車速景物公路動(dòng)態(tài)中人動(dòng)態(tài)景觀景觀設(shè)計(jì)中的動(dòng)態(tài)特性理論研究

摘要：本文從國內(nèi)外公路景觀設(shè)計(jì)現(xiàn)狀入手，對公路動(dòng)態(tài)景觀設(shè)計(jì)元素、基于動(dòng)態(tài)特性的公路景觀設(shè)計(jì)理論等內(nèi)容進(jìn)行了探討,旨在研究高效、經(jīng)濟(jì)、人性化的公路景觀設(shè)計(jì)方法，以提高公路景觀設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。關(guān)鍵字：公路；景觀設(shè)計(jì)；動(dòng)態(tài)特性；美感特性；景觀敏感度0.引言優(yōu)美、和諧的公路景觀對于保障車輛的行駛安全，提高司乘人員的舒適性，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展具有重要意義。近年來，我國公路建設(shè)突飛猛進(jìn),2004年，全國公路通車?yán)锍踢_(dá)187.07萬公里，居世界第四位，。其中高速公路3.43萬公里，列世界第二位，有力的支撐了國民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，但與此同時(shí)，公路建設(shè)帶來的生態(tài)破壞、景觀割裂以及由此引發(fā)的交通事故等負(fù)面影響日益凸現(xiàn)，對我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。。因此，對公路沿線進(jìn)行環(huán)境保護(hù)和景觀設(shè)計(jì)，。成為我國公路建設(shè)中的迫切任務(wù)。國內(nèi)外公路景觀設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及存在的問題西方發(fā)達(dá)國家的公路景觀設(shè)計(jì)總體上可以分為三個(gè)階段:第一階段，僅注重提高道路的通行能力,確保行車安全通暢,主要著眼于道路線形設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、力學(xué)計(jì)算等公路本身的建設(shè)，尚未提出系統(tǒng)的公路景觀設(shè)計(jì)理論；第二階段，開始重視道路以外的附屬設(shè)施、環(huán)境保護(hù)、管理等配套設(shè)施建設(shè),使道路的功能得以更充分地發(fā)揮，但公路景觀設(shè)計(jì)大多作為環(huán)境保護(hù)的一部分提出，初步的公路景觀設(shè)計(jì)理論開始出現(xiàn)；第三階段，著眼于道路的多功能利用，不僅使用路面,還利用立體空間(諸如立體交叉及地下空間)，公路景觀設(shè)計(jì)理論出現(xiàn)與其他學(xué)科相互融合的態(tài)勢?，F(xiàn)代公路景觀設(shè)計(jì)正在成為一門涵蓋土木工程學(xué)、生態(tài)學(xué)、計(jì)算機(jī)、植物學(xué)、美學(xué)、心理學(xué)等諸多學(xué)科的邊緣性科學(xué)，公路景觀成為信息化時(shí)代的多信息載體。當(dāng)前國內(nèi)外公路景觀設(shè)計(jì)中存在的問題主要有以下方面：公路景觀設(shè)計(jì)滯后于路基路面及其他附屬設(shè)施的設(shè)計(jì),有的甚至忽視了景觀設(shè)計(jì),條塊分割,人工雕鑿痕跡明顯。許多已經(jīng)出版的書籍和已經(jīng)成文的規(guī)定都把公路的景觀設(shè)計(jì)等同于“美化設(shè)計(jì)”或“綠化設(shè)計(jì)”。設(shè)計(jì)中過分注重形式美,對司乘人員實(shí)際的景觀體驗(yàn)重視不足。設(shè)計(jì)者常采取傳統(tǒng)的園林景觀設(shè)計(jì)手法來設(shè)計(jì)公路景觀，許多公路被“裝飾”成富麗堂皇的綠化帶；缺乏全局意識(shí),。過分注重形式美,忽視了人們在車輛高速運(yùn)動(dòng)中的景觀體驗(yàn),造成過往旅客和駕駛?cè)藛T眼花繚亂,易產(chǎn)生視覺疲勞和不良情緒?；趧?dòng)態(tài)特性的公路景觀設(shè)計(jì)的基本思想公路沿線的周邊環(huán)境不僅要滿足交通功能，而且還應(yīng)該賦予人們優(yōu)美、宜人的景觀視覺。