視覺景觀理論與相關實證研究綜述*

翟宇佳 何曉帆

同濟大學建筑與城市規劃學院景觀學系 上海 200092

視覺景觀理論與相關實證研究綜述*

翟宇佳 何曉帆

同濟大學建筑與城市規劃學院景觀學系 上海 200092

文章介紹了視覺景觀理論的起源與基本內容；簡述了40年來西方有代表性的相關研究；總結了視覺景觀元素的組成與解析方法、常用研究方法與重要結論；討論了建立視覺景觀元素解析框架的重要性，以及新技術與健康視角為相關研究帶來的變革；以期為未來研究與實踐提供參考。

視覺，景觀，元素，解析框架

視覺景觀理論分析使用者喜愛的景觀環境視覺特征，能直接指導景觀規劃設計和實踐。視覺景觀理論最早由環境心理學家開普蘭(Kaplan R.)于20世紀70年代提出，認為人們在物質空間中的體驗大多是一種視覺體驗[1]。后來的研究者為視覺景觀下了明確定義，即“視域中所有可見物的總合，即使這些可見物分散在不同空間區域。”[2]這一定義強調視域中所有視覺要素，而沒有區別要素的空間關系。開普蘭認為可以通過視覺景觀評價，找到人們喜愛的景觀特征[1]。研究者們認為，如果美感是景觀空間的一種屬性，通過解析景觀空間的一些物理要素組成，我們能夠解析帶來美感的景觀要素[3]，從而營造受人喜愛的景觀空間。視覺景觀品質的評價過程也就是確定不同景觀空間相對美感的過程[4]。

1 視覺景觀理論的心理學解析框架

基于視覺景觀理論，環境心理學試圖從信息與需求這一視角出發，分析人們喜愛的自然環境特性。開普蘭認為，人們在評判一個環境好壞時，是基于這一環境對我們自身狀態與功能產生的影響，也就是身處某一環境時，人們能不能出色地完成各種行為與任務[5]。如果使用者覺得一個環境能使其狀態良好，較好地完成各種行為，便會喜愛這一環境。另一方面，信息對于人類行為至關重要，我們會不自覺地被信息所吸引。理解與探索是人類所有行為中最為基礎的要素，人們喜歡能為一些最基本的行為提供信息的環境。因此，能幫助我們更好地理解與探索的環境會受到偏愛。據此，開普蘭提出了理解-探索機制，用以描述受人喜愛的環境特征[5]。

這一機制用2個維度描述受人喜愛的自然環境的特征，包括行為維度與信息維度，并基于此提出受使用者喜愛的自然環境的4種特征，包括一致性、復雜性、易識別性與神秘性。從行為維度來看，一致的、易識別的環境有助于人們的理解行為；而復雜的、有神秘感的環境則激發人們的探索興趣。信息維度把信息分為能馬上被人理解的信息，與需要進一步處理的信息。一致性指環境和諧統一，有相同的特征。易識別性指使用者可以較容易地理解并記住某一環境。充滿神秘性的環境預示前方探索的可能，同樣能激發使用者的探索行為。

2 視覺景觀元素的組成與解析

在視覺景觀品質評價過程中，研究者們提出了多個框架用以解析視覺景觀元素的組成。這些解析框架包括能應用到各種景觀空間中的普遍性框架，也包括針對特定類型景觀空間的特定框架[6]。對于普遍性景觀元素解析框架，Sheppard提出應在2個層面解析景觀元素，即空間關系與局部特征[2]。空間關系包括4個元素：全景、特征元素、圍合感、焦點。局部特征包括2個元素：遮罩(視線被頭頂物體限定)和細部特征。針對特定景觀類型，美國土地管理局提出了視覺資源管理條例[7]和7個視覺景觀元素，包括:地形、植被、水文、顏色、附近風景、稀缺性、文化影響；同時指出視覺景觀品質評價中的3個區域，包括前景/中景、背景、隱約看見的景色。在歷史小鎮的研究中，研究者指出了8種視覺景觀元素，分別為植被、地形、自然、水資源、人造元素、結構、天空、顏色[8]。鄉村景觀包括6大要素：景觀的荒野度、保存完好的人造元素、植物覆蓋率、水體面積、山體、顏色對比度[9]。在植被景觀偏好的研究中，景觀空間則被歸納為沙漠、苔原、草原、針葉林、落葉林和熱帶雨林幾種類型[10]。

