基于无人机航拍的校园植物景观美景度评价——以华南农业大学为

冼丽铧，吴楠烨，陈红跃，梁婉莹，黄子航，甘洪旭

(华南农业大学林学与风景园林学院，广东 广州 510642)

园林植物是校园环境的重要组成部分，不仅能调节校园小气候环境[1]，而且能美化校园环境。良好的校园植物景观有助于宣传展示学校风貌，体现校园文化内涵[2]，对于建设特色校园有着重要意义。植物景观是指植被、植物群落、植物个体所表现的形象通过人们的观感传到大脑皮层，产生一种实在美的感受和联想[3]。校园植物景观的特色是在自然环境基础上融合各地区的文化习俗而形成的，一个校园的植物应用、色彩的搭配、氛围的营造和配置模式，可在一定程度上反映高校的办学性质及所处地域的文化特色[4]。校园植物景观潜移默化地影响着在校园环境中学习、生活的师生们。

当前，国内外较多学者从照片、动画媒介[5]、色彩、历史、人文的视角，对校园植物多样性、植物结构和配置[6]、植物意境[1]等方面出发，应用美景度评价法或层次分析法等量化方法对植物景观进行研究。然而，随着数字化信息新时代的到来，航空拍摄技术改变了人们的观赏视角，空中观测和空中拍摄成为一种广泛采用的景观资源评价技术。从俯视观察的角度获取照片，易于全局性观测，使得人们对景观对象的四维空间进行整体评价[7]。本文基于无人机航拍摄影技术，对华南农业大学校园植物景观进行航拍，对校园植物应用现状进行调查以及问卷调查，最后应用美景度评判方法评价校园植物景观，为园林植物景观评价技术及营造提供参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

华南农业大学坐落于广东省广州市(地理坐标23.16°N，113.34°E)，校园植物景观具有鲜明的热带、亚热带特色，是全国最美大学之一。其中天河区五山路校部土地总面积293.8 hm2，初步建成“五湖四海一片林的紫荆校园”的环境，自然景色与人文景观交相辉映。学校的植物主要配置以宫粉羊蹄甲Bauhinia variegata、黄花风铃木 Handroanthus chrysanthus、茶花 Camellia japonica、光叶子花Bougainvillea glabra 为特色的开花树种，与“花城”广州呼应，并逐渐成为广州的一张特色名片。本次植物景观评价以华南农业大学的八类植物景观为对象，分别是行道树景观、水体景观、建筑景观、亭子景观、出入口景观、广场景观、石景以及停车场景观。

1.2 方法

1.2.1 美景度评价法 美景度评价法(Scenic Beauty Estimation Method，SBE 法)，具有简单、可靠、易操作、便于推广的特点[8]。该方法已广泛应用于森林自然景观、景观生态林、植物景观、旅游区景观、观光茶园等方面的美学评价[9]。SBE 法是让评判者根据植物景观评价标准，包括色彩、线条、形态、质感、构图、季相变化、景观地带性特色、植物生长势和物种多样性等10 个方面进行评价[10]。该方法以公众为依据，而不是依靠少数专家评判，因此更能客观反映景观的实际美学价值；美景度值是通过对各个样本的评分进行标准化处理，其他因素对其影响甚微[11]。

