0引言
景观空间的概念是景观作为地理学的研究重点向生 态学转变的过程中出现的，C． Troll 把地理学家采用的表 示空间的“水平”分析方法和生态学家使用的表示功能的 “垂直”分析方法结合起来［1］。空间现象和空间结构的量 化是地理学和生态学研究的基础。景观作为生态系统上 的一种尺度单元，代表任意尺度上的空间异质性，是一个