《园林》学刊·专题导读(2023.06)丨基于VR技术的不同类型公园绿地的景观偏好与复愈作用的关系研究
基于VR技术的不同类型公园绿地的景观偏好与复愈作用的关系研究
The Relationship Between Landscape Preference and the Restoration Effect of Different Types of Park Green Spaces
于娜 林艺薇 高天 邱玲* 刘建军*
于娜
西北农林科技大学风景园林艺术学院在读博士研究生,研究方向为基于景观偏好理论基础的园林设计与环境复愈性功能研究
邱玲
西北农林科技大学风景园林艺术学院教授、博士生导师,研究方向为基于景观与认知偏好视角的园林规划与设计、城乡生物多样性保护与规划
刘建军
西北农林科技大学风景园林艺术学院教授、博士生导师,研究方向为城市绿地生态系统服务功能评价、大地景观规划和生态修复
●全文刊登于《园林》2023-06期P54-62.
●全文引文格式:于娜, 林艺薇, 高天, 邱玲, 刘建军. 基于VR技术的不同类型公园绿地的景观偏好与复愈作用的关系研究[J].园林,2023,40(06):54-62.
摘要:城市绿地对城市居民身心健康的复愈效果受绿地类型的影响,同时也受城市居民对城市绿地景观偏好的影响。为了揭示其相互作用关系,以咸阳市小西湖公园为例,基于实地调查划分6种绿地空间类型(密林草结构空间、复层结构空间、疏林草结构空间、灰色临水硬质空间、灰绿参半临水硬质空间、绿色临水硬质空间),采用VR设备为视觉载体,用虚拟现实代替实际场景,以简明心境量表(POMS)为心理复愈指标,以脑波、皮电(SCL)、血压、心率为生理复愈指标,将景观偏好作为景观感知评价工具,研究不同类型绿地的复愈性差异,并探究偏好和环境复愈作用的关系。研究结果表明:(1)不同类型绿地能够有效提升情绪状态水平并有利于各项生理指标的唤醒与复愈;(2)6种类型绿地的景观偏好水平和心理复愈效益无显著差异,但SCL和低压作为灵敏的生理指标在不同环境中的复愈效益有显著差异,灰色临水硬质空间对SCL有显著复愈作用,绿色临水硬质空间对低压有显著复愈作用;(3)心理复愈和生理复愈在短时间的环境感知中并不完全同步变化,心理上的情绪复愈仅与低压的改变有显著相关关系;(4)偏好水平与心理复愈呈显著负相关关系,单层密林草结构的绿地景观偏好得分最低,但心理复愈效益最好。研究结果以期为今后营建城市公园复愈性环境提供理论基础与参考。
关键词:城市绿地;虚拟现实;心理指标;生理指标;景观偏好;复愈性环境
关于城市绿地复愈性能的研究,早期集中在直接对比城市自然绿地环境与人工环境对居民身心复愈效益的差别上[1],其后发展到开始探究不同自然环境特征及景观元素的复愈效应[2]。但是城市绿地内空间形式、景观元素、植被类型的多样性以及游览者的景观偏好如何影响城市绿地的复愈性能仍需继续深入研究[3]。
目前关于环境复愈性的研究大多是围绕心理上较为主观的自我压力评估判断,缺少客观而直接的心理变化和生理复愈的数据分析,因此应增加关于心理、生理复愈指标的客观数据监测,以便获得更多的数据进行量化研究。同时VR模拟现实场景技术可以有效规避现实场景中的噪音、风力等问题[4],成为复愈性环境研究的有效工具。
1 研究对象与实验方法
1.1 研究对象
本研究以咸阳市杨凌区小西湖公园为研究对象,根据表1的选取标准在公园中选取6个典型空间如图1。
表1 样地划分
图1 样地分布图
确定好实验样地后,选取晴朗无风的天气在上午9:00-11:00选取最佳观景点并使用全景相机(Insta360 Pro-I)对6个样地拍摄全景照片(图2),固定拍摄高度统一为1.2m。
图2 样地全景照片
1.2 实验方法
实验在三个房间内完成,每个房间需要受访者完成相应的测试内容。具体步骤如图3。
图3 实验流程图
2 研究结果
2.1 不同类型的城市绿地对受访者身心复愈性差异分析
2.1.1 VR感知前后各指标变化情况
(1)心理指标变化。观看6种不同类型绿地全景照片后,受访者的POMS得分均有所下降,表明6种不同类型绿地均能产生一定的心理复愈效益,采用配对样本T检验发现疏林草结构(OS)、密林草结构(CS)和绿色临水硬质空间(MWS)在观看前后心理状态复愈均达到显著水平如图4-a。
(2)生理指标变化。如图4-b至4-e所示,配对样本T检验的结果表明,所有实验场景VR视觉刺激后高压均有所下降,其中复层结构(MS)和灰色临水硬质场地空间(LWS)中高压的下降趋势达到显著水平(图4-b)。低压、SCL和β波的变化仅在个别环境中达到显著水平(图4-c至4-e)。在灰色临水硬质空间(LWS)中低压和SCL的变化均达到显著水平,密林草结构(CS)中β波的变化达到显著水平。