公路的景觀設(shè)計(jì),一方面要強(qiáng)調(diào)公路與沿線的自然環(huán)境、交通設(shè)施、車輛等的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，使公路成為環(huán)境的一部分，實(shí)現(xiàn)與自然環(huán)境的和諧；另一方面也要強(qiáng)調(diào)根據(jù)車輛高速行駛的動(dòng)態(tài)特點(diǎn),。實(shí)時(shí)調(diào)整景觀的表現(xiàn)形式，既滿足靜態(tài)視覺的要求,同時(shí)也滿足車輛行駛中人的動(dòng)態(tài)視覺的要求，為司機(jī)和乘客提供實(shí)時(shí)變化的審美效果。動(dòng)態(tài)中人的景觀尺度感、動(dòng)態(tài)中人對環(huán)境的參與特點(diǎn)和人的心理感受是公路景觀設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的因素,公路景觀設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮人的視覺及行為特點(diǎn)，滿足動(dòng)態(tài)變化的要求。?；趧?dòng)態(tài)特性的公路景觀設(shè)計(jì)方法是指根據(jù)司乘人員的動(dòng)態(tài)視覺特性,充分考慮行車速度對景觀尺度、人的美感特性、景觀組合方式等方面的影響,從人的動(dòng)態(tài)體驗(yàn)出發(fā),對公路沿線各種景觀要素進(jìn)行組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)。公路景觀設(shè)計(jì)面對的關(guān)鍵問題是如何處理速度（V）、時(shí)間（T）與景觀效果的關(guān)系問題。這里的V和T不是傳統(tǒng)物理學(xué)意義上的車速和時(shí)間，不能簡單的理解為兩地之間的位移跟速度和時(shí)間的線性關(guān)系。動(dòng)態(tài)景觀設(shè)計(jì)理論對 V、T的理解，需從景觀設(shè)計(jì)角度進(jìn)行如下闡釋：以車輛為參照物， V可以理解為公路景觀以及與公路相關(guān)的自然景觀（包括大地景觀、氣象景觀、植物季相變化景觀等）、人文景觀（城市、河堤、名勝古跡等）的不斷運(yùn)動(dòng)；T應(yīng)該理解為上述一系列運(yùn)動(dòng)景觀的動(dòng)態(tài)組合。也可以這樣表述：公路景觀設(shè)計(jì)應(yīng)該營造出一系列閃現(xiàn)在人視野中猶如電影膠片般的動(dòng)態(tài)、連續(xù)的畫面。由于公路上的車輛一般都會(huì)經(jīng)歷起步、提速、持速運(yùn)行、減速、再提速、再持速運(yùn)行,,這樣一系列不斷反復(fù)的運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)的，這一系列動(dòng)態(tài)畫面景觀也經(jīng)歷著同樣的運(yùn)動(dòng)和變化， 設(shè)計(jì)人員進(jìn)行公路景觀設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮這種變化，區(qū)分具體情況下人的不同視覺感受，而不能采取一刀切式的設(shè)計(jì)?；趧?dòng)態(tài)特性的公路景觀設(shè)計(jì)基本要素動(dòng)態(tài)中的景觀敏感度景觀敏感度是指景觀引起人們注意力難易程度的量度，相對于靜態(tài)景觀而言，車輛行駛過程中，公路景觀的動(dòng)態(tài)敏感度在很大程度上將會(huì)被弱化，因此，欲使道路景觀對行駛中的司乘人員起到與靜態(tài)相同的視覺效果， 就必須通過專門設(shè)計(jì)，國彌補(bǔ)車速對動(dòng)態(tài)景觀敏感度的弱化影響。動(dòng)態(tài)中景觀敏感度（S）的大小和車速（V）、司乘人員前方視野中能清晰辨認(rèn)景物的最大距離（DmaX、清晰辨認(rèn)景物的最小尺度（Hmin）、路側(cè)能清晰辨認(rèn)景物的最小距離（Dmin）四大因素密切相關(guān)，其關(guān)系可用下式表示：S=f（v,Dmax,Hmin,Dmin）根據(jù)相關(guān)研究成果，為了達(dá)到最佳動(dòng)態(tài)景觀敏感度（SmaX，不同車速（v）與Dmax,Hmin,Dmin之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，見表1。