基于驾驶人视觉特性的公路景观设计研究

  本文关键词：基于视觉特性的城市道路景观设计，，由笔耕文化传播整理发布。

　第 33 卷 ,第 5 期 2 0 0 8年 1 0月

公 路 工 程 H ighway Engineering

Vol 33, No. 5 . Oct. , 2 0 0 8

基于驾驶人视觉特性的公路景观设计研究
徐志修 , 彭 　 辉
1 2

( 1. 淮海工学院 土木

工程学院 , 江苏 连云港 　222005; 　2. 长安大学 公路学院 , 陕西 西安 　710064 ) [摘 　 ] 从分析驾驶人视觉特性出发 ,分析了动视觉和静视觉对于公路景观的不同要求 ,分别阐述了基于动 要

视觉和静视觉的公路景观设计理念 ,并提出了使用评估的方法 。对于提高公路景观设计的科学性和合理性具有指 导意义 。
[关键词 ] 驾驶人 ; 视觉特性 ; 公路景观 [中图分类号 ] U 418. 9 　　 [文献标识码 ] B 　　　　 [文章编号 ] 1002 — 1205 ( 2008 ) 05 — 0168 — 04

Landscape D esign Research Ba sed on D r iver V isua l Character istics
XU Zh ix iu , PENG Hu i
1 2

( 1. School of C ivil Engineering, Huaihai Institute of Technology, L ianyungang, J iangsu 222005, China;

　2. School of H igh , Chang’ University, Xian, Shanxi 710064, China ) an 　　[ Key words] driver; visual characteristics; landscape 　　 公路景观是由公路主体及其周围自然环境 、 沿 线建筑与设施 、 人的活动 、 气象等变动因素构成的一 个总的空间概念 。它表示了公路及其环境作为人眼 所看到的一种风景的特性 , 是一种功能性与实用性 和观赏性与艺术性相结合 、 人与自然相交流的综合 景观体系 。 公路景观的服务对象是公路的使用者 , 即驾乘 人员 ,驾乘人员对造景元素的欣赏在于其整体的视 觉特性 。他们很少会刻意观赏某种植物的某一朵花 或某个果实的单体形态 , 或是分析某种硬质材料的 成分 ,而是当硬质材料或植物以一种或更多的空间 特性 —— — 尺度 、 形状 、 颜色 、 光照及质感反复出现 , 达到一定规模 ,形成一定韵律变化的视觉效果时 ,才 会给人留下深刻的印象 。所以 , 视觉特性的变化能 够影响公路景观感受 。驾乘人员在公路上的行为包 括 2 个方面 : 行车和休憩 。行车时驾乘人员处于运 动状态 ,此时的视觉称为动视觉 ; 而休憩时则相对处 于静止状态 ,其视觉称为静视觉 。行车贯穿于公路 线路的始末 ; 而休憩则集中在公路沿线的服务区和 收费站 。这 2 种行为对于公路景观的要求是不同 的 ,为了提高研究的针对性和公路景观设计的合理 性 ,本次研究把行车和休憩分别研究 ,分析这 2 种行 为对于公路景观设计的要求 , 也就是分别基于动视
[收稿日期 ] 2008 — 05 — 07 [基金项目 ] 淮海工学院引进人才科研启动基金项目 ( KQ07084) [作者简介 ] 徐志修 ( 1972 — ) ,男 ,江苏赣榆人 ,硕士 ,讲师 ,研究方向为公路环保 、 交通规划 。

觉和静 视觉进行公路景观设计 。

1　 基于动视觉的公路景观设计
1. 1 　 运动中人的视觉特征 —— — 从公路使用者的角

度研究 公路本身的功能性决定了公路使用者必将以一 定速度行驶于其上 , 而在这一过程中行驶者的视觉 感知也会随之变化 。 a. 人的注意力随速度的提高而提高 。 一个散漫站立着的人是没有注意力的 , 随着其 运动速度的增加 , 其注意力也会相应增加 。而对于 观察者而言 ,过于注意与运动不相关的物体会变得 越来越危险 ,公路景观的设计应有助于将人的注意 力集中到路面上而少受其他物体的干扰 。因此 , 高 速公路两旁的要素必须是静态的 , 其主要形象应是 为视觉轴线服务的 ,不应引起驾驶者强烈的注意 。
b. 视觉的集中点随速度的提高而退远 。

