基于認知地圖的高校校園設施適宜性研究

高鵬，陳玲玲

（1.阜陽職業技術學院，安徽 阜陽 236037；2.阜陽師范學院，安徽 阜陽 236037）

1 引言

認知地圖是存儲于人的長時記憶中的對于外部世界及其屬性的表達[1]，反映了使用者對環境的認知[2]。國內外學者對認知地圖五大意向要素、認知地圖變形做了大量研究分析，普遍認為居民的環境認知不僅與居民自身社會經濟屬性相關，而且與環境設施布局、功能等特征高度相關[3-9]。環境適宜性直接影響使用者空間行為特征，并烙印在居民的認知中[10]。本文以大學校園為例，采用GIS技術分析認知地圖與校園環境的差異，針對差異探究校園設施存在的問題，同時獲取學生對各設施使用感受和需求，可為區域規劃、區域評價提供參考。

2 研究區域

阜陽職業技術學院三里橋校區占地約26.7hm2，校舍面積23.8萬多m2。三里橋校區成型已久，主要特征點明顯，符合心理學實驗的恒定刺激原則[11]。

3 數據采集

認知地圖調查方法有照片法、繪制草圖法、問卷調查、訪談法等[12]，本文以GIS技術為數據處理方法，為獲取學生對各設施地理屬性及設施內部的認知，研究以繪制草圖法與問卷法為主，獲取原始數據，訪談為輔，幫助分析數據反映的問題。

校園草圖繪制方面，因高職學生地理基礎知識相對薄弱，缺乏繪圖經驗，直接在空白圖紙上繪制，難度大，易產生被試疲勞，經常會出現記憶遺漏。經過實驗，調查小組在底圖上繪制了道路、河流，標注了校門、陶行知像等參考標志位置后，學生使用底圖能更全面的繪制出她們所認知的基礎設施。調查要求學生們盡量繪出所有認知痕跡，包括記憶模糊的區域。問卷調查主要是采集受調查學生基本信息、學生對各校園設施內部的了解情況。調查小組在食堂、學校前后門隨機調查了106位學生，這些學生來自各個年級、各個專業，經過數據篩選，有效問卷為100份。

4 數據處理及分析

為了深入研究校園認知與校園活動的交互關系，研究在ARCGIS軟件技術的支持下，將調查結果錄入到ARCGIS數據庫中，通過空間數據統計分析、空間數據可視化表達得到學生對各校園設施的位置、名稱、內部布局的總體了解情況，采用空間內插技術研究學生活動軌跡與設施布局的關系，結合訪談，提出設施合理化方案。

4.1 設施上圖情況

統計調查草圖中各設施出現頻率，得到圖1。

教學樓、大部分實訓樓、行知廣場、食堂、操場上圖率高。小廣場、實訓車間、生化樓上圖率低。

教學樓方面，A樓為學生理論課、自習主要活動場所，上圖率98%，B樓主要為基教部教室，C樓為大教室，D樓為報告廳，學生使用相對較少。且由于A、B、C、D教學樓互相連接，一些學生把B、C、D樓當作A樓的一部分，故這3個教學樓上圖率相對A樓明顯較低。

廣場游園方面，行知廣場上圖率高達73%，該廣場位于學校主干道旁，廣場面積大，且有陶行知雕塑，認知率高。勵行廣場、攬月廣場、宋園上圖率較低，這些廣場游園由于地理位置相對偏僻、綠化多于鋪裝、廣場游園無名稱標牌，上圖率低。

實訓樓方面，工科、建筑、綜合樓位于學校主干道旁、無其他建筑遮擋易被識別記憶，上圖率高。生化樓上圖率明顯偏低，經了解，由于生化樓和圖書館緊鄰，一些學生將2個建筑樓誤認為一體；另外，由于生化樓被圖書館和校辦公樓遮擋，一些學生不清楚生化樓的存在。白酒車間、軸承車間上圖率最低，這2個設施主要功能是微生物、機電專業的校內合作基地，距離學生主要活動區域較遠，且使用人群較少，學生們了解少，故上圖率低。

圖1 上圖頻率

4.2 名稱正確情況

絕對名稱正確率（名稱正確數/調查人數，以下簡稱ANA）能反映受調查學生對設施名稱的整體認知情況。但因絕對名稱錯誤包括設施未上圖故未標注名稱和設施上圖但標錯名稱兩種情況，為了搞清設施名稱是否存在問題，具體了解學生名稱標錯的原因，研究計算了相對名稱正確率（名稱正確數/上圖數，以下簡稱RNA），它剔除了設施名稱未標注數量，直接反映各設施名稱標錯概率，以便課題組針對性做調查分析，得到圖2。

大部分體育場、教學樓、實訓樓RNA普遍較高，這些設施基本都有名稱標牌，學生標注時出現錯誤少。生化樓RNA相對略低，經調查，因生化樓名牌較小，生化樓設有階梯教室、解剖室等，一些學生把生化樓錯標為階梯教室、解剖室。

RNA低的設施主要是廣場游園，經調查，校園內廣場游園都沒有設置名稱標牌或題名石，學生們獲取廣場游園的名稱多是從他人口中得來，名稱混亂。例如行知廣場被誤稱為大廣場、雕像廣場、人民廣場等多種名稱。

圖2 相對名稱正確率

4.3 位置正確率

與絕對名稱正確率相同，絕對位置正確率（位置正確數/調查人數，簡稱APA）能反映所有受調查學生對某設施的位置整體認知情況，但無法直觀反映出學生把設施位置標錯差異。為此，研究測算了各設施相對位置正確率（位置正確數/調查人數，簡稱RPA），得到圖 3。

