基于DIALux軟件的夜間城市公園道路光環(huán)境感知偏好評(píng)價(jià)研究

孫欣琨 王榮華

(江蘇師范大學(xué)地理測(cè)繪與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，江蘇 徐州 221000)

夜間的城市公園不僅展現(xiàn)著城市的形象與活力，也是城市居民日常游憩的重要場(chǎng)所，與城市居民的健康生活密切相關(guān)。道路作為城市公園中的重要構(gòu)成要素，發(fā)揮著組織交通、引導(dǎo)游覽、空間劃分的功能[1]。夜間道路照明環(huán)境影響著游人對(duì)空間的游覽意愿與時(shí)間選擇，不適宜的照明環(huán)境會(huì)對(duì)人的視覺(jué)、生理節(jié)律、情緒及認(rèn)知產(chǎn)生多重影響[2]。

研究者通常把照明的感知偏好問(wèn)題當(dāng)作是探究光環(huán)境與心理情緒相關(guān)性的切入點(diǎn)[3]。經(jīng)典視知覺(jué)理論認(rèn)為，光環(huán)境的照度、光色、對(duì)比度等因素會(huì)影響人們的舒適度和滿意度，進(jìn)而影響人的心理和情緒。心理指人對(duì)客觀物質(zhì)世界的主觀反映，安全感是心理狀態(tài)的重要組成部分[4]。而情緒被廣泛認(rèn)同為是一種包括感覺(jué)、認(rèn)知、驅(qū)動(dòng)等的多成分復(fù)雜過(guò)程，具有多維性[5]。馮特在情緒三度說(shuō)中提出，情緒需要從3個(gè)維度中進(jìn)行描述，即愉悅度、放松度、平靜度[6]；伊扎德則提出情緒四維理論，愉快度、激動(dòng)度、緊張度和確信度；羅素將情緒簡(jiǎn)化為價(jià)值維度和喚醒維度的二維模型，價(jià)值維度用愉悅度表示，喚醒維度用激動(dòng)度表示。

為了更好地了解人們對(duì)不同特征夜景照明的感知偏好，已有學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)實(shí)證研究。Fotios等研究發(fā)現(xiàn)，在步行空間中明亮的光源會(huì)給人帶來(lái)更高的安全感，不均勻的光源則會(huì)降低人的安全感[7]。Hanyu通過(guò)觀察大學(xué)校園的20個(gè)真實(shí)夜間地點(diǎn)的照片，進(jìn)行了包括愉悅度、緊張度、喚醒度等在內(nèi)的6個(gè)情感指標(biāo)的評(píng)級(jí)，發(fā)現(xiàn)明亮的、均勻的照明會(huì)有更高的評(píng)價(jià)[8]。在光色方面，張明宇等進(jìn)行不同光色照明的量化研究，發(fā)現(xiàn)光色的冷暖對(duì)人的感知偏好評(píng)價(jià)具有重要影響[9]；Rahm等發(fā)現(xiàn)，相比暖色光，冷色光的戶外夜間環(huán)境會(huì)給游人帶來(lái)更大的喚醒度，但暖色光環(huán)境會(huì)帶來(lái)更高的愉悅度[10]；Pea等研究表明，白色光能給人帶來(lái)更高的安全感[11]。Nasar等通過(guò)對(duì)不同光環(huán)境下的廣場(chǎng)照片進(jìn)行感知偏好評(píng)分后發(fā)現(xiàn)，均勻的、明亮的頂部照明比不均勻的、昏暗的外圍照明更受人們喜歡[12]。這些研究多是針對(duì)街道、居住區(qū)或建筑環(huán)境進(jìn)行的研究，游人對(duì)公園綠地的游憩光環(huán)境是否與對(duì)這些公共場(chǎng)所的需求一致還不清楚。

