基于模糊綜合評(píng)價(jià)法的城市水系景觀評(píng)價(jià)研究

基于模糊綜合評(píng)價(jià)法的城市水系景觀評(píng)價(jià)研究

1城市水系整治面臨的問(wèn)題城市水系是城市的重要綠色通道，也是城市自然因素最密集、自然過(guò)程最豐富的地區(qū)。然而，自辛亥革命以來(lái)，城市水系一直被掠奪并使用。隨著后工業(yè)時(shí)代的開始，城市水系的生態(tài)價(jià)值和審美價(jià)值才受到重視。眼下遍布全國(guó)的城市水系整治即是對(duì)過(guò)去的一種反思,但在實(shí)際操作過(guò)程中,往往設(shè)計(jì)效果達(dá)不到公眾的要求。因此選擇城市水系景觀評(píng)價(jià)作為本文案例研究,具有一定的實(shí)際意義。1.1城市水系景觀評(píng)價(jià)的基本法城市水系景觀的評(píng)價(jià)屬于多因素綜合評(píng)價(jià),即城市水系的景觀質(zhì)量同多個(gè)因素相關(guān),但是每個(gè)因素對(duì)景觀總體質(zhì)量的影響又是不一樣的,因此確定影響景觀質(zhì)量的因素及其各因素所影響景觀質(zhì)量的程度是景觀評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容。筆者咨詢了規(guī)劃、生態(tài)、景觀、建筑等方面的專家,可以確定影響城市水系景觀評(píng)價(jià)的最基本要素有:河流岸線形態(tài)、濱河植被、河岸類型、河岸坡度、河流寬度、水面高度、視域開闊度、河流清澈度、濱河建筑、其他景觀小品等因素以及天氣等偶發(fā)因素。采用模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行城市水系景觀評(píng)價(jià)首先要確定影響因素構(gòu)成因素集。為了保證研究結(jié)果對(duì)景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義,故排除了天氣條件等偶發(fā)因素及河流清澈度等具有共識(shí)的因素,本文實(shí)際用于模糊綜合評(píng)價(jià)的因素包括:河流岸線形態(tài)、濱河植被、河岸類型、河岸坡度、河流寬度、水位高低、視域?qū)拸V度等,構(gòu)成了因素集B(表1)。對(duì)于各個(gè)因素內(nèi)的各種可能情況,采用手繪和計(jì)算機(jī)圖形模擬的方法制成圖片供公眾評(píng)價(jià),而同時(shí)將圖中其他無(wú)關(guān)因素抽象化表達(dá),以減少干擾。1.2景觀質(zhì)量隸屬度u隸屬函數(shù)及其確定是模糊數(shù)學(xué)中最重要、最基本的量。在實(shí)際應(yīng)用中,它的確定方法主要有模糊統(tǒng)計(jì)法、德爾菲法、對(duì)比排序法、綜合加權(quán)法等等,當(dāng)然也可以直接使用常見(jiàn)的規(guī)則的隸屬度函數(shù),但必須知道變量的確定量度和意義。本文采用的是模糊統(tǒng)計(jì)方法,以河道彎曲度A為例,其具體操作過(guò)程描述如下:對(duì)于A的三種典型情況“直線型”A,、“略有彎曲”A2、“比較曲折”A3,給定一個(gè)評(píng)語(yǔ)集(很喜歡、喜歡、一般、不喜歡),讓被調(diào)查對(duì)象根據(jù)自己的感覺(jué)來(lái)對(duì)A的每一種情況進(jìn)行判斷選擇,并給定評(píng)語(yǔ)集合的一個(gè)加權(quán)因子P=[0.95,0.7,0.5,0.05]。定義頻數(shù)為公眾選擇該項(xiàng)評(píng)語(yǔ)的人數(shù),若Ai的評(píng)語(yǔ)頻數(shù)為A=[a1,a2,a3,a4,則L的景觀質(zhì)量隸屬于“好”的隸屬度為:在本研究中,對(duì)于整體城市水系景觀評(píng)價(jià)采用了8張實(shí)景照片Z1～Z8供公眾在同樣的評(píng)語(yǔ)集內(nèi)做選擇。實(shí)景照片的選擇要考慮到盡量體現(xiàn)各個(gè)因素及各個(gè)不同類型的組合,對(duì)公眾評(píng)價(jià)結(jié)果也采取類似的統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法,得出整體景觀質(zhì)量隸屬度。