3 視覺景觀理論相關實證研究

在國際期刊數據庫“Web of science”與“Elsevier”以“visual landscape”為關鍵詞搜索相關文獻，找出30篇左右的實證與理論研究總結了這些研究中涉及的景觀空間類型、視覺景觀元素解析框架，以及主要研究方法與結論。近40年來，在國際英文期刊雜志發表的相關文獻大多來自歐美地區，其中有7篇來自美國，11篇來自歐洲；20世紀90年代的文獻較少；2000年后，相關文獻數量有了顯著提高，并持續平穩增長。近幾年，來自中國的文獻數逐漸增多，共收集到4篇。

3.1 景觀空間類型

上述研究中所涉及的景觀空間類型較為豐富，可分為3類，包括自然景觀、城市景觀和半自然景觀。自然景觀指未被或受到人類輕微影響的景觀，包括原生景觀[11]、森林景觀[2]等，也包括一些恢復性景觀，例如恢復性礦區景觀[12]、生態恢復區[13]等。城市景觀研究主要涉及路旁植物[14]、城市綠地[15]與屋頂綠化[16]。半自然景觀則介于兩者之間，它們表現出較多自然屬性，也受到一定程度人為活動干擾影響，例如鄉村景觀[9,17]、城市自然公園[18]等。

3.2 研究方法

3.2.1 參與者與樣本數量

參與研究的多為居民[15,19]和學生[20-21]。樣本數量不等，既有12個參與者的小型研究[20]，也有涉及1000戶居民[22]的大型研究。多數研究的參與者數量在100人至400人之間。性別、年齡、工作類型、受教育程度等因素能影響景觀偏好，需要考慮與控制。研究中，多采用分層抽樣[23]與電話簿專業抽樣[15]的方法選取參與對象。若參與者為學生，也區別了設計類與藝術等相關專業的學生[9]。為保證隨機抽樣，通常在一周的不同時間，一天的不同時間段與不同的地點完成調查[14]。

3.2.2 景觀空間展示方法

景觀空間的展示方法主要包括文字展示[14,16]、圖片展示[19，21]、視頻展示[14]和實地體驗[14,25]4種。文字展示用文字描述景觀空間，多用于問卷調查中[16]，相比其他方法，不夠直觀生動。圖片展示通過照片或幻燈片展示景觀空間，較為方便直觀。在具體實驗時，有時會使用成對圖片比較方法[23]。通過視頻展示景觀空間[14]，與圖片展示相比，這一方法可以增加聽覺體驗，更為真實。實地體驗法則是邀請參與者進入景觀空間實地體驗與評估[24]，更為生動，但實施難度也較大。

3.2.3 景觀偏好的測量方法

參與者景觀偏好測量方法主要包括訪談法、量表法和生物傳感技術法。訪談法可通過與參與者直接訪談或發放問卷收集信息。直接訪談所獲取的信息多為定性信息，分析起來需要較長時間。通過發放問卷能獲得定量數據，方便分析，但問卷的有效率沒有當面訪談高。量表法指運用心理學的標準化問卷來測量參與者的心理狀態與景觀偏好。常用量表包括測試偏好與態度的“李克特量表”(Likert Scale)[14]，測量注意力恢復狀況的“感知恢復性量表”(Perceived Restorativeness Scale，PRS)，測量焦慮情緒的“狀態-特質焦慮問卷”(State Trait Anxiety Inventory，STAI-S)，以及測量注意力水平的“數字串倒述測試”(Digit Span Backwards，DSB)[25]等。這些標準量表經過了統計檢驗，具有較高的可信度與可靠性，且已被大量應用于心理學的相關實驗。

隨著心理學和生物學的不斷發展，新的技術手段也已大量應用在景觀偏好的測度中。生物傳感技術法利用生物傳感器將生物活性表達的信號轉換成電信號，以此客觀地反映參與者的心理狀態。目前，視覺景觀研究中已應用的生物測試主要包括肌電反應(SCR)、心電反應(ECG)、眼動跟蹤等。肌電反應通常用來衡量參與者所承受的壓力與刺激[25]。心電反應中心率越快表示參與者承受的壓力或刺激越大[25]。眼動跟蹤實驗中，通過感知傳感器(SMI)記錄參與者觀察景觀圖片的凝視狀態，找出受到參與者關注的區域與景觀元素，以此判斷使用者對不同景觀元素的偏好[26]。研究中多采用多種研究方法的組合，收集各方面信息，增加研究的可信度。