在高速路上行驶时 , 眼睛在车轮的前方就感受 到了路面的变化 ,并在紧急情况下为司机提供足够 的预警距离 。例如 ,时速 40 km 时 ,焦点会聚到前方 220 m 的路上 。这一距离会随着速度的增加而增 加 ,当时速为 100 km 时 ,这一距离为 600 m。因此 , 任何想引起司机注意的物体 , 不应置于视觉的轴线

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上 ,而必须位于一定的距离之外 ,以使其从远处就能 被注意到 。对于标志而言 ,就是当车速增加后 ,如果 以相同距离识别标志则需要加大标志尺度 ; 对交通 环境而言 ,就是车速增大景观元素的尺度也应加大 。 c. 周围的视野随速度的提高而减小 。 如图 1 所示 ,当速度增加 , 眼睛专注于细节时 , 行使者的视域范围会收缩 。因此 , 高速公路两旁的 要素必须是静态的 、 灰暗的 ,其主要形象应是为视觉 轴线服务的 ,一闪而过时才不会引起强烈的注意 。

常常对自己的速度失去判断 。因此 , 高速公路给司 机提供的判断其速度线索越少 , 司机越容易失去对 空间和运动变化的感知 。公路景观中的中央分隔 带 ,标志牌 ,护栏等均可作为司机判断其速度的辅助 设施 。 1. 2 　 基于动视觉的公路景观设计理念 基于以上对人在运动中视觉特征的研究结果 , 在进行公路视觉景观设计时 , 应首先考虑在大尺度 上保持公路视觉景观的整体性 、 连续性 ,尽可能地避 免原有自然生态廊道的割裂 , 在视觉上和生态上做 到公路内部景观与外界自然景观的完美融合 ; 同时 也要保障公路本身作为交通空间的行车安全问题 。 a. 整体景观和谐 。 公路是一个有机整体 , 其体系在涵盖了道路内 部各种景观元素的同时 , 还包括与之相关的区域周 边环境 。好的公路景观 , 应在满足其内部各景观元 素相互协调 、 有机融合的同时 ,使道路整体景观与周 边环境相融合 ,避免因线形设计或沿线构造的筑造 而割断原有和谐的视觉景观空间 。 ①公路线形与自然环境的融合 公路本身在视 野中占有重要位置 ,是主要的景观元素 。研究表明 , 随着车辆行驶速度的提高 , 公路本身对司机视觉影 响所占的比例在增加 , 而公路两侧环境所占的比例 在下降 。为此 ,高速公路线形设计必须结合地形和 周围环境情况 ,科学选线 , 合理组合线形要素 , 做到 顺畅 、 连续和可预知性 ,使其具有良好的视觉诱导性 和优美的外观 。 此外 ,为加强高速公路的渗入感和从属感 ,还必 须在公路所在环境中寻求一种适当的秩序 , 使高速 公路线形的内在秩序与自然景观的内在秩序和谐统 一 ,并把各种要素安放在这种已存在并统一的秩序 中 。自然环境中最常见的秩序是地区的秩序 , 因为 它是地理作用形成的 , 地区的地形地貌拥有一种内 部逻辑 ,它为线形的定位提供了许多可选方案 。 ②公路内部景观与外部自然环境的融合 公路 沿线景观主要以自然风光为主 ,因此 ,设计者在进行 公路内部景观设计的同时应结合考虑外围自然景观 的引入 ,将其作为大的景观背景 ,“ 利用地形 , 巧于 结合外因 , 冶内外于一炉 , 纳千里于咫尺 ”即借山 , 之雄壮 、 水之旷美以形成山水相依的沿途景观 ,从而 达到“ 近水远山 ” 虽非我有而若为我备的境地 。当 然 ,这种“ 巧于因借 ” 是有选择性的 。可通过对公路 两旁植物有选择地删除或栽植 , 或者对道路两侧视 域内景观构造物的增减 ,来调节行驶者的视线 ,佳则