表1車速（v）與Dmax,Hmin,Dmin關(guān)系表（Table.2relationamongspeed-v,Dmax,HminandDmin）V（km/h）2060100140DmaX前方視野最大晰辯距離（n）150370660840Hmin前方視野晰辯最小物質(zhì)尺度（m）0.351.102.003.00Dmin路側(cè)晰辯最小距離（m）1.715.098.5011.9以限速60km/h為例（當(dāng)處于特定路段比如起步區(qū)、隧道內(nèi)、急彎區(qū)時(shí)，需慢速行駛），司機(jī)前方的景觀或景觀單元的最遠(yuǎn)距離不應(yīng)大于 370m不應(yīng)小于5.09m;它們的高度應(yīng)大于1.10m。當(dāng)景觀或景觀單元的三維尺度超出這些閾值時(shí)，司機(jī)的景觀敏感度為零，即對這個(gè)速度下行駛的司機(jī)來說是“視而不見”的。導(dǎo)致動(dòng)態(tài)中景觀敏感度變化的因素很多，除了本文列出的 v、DmaxHmin、Dmin等四大因素外，敏感度的變化還受景物表面相對于視線的坡度、景物在視域內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)率、景物的色彩、質(zhì)感、明度和人的視力、情緒以及天氣的變化等很多不確定因素的影響，由于篇幅所限，本文不再詳細(xì)敘述。動(dòng)態(tài)中人的景觀尺度感靜態(tài)中人的景觀尺度感是在人的生活起居中形成的， 包括人的對周圍環(huán)境形成的空間感、場所感，一般是宜人的小尺度；而在車輛行駛情況下，車輛的運(yùn)行使人們對公路沿線景觀的尺度感發(fā)生了變化，進(jìn)而帶來道路與周圍環(huán)境產(chǎn)生新的比例關(guān)系，路邊景物一晃而過，只有尺度較大的物體才能看清，這種大體量的景觀尺度是人們視覺的需要，符合動(dòng)態(tài)中人的心理感知和生理特點(diǎn)。高速行駛下的汽車只有穿行于大尺度的景觀空間，司乘人員才能產(chǎn)生融入自然的感覺而不是被排斥感，所以，動(dòng)態(tài)中人的景觀尺度感常是宜車的大尺度。因此，公路景觀設(shè)計(jì)中景觀尺度的確定，應(yīng)充分考慮動(dòng)態(tài)中人的視覺、心理和生理的變化，根據(jù)路段的性質(zhì)、車速等因素來綜合確定。動(dòng)態(tài)中人的視覺特性（1）公路上司乘人員的視點(diǎn)一直以一定的速度在運(yùn)動(dòng)，對景觀的視覺感受也在不斷地變化，在不同的路段環(huán)境中視覺感受是不一樣的。在直線路段 ,沿前進(jìn)的方向，視線正前方的畫面呈單滅點(diǎn)，且視點(diǎn)在該畫面上的位置保持不動(dòng)，兩側(cè)景物稍瞬即逝；在曲線段，視線正前方的畫面變?yōu)殡p滅點(diǎn)，畫面雖在不斷地變化，但因視野開闊，視覺停留的時(shí)間較長；而在互通式立交的匝道上，視點(diǎn)沿著某一半徑的圓弧運(yùn)動(dòng)，圓心部位往往是視線的焦點(diǎn)，視覺停留的時(shí)間最長。（2） 根據(jù)人機(jī)工程學(xué)（HumanEngineering）理論,行人在街上行走或在車輛低速行駛時(shí)，眼睛視力最強(qiáng)的部分看到物體細(xì)節(jié)時(shí)的視場角為 3°,如集中精力觀察某物體時(shí)人眼的舒適角度為18°,有些情況下人們觀察物體時(shí)頭部不動(dòng)而需轉(zhuǎn)動(dòng)眼球,一般眼睛容易轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為30°,其最大界限為60°,如看不清,在身體不動(dòng)情況下轉(zhuǎn)動(dòng)頭部，視場角范圍可擴(kuò)大40°?120°。公路上的司機(jī)和乘客,隨著速度逐漸提高，頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的可能性也漸漸變小，注意力被吸引在車道上視域會(huì)越來越窄，注視點(diǎn)也會(huì)逐漸變遠(yuǎn)。（3）駕駛員只有在慢速的情況下才能觀察到街道兩旁的景物 ，車速越大，駕觀員和乘客對面不容易注意到的范圍就越大，當(dāng)景物相對運(yùn)動(dòng)很快時(shí)，現(xiàn)象連續(xù)而且不清楚，一旦辨認(rèn)不清就失去了機(jī)會(huì)。