3.3 研究結論

3.3.1 自然要素

相比于城市景觀，人們更喜歡自然景觀[6,20]。大多數城市景觀缺乏促進積極情緒的元素[6]。人們在自然環境或充滿自然元素的城市公園中能緩解壓力和恢復注意力水平，但城市道路場景則增加負面情緒[25]。不同景觀場景的人工要素會給人帶來不同的感受，若該要素不妨礙人們的游憩活動，便會受到喜愛[12]。城市公園中，人行道寬度適宜，娛樂功能多的景觀空間更受偏愛[27]。景觀空間中的文化元素受到人們的喜愛[13]。對于自然景觀中的人工要素(例如風力渦輪機等)可以通過改變位置和設計來減少其影響[17]。

3.3.2 植被與水體

植被具有美感，因而受到人們的喜愛。植被外形方面，人們雖然對集中的或帶狀的植被沒有特別偏愛[13]，但現有研究表明人們更喜歡中等密度的[11,13]、維護良好的[28]、物種多樣性高(多種植被混合)的植物景觀空間[11-12,27]。植物密度、高度與樹葉顏色影響景觀偏好[21]。人們喜愛城市街區的綠色空間[6,18]，特別是園藝景觀[28]、路旁植物[14]與綠色屋頂[16]。另外，植物景觀能幫助緩解壓力與放松心情。早在1986年，就有學者證明植物景觀能促進健康，緩解焦慮與壓力[6]。有研究指出植被與連貫性是城市公園品質的重要方面[29]。后續研究在生物傳感器等新技術的幫助下，進一步證明了植被對健康的有益影響[25]。水體是大量存在的自然元素，也是重要的視覺景觀元素[2,9]。現有研究表明,水體能促進使用者產生積極情緒，水體面積與景觀偏好相關，人們更喜歡水面面積大的景觀空間[9,27]。

3.3.3 空間關系

Sheppard認為視覺景觀元素的空間關系包括全景、特征元素、圍合感、焦點[2]。全景指提供一個能俯看大空間的沒有遮擋的廣闊視角；特征元素指景觀空間中占主導的元素；圍合感指被一些周圍元素，例如森林或者山峰，所限定出來的視覺景觀；焦點指一些地理元素將視線引向同一方向而形成的視覺中心。現有研究指出人們更喜歡開敞的空間。路徑是與相鄰空間的視覺聯系，簡單明確的空間結構都是受使用者喜愛的視覺特征。與相鄰空間之間關系清晰、易識別性高的景觀空間也受到人們的喜愛[24]。例如，在涉及178位香港居民的研究中，研究者發現，相比較圍合感較強的空間，香港居民更喜歡開敞一些的空間。

3.3.4 其他方面

Canas將景觀特征分為3種，包括物理特征、美學特征、心理感受特征。其中美學特征(質感、形式、顏色)與心理特征(表達)能影響景觀偏好[30]。性別、年齡、教育程度、職業分類等因素也能影響景觀偏好[12,31]。例如，40歲上下的中年人更偏愛中度密度的植被，受教育程度更高的受訪者更喜歡中等密度至高密度的植被[15]。老年人更喜歡有景色、游步道、窗戶的空間[19]。對于同一場景，使用者和非使用者之間的態度也會有顯著差異[18]。顏色的數量和多樣性對視覺偏好也較大的影響[13]。

4 研究展望

1) 建立能直接指導規劃設計實踐的景觀視覺元素解析框架。針對不同類型的景觀空間，雖然現有研究已建立相關視覺景觀元素解析框架，例如美國土地管理局提出的視覺資源管理條例。但這些框架大都較為概括，無法度量視覺景觀元素的設計特征差異，因而很難直接指導規劃設計實踐。如果解析框架中引入更為細致的設計特征指標，相關研究成果就可直接應用到具體設計實踐中。因此，需要從設計視角更加細致地解析視覺景觀元素，使研究結果能直接指導設計實踐。

