基于綠視率的校園道路綠化評估

徐伊玲，范 蕊

（山東科技大學土木工程與建筑學院，山東 青島 266590）

1 樣本街道選擇與數據采集方法

1.1 樣本街道選擇

校園型步行街道空間包括校園街道兩側的人行道及綠化帶，是以步行為主要交通方式的街道空間，本研究聚焦于山東科技大學步行街道空間。山東科技大學綠化覆蓋率63%，綠化面積達104萬m2。校內道路網為混合式，以J1教學樓為中心呈放射環式路網，外圍為正交網格路網，共有6條主道路：南北向有涌泉路、碧波路，為一板二帶式；東西向有思賢路、致遠路、海天路、步云路，其中致遠路和海天路為二板三帶式，思賢路、步云路為一板二帶式。本文取一板二帶式和二板三帶式中具有代表性且人流量較大的涌泉路與海天路為研究對象（見圖1）。

圖1 樣本街道地理位置

1.2 數據采集方法

街道步行空間研究應基于動態變化，從二維平面和三維平面的角度出發，測算街道不同空間組成部分的界面品質。通過識別樣本街道的騰訊高清衛星地圖，以路段的端點為起點和終點，構建街道二維平面空間底圖，并在底圖上進行50m×50m的網格劃分，更精細地量化校園街道中的步行空間（見圖2）。對城市街道空間的綠視率測定一般包括車行道和人行道的綠視率測定。其中，人行道的綠視率測定更注重人的行為體驗，可準確反映人們對街道綠地的實際感受。本文研究的是校園型步行街道空間，故針對行人在人行道的綠視率體驗進行測量。當校園處于課間時段和大型集會活動期間，街道聚集大量人流，不利于綠視率測量，故原則上應選擇在植物景觀效果最佳、生長最茂盛且外界影響因素最小的時間段進行綠視率測量，一般選擇6—7月。在滿足綠視率測量精確度的同時綜合考慮校園全年人流活動集中的時段，選擇于2020年7月上旬進行集中測量。

圖2 二維平面空間底圖

1.2.1 數據采集

實地調查各條道路的板式、綠化模式及綠化面積，用卷尺、米尺測量道路綠化植物的株數、冠徑、株距等，其中冠徑指樹冠直徑。本文采取的計算方法為當樹冠小于或等于株距時指的是其平均冠徑，當樹冠大于株距時指的是其平行于道路橫斷面的冠徑，株距是指兩株樹木樹干中心線之間的水平距離。以人行道中心線處作為調查人員站立的位置，相機拍攝高度以身高1.68m的人的視線水平高度為基準，每條道路拍攝點數目根據底圖網格確定。每個點拍攝3張照片，分別取3張照片進行綠視率值的測算，單個拍攝點綠視率值是3張照片綠視率值所得到的平均值。雖然觀測圖呈現的仍是二維平面，但通過各個網格不同方位綠視面積的綜合計算，一定程度可反映三維空間的綠視率。

1.2.2 數據統計

常用于測量綠視率的軟件主要有Photoshop和GIMP，但其均在測量效率和精準度上有差距。本次測量數據利用Python的OpenCV庫，在HSV模式下，通過分析照片的色相來計算綠視率，用Python的OpenCV庫來識別綠色，HSV模式下的照片，可很好地區分色相、飽和度、亮度。將照片導入軟件測量出綠色部分所占比例，每張照片計算3次，采取多次計算取平均值的方法。綠色葉、彩色葉均作為綠色計算，且在統計時未將主干計入綠色范圍。

2 校園綠視率影響因素分析

2.1 夏季道路綠視率影響因素測定

2.1.1 街道綠化樹種組成

涌泉路綠化模式為一板二帶式，主要植物配置為常綠針葉喬木、落葉闊葉喬木，人行道綠化帶為單一喬木型，以雪松等樹冠大而密、生長高大的喬木為主（占比59.60%），兩側灌木以景觀觀賞性強的銀杏、石楠為主（占比分別為14.14%和6.06%）。海天路綠化模式為二板三帶式，植物配置以喬木、灌木、花木為主，街道兩側為以銀杏為主的喬木（占比52.63%），其次為雪松和廣玉蘭等（占比分別為13.15%和8.77%），隔離帶以觀賞性高的喬木、灌木、花搭配，植物配置較豐富。計算發現關于綠視率的影響因子中，涌泉路以樹冠較大的雪松占比較高，海天路以樹冠相對較小、樹葉較為稀疏的銀杏占比較高。

2.1.2 綠化模式與綠視率的關系

通過對比涌泉路和海天路不同綠化模式的綠視率（見表1），一板二帶式的綠視率（49.20%）高于二板三帶式的綠視率（40.01%），但當綠視率偏高時，綠化形式越豐富越能帶來舒適健康的環境體驗。

表1 涌泉路、海天路綠化樹種的綠視率對比

2.1.3 綠化覆蓋率與綠視率的關系

綠化覆蓋面積指城市中喬木、灌木、草坪等所有植被的垂直投影面積，包括公共綠地、居住區綠地、單位附屬綠地、防護綠地、生產綠地、道路綠地、風景林地的綠化覆蓋面積，屋頂綠化以及零散樹木的綠化覆蓋面積，本次計算主要以道路綠地和零散樹木的綠化覆蓋面積為主，對綠化覆蓋率的計算方法如下。

