基于“影像词袋”模型的城市公园游人景观偏好研究*

肖 竞 钟海洁 刘舒琴 马春叶 曹 珂

1 重庆大学建筑城规学院 重庆 400030 2 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室 重庆 400030 3 重庆工商大学公共管理学院 重庆 400067

“景观偏好”指人与环境交互过程中通过感官接收和经验解释环境信息形成认知判断、偏好倾向的知觉评价过程[1]。景观偏好研究始于20世纪70年代地理与心理学界,Tuan[2]与Appleton[3]分别提出文脉决定论和生物决定论两种主体景观偏好经典解释理论,Zube等[4]创建了专家模式、体验模式、心理物理模式、认知模式4种偏好研究范式。之后,随着空间对象的细分,针对郊野公园、历史纪念地、历史街区、城市地标的游人景观偏好研究相继展开[5-8]。对于城市公园而言,游人景观偏好研究有助于精准识别主体游憩需求,从人本视角指导公园景观、游憩资源优化配置。既有研究已形成以空间注记、问卷调查、网络文本、认知地图、GPS数据分析为依据的游人景观偏好研究手段[9-14],并从不同性别、源地、年龄人群视角提出女性游客较偏好建筑、小品、植物景观[9],本地游人注重休闲体验与日常景观[10],老年人关注环境、中年人关注设施、青年人关注景色[11-12],山地城市公园主体游憩行为受交通可达性和视线开阔度因素影响显著等结论[13-15]。但上述方法、结论在样本代表性、操作易行性、结论指向性等方面仍具有优化空间。为此,本文借鉴文献信息学“词袋模型”(Bag of words,BoW)和计算机图形学“视觉词 袋 模 型”(Bag of visual words,BoVW)原理[16-17], 探 索 建 构 “影 像 词 袋”(Bag of photographic words,BoPW)分析方法,并据此对重庆市枇杷山公园游人景观偏好进