1.2.2 评价照片选取 本次评价的照片拍摄于2016 年10 月至2018 年4 月，历经春夏秋冬；拍摄工具为大疆PHANTOM 3 Professional 无人机以及大疆悟Inspire Pro 无人机，像素1600 万。选择晴朗的白天进行拍摄，共获得274 张照片，选取36 张作为本次美景度评价的景观单元照片，其中春景20 张，夏景6 张，秋、冬景各5 张。对36 张照片进行编号，编号1、2 分别为新正门、南门出入口景观，编号3～8 依次为行政楼前、紫荆路、西园、鄱阳路、洪泽湖、第四教学楼行道植物景观，编号9～12 依次为行政楼、茶山、竹林草海、第五教学楼广场植物景观，编号13～17 依次为行政楼、香园、图书馆、第四教学楼、第六教学楼的建筑植物景观，编号18～21 依次为林风亭、华瑞亭、儒亭、静思亭的植物景观，编号22～26 依次为西湖、鄱阳湖、昭阳湖、院士广场、湿地公园的滨水植物景观，编号27～31依次为儒园、“华南农学院”、行政楼北门、鄱阳湖、林学与风景园林学院的石头植物景观，编号32～36 依次为行政楼西、行政楼东、第六教学楼、新学生活动中心、图书馆后停车场植物景观。

1.2.3 评判人员选择 根据前人SBE 法的研究，专业与非专业背景受测群体对测评目标的评分具有高度一致性，其中景观专业群体的辨别能力和一致性更好[12—13]。本研究有207 名评判者参与，其中33.82%为女性，66.18%为男性；大学生占82%，其他人员占18%。

1.2.4 评判过程 本次问卷的36 张照片中，亭子景观和出入口景观各3 张，其余植物景观类型各5 张，每张图片根据景观要素分解评分表进行评分(表1)。景观要素包括植物色彩丰富度、植物与硬质景观协调性、植物多样性、植物景观空间层次丰富度以及对景观的喜爱程度。评判完成收回207 份问卷，全部有效。

1.2.5 数据处理 由于个体审美评价标准不一，为避免对评价结果造成影响，因此需要对评价值进行标准化处理。处理公式如下：Zij= (Rij-Rj) / Sj。其中，Zij为第 j 评判者对第i 个景观的评判标准化值；Rij为第j 评判者对第i 个景观的评判值；Rj为第j 评判者所有评判值的平均值；Sj为第j 评判者的评判值标准差。Zi= ∑Zij/ Ni。其中，Zi为第i 个景观的标准化得分值均值，为SBE 值；Ni为第i 个景观评判人员的数量。

表1 景观要素分解评分表Table 1 Landscape elements decomposition

1.2.6 多元线性回归模型的建立 利用SPSS 19.0 进行线性回归分析，逐步建立模型，模型以受测样本的SBE 值作为自变量，以受测样本的五个景观要素的量值作为因变量，统计分析对象景观的美景度与各景观要素的关系，通过检验确定有效的影响因子。

2 结果与分析

2.1 各植物景观单元美景度值

表2 为华南农业大学校园各植物景观单元美景度值。从表2 可以看出，36 个景观单元中有19 个(52.78%)的SBE 值为非负数，有17 个(47.22%)样本的SBE 值为负数。其中，SBE 最大值为9 号单元(图1: A)，为0.70811；其次是3 号(图1: B)，其SBE 值为0.57772；再次是14 号(图1: C)，其SBE 值为0.48830；36 号的SBE 值最小，为-0.56904(图1: D)。

广场景观中美景度值最高的是行政楼广场景观，也是所有参评植物景观中美景度值最高的(图1:A)。缤纷的植物颜色是受喜欢的关键，黄花风铃木、宫粉羊蹄甲和黄葛榕Ficus virens 是主要树种。从整体布局来看，行政楼的红砖绿瓦、片植的宫粉羊蹄甲、列植的处于盛花期的黄花风铃木与初春萌叶期草绿色叶的黄葛榕相得益彰。花海之外整齐划一的大王椰子Roystonea regia 和银海枣Phoenix sylvestris 是很好的背景树，整体呈现一派欣欣向荣的景象。中间宽阔的升旗阶梯广场是师生们喜爱的活动区域，广场和植物与周边建筑相融合，人与自然和谐统一。