2) 考慮中國文化因素與特色景觀。本文所綜述的視覺景觀解析框架與相關實證研究大多針對西方國家，應用這些框架與結果分析我國景觀空間時必須考慮文化差異所帶來的問題。這些問題主要在2個方面體現，包括東方文化與西方文化在山水觀上的差異，以及我國存在的一些特有的傳統景觀空間。第一，東方文化往往寄予自然景觀深刻的哲學與歷史內涵，例如“天人合一”與“封狼居胥”，這些文化內涵可能會影響使用者在觀看自然景觀時的情緒，使得景觀偏好與西方的研究結論之間有所差異。第二，中國存在著許多獨有的景觀空間，例如古典園林、寺院等風景名勝區。針對這些景觀空間，需要中國學者自己建立相應的解析框架并度量相關視覺景觀元素，推動中國傳統景觀空間相關設計理論與實踐的發展。

3) 抓住新技術與健康視角所帶來的契機。20世紀90年代，視覺景觀理論的研究進入瓶頸，研究結論趨同，少有創新。近年來，新技術的發展與嶄新的健康視角為視覺景觀理論的發展提供了新的契機。例如，視點跟蹤技術能直接找到人們觀看景觀空間時的關注點，進而找到重要的視覺景觀要素；生物傳感技術能客觀地測量使用者的生理指標，進而判斷不同景觀空間對使用者健康的影響。在技術層面，能客觀地度量使用者在觀看不同類型景觀元素時的心理與生理反應；而在理論層面，我們不僅僅能探究景觀偏好，更能挖掘不同景觀空間所帶來的更深層次的健康益處。這些都將大大推動視覺景觀理論研究乃至整個學科的發展。

[1]KAPLAN R.Some methods and strategies in the prediction of preference [M].New York:Halsted Press New York,1975:118-129.

[2]SHEPPARD S R J.Visual analysis of forest landscapes in encyclopedia of forest sciences [M].Netherlands:Elsevier Academic Press,2004:440-450.

[3]ARTHUR L M,DANIEL T C,BOSTER R S.Scenic assessment: an overview [J].Landscape Planning,1977,4(77):109-129.

[4]DANIEL T C,VINING J.Methodological issues in the assessment of landscape [M].New York:Plenum Press,1983:39-80.

[5]KAPLAN R,KAPLAN S.The experience of nature:a psychological perspective[M].New York:Cambridge University Press,1989.[6]ULRICH R S.Human responses to vegetation and landscapes[J].Landscape and Urban Planning,1986,13(86):29-44.

[7]UNITED STATES BUREAU OF LAND MANAGEMENT.Visual resource management program[M].Washington D C:U S Government Printing Office,1980.

[8]HO C H,SASIDHARAN V,ELMENDORF W,et al.Gender and ethnic variations in urban park preferences,visitation,and perceived benefits [J].Journal of Leisure Research,2005,37(3):281-306.

[10]HAN K T.An exploration of relationships among the responses to natural scenes:scenic beauty,preference,and restoration[J].Environment and Behavior,2009,42(2):243-270.

[11]VALGDL F D,MUEHLHAUSER S H. Visual quality:an examination of a South American Mediterranean landscape,Andean foothills east of Santiago(Chile)[J].Urban Forestry & Urban Greening,2014,13(2):261-271.

[12]SVOBODOVA K,SKLENICKA P,MOLNAROVA K,et al.Visual preferences for physical attributes of mining and post-mining landscapes with respect to the sociodemographic characteristics of respondents [J].Ecological Engineering,2012,43(6):34-44.

[13]HANDS D E,BROWN R D.Enhancing visual preference of ecological rehabilitation sites[J].Landscape and Urban Planning,2002,58(1):57-70.

[14]AKBAR K F,HALE W H G,HEADLEY A D.Assessment of scenic beauty of the roadside vegetation in northern England[J].Landscape and Urban Planning,2003,63(3):139-144.

[15]BJERKE T,OSTDAHL T,THRANE C,et al.Vegetation density of urban parks and perceived appropriateness for recreation[J].Urban Forestry & Urban Greening,2006,5(1):35-44.

