基于DIALux軟件的夜間城市公園道路光環境感知偏好評價研究

孫欣琨 王榮華

(江蘇師范大學地理測繪與城鄉規劃學院，江蘇 徐州 221000)

夜間的城市公園不僅展現著城市的形象與活力，也是城市居民日常游憩的重要場所，與城市居民的健康生活密切相關。道路作為城市公園中的重要構成要素，發揮著組織交通、引導游覽、空間劃分的功能[1]。夜間道路照明環境影響著游人對空間的游覽意愿與時間選擇，不適宜的照明環境會對人的視覺、生理節律、情緒及認知產生多重影響[2]。

研究者通常把照明的感知偏好問題當作是探究光環境與心理情緒相關性的切入點[3]。經典視知覺理論認為，光環境的照度、光色、對比度等因素會影響人們的舒適度和滿意度，進而影響人的心理和情緒。心理指人對客觀物質世界的主觀反映，安全感是心理狀態的重要組成部分[4]。而情緒被廣泛認同為是一種包括感覺、認知、驅動等的多成分復雜過程，具有多維性[5]。馮特在情緒三度說中提出，情緒需要從3個維度中進行描述，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、激動度、緊張度和確信度；羅素將情緒簡化為價值維度和喚醒維度的二維模型，價值維度用愉悅度表示，喚醒維度用激動度表示。

為了更好地了解人們對不同特征夜景照明的感知偏好，已有學者進行了相關實證研究。Fotios等研究發現，在步行空間中明亮的光源會給人帶來更高的安全感，不均勻的光源則會降低人的安全感[7]。Hanyu通過觀察大學校園的20個真實夜間地點的照片，進行了包括愉悅度、緊張度、喚醒度等在內的6個情感指標的評級，發現明亮的、均勻的照明會有更高的評價[8]。在光色方面，張明宇等進行不同光色照明的量化研究，發現光色的冷暖對人的感知偏好評價具有重要影響[9]；Rahm等發現，相比暖色光，冷色光的戶外夜間環境會給游人帶來更大的喚醒度，但暖色光環境會帶來更高的愉悅度[10]；Pea等研究表明，白色光能給人帶來更高的安全感[11]。Nasar等通過對不同光環境下的廣場照片進行感知偏好評分后發現，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]。這些研究多是針對街道、居住區或建筑環境進行的研究，游人對公園綠地的游憩光環境是否與對這些公共場所的需求一致還不清楚。

本文根據城市公園道路景觀實地調查，選擇直行，彎曲和臨水3種類型的公園道路，基于DIALux軟件模擬建立了不同光環境特征下的城市公園綠地道路(3種不同照度，2種光色及場所照度均勻與否)共計36張道路景觀圖片。通過網絡問卷調查，分析游人對不同光環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境設計與管理提供理論依據。

1 研究方法

1.1 場景拍攝與情景模擬設計

本文對徐州市綜合性公園云龍公園的夜間道路景觀進行了實地調查，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，道路兩側均為樹木；第3種是寬度為6m的直行臨水道路，一側為樹木，一側為湖面。利用SketchUp和DIAlux軟件對3種道路景觀進行場景模擬得到3張基礎圖片；根據《城市夜景照明設計規范》中提出的公園內綠地照明的最低照度值和活動場地標準要求，分別為3張基礎道路圖片賦予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種光環境特征，即照度均勻與否，得到36張圖片，見圖1。圖片均使用統一燈具，根據實地考察，燈具安裝在地面上方2.5m處，本研究主要通過增減路燈數量以調整路面樹木陰影來反映路面照度的均勻性。

圖1 具有不同光環境特征的36張照片

1.2 評價指標選取與問卷設計

已有研究表明，對彩色圖片與真實空間的偏好評級(如愉悅度、放松度或隱私性)之間存在一致性[13]，因此本研究以創建的36張圖片為感知偏好評價對象。為避免評價人員疲倦對評價結果的影響，本研究根據場景特征將36張圖片分成3份，設計了3份網絡調查問卷，每份問卷中包含12張圖片。根據前人研究[3]，感知偏好評價指標選擇情緒、心理和視覺3方面，共計6項指標，情緒指標包括愉悅度和平靜度2項，心理指標包括放松度和安全度2項，視覺指標包括清晰度和舒適度2項。每份調查問卷均包含2部分內容，評價人員的基本信息即性別、年齡與受教育水平；感知偏好評價，采用語義差異法和7級李克特量表進行評價，對隨機排列的12張具有不同光環境特征的綠地道路場景圖片進行感知偏好評價。