行政楼前行道树景观美景度值排名第二，是行道树景观类型中排名最高的(图1:B)。主要行道树种有黄花风铃木和黄葛榕。从行道树的布局来看，温暖的金黄色与清新绿色行道树“人”字排开，形成黄绿色的过渡，呈现出自然而虚幻的感官体验，花海于后面映衬，深绿色的非洲桃花心木Khaya senegalensis 行道树作为背景，形成了浓淡兼备而鲜活的画面，景观效果良好。

香园建筑景观美景度值排名第三，是建筑类景观中排名最高的(图1: C)。以宫粉羊蹄甲和白花洋紫荆为主要树种，自然式混合栽植，并点植一棵高大的南洋楹Albizia falcataria，整体借助坡地营造出山林的意境，而香园建筑隐于花海中，屋顶的颜色与花海相称，整体立面效果色彩层次丰富，视觉效果佳。

表2 华南农业大学校园各植物景观单元美景度值Table 2 Each plant landscape unit scenic beauty numerical in South China Agricultural University

美景度欠佳的图书馆后停车场景观美景度值最低，虽然主要种植的也是黄花风铃木，但由于栽植不久，长势欠佳，枝叶稀疏，对停车场的覆盖遮荫效果不足，且色彩单一，缺乏美感，导致整体视觉效果较差(图1: D)。从立体空间来看，裸露的铺装地面和挡土墙以及密集的汽车，不易获得人们的喜爱。建议适当减少对树池的铺装，为植物根系生长提供足够的空间；在挡土墙周围栽植攀援植物或观花灌木，以修饰裸露的挡土墙，从而使得停车场景观更丰富。

图1 华南农业大学校园部分植物景观单元Fig. 1 Plant landscape units in South China Agricultural University

停车场景观中美景度值最高的为行政楼前停车场景观(图1: E)。该景观以黄花风铃木为行道树进行列植，形成了长条形的停车场。植物长势良好，色彩层次分明，布局简洁明了，背面一片羊蹄甲花海景观，对整体景观起到良好的塑造作用。

石景景观中，美景度值最高的为儒园石景(图1: F)。缓坡地上种植了福建山樱花Cerasus campanulata、鸡爪槭Acer palmatum、宫粉羊蹄甲等；草坪植被覆盖度良好，形成了疏林草地的景观；儒园的石景突出，视野广阔，景观序列丰富，为师生提供了休憩的场所，是师生乃至周边市民露营活动的重要场地之一。

出入口景观美景度值最高的为南门出入口景观(图1: G)，该景观以富有南亚热带风情的大王椰子和提琴形叶子的琴叶榕Ficus pandurata 为行道树，搭配落叶乔木木棉Bombax ceiba，还有群植的塔型树冠的南洋杉Araucaria heterophylla 与丛植的棕榈科散尾葵Chrysalidocarpus lutescens；林下栽植花灌木，如四季桂Osmanthus fragrans、琴叶珊瑚Jatropha integerrima、龙船花Ixora chinensis；行道树下摆设一列栽有凤尾鸡冠花Celosia argentea、长春花Catharanthus roseus、一串红Salvia splendens 等一二年生花卉的花钵，营造出层次感较丰富的出入口景观。整体植物竖向分布层次分明，空间布局丰富，仪式感强烈，彰显地域特色，景观效果佳。

西湖滨水景观是水景类美景度值最高的(图1: H)。虽然是冬季的植物景观，但盛开的光叶子花鲜艳夺目，并配置有棕榈科植物蒲葵Livistona chinensis、落叶期的鸡蛋花Plumeria rubra；沿水岸还密集种植多花红千层Callistemon viminalis，其枝条柔软下垂，修饰了硬质挡土墙。该景观整体植物种类丰富而自然，但因缺乏养护管理，植物配置总体略显杂乱。