式中，Cg代表綠化覆蓋率；V投表示植被的垂直投影面積；W表示道路寬度；L表示道路長度。

2.2 綠視率影響因素分析

2.2.1 綠化樹種配置

調查表明：涌泉路以樹冠大、枝葉茂密的喬木為主，綠視率為49.20%，雪松提供較多的綠色面積；海天路以樹冠小的喬木為主，綠視率為40.01%，銀杏提供較多的綠色面積。涌泉路及海天路的主要樹種均為樹身高大的喬木，樹干和樹冠有明顯區分，既可界定空間，又兼顧觀賞要求，防止視線干擾，適合種植于學校。總體來看，涌泉路的綠視率大于海天路的綠視率，校園型步行街道空間應優先選擇種植樹冠大、枝葉茂密的樹種，同一樹種的綠視率與冠幅呈正相關。此外，綠視率可表示樹木頂界面、外界面和里界面的圍合狀況，是垂直維度，故當樹木生長到一定高度時，人們的視野范圍多被樹干占據，樹冠大幅減少，綠視率會降低。

2.2.2 綠化模式

涌泉路為一板二帶式，是最常見的街道剖面形式之一，即具有1條車行帶2條綠帶，在車行道與人行道分割線上種植行道樹，此種剖面形式適用于路幅較窄、車流量較少的次干道和小區內道路。一板二帶式街道的優點是用地經濟、簡單整齊，缺點是不利于管理，當車行道過寬時行道樹的遮蔭效果較差。海天路為二板三帶式，在一板二帶式的基礎上增加1條中間綠帶將車道分割成2條單向行駛的車行道，適用于交通量大、機動車多但非機動車較少的街道。此種剖面形式的街道優點是綠帶數量較多、生態效益顯著。

數據分析得出，一板二帶的綠視率大于二板三帶的綠視率，說明綠化帶數與綠視率并非正相關。一板二帶街道的植物種植密度較高、規格較大、冠幅茂密，結合可能影響綠視率值的其他因素，較難判定一板二帶綠視率值低于其他道路板式，故根據道路板式無法確定綠視率值的高低。

2.2.3 綠化覆蓋率

涌泉路的綠化覆蓋率（25.29%）稍高于海天路（23.27%），而綠視率也高于海天路，故推斷綠視率與綠化覆蓋率呈一定程度的正相關。在自然條件下，綠化覆蓋率高的區域，通常其“綠視率”趨于相對較高的數值，因該地區植被絕對數量越大，上述綠色植物被人的視線捕捉到的機會越多。海天路為“二板三帶式”，有3條綠化帶，但路幅寬度較大，而涌泉路所植喬木樹冠較大，路幅寬度較小，故涌泉路綠化覆蓋率相對較大。由此可見，綠化帶數量與綠化覆蓋率的高低無必然關系。道路結構相同時，綠化覆蓋率與行道樹冠幅呈正相關，樹木冠幅越大，綠視率越高。

綠化覆蓋率不能決定性地影響綠視率。受到空間中不同物體的遮擋，街道綠視率降低而綠化覆蓋率并未受到影響。綠視率基于三維場景圖像的計算，在視野較遠處由于透視導致計算的綠量變小。

2.3 綠視率在校園街道型空間中的應用

根據對觀測統計和數據計算的分析，針對校園街道型空間提出以下可行的改善措施。

1）在綠化樹種選擇上，綠視率與冠幅呈正相關，要根據植物的生長規律和氣候更替變化來適當選擇樹木冠幅，合理配置常綠樹種與落葉樹種的比例，滿足夏季遮陽的同時，在冬天可更多接受太陽輻射。較為寬闊的街道可配置一定比重的常綠闊葉樹種，較為狹窄的街道主要配置落葉闊葉樹種，在保證綠視率的同時，為冬天街道帶來更多暖意。同時，以本土樹種為主搭配外來樹種。本土樹種經過長期的自然選擇，已較好地適應當地的氣候、土壤等自然條件，同時本土樹種選擇突出當地特色，形成校園植被景觀特色。本土樹種適當搭配外來樹種，更利于發揮樹木的生態效益，同時增添校園物種的多樣性。不同街道可選取不同的主要樹種，每條街道形成獨特的主色調和統一感，充分利用多種植物的不同季節特征形成不同的道路種植特色，營造良好的景觀效果。

2）綠化模式雖與綠視率的相關性不大，但通過對道路板式的合理選擇，營造畫面的前景空間、中景空間和背景空間，通過對不同空間的比例和尺度的控制，給人營造良好的視覺空間感受。

3）街道具有行走時的動態景觀效應和靜坐時的靜態觀感效應，人們具有親近綠色的本能，綠視率高即綠色空間越多，越能體驗街道景觀美感，對人的步行體驗積極影響。通過保護現有高大喬木、增加立體綠化、豐富空間結構的方式來增加綠化覆蓋率，同時在一定程度上提高綠視率。綠化覆蓋率無法決定性地影響綠視率，綠視率還受周邊建筑、道路板式等因素限制。當綠化覆蓋率基本相同的時候，通過均衡天空、建筑、植物在行人視線中的比例，形成良好的構圖畫面，達到最適宜的綠視效果，以便緩解學生因學習而造成的視覺疲勞和損傷，同時滿足其心理需要。

3 結語

通過對2處校園街道型空間的研究發現，影響道路綠視率的因素包括街道綠化模式、道路結構以及綠化樹種選擇，其中合理配置綠化樹種是提高街道綠視率、增加人的視覺舒適度更加方便、可控的手段，本文通過對校園型步行街道空間的研究為校園道路的視覺生態設計以及健康校園道路建設提供思路及方法。全面提升與改善校園型步行街道空間的綠化質量，需要更多綠化工作者對綠視率理論進行更加深入的研究與實踐。