1.3 評價過程與數據處理

Villa等研究發現，在多于100人的調查樣本中將會消除不同照明條件下場景模擬圖片與實際環境之間的偏差[14]。因此在本次實驗中，每份問卷將以回收至少100份有效問卷為標準。問卷通過問卷星進行線上發放，并限定1個IP地址只允許填寫1份問卷。評價人員在打分之前，可以對12張圖片進行整體預覽，對所測評的圖片整體了解后進行打分，得分均采取平均值處理。

采用SPSS 17.0軟件進行相關統計分析。本文通過多因素方差分析方法，研究了游人對具有不同光環境特征的夜間公園道路在視覺、心理、情緒3方面的差異；采用相關性分析與逐步線性回歸分析了對游人感知偏好具有重要影響的道路特征和光環境特征。

2 結果分析

本次問卷共收回327份，去除填寫時間少于60s的問卷21份，最終有效問卷306份。問卷平均用時3min。在本次調查問卷的受訪者中，共計男性107人，占比35%；女性199人，占比65%；女性大于男性。年齡區間主要分布在18～25歲，占總數的90%。

問卷信度即問卷的可靠程度，通常用度量統計量Cronbach α系數作為信度的評判標準[15]，信度分析方法是分析問卷的主題是否符合調查者的要求和調查數據可靠性的專用統計方法。通過SPSS信度分析得出，此次問卷克隆巴赫系數均大于0.9，說明本文的研究數據信度質量較高，可用于對本文研究進一步的數據研究分析，見表1。

表1 問卷可信度分析

2.1 道路類型對游人感知偏好評價的差異分析

游人對3種道路類型的感知偏好評分值分布于3～4分，6項指標評價中得分排序均為臨水路>直路>彎路，見圖2，在多因素方差分析中，不同道路類型的感知偏好評分達到顯著差異，見表2。游人對臨水路的感知偏好評分均顯著高于直路和彎路，對直路的感知偏好評價中，舒適度，愉悅度，平靜度和放松度要顯著高于彎路圖片，而對于清晰度和安全度指標，直路和彎路之間未存在顯著差異。本研究認為，可能是視野的開闊度影響了人們的感知偏好評分，因為在夜間照明條件下，臨水路的視野開闊度要顯著高于直路和彎路。

表2 不同類型道路及不同光模式下的游人感知偏好評價的差異分析

圖2 不同道路類型對游人感知偏好評價的差異分析

2.2 照明模式對游人感知偏好評價的差異分析

游人的6項指標都隨著照度的增加呈現上升的趨勢，見圖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，見表2，照度高的場景有更高的感知偏好評分。

圖3 不同照度對游人感知偏好評價的影響

在夜間道路光色感知偏好評價中，游人認為冷光比暖光會帶來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，暖光的評分更高，見圖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到顯著水平。說明在本次實驗中光色對游人感知偏好存在顯著影響，不同的光色會對游人產生不同的感知體驗，見表2。

圖4 不同光色對游人感知偏好評價的影響

燈光是否均勻對游人的感知偏好評價無顯著差異，見圖5，表2。

圖5 不同均勻度對游人感知偏好評價的影響

2.3 道路類型和照明模式對游人感知偏好評價的影響分析

分別將道路類型、光色和均勻度賦值與游人感知偏好評價進行相關性分析；道路類型賦值：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。相關性分析表明：道路類型，照度與感知偏好的6項指標均呈顯著正相關(p<0.01)；光色與舒適度、愉悅度、平靜度、放松度呈顯著正相關，與清晰度、安全感呈顯著負相關(p<0.01)；均勻度與6項指標均無顯著相關，見表3。說明在明亮和暖光的環境中會增加綠地道路的舒適度、愉悅度、平靜度和放松度，而在冷光的環境中則會增加清晰度和安全度；視野較為開闊的臨水路比直路和彎路會增加游人的感知偏好評價得分。