本文根據(jù)城市公園道路景觀實(shí)地調(diào)查，選擇直行，彎曲和臨水3種類(lèi)型的公園道路，基于DIALux軟件模擬建立了不同光環(huán)境特征下的城市公園綠地道路(3種不同照度，2種光色及場(chǎng)所照度均勻與否)共計(jì)36張道路景觀圖片。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)查，分析游人對(duì)不同光環(huán)境特征下的夜間城市公園綠地道路的感知偏好，為城市公園綠地道路的光環(huán)境設(shè)計(jì)與管理提供理論依據(jù)。

1 研究方法

1.1 場(chǎng)景拍攝與情景模擬設(shè)計(jì)

本文對(duì)徐州市綜合性公園云龍公園的夜間道路景觀進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查，選擇公園中夜間人流量較多且具有不同景觀特征的3種道路景觀作為拍攝對(duì)象。3種道路景觀：第1種和第2種道路分別是寬度為7m的直行道路和寬度為6m的彎曲道路，道路兩側(cè)均為樹(shù)木；第3種是寬度為6m的直行臨水道路，一側(cè)為樹(shù)木，一側(cè)為湖面。利用SketchUp和DIAlux軟件對(duì)3種道路景觀進(jìn)行場(chǎng)景模擬得到3張基礎(chǔ)圖片；根據(jù)《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》中提出的公園內(nèi)綠地照明的最低照度值和活動(dòng)場(chǎng)地標(biāo)準(zhǔn)要求，分別為3張基礎(chǔ)道路圖片賦予3種不同照度(2lx、7lx、20lx)，得到9張圖片。為9張圖片賦予了2種光色，即冷光與暖光，得到18張圖片，為18張圖片賦予2種光環(huán)境特征，即照度均勻與否，得到36張圖片，見(jiàn)圖1。圖片均使用統(tǒng)一燈具，根據(jù)實(shí)地考察，燈具安裝在地面上方2.5m處，本研究主要通過(guò)增減路燈數(shù)量以調(diào)整路面樹(shù)木陰影來(lái)反映路面照度的均勻性。

圖1 具有不同光環(huán)境特征的36張照片

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取與問(wèn)卷設(shè)計(jì)

已有研究表明，對(duì)彩色圖片與真實(shí)空間的偏好評(píng)級(jí)(如愉悅度、放松度或隱私性)之間存在一致性[13]，因此本研究以創(chuàng)建的36張圖片為感知偏好評(píng)價(jià)對(duì)象。為避免評(píng)價(jià)人員疲倦對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，本研究根據(jù)場(chǎng)景特征將36張圖片分成3份，設(shè)計(jì)了3份網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問(wèn)卷，每份問(wèn)卷中包含12張圖片。根據(jù)前人研究[3]，感知偏好評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇情緒、心理和視覺(jué)3方面，共計(jì)6項(xiàng)指標(biāo)，情緒指標(biāo)包括愉悅度和平靜度2項(xiàng)，心理指標(biāo)包括放松度和安全度2項(xiàng)，視覺(jué)指標(biāo)包括清晰度和舒適度2項(xiàng)。每份調(diào)查問(wèn)卷均包含2部分內(nèi)容，評(píng)價(jià)人員的基本信息即性別、年齡與受教育水平；感知偏好評(píng)價(jià)，采用語(yǔ)義差異法和7級(jí)李克特量表進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)隨機(jī)排列的12張具有不同光環(huán)境特征的綠地道路場(chǎng)景圖片進(jìn)行感知偏好評(píng)價(jià)。

1.3 評(píng)價(jià)過(guò)程與數(shù)據(jù)處理

Villa等研究發(fā)現(xiàn)，在多于100人的調(diào)查樣本中將會(huì)消除不同照明條件下場(chǎng)景模擬圖片與實(shí)際環(huán)境之間的偏差[14]。因此在本次實(shí)驗(yàn)中，每份問(wèn)卷將以回收至少100份有效問(wèn)卷為標(biāo)準(zhǔn)。問(wèn)卷通過(guò)問(wèn)卷星進(jìn)行線上發(fā)放，并限定1個(gè)IP地址只允許填寫(xiě)1份問(wèn)卷。評(píng)價(jià)人員在打分之前，可以對(duì)12張圖片進(jìn)行整體預(yù)覽，對(duì)所測(cè)評(píng)的圖片整體了解后進(jìn)行打分，得分均采取平均值處理。