图 1　 不同车速驾驶人员注意力集中视域

d. 前景的细节随速度的提高而逐渐消失 。

驾驶员只有在慢速的情况下才能观察到公路两 旁的景物 ,车速越大 ,驾驶员和乘客对面不容易注意 到的范围就越大 ,当景物相对运动很快时 ,现象连续 而且不清楚 ,一旦辨认不清就失去了机会 。根据相 关研究 ,至少需要 5 s的注视时间人们才能获得景 物的清晰印象 ,也就是从开始注视到看清楚必须有 一定时间 。 5 s注视时间获得景物印象的车速与距 离关系见表 1。
表 1 　5 s注视时间获得景物印象的车速与距离关系
车速 / ( km ?h - 1 )
20 40 60

距离 /m
8. 55 16. 95 25. 45

车速 / ( km ?h - 1 )
80 100

距离 /m
33. 95 42. 50

　　 从表 1 中可以看出 , 过多的细节对司机是毫无 意义的 ,这决定了中央分隔带防眩植物 、 、 、 边界 轮廓 防护植被等要素的尺度需结合人的运动视觉特征考 虑。 e. 空间感知随速度提高而减弱 。 空间和运动是非直接感知的 ,须借助于记忆 、 物 体大小与位置的相对变化等手段 。距离较远时 , 这 些变化很微弱 ,以至于无法辨别一辆小汽车是正在 驶来还是驶去 ,只能借助它在左车道位置变化的间 接暗示 。而且习惯了在高速公路行驶之后 , 观察者

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公 路 工 程

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收之 ,俗则屏之 。如当车辆通过优美的风景区时 ,可 在道路两旁林带留出视景线 , 供人们感受周边自然 景观 ,愉悦心情 ; 而当路两旁有令人不愉快的物体 , 应采取遮蔽栽植的方式 , 否则会污染视觉 , 影响情 绪。 ③公路视觉景观的视线控制 一条对视线控制 良好的高速公路 ,将给行驶者带来将自身融人自然 环境之中的感觉 。而这种视觉景观的控制 , 也可将 公路从自身的线型设计 、 人工绿带设计及构筑物的 设计到公路的形 、 、 、 声 色 光等特征 ,与其基地沿线周 边环境综合考虑 , 使之成为统一连续的整体 。以长 直线和曲线段为例 , 过长的直线易使驾驶人员感到 单调 、 疲倦 ,难以目测车间距离 , 于是产生尽快驶出 直线的急躁情绪 ,一再加速以致超过规定车速许多 , 这样容易导致交通事故的发生 ; 而在曲线段上 ,往往 由于行车视距得不到满足而发生交通事故 。对于长 直线段 ,可以采取公路景观的措施来改善 。有 2 种 方法 ,对于公路用地范围宽阔 ,如沙漠 、 荒野等地区 , 可以采用曲线型公路景观 , 即将栽种的植物在平面 上以规则的曲线排列 , 以弥补公路线型的单调和呆 板 ,也可以把直线段分成几个小的段落 ,各段落通过 栽植高低不同的植物或通过植物颜色的变化来调节 驾驶人员的视觉享受和情绪 。在平曲线路段视距曲 线与行车线范围内不宜栽植高于驾驶员视线的植 物 ,同时要起到诱导驾驶人视线的作用 ,以满足行车 视距的要求 ,可以栽植小灌木 、 草本花卉等 。
b. 序列景观连续 。 公路色彩的明与暗 、 视野空间的空旷与狭窄 、 地 形的起伏与平坦等会使行驶过程的人们强烈地感受 到沿途景观明显的节律感 、 多变性 。从这个意义上 说 ,绵延几百公里的公路 ,若是完全的沿溪线或越岭