[16]JUNGELS J,RAKOW D A,ALLRED S B,et al.Attitudes and aesthetic reactions toward green roofs in the Northeastern United States [J].Landscape and Urban Planning,2013,117(5):13-21.

[17]VRIES S D,GROOT M D,BOERS J.Eyesores in sight:quantifying the impact of man-made elements on the scenic beauty of Dutch landscapes [J].Landscape and Urban Planning,2012,105(1):118-127.

[18]BAUR J W R,TYNON J F,GOMEZ E.Attitudes about urban nature parks:a case study of users and nonusers in Portland,Oregon[J].Landscape and Urban Planning,2013,117(9):100-111.

[19]MISGAV A.Visual preference of the public for vegetation groups in Israel [J].Landscape and Urban Planning,2000,48(3):143-159.

[20]ULRICH R S.Natural versus urban scenes:Some psychophysiological effects [J].Environment and Behavior,1981,13(5):523-556.

[21]CLAY G R,DANIEL T C.Scenic landscape assessment:the effects of land management jurisdiction on public perception of scenic beauty[J].Landscape and Urban Planning,2000,49(1):1-13.

[22]CONEDERA M,BIAGGIO A D,SEELAND K,et al. Residents’ preferences and use of urban and peri-urban green spaces in a Swiss mountainous region of the Southern Alps[J].Urban Forestry & Urban Greening,2015,14(1):139-147.

[23]RODIEK S D,FRIED J T.Access to the outdoors:using photographic comparison to assess preferences of assisted living residents[J].Landscape and Urban Planning,2005,73(2/3):184-199.

[24]SHI S,GOU Z,CHEN L H C.How does enclosure influence environmental preferences?a cognitive study on urban public open spaces in Hong Kong[J].Sustainable Cities and Society,2014,13:148-156.

[25]WANG X X,RODIEK S,WU C Z,et al.Stress recovery and restorative effects of viewing different urban park scenes in Shanghai,China[J].Urban Forestry & Urban Greening,2016,15:112-122.

[26]DUPONT L,OOMS K,ANTROP M,et al.Comparing saliency maps and eye-tracking focus maps:the potential use in visual impact assessment based on landscape photographs[J].Landscape and Urban Planning,2016,148:17-26.

[27]POLAT A T,AKAY A.Relationships between the visual preferences of urban recreation area users and various landscape design elements[J].Urban Forestry & Urban Greening,2015,14(3):573-582.

[28]WANG R H,ZHAO J W,LIU Z Y.Consensus in visual preferences:the effects of aesthetic quality and landscape types[J].Urban Forestry & Urban Greening,2016,20:210-217.

[29]ZHANG H,CHEN B,SUN Z,et al.Landscape perception and recreation needs in urban green space in Fuyang,Hangzhou,China[J].Urban Forestry & Urban Greening,2013,12(1):44-52.

[30]CANAS I,AYUGA E,AYUGA F.A contribution to the assessment of scenic quality of landscapes based on preferences expressed by the public [J].Land Use Policy,2009,26(4):1173-1181.

[31]KALIVODA O,VOJAR J,SKRIVANOVA Z,et al.Consensus in landscape preference judgments:the effects of landscape visual aesthetic quality and respondents’ characteristics[J].Journal of Environmental Management,2014,137:36-44.

A Review of Visual Landscape Theories and Related Empirical Studies

Zhai Yujia He Xiaofan

(College of Architecture and Urban Planning, Tongji University, Shanghai 200092, China)

This paper introduced the origin and the basic contents of visual landscape theories, and briefly reviewed representative studies published in western countries over the past 40 years. The conceptualization and analysis of visual landscape elements, widely used methods and several key conclusions have been also summarized. Finally, this paper discussed the importance of establishing the analysis framework for visual landscape elements as well as the changes brought by new technologies and perspective of health, in order to provide implications for future research and practices.

visual, landscape, element, analysis framework

2017-05-15

國家自然科學基金青年基金“面向高品質游憩體驗的城市公園內部空間組織特征定量研究”(51508390)；同濟

翟宇佳(1985-)，女，博士，助理教授，研究方向為城市開放空間設計特征解析與測量，居民日常游憩行為與空間句法理論，E-mail:zhai@tongji.edu.cn

10.3969/j.issn.1672-4925.2017.04.003

大學15年青年優秀人才計劃(0100219171)