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析。本文通過(guò)多因素方差分析方法，研究了游人對(duì)具有不同光環(huán)境特征的夜間公園道路在視覺(jué)、心理、情緒3方面的差異；采用相關(guān)性分析與逐步線性回歸分析了對(duì)游人感知偏好具有重要影響的道路特征和光環(huán)境特征。

2 結(jié)果分析

本次問(wèn)卷共收回327份，去除填寫(xiě)時(shí)間少于60s的問(wèn)卷21份，最終有效問(wèn)卷306份。問(wèn)卷平均用時(shí)3min。在本次調(diào)查問(wèn)卷的受訪者中，共計(jì)男性107人，占比35%；女性199人，占比65%；女性大于男性。年齡區(qū)間主要分布在18～25歲，占總數(shù)的90%。

問(wèn)卷信度即問(wèn)卷的可靠程度，通常用度量統(tǒng)計(jì)量Cronbach α系數(shù)作為信度的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)[15]，信度分析方法是分析問(wèn)卷的主題是否符合調(diào)查者的要求和調(diào)查數(shù)據(jù)可靠性的專(zhuān)用統(tǒng)計(jì)方法。通過(guò)SPSS信度分析得出，此次問(wèn)卷克隆巴赫系數(shù)均大于0.9，說(shuō)明本文的研究數(shù)據(jù)信度質(zhì)量較高，可用于對(duì)本文研究進(jìn)一步的數(shù)據(jù)研究分析，見(jiàn)表1。

表1 問(wèn)卷可信度分析

2.1 道路類(lèi)型對(duì)游人感知偏好評(píng)價(jià)的差異分析

游人對(duì)3種道路類(lèi)型的感知偏好評(píng)分值分布于3～4分，6項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)中得分排序均為臨水路>直路>彎路，見(jiàn)圖2，在多因素方差分析中，不同道路類(lèi)型的感知偏好評(píng)分達(dá)到顯著差異，見(jiàn)表2。游人對(duì)臨水路的感知偏好評(píng)分均顯著高于直路和彎路，對(duì)直路的感知偏好評(píng)價(jià)中，舒適度，愉悅度，平靜度和放松度要顯著高于彎路圖片，而對(duì)于清晰度和安全度指標(biāo)，直路和彎路之間未存在顯著差異。本研究認(rèn)為，可能是視野的開(kāi)闊度影響了人們的感知偏好評(píng)分，因?yàn)樵谝归g照明條件下，臨水路的視野開(kāi)闊度要顯著高于直路和彎路。

表2 不同類(lèi)型道路及不同光模式下的游人感知偏好評(píng)價(jià)的差異分析

圖2 不同道路類(lèi)型對(duì)游人感知偏好評(píng)價(jià)的差異分析

2.2 照明模式對(duì)游人感知偏好評(píng)價(jià)的差異分析

游人的6項(xiàng)指標(biāo)都隨著照度的增加呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，見(jiàn)圖3。在多因素方差分析中，不同照度之間的感知偏好有顯著差異，見(jiàn)表2，照度高的場(chǎng)景有更高的感知偏好評(píng)分。

圖3 不同照度對(duì)游人感知偏好評(píng)價(jià)的影響

在夜間道路光色感知偏好評(píng)價(jià)中，游人認(rèn)為冷光比暖光會(huì)帶來(lái)更高的清晰度和安全度，但在舒適度、愉悅度、平靜度和放松度方面，暖光的評(píng)分更高，見(jiàn)圖4。多因素方差分析顯示，不同光色中游人的感知偏好的差異達(dá)到顯著水平。說(shuō)明在本次實(shí)驗(yàn)中光色對(duì)游人感知偏好存在顯著影響，不同的光色會(huì)對(duì)游人產(chǎn)生不同的感知體驗(yàn)，見(jiàn)表2。