种色彩或空间到另一种色彩或空间 、 或是从一个景 观段落到另一个景观段落的转变 , 都必须有一定的 路段来实现过渡 ,以此保证各个序列景观空间的连 续性 。 c. 植物材料视觉特性与植物的生命周期及季 节性变化 。 植物不同于建筑材料的最大特点是它具有生 命 。因此景观一俟建成 ,它就在不断的变化之中 ,因 此赋予了植物景观与建筑景观异调的特点 。植物除 了从小到大的体量生长以外 ,还有年复一年的变化 , 发芽 、 、 、 、 开花 落花 展叶 落叶 …… 然后又是同样一个 周期 。这个过程给人们带来了生态美的享受 , 四季 常绿的树木在寒冷的冬季带给了人们绿意 ; 落叶树 周而复始的变化又能引起人们心情的兴奋 。尤其是 在北方 ,落叶植物在冬季看起来很萧条 ,而在夏季则 十分茂盛 ,其叶子 、 花和果实的大小 、 形状以及颜色 都会影响人对植物景观的感受 。 既然将植物作为景观设计的元素 , 仅仅注重某 种植物在某个特定观赏季节的特性是片面的 , 植物 全年乃至一生的生长变化对公路景观的影响都是不 容忽视的 。因为任何公路景观都不是一成不变的 , 随着季节的变化 ,植物的形式 、 质感和颜色也不断地 发生变化 。因此公路景观设计必须注重植物生长变 化中的视觉特性 ,应根据连续性和一致性的原则考 虑植物的种植设计 。 d. 植物材料的色彩与公路景观空间 。 植物色彩通过树干 、 枝条 、 树皮 、 、 、 叶 花 果等呈 现 ,颜色还有深浅变化 。树叶的主要色彩是绿色 ,但 不同种类的植物也会有深浅的变化 , 即使是同一种 植物 ,其色彩还会随季节的变化而呈现出不同的色 调。 首先运用植物的色彩作用来影响公路景观空 间 ,使人产生不同的感觉 : 红色和黄色属于鲜艳的颜 色 ,能够穿透距离迅速作用于眼睛 ,使人感到物体变 近而空间变小 ; 蓝色和白色属于冷色 ,它们会引起距 离变远而空间变大的感觉 ,如果蓝色一点点地变浅 , 又会使人感觉物体越来越远 ; 而且强光对冷色的影 响比对暖色的影响小 , 冷色在阳光下能产生变远的 视觉效果 , 而在阴影下 , 将会变得更远 。因此 , 在公 路景观设计中 ,要巧妙运用植物的颜色来改善视觉 效果 。

线都不会达到良好的视觉效果 ,且设计车速越高 ,人 们对节律的感受越强 。因此 , 高速公路的线路布设 应在满足安全与经济的前提下 , 结合考虑公路两翼 景观变化的节律性 , 即形成有不同类型的景观依附 在高速公路两侧段落性排布的序列景观空间上 。由 于公路自身的结构特性 , 这些序列的范围有较大差 别 ,有的只有 1 km , 如 : 河流景观 、 村镇景观 , 有的 可能连续出现 10 km ,甚至几十公里 ,如 : 农田景观 、 苇塘景观等 。同样 , 公路内部景观空间也具有其自 身的序列性 。因此 , 在进行公路景观元素的设计时 也应遵循这一序列性原则 , 处理好全线景观变化与 统一的关系 。同时 , 强调景观的节律性并不意味着 忽略整个线性景观空间的连续性 。在路段中 , 从一

