基于vr技术的湿地公园生态环境质量评估研究

基于vr技术的湿地公园生态环境质量评估研究

湿地公园是一个以水为主体的公园。湿地科学推广、生态旅游、休闲旅游、科学研究等具有开展生态湿地科学推广、生态旅游、休闲旅游、科学研究等功能。1材料和方法1.1金堂湖草型湖泊金坛区隶属于江苏省常州市，地处江苏省南部，位于北亚热带与中亚热带的过渡地带，属北亚热带湿润季风性气候。长荡湖，则位于常州金坛区东南部，在溧阳市区东北部20km处，跨金坛区、溧阳市，其中，百分之九十以上在金坛境内，为太湖流域第三大湖泊，是一个集调节洪涝、饮用水源、农业灌溉、交通航运和渔业生产等多种功能于一体的浅水草型湖泊。通过查阅《江苏金坛长荡湖国家湿地公园总体规划》等相关资料发现，金坛长荡湖国家湿地公园现有湿地总面积7567hm1.2调研场景数据本次研究的数据来源于中景博道城市规划的《江苏金坛长荡湖国家湿地公园总体规划》，江苏省金坛长荡湖旅游度假区管委会提供的长荡湖景区景观设计用地范围图和道路交通图，基于野外调研拍摄的现实环境制作的VR场景数据，问卷调研数据以及通过网络等搜集的相关参考文献。1.3研究过程和方法1.3.1辅助拍摄参数在长荡湖国家湿地公园采集了25个现实环境，拍摄280张照片作为辅助，均用同一款相机相同的摄影参数拍摄。拍摄时间在9:00am～11:30am，拍摄模式为日光标准模式，横向采样，拍摄高度为1.7m。室内作业：将拍摄得到的场景数据进行VR技术虚拟模拟1.3.2热群体（65岁以上）首先随机选取不同社会背景下的208位受访者，按照年龄分成幼年（7～17岁）、青年（18～40周岁）、中年（41～65周岁）、老年（66岁以上）四组群体。实际发放了208份调查问卷，得到200份有效调查问卷。建立湿地公园生态环境质量问卷调查评价指标时，通过查阅文献选择了空间尺度与距离、植被覆盖率、树群轮廓线、植被层次、焦点景色、水类型、驳岸类型、景观色彩种类、景观色彩对比度、有利的人工景观（特色亭台廊榭、木栈道、景石等设施）、不利的人工景观（道路、电力设施、工厂等功能性建筑）11类指标作为本次评价打分项，具体如表1所示。1.3.3bib-lcj（评估公平婚姻风险的行为的平衡）本次研究参考中科院的数理统计表的平衡不完全组1.4评价结果分析评价所得数据使用Excel2007软件进行处理，并绘制相应的表格；在此基础上，采用SPSS19.0软件对长荡湖湿地公园生态环境质量的各类要素评价结果进行相关性分析和回归分析，明确评价者对哪些景观要素更为偏爱，分析出对生态环境质量贡献较大的指标要素。2结果与分析2.1各变量审美的相关性分析通过问卷调查，得到长荡湖湿地公园生态环境质量评价数据。将此整理成频率矩阵通过表3Kendall相关性分析可知，少年A、青年B、中年C、老年D四类变量两两的相关系数都在0.7以上，属于中、高度相关，这表明本次研究不同主体之间的审美较为一致。其中，中年C、老年D之间的相关系数最高，表明中老年主体的审美更为接近。审美的高度相关性表明本次评价者的群体在对湿地公园的生态环境质量评价上分歧较小，故不同社会背景及年龄段的差异并没给本次评价带来影响，我们认为本次选择的受访者样本可靠而具有代表性。2.2总体上的评价结果依据频率矩阵数据，处理平均等级及其修正值，再计算平均选择分数、选择分数百分率及其修正值，最后得到P’。依据PZO的转换表，得到Z分数，以此代表各类评价群体对样本VR场景的生态环境质量评价结果，以平均值Z代表各类样本的综合生态环境质量评估结果（表4）。将25张VR场景样本的Z值平均值用EXCEL进行图表绘制，得到BIB-LCJ法对生态环境质量评价结果，具体如图1所示。从图2可知，样本VR场景中有两大高峰5～7及13～15，其余样本VR场景呈现递减的评价趋势。大部分样本VR场景的Z值平均值在1.75处上下波动，而VR场景样本1～4区间Z值>8～12区间Z值>16～25区间Z值。因此本文认为5～7及13～15区间的样本VR场景为长荡湖湿地公园生态环境质量的最佳代表，16～25为最次代表。通过对高分段编号5、6、7及13、14、15虚拟场景的分析发现它们的景观空间大多开阖有致，既有开阔宏伟的水景观，又有亲切的观景交流空间；它们植被覆盖率较高，远处背景有较为明显的树群轮廓，近处植被层次丰富，从陆生到水生相渐过渡，且拥有的生态驳岸场景更受大家欢迎；此外，样本VR场景中景观色彩三种以上的人气较高，且有明显视觉焦点的VR场景打分较高。从低分区域的VR场景可以看出评价者对人工痕迹重的区域评价较为负面，如密度较大的路网、硬质驳岸及不利景观的功能设施，这表明在评价标准中人们更喜欢自然影响要素较高的指标因子。值得注意的是，较为杂乱的植被层次同样得到了较低的分数。过于野生的环境会给人们造成潜在危险暗示，故这些场景需要设计师进行有效规划，充分利用场地资源营造出优美有序的生境。3结论与创新3.1生态环境质量本文选择了空间尺度、植被覆盖率及层次、树群轮廓线、焦点景色等11类要素作为长荡湖湿地公园的生态环境质量影响要素，基于此构建本次的调查问卷。通过Kendall相关性分析，发现四组年龄段少年A、青年B、中年C、老年D两两的相关系数都在0.7以上，这表明本次研究不同主体之间的审美较为一致，可以合并研究不做群体分类讨论。在不同背景评价者的审美需求较为统一的前提下，以BIB-LCJ法计算生态环境质量度量值，得出如下结论：编号5、6、7及13、14、15虚拟场景生态环境质量评估结果Z值构成了两大峰值区间[1.85,1.95]、[1.9,2]，其余结果在1.75处波动；峰值段内的样本场景表明连续优雅的树群轮廓线、生态驳岸、丰富的景观色彩及焦点景色几类影响因子对生态环境质量有着积极的正面影响；从低分区域的VR场景可以看出评价者对人工痕迹重的区域评价较为负面，如密度较大的路网、硬质驳岸及不利景观的功能设施。3.2vr体验技术融入湿地景观评价传统的生态环境质量评价数据获取方法有两种：1去实地找受访者打分调查，2拍摄照片再统一找受访者看照打分。这两种方法前者耗时耗力，一时难以找到多个受采访者，且实地找到的受访者往往只游览公园一角，打分易受到特定环境影响，容易以偏概全；后者相比前者高效一些，但二维平面照片相比实地的体验感大打折扣，评价者只能从表面感官给予打分。而VR虚拟现实技术结合了以上两种方法的优点，将实地三维空间场景真实还原，侵入式体验更是让受访者身临其境。这种技术的引入有利于受访者给出较为客观的评价打分，且大大提高了调查效率。目前生态环境质量的研究文献较多，