根據(jù)相關(guān)研究，至少需要5秒的注視時(shí)間人們才能獲得景物的清晰印象，也就是從開始注視到看清楚必須有一定時(shí)間。5秒注視時(shí)間獲得景物印象的車速與距離關(guān)系如表 2。表2五秒注視時(shí)間獲得景物印象的車速與距離關(guān)系（Table.1relationbetweenspeedanddistaneeaboutfiveminute'simage）車速/km.h-120406080100距離/m8.5516.9525.4533.9542.5若公路干道車速為80?100km/h,從表1可以看出辨認(rèn)距離為33.95?42.5m。而單向道路一般為三車道，寬度為9?11m,順行車輛是無法看清路邊景物的，因此只有加大景觀的尺度才能滿足要求。 而公路服務(wù)區(qū)內(nèi)道路是生活性的，公路出入口空間是集散性的，均以低速交通方式為主 ，景觀設(shè)計(jì)時(shí)要優(yōu)先考慮人的靜態(tài)視覺特性。:5］、一些專家將這些方法分為計(jì)值評(píng)價(jià)（定量評(píng)價(jià)）和優(yōu)先性評(píng)價(jià)（定性評(píng)價(jià)）。實(shí)際評(píng)價(jià)中，兩種方法經(jīng)常交互使用、相得益彰。例如：在一般描述性方法基礎(chǔ)上通過評(píng)分法或者問卷清單法而使評(píng)價(jià)過程和結(jié)果得到簡化；一些主觀性指標(biāo)的分級(jí)計(jì)分需要通過描述性方法來實(shí)現(xiàn)。

4.3工程實(shí)踐中使用的方法 基于工程實(shí)踐中對準(zhǔn)確性、操作性、及時(shí)性的綜合考慮，可以在描述法識(shí)別敏感點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用以下較為簡單有效的指標(biāo)評(píng)價(jià)方法。4.3.1景觀影響因子描述景觀影響因子主要包括敏感度因子和協(xié)調(diào)度因子， 其中敏感度因子包括影響人口、視頻、醒目程度、相對距離和相對坡度五個(gè)影響因子。 敏感度因子如下：影響人口：主要包括在該敏感點(diǎn)內(nèi)活動(dòng)的流動(dòng)人口或固定人口。 敏感點(diǎn)的影響人口越多，其景觀影響的敏感度相應(yīng)越高； 視頻：工程項(xiàng)目在某敏感點(diǎn)觀景者視域內(nèi)出現(xiàn)的幾率越大則其景觀影響的作用時(shí)間長，景觀影響的敏感度就越高（或?yàn)橹苓吘坝^在道路使用者視域內(nèi)出現(xiàn)的幾率）。視頻這一景觀敏感度因子，可以通過測定該敏感點(diǎn)內(nèi)可觀察到工程項(xiàng)目的面積與敏感點(diǎn)總面積的比值來確定:6］、醒目程度Sc：某些獨(dú)特的造型地貌，不同的景觀元素邊緣交錯(cuò)地帶，都是較為醒目的區(qū)域，可根據(jù)具體情況確定醒目程度這一敏感度因子的等級(jí)及取值。相對距離 Sd：工程項(xiàng)目相對于敏感點(diǎn)的距離越近， 景觀敏感度就越高。設(shè)定一標(biāo)準(zhǔn)距離，通過景觀與觀景者的距離和它的比較來確定相對距離的等級(jí)， 依據(jù)這一等級(jí)可以確定相對距離這一敏感度因子的取值；相對坡度Sa：工程項(xiàng)目相對于敏感點(diǎn)視線的坡度越大，工程項(xiàng)目被看到的部位和被注意到的可能性就越大， 敏感點(diǎn)可能受到的來自工程項(xiàng)目的沖擊也就越大。 可以通過設(shè)定一標(biāo)準(zhǔn)坡角，通過實(shí)際坡角與它的比較來確定相對坡度的等級(jí)， 進(jìn)而根據(jù)這一等級(jí)確定相對坡度這一敏感度因子的取值。:7］、可以通過坡角a或者坡角的正弦值Sina進(jìn)行比較和分級(jí)。 其中，對于影響人口因子Sp,當(dāng)評(píng)價(jià)對象為具有重大景觀欣賞、歷史價(jià)值時(shí)，應(yīng)考慮公眾關(guān)注度，其評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不限于周邊有直接影響的人群的多寡， 還應(yīng)考慮在社會(huì)上引起反響的程度。 