表3 不同道路類型、燈光模式與游人感知偏好的相關性分析

逐步回歸分析結果顯示，見表4，照度、道路類型、光色3個變量進入了回歸模型，均勻度未進入回歸模型；顯著性均小于0.05水平，調整后的R2值說明3個變量可以分別解釋游人的感知偏好評價6項指標(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個自變量之間不存在多重共線性。結果表明，照度、道路類型、光色是影響夜間公園綠地道路感知偏好評價的主要因素；這意味著照度越大，視野越開闊的綠地道路環境越能提高游人的感知偏好評價；暖光環境下游人感覺更舒適，愉悅，平靜和放松，而冷光環境增加了游人的清晰度和安全度。

表4 游人感知偏好和4個影響要素逐步回歸分析

3 結論與討論

3.1 光環境對游人感知偏好評價的影響分析

本研究通過場景模擬實驗，從照度、光色、均勻度3個方面測試了游人對夜間公園綠地不同道路類型光環境下的感知偏好評價。回歸分析顯示，照度是影響游人夜間道路光環境體驗的重要因素，與游人的感知偏好評價呈顯著正相關關系，這意味著提高綠地夜間道路的照度會提高游人的感知偏好評價，該結論與眾多研究者[8，12]結論一致；相比于暖光，游人在冷光環境中會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，暖光環境的體驗更好，這也驗證了Rahm和Pea等實驗結果；綠地道路光線是否均勻對游人感知偏好評價影響不大，這與Nasar結論不一致，可能是場景不同，因為夜間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在路面上形成陰影區域，但不會影響游人的通行。游人行走時可能更關注的是垂直照度[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對游人的感知偏好評價沒有顯著影響。另外，道路類型與游人的感知偏好呈顯著正相關關系。與彎路相比，游人在夜間更加偏好于臨水路與直路。可能的原因是，與白天相比，由于光照度降低，游人在夜間的視線受阻導致其不容易從周圍環境中獲取到信息。相比于視野開闊的直路和臨水路，彎曲的路徑隱藏了更多信息，這會讓游人感到更危險，因此在夜間，游人對彎路的感知偏好評分相對較低。

3.2 提升游人游覽體驗的優化策略

為創建更舒適安全的夜間綠地道路環境，本文通過對影響游人感知偏好因素的分析，對今后綠地夜間道路的設計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行游憩活動的最重要條件。明亮的光線會增加環境的清晰度和舒適度，給游人帶來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提高照度水平，充分依據城市綠地特色，將路、景、光三者進行綜合并優化，提高游人夜間游覽的體驗。

不同光色會營造具有不同氛圍的光環境，影響游人的視覺，心理和情緒體驗。根據實驗結論，冷色光可以提高夜間道路的清晰度和安全度，而暖光給游人帶來更高的愉悅和舒適感，讓人平靜和放松。因此，建議當環境照度水平較低時，設置冷光以提高清晰度和安全度；而當照度較高時，可以設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導致游人的體驗感降低，因此公園中設置的彎路，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分。綠地道路照明不需要過度強調均勻分布，在保障光照強度的基礎上可以適當減少燈具的數量，對照明進行分層次設計，突出照明的重點區域與細節區域，構建優美、舒適的公共空間夜景觀。

3.3 不足與展望

本研究沒有對游人在夜間綠地道路的游憩行為進行調研，進行不同游憩活動的游人對道路光環境的要求是否具有一致性無法確定；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光環境需求的差異，可能導致結論有所偏差；本研究僅針對游人對夜間綠地道路光環境進行了研究，游人對其他活動場地如廣場、休息場地等光環境的需求還不能確定。因此，后續研究會針對不同年齡，性別等游憩人群以及跑步、賞景等不同游憩活動人群對夜間綠地不同場地的光環境需求進行深入研究。