图4 VR刺激前后心理及生理指标变化
2.1.2 不同类型绿地的复愈性差异
(1)心理指标变化。单因素方差分析结果显示6种不同场地之间的心理复愈效果没有显著性差异。但是从VR视觉刺激前后情绪变化的趋势来看(图4-a),所有绿地环境都能使受访者情绪水平有所恢复,只是不同场地间的复愈差异并不显著。
(2)生理指标变化。采用单因素方差分析比较不同场地的复愈效果,发现在接受VR景观视觉刺激后,6个实验场地中SCL和低压的复愈效果产生了显著性差异,而高压,心率,脑电α波和脑电β波均无显著性差异(表2)。
表2 不同场地类型对SCL和低压影响的方差分析结果
通过图基(Tukey)多重比较分析发现,灰色临水硬质空间(LWS)对SCL的生理复愈效果最好,而疏林草结构(OS)对于SCL的影响效果最小。同时也发现,低压在绿色临水硬质空间(MWS)复愈效果最好,在灰色临水硬质空间(LWS)复愈效果最差;灰色临水硬质空间(LWS)对SCL有着最好的复愈效益,但对低压的复愈没有较大作用。
(3)心理指标与生理指标变化的相关性。通过皮尔逊相关性分析心理复愈和生理复愈的相关性,结果表明POMS得分变化与低压值呈显著负相关关系,与其他生理指标均无显著相关性(表3)。
表3 心理指标与生理指标的皮尔逊相关性分析结果
2.2 受访者对不同类型绿地的偏好差异
在偏好评价方面(图5),6种不同类型绿地的偏好评价没有显著差异,但从平均分来看,密林草结构(CS)和灰色临水硬质空间(LWS)得分较低。
图5 不同类型绿地偏好得分
2.3 复愈性与偏好的相关性
从斯皮尔曼相关系数及显著性结果中发现偏好与POMS评分变化有显著正相关关系,与情绪复愈呈负相关。即偏好水平越高,POMS评分的上升趋势越明显(图6),则心理复愈效果越差。
图6 POMS变化和偏好关系趋势图
3 结论
本研究表明,利用VR设备观看不同类型绿地的全景照片,能够有效提升情绪状态并有利于各项生理指标的复愈。虽然6种不同类型绿地的偏好水平和心理复愈无显著差异,但它们对生理指标有显著变化的影响。另外,心理复愈和生理复愈在短时间的环境感知中并不完全同步变化,心理上的情绪复愈仅与低压的改变有显著相关关系。受访者的偏好水平与心理复愈呈显著负相关关系。因此对于植被郁闭度较高的围合绿地建设应考虑人工管理养护与高密度植被之间的平衡,以此兼顾视觉景观质量与复愈潜力的提高。
参考文献
[1] ULRICH R S, SIMONS R E, LOSITO B D. Stress Recovery During Exposure to Natural and Urban Environments[J]. Journal of Environmental Psychology, 1991, 11(3): 201-230.
[2] HUANG Q, YANG M, JANE H A. Trees, Grass, or Concrete? The Effects of Different Types of Environments on Stress Reduction[J]. Landscape and Urban Planning, 2019, 193.
[3] JORGENSEN A, GOBSTER P H. Shades of Green: Measuring the Ecology of Urban Green Space in the Context of Human Health and Well-being[J]. Nature and Culture, 2010, 5(3): 338-363.
[4] YU C P, LEE H Y, LUO X Y. The Effect of Virtual Reality Forest and Urban Environments on Physiological and Psychological Responses[J]. Urban Forest and Urban Greening, 2018, 35: 106-114.
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编辑校对丨刘 杰 微信排版丨戴嘉旻 文章审核丨钱秀苇 戴嘉旻
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