本研究最后采用了網(wǎng)上問(wèn)卷調(diào)查方式,共獲得有效樣本115個(gè)。其統(tǒng)計(jì)結(jié)果和隸屬度計(jì)算結(jié)果如表2、3所示。1.3模糊關(guān)系方程由于對(duì)于一個(gè)景觀的總體評(píng)價(jià)是對(duì)單個(gè)影響因子進(jìn)行綜合的結(jié)果,并且每個(gè)因子對(duì)于總體評(píng)價(jià)結(jié)果的影響是不同的,令A(yù)為因子權(quán)重矩陣,B為不同景觀個(gè)體的單個(gè)因素模糊關(guān)系矩陣,C為總體評(píng)價(jià)的結(jié)果,則有下面的模糊關(guān)系方程:B、C的結(jié)果已經(jīng)通過(guò)模糊統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)獲取,A則可以通過(guò)上述的方程來(lái)求解A在實(shí)際的應(yīng)用中有著重要的意義,它反映了單個(gè)因素對(duì)景觀整體的影響程度為了盡量避免樣本之間的相似性,使樣本的單因素組合具有的多樣性和完整性,在本研究中選擇Z1、Z2、Z3、Z4、Z6為計(jì)算樣本,令A(yù)=1,x2,x3,x4,x5,x6,x7]T,得到如下的模糊關(guān)系方程:2評(píng)估的結(jié)果和意義2.1駁岸的類型不同。主要受公眾滿意通過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)的結(jié)果,可以看出公眾對(duì)城市水系各項(xiàng)要素類型的偏好情況。調(diào)查顯示,公眾喜歡比較彎曲的河流,河濱最好能有一些喬灌木。在河岸類型方面,越是采用接近自然類型的河岸砌筑方式,越是能夠受到公眾歡迎,而且公眾普遍要求河岸坡度平緩,以便讓人們可以方便地親近水面,這一點(diǎn)同樣可以從水位高度的隸屬度上得到證實(shí)。另外,公眾明顯喜歡視域?qū)挸ǖ某鞘泻恿?但對(duì)于河流寬度則并不特別在意?？傮w上說(shuō),公眾希望城市河流是引入城市的自然景觀,而不希望它處處顯現(xiàn)出人工砌筑的痕跡。由此可見(jiàn),公眾的要求與今天專家們所呼吁的發(fā)揮城市河流綠色廊道作用是一致的。2.2整體景觀效果對(duì)比在獲得各個(gè)因素隸屬度的基礎(chǔ)上,通過(guò)求解模糊關(guān)系方程,獲得了公眾心中影響景觀質(zhì)量各因子的重要度。從權(quán)重矩陣中可以看出,B組濱河植被因素和D組河岸坡度因素是影響景觀質(zhì)量最重要的因子。尤其出人意料的是,河岸坡度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他因素而成了最具重要性的因素,其中可以讓人們直接接近水面的緩坡D4隸屬度高達(dá)0.8,合理解釋了整體景觀Z5(圖2)和Z8(圖3)隸屬度較高的原因。這一結(jié)果充分反映了公眾對(duì)于親水度的需求,而目前大量城市水系改造工程,包括一些對(duì)防洪要求不高的河流改造工程往往都修起高高的河岸,拒公眾于河流之外,同時(shí)把重點(diǎn)放在了修飾河岸及其濱河園林景觀上。通過(guò)對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行模糊分析可以發(fā)現(xiàn),這類做法把城市水系變成了觀賞對(duì)象,而無(wú)法建立人與水之間自然和諧的共存關(guān)系,從而導(dǎo)致了公眾評(píng)價(jià)不高,可謂是舍本逐末。并且可以將公眾含糊的評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)計(jì)要求,以直接指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。與其他景觀評(píng)價(jià)方法不同,通過(guò)模糊數(shù)學(xué)的方法可以明確影響景觀質(zhì)量各因子的權(quán)重矩陣,而以往的其他方法則難以從公眾評(píng)價(jià)中獲得此類信息。這一權(quán)重矩陣可以使景觀規(guī)劃者在資金、地形等條件限制下,選擇對(duì)景觀質(zhì)量意義較大的因素進(jìn)行改進(jìn),因此具有重要的實(shí)際意義。