圖4 不同光色對(duì)游人感知偏好評(píng)價(jià)的影響

燈光是否均勻?qū)τ稳说母兄迷u(píng)價(jià)無(wú)顯著差異，見(jiàn)圖5，表2。

圖5 不同均勻度對(duì)游人感知偏好評(píng)價(jià)的影響

2.3 道路類(lèi)型和照明模式對(duì)游人感知偏好評(píng)價(jià)的影響分析

分別將道路類(lèi)型、光色和均勻度賦值與游人感知偏好評(píng)價(jià)進(jìn)行相關(guān)性分析；道路類(lèi)型賦值：曲路=1，直路=2，臨水路=3；照度賦值：2lx=1，7lx=2，20lx=3；光色賦值：冷光=1，暖光=2；均勻度賦值：不均勻=1，均勻=2。相關(guān)性分析表明：道路類(lèi)型，照度與感知偏好的6項(xiàng)指標(biāo)均呈顯著正相關(guān)(p<0.01)；光色與舒適度、愉悅度、平靜度、放松度呈顯著正相關(guān)，與清晰度、安全感呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01)；均勻度與6項(xiàng)指標(biāo)均無(wú)顯著相關(guān)，見(jiàn)表3。說(shuō)明在明亮和暖光的環(huán)境中會(huì)增加綠地道路的舒適度、愉悅度、平靜度和放松度，而在冷光的環(huán)境中則會(huì)增加清晰度和安全度；視野較為開(kāi)闊的臨水路比直路和彎路會(huì)增加游人的感知偏好評(píng)價(jià)得分。

表3 不同道路類(lèi)型、燈光模式與游人感知偏好的相關(guān)性分析

逐步回歸分析結(jié)果顯示，見(jiàn)表4，照度、道路類(lèi)型、光色3個(gè)變量進(jìn)入了回歸模型，均勻度未進(jìn)入回歸模型；顯著性均小于0.05水平，調(diào)整后的R2值說(shuō)明3個(gè)變量可以分別解釋游人的感知偏好評(píng)價(jià)6項(xiàng)指標(biāo)(清晰度、舒適度、愉悅度、安全感、平靜度、放松度)的20.8%、16.5%、15.1%、8.6%、13.8%、13.5%。VIF全部小于5，表明3個(gè)自變量之間不存在多重共線性。結(jié)果表明，照度、道路類(lèi)型、光色是影響夜間公園綠地道路感知偏好評(píng)價(jià)的主要因素；這意味著照度越大，視野越開(kāi)闊的綠地道路環(huán)境越能提高游人的感知偏好評(píng)價(jià)；暖光環(huán)境下游人感覺(jué)更舒適，愉悅，平靜和放松，而冷光環(huán)境增加了游人的清晰度和安全度。

表4 游人感知偏好和4個(gè)影響要素逐步回歸分析

3 結(jié)論與討論

3.1 光環(huán)境對(duì)游人感知偏好評(píng)價(jià)的影響分析

本研究通過(guò)場(chǎng)景模擬實(shí)驗(yàn)，從照度、光色、均勻度3個(gè)方面測(cè)試了游人對(duì)夜間公園綠地不同道路類(lèi)型光環(huán)境下的感知偏好評(píng)價(jià)?；貧w分析顯示，照度是影響游人夜間道路光環(huán)境體驗(yàn)的重要因素，與游人的感知偏好評(píng)價(jià)呈顯著正相關(guān)關(guān)系，這意味著提高綠地夜間道路的照度會(huì)提高游人的感知偏好評(píng)價(jià)，該結(jié)論與眾多研究者[8，12]結(jié)論一致；相比于暖光，游人在冷光環(huán)境中會(huì)有更高的清晰度和安全感，但在舒適度、愉悅度、平靜度和放松度方面，暖光環(huán)境的體驗(yàn)更好，這也驗(yàn)證了Rahm和Pea等實(shí)驗(yàn)結(jié)果；綠地道路光線是否均勻?qū)τ稳烁兄迷u(píng)價(jià)影響不大，這與Nasar結(jié)論不一致，可能是場(chǎng)景不同，因?yàn)橐归g的公園綠地道路主要為游人提供了通行和散步的空間，不均勻的照明雖然會(huì)在路面上形成陰影區(qū)域，但不會(huì)影響游人的通行。游人行走時(shí)可能更關(guān)注的是垂直照度[16]而不是路面的陰影。因此本研究中，綠地道路的光線是否均勻?qū)τ稳说母兄迷u(píng)價(jià)沒(méi)有顯著影響。另外，道路類(lèi)型與游人的感知偏好呈顯著正相關(guān)關(guān)系。與彎路相比，游人在夜間更加偏好于臨水路與直路?？赡艿脑蚴牵c白天相比，由于光照度降低，游人在夜間的視線受阻導(dǎo)致其不容易從周?chē)h(huán)境中獲取到信息。相比于視野開(kāi)闊的直路和臨水路，彎曲的路徑隱藏了更多信息，這會(huì)讓游人感到更危險(xiǎn)，因此在夜間，游人對(duì)彎路的感知偏好評(píng)分相對(duì)較低。