2.2 植物资源与植物景观分析

选取的36 张照片中应用的植物有121 种，隶属59 科98 属，其中棕榈科和豆科的树种较多，应用频率较高的有宫粉羊蹄甲、大王椰子、黄葛榕、黄花风铃木、木棉、散尾葵等；灌木应用较多的有光叶子花、假连翘Duranta repens、红花檵木Loropetalum chinense、多花红千层、龙船花、灰莉Fagraea ceilanica 等；草本地被主要有地毯草 Axonopus compressus、花叶良姜Alpinia zerumbet ‘Variegata’ 、 狗 牙根 Cynodon dactylon、蜘蛛兰Taeniophyllum glandulosum、三裂叶蟛蜞菊 Wedelia trilobata、肾蕨Nephrolepis auriculata 等(图2)。美景度值高的景观，其植物资源多且生长状况良好，枝叶繁茂，高低错落，花色或叶色突出，色彩丰富，四季景观不同且各具特色；四季常青的棕榈科植物交相辉映，突出了南亚热带特色。

2.3 美景度评价景观要素回归分析

以植物色彩丰富度、植物与硬质景观协调性、植物多样性、植物景观空间层次丰富度以及对景观的喜爱程度五个要素作为因变量，SBE 值为自变量进行多元线性回归分析。结果表明，植物色彩丰富度(Sig.=0.000＜0.05)、植物多样性(Sig.=0.032＜0.05)与美景度有显著相关性，植物景观空间层次丰富度(Sig.=0.246＞0.05)、植物与硬质景观协调性(Sig.=0.197＞0.05)、对植物景观的喜爱度(Sig.=0.523＞0.05)与美景度无显著相关性(表3)。因此，各要素对华南农业大学校园植物景观美景度的影响度大小为植物色彩丰富度＞植物多样性＞植物与硬质景观协调性＞植物景观空间层次丰富度＞对植物景观的喜爱度。

剔除与美景度相关性较小的三个要素之后，重新进行以植物色彩丰富度和植物多样性两要素为因变量、SBE 值为自变量的多元线性回归分析，可得回归方程Y= -3.916 + 0.433X1 + 0.667X3，其中X1为植物色彩丰富度，X3 为植物多样性，Y 为SBE 值(表3)。

图2 植物景观单元中应用频次较高的植物种类Fig. 2 High frequency of plant application in plant landscape units

表3 美景度评价景观要素回归分析Table 3 Analysis of regression to landscape elements in scenic beauty evaluation

3 讨论

美的校园环境可以为学生营造良好的学习、探索、成长空间，其植物景观美感体验有利于学生感受美、发现美、创造美，并在美的环境下潜移默化养成美的行为、美的语言、美的人格，研究和探索合适的校园植物配置模式有着重要的意义[2]。本文采用基于无人机航拍的SBE 法对华南农业大学36 处代表性植物景观进行研究，从航拍的立面布局角度探讨校园植物景观，使得评判者能对植物空间布局进行评判；从俯视的视角来看，植物群落复层结构清晰可见，空间布局层次丰富，植物景观质量整体水平良好，师生及市民对校园植物景观的美感体验良好。华南农业大学校园植物景观与校园文化、学科优势很好地结合，反映民众向往兼具自然和人文气息的环境。

校园的本底特色是以棕榈科植物为主的富有南亚热带风情的植物景观，为华南农业大学整个校园植物景观定下地域特色的基调，使得校园植物景观既有地域特色又有丰富的景观效果。通过线性回归分析，影响华南农业大学校园植物景观美景度的显著因素为植物色彩丰富度和植物多样性。可见，校园植物景观的质量差异主要体现在植物种类及其色彩丰富度上。植物种类的丰富度越高，植物种植层次越丰富，即乔灌草的合理配合种植营造出立体的复层结构植物景观，其美景度值也相对较高；植物色彩越是鲜活，越能给人以强烈的视觉冲击，植物景观的美景度值相对较高。然而，研究结果也反映出应用无人机航拍进行景观评价的局限性，即较侧重色彩表现和对比，对于一些开花较少，色彩对比不突出，或以闻香为主的植物景观的评价会有局限性，因此，应与样方调查相结合。