并且在已知特定區(qū)域內(nèi)公眾景觀評(píng)價(jià)的因子矩陣和權(quán)重矩陣的情況下,可以直接求得不同規(guī)劃方案的“美景度”,從而方便了規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的篩選,使決策過(guò)程能在公眾參與的前提下更加科學(xué)。3應(yīng)用效果及展望本文使用模糊數(shù)學(xué)方法用于景觀評(píng)價(jià)中,獲得了一些非常有價(jià)值的結(jié)果,但在實(shí)際應(yīng)用中也遇到了一些問(wèn)題值得探討。(1)因子篩選過(guò)程中存在的問(wèn)題城市水系景觀綜合評(píng)價(jià)是一個(gè)多因子評(píng)價(jià)過(guò)程,但是因子初步篩選過(guò)程中仍可能遺漏一些對(duì)景觀評(píng)價(jià)產(chǎn)生較大的影響的因素,例如水系周圍用地類型、濱水建筑風(fēng)格等。本文所做的研究為了獲得具有普遍意義的結(jié)果,而無(wú)法面面俱到。在實(shí)際應(yīng)用于某一特定河段景觀評(píng)價(jià)時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況篩選一些相關(guān)因子,同時(shí)排除某些無(wú)法通過(guò)景觀規(guī)劃和設(shè)計(jì)改變的因素,如河流寬度等,從而使景觀評(píng)價(jià)更加具有實(shí)用性。(2)被調(diào)查對(duì)象的代表性本研究采用了網(wǎng)上調(diào)查的方式,使整個(gè)數(shù)據(jù)獲取過(guò)程快捷準(zhǔn)確。自愿參加的被調(diào)查者背景情況基本符合經(jīng)常上網(wǎng)人群的特征,但與普通公眾仍有差距,其景觀評(píng)價(jià)結(jié)果不能完全代表整體公眾的偏好。對(duì)于上網(wǎng)人群以及不同年齡、性別、學(xué)歷等人群的景觀評(píng)價(jià)差異性值得進(jìn)一步研究。(3)景觀可視化表達(dá)的問(wèn)題各個(gè)景觀要素以及整體景觀的可視化表達(dá)方法還值得改進(jìn)。對(duì)于各個(gè)景觀要素來(lái)說(shuō),對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)評(píng)價(jià)時(shí),應(yīng)保持畫面上其他因素的一致。而且整體水系景觀應(yīng)該是一個(gè)動(dòng)態(tài)和雙向的過(guò)程,本研究中無(wú)法兼顧此類評(píng)價(jià)。有兩種方法可以使可視化表達(dá)方法得到改進(jìn):一是采用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),單獨(dú)提取某因素進(jìn)行分類變化,并實(shí)現(xiàn)對(duì)整體景觀的動(dòng)態(tài)模擬;二是限定需改造的地段進(jìn)行評(píng)價(jià),這樣可以除去大量對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)無(wú)用的因素,將調(diào)查范圍限定在可改造的范圍之內(nèi),同時(shí)讓公眾進(jìn)行實(shí)景評(píng)價(jià),其結(jié)果將更可靠。作為一種新的景觀評(píng)價(jià)方法,在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還會(huì)遇到這樣或那樣的問(wèn)題。但通過(guò)以上研究可以證明,模糊數(shù)學(xué)在景觀評(píng)價(jià)和公眾參與領(lǐng)域必定會(huì)有更多的運(yùn)用,從而更好地指導(dǎo)具體的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。2.3采用模糊數(shù)學(xué)方法進(jìn)行景觀評(píng)價(jià)的意義通過(guò)模糊數(shù)學(xué)的方法,簡(jiǎn)化了景觀評(píng)價(jià)的過(guò)程而為公眾所接受,模糊關(guān)系方程的求解是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題,現(xiàn)在尚無(wú)十分有效的方法。本研究中采用了由我國(guó)