RPA較低的校園設施主要集中在校園的東北角和西南角，生化樓、圖書館易被繪制在校辦公樓位置上，攬月廣場易被繪制在路南側的綠化帶上，工科實訓樓易被繪制在路北側的綠化帶上。在開展調查過程中，很多學生反映學校道路、河流沒有名稱，這對于學生對于校園環境的認識帶來一定難度。很多同學繪制設施位置依靠各設施間的相對位置來記憶，而當她們在道路體系復雜的區域，很容易出現記憶模糊，從而繪制的設施位置會出現偏差。

圖3 相對位置正確率

4.4 內部了解情況

調查小組研究根據學生對各個設施的內部了解情況進行定量打分，分為不了解（0分）、一般了解（0.5分）、熟悉（1.0分），統計各個設施的內部了解總分。

與前文相同，為了解學生對設施內部了解模糊的原因，研究測算了各設施相對內部了解率（內部了解總分/上圖數，簡稱RIA），如圖4。

RIA高于0.50的設施主要為公園廣場、體育場、教學樓、食堂、大禮堂。公園廣場、體育場為敞開式場所，學生較容易獲取內部情況，教學樓、食堂使用學生多，大禮堂內部布局簡單，故這些設施RIA高。綜合樓為各院系公用實訓樓，工科樓除作為工科專業實訓基地外，其3、4、5樓的微機房作為其他專業學生計算機相關課程的課堂，它們使用學生多，RIA也高。

不少學生對生化樓的階梯教室、醫護樓普通話考試中心有印象，但生化樓、醫護樓的其他設施僅為相關專業學生使用，其他專業學生了解片面；建筑樓、軸承車間、白酒車間主要使用人群為本專業學生，其他專業學生即使知道這些設施存在，也不清楚內部布局，它們RIA不高。圖書館應是學生主要活動場所之一，但RIA并不高，經了解，圖書館位置偏僻規模小且距離學生宿舍樓遠，加之學生學習主動性不高，很多學生不愿意到圖書館讀書。校辦公樓主要使用人群為教師，除學生干部外，其他學生極少到辦公樓，故其RIA很低。

圖4 相對內部了解率

4.5 學生活動區域研究

研究對各設施上圖數、名稱正確數、位置正確數、內部了解總分 4個指標按照 0.25、0.25、0.25、0.25的權重進行加權，并做百分制處理，得到各設施綜合認知情況，公式如下：

圖5 空間綜合認知插值圖

式中：C為綜合認知情況；M為上圖數；N為名稱正確數；P為位置正確數；I為內部了解總分。

以各設施綜合分值為原始數據，使用ARCGIS空間插值技術，得到圖5。學生在某區域的活動頻繁程度與其空間認知直接相關，通過空間認知圖可以直觀的反映出學生在各個區域的活動頻繁程度。

結合圖5，學生活動高頻繁區域呈區片化分布，主要為學校后門-食堂-宿舍樓-體育場區片、教學樓區片、大禮堂區片。這說明學生校園活動相對單一，在3個區片間過渡的廣場公園等設施未能給學生留下深刻的認知。

校園的東北角和西南角則是學生活動少的區域。在高校中，圖書館一般作為校園標志性建筑，并且為學生的主要活動場所。由于本案中圖書館遠離學生活動高頻繁區域，而且布局在道路體系復雜的東北角，其使用率低。

5 結論

良好的校園環境能促進學生校園活動積極性，提升學生校園認知，能推動校園文化建設，提升學生對學校的認可度。通過本次調查研究，發現本案中校園設施存在若干問題，并提出如下優化建議。

①道路、河流沒有名稱，更未設立路名牌，這增加了學生準確認知校園環境的難度，很多學生在調查過程中因為無法確定道路而繪錯草圖。校園東大門門口原設有校園平面圖，但已老舊，不易識別，并且新建設的設施未上圖，未起到應有的導航作用。

②校園設施主線布局不夠合理，教學樓、圖書館、大禮堂、宿舍食堂這幾類與學生校園活動相關性高的設施宜分布在主干道旁或附近，且宜按照影響作用強弱間隔分布，以增強校園設施對學生的整體影響力。本案中圖書館遠離主干道、教學樓距離學生生活區較近，導致學生主要活動區域緊縮，其他設施未能完全發揮其功能作用。

③在校園角落或偏僻區宜分布使用人群較少的設施，但為了尋找便利，宜簡化道路體系。在校園東南角和西南角，道路體系復雜，學生繪制設施位置出錯率最高。

④沿主干道，在學習、生活設施間隔區域布局廣場、公園，有利于緩解學生學習疲勞，同時，作為學生休閑娛樂的場所，廣場、公園也是校園文化的重要載體。而本例中學生活動頻繁區在廣場公園處斷開，現有廣場、公園一方面缺乏題名石或標牌，另一方面特色景觀少，導致很多學生把廣場公園當作普通綠化帶，認知不高。廣場、公園的實際功能弱化。

⑤各實驗樓名稱與院系對應，但內部設施功能不明確，工科實訓樓有實訓中心和工科系實驗室，醫護樓有普通話考試中心和生化系實驗樓，生化樓有階梯教室和生化系實驗樓以及個別醫護系實驗室。這對于學生們對實訓樓整體認知及實際使用都會增加難度。各實驗樓建筑風格不具特色，若能專業特征相符合，如外墻顏色選擇、樓頂設立特色標志等，都有利于提高學生認知。此外，實驗樓標牌大小不一，有的實驗樓標牌過小，不易發現，也為學生認知帶來困難。

總之，對于使用者環境認知的研究，能夠從使用者角度發現校園設施規劃布局、功能定位、細節布置等方面存在的問題，可以為城市規劃建設提供思路。但由于國內類似研究較少，文中通過環境認知反演活動軌跡的方法、以及使用者活動軌跡與區域規劃有效結合仍需進一步探索。