對于醒目程度因子Sc和相對距離因子Sd的影響應(yīng)分路段考慮車速不同情況下的視覺效果，之所以考慮這點(diǎn)，是因?yàn)樵趨f(xié)調(diào)性問題上，工程項(xiàng)目與周邊景觀二者之間是互相影響的。 城市快速路景觀的動(dòng)視力特性研究視覺是人認(rèn)識(shí)外界、 判斷外物的物理特征的基礎(chǔ)。道路景觀是視覺藝術(shù)，我們在城市快速路上所獲得的景觀感受直接受我們視力特性的限制。 在快速路上的觀察是人在連續(xù)運(yùn)動(dòng)中的觀察，我們將搭乘機(jī)動(dòng)車交通過程中乘客的視力稱之為 動(dòng)視力”因此，探討城市快速路的景觀，需要我們對人的動(dòng)視力特性深入研究。 當(dāng)我們在運(yùn)動(dòng)中想要看清楚什么東西時(shí)，就會(huì)停下來仔細(xì)觀察。 走馬觀花中我們只能獲得物體的大概印象。因?yàn)椋?我們的感官適于感受和處理運(yùn)動(dòng)速度在 1?4 /s以下的對象。如果運(yùn)動(dòng)速度增加，觀察的細(xì)節(jié)和處理信息的能力就會(huì)下降。不同車速對乘客辨認(rèn)距離有很大影響，當(dāng)車輛以 60km/h速度行駛時(shí)可看清前方370m處的標(biāo)志，而車速增加到 80km/h,則辨認(rèn)距離為500m.對交通環(huán)境而言，就是車速增大景觀元素的尺度也應(yīng)加大。所以研究動(dòng)視力與車速的關(guān)系，對城市快速路景觀研究有重大的理論價(jià)值。 另外，人的視野也會(huì)隨著車速的變化而變化， 當(dāng)車速增加時(shí)，人的注意力集中點(diǎn)前移，視野范圍逐漸變小。注意力集中點(diǎn)和視野、 車速關(guān)系試驗(yàn)顯示：車速的變化還會(huì)引起人對道路兩側(cè)景物的觀察的變化，當(dāng)車速為 64km/h時(shí)，能看清兩側(cè)24m之外的物體，而車速在90km/h，則需在33m以外才能看清，小于上述距離則無法看清。這一點(diǎn)是快速路景觀規(guī)劃過程中的一個(gè)重要影響因素， 對于在快速路兩側(cè)建設(shè)防護(hù)設(shè)備、綠化帶遮蔽的強(qiáng)度有決策性影響。協(xié)調(diào)度因子如下： 協(xié)調(diào)度，即工程項(xiàng)目的視覺特征是否與臨近區(qū)域協(xié)調(diào)，主要體現(xiàn)在項(xiàng)目類型、設(shè)計(jì)風(fēng)格、尺寸、色調(diào)、建筑材料等方面。

432景觀影響因子屬性分析在操作中，為便于計(jì)算和比較，各影響因子均使用根據(jù)其屬性，通過分級(jí)評(píng)分并歸一化處理后得到的結(jié)果。為了便于對各個(gè)景觀影響因子進(jìn)行打分，需要確定其屬性分級(jí)。對于可定量的指標(biāo)，如影響人口、 視頻和視距等因子，可采用5級(jí)量化分級(jí)的方式進(jìn)行打分；對于不可量化的指標(biāo)，如醒目程度、協(xié)調(diào)程度等指標(biāo)，可采用 5級(jí)描述性分級(jí)進(jìn)行打分。具4.3.3景觀影響指數(shù)函數(shù)其影響的積極與否，主要取決于協(xié)調(diào)度的正負(fù)。5、重點(diǎn)工程與周圍景觀的相容性問題基于高速路和周邊景觀在風(fēng)格方面以及所體現(xiàn)的文化內(nèi)涵可能存在的差異， 應(yīng)重點(diǎn)分析重點(diǎn)工程與兩側(cè)景觀的相容性問題， 這主要取決于兩個(gè)因素：一是高速路所具有的現(xiàn)代及高科技特征；另一個(gè)是工程附近區(qū)域的景觀文化特征 （尤其中國獨(dú)特的山水化”了的景園文化的特征）及其發(fā)展的趨勢。這個(gè)分析過程可以在調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，通過一般描述性方法完成。6緩解措施和建議在景觀影響評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，提出緩解措施和建議：（ 1）為減少對自然資源的破壞，線路盡量利用地形、地貌與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)配合，少占耕地、少拆遷，高填地段采用保護(hù)與環(huán)境美化相結(jié)合的措施。充分利用地形；（