3.2 提升游人游覽體驗(yàn)的優(yōu)化策略

為創(chuàng)建更舒適安全的夜間綠地道路環(huán)境，本文通過(guò)對(duì)影響游人感知偏好因素的分析，對(duì)今后綠地夜間道路的設(shè)計(jì)和管理工作提出一些建議與參考。

適度的照明是游人在夜間進(jìn)行游憩活動(dòng)的最重要條件。明亮的光線會(huì)增加環(huán)境的清晰度和舒適度，給游人帶來(lái)更高的愉悅度和安全感，讓人平靜和放松。因此，在公園道路照明中要適當(dāng)提高照度水平，充分依據(jù)城市綠地特色，將路、景、光三者進(jìn)行綜合并優(yōu)化，提高游人夜間游覽的體驗(yàn)。

不同光色會(huì)營(yíng)造具有不同氛圍的光環(huán)境，影響游人的視覺(jué)，心理和情緒體驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，冷色光可以提高夜間道路的清晰度和安全度，而暖光給游人帶來(lái)更高的愉悅和舒適感，讓人平靜和放松。因此，建議當(dāng)環(huán)境照度水平較低時(shí)，設(shè)置冷光以提高清晰度和安全度；而當(dāng)照度較高時(shí)，可以設(shè)置暖光讓游人放松和平靜，增加愉悅感和舒適感。

夜間游人可視度低，照明死角或隱藏在彎路后的信息都會(huì)導(dǎo)致游人的體驗(yàn)感降低，因此公園中設(shè)置的彎路，夜間要增加照度水平，增大游人視野，從而提升其感知偏好評(píng)分。綠地道路照明不需要過(guò)度強(qiáng)調(diào)均勻分布，在保障光照強(qiáng)度的基礎(chǔ)上可以適當(dāng)減少燈具的數(shù)量，對(duì)照明進(jìn)行分層次設(shè)計(jì)，突出照明的重點(diǎn)區(qū)域與細(xì)節(jié)區(qū)域，構(gòu)建優(yōu)美、舒適的公共空間夜景觀。

3.3 不足與展望

本研究沒(méi)有對(duì)游人在夜間綠地道路的游憩行為進(jìn)行調(diào)研，進(jìn)行不同游憩活動(dòng)的游人對(duì)道路光環(huán)境的要求是否具有一致性無(wú)法確定；參與此次研究的人員主要以年輕人為主，也未考慮不同性別對(duì)光環(huán)境需求的差異，可能導(dǎo)致結(jié)論有所偏差；本研究?jī)H針對(duì)游人對(duì)夜間綠地道路光環(huán)境進(jìn)行了研究，游人對(duì)其他活動(dòng)場(chǎng)地如廣場(chǎng)、休息場(chǎng)地等光環(huán)境的需求還不能確定。因此，后續(xù)研究會(huì)針對(duì)不同年齡，性別等游憩人群以及跑步、賞景等不同游憩活動(dòng)人群對(duì)夜間綠地不同場(chǎng)地的光環(huán)境需求進(jìn)行深入研究。