2　 基于静视觉的公路景观设计
静视觉公路景观设计主要针对服务区和收费

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站 ,服务区是驾乘人员临时休息的地方 ,在景观设计 时 ,应以庭院绿化形式为主 , 形式开敞 , 以现代化结 合局部自然式栽植 。采用线条流畅 、 舒缓的剪形绿 篱空出时代气息 ,局部的自然式植物配置便于服务 区的人们近视品味 。服务区绿化应考虑各个部位的 功能要求因地制宜地进行 。如在停车场可适当栽植 高大乔木 ,形成一定的绿萌 , 使车辆免受曝晒 , 服务 区建筑群和广场 ,还可以通过庭园式手法建设花坛 , 加强美化效果 , 营造舒适宜人 , 轻松活泼的休闲环 境 。办公区 、 生活区乔 、 、 、 灌 花 草布局合理 , 贯 彻 “ 终年常绿 、 四季有花 , 错落有致 、 色彩丰富 ”创造 , 舒适宜人的环境 。 对于收费站 ,也应以庭院绿化形式为主 ,但由于 汽车停车待发时的尾气排放量是开车时的 5 倍 , 因 此 ,收费站附近汽车尾气含量较高 ,对驾乘人员和收 费站的工作人员的身心健康造成威胁 。在景观设计 时应考虑选择具有抗粉尘功能的植物栽种 , 以提高 它们的成活率 ,减少养护的费用 ,在树种选择时还要 考虑其对空气净化的作用 。 另外 , 在服务区和收费站范围内的广告牌和宣 传栏应该与景观协调 , 应注意色彩 、 造型 , 使其成为 景观的组成部分 。 目前在我国公路沿线服务区和收费站范围 , 种 植很多草坪 ,草坪可以净化空气 ,吸收大气中的二氧 化碳 、 二氧化硫 、 氟化氢 、 、 氨 氯等有毒有害气体 。草 坪还可以保水抗旱 ,美化环境 ,调节气候 ,降低噪音 。 对于草坪的管理 , 则采取定期修剪 、 杀虫的方式 , 即 人工草坪 。而有关研究表明 , 野草坪的生物价值要 高得多 ,因为有许多昆虫在野草坪中生存 ,形成一个 良性循环的生态系统 ,可以实行粗放管理 ,而且它吸 收噪音和空气中的污染物 , 释放氧气的效果也比人 工草坪好很多 。长高的野草吸尘能力也将更强 。人 工草坪是死草坪 ,没有生物 ,要靠人工浇水 、 除虫 ,既 增加了管养的成本 , 又降低其调节环境的功能 。因 此 ,对于草坪的管理方式 , 应该结合实际情况 , 进行 更深入的探讨 。

公路视景仿真系统把视景仿真技术与道路设 计、 视觉心理和景观评价等相结合 , 通过对具体的 数据进行可视化处理来构造道路系统的三维几何形 体和视觉效果模拟系统 , 利用其实时 、 交互的特点 , 将不同主体在这个系统中分析后得到的信息反馈给 道路的设计和建设者 , 使道路系统不仅仅关注设计 物和自然环境本身 , 同时也关注人与环境的使用行 为关系 。

4　 结语
我国目前对于公路景观的研究还处于起步阶 段 ,许多设计理念由于受到资金 、 环境等因素的影 响 ,未能够在工程实际中得到应用 。随着我国经济 的发展和对保护环境重视程度的加深 , 公路景观作 为一个专业必将得到长远的发展 。本文对于公路景 观设计仅仅提供了一个框架 , 有许多细节如不同自 然环境地区景观设计差异 、 植物选择 、 种植和管养等 都需要进一步的研究 。本文姑且算做抛砖引玉 , 以 引起有关人士对我国公路景观的关注 , 并提高我国 公路景观建设的理论和实践水平 。
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3　 使用评估
公路景观设计过程中通过景观的视觉确定标 准、 测量比较 、 分析评估来发现并纠正未预见的问 题 , 向相关人员和部门反馈结果来改进 。使用评估 对于满足使用者要求 , 提高设计质量具有重要的意 义 。评估过程中常常需要借助于一定的模拟技术 , 包括画图技术 、 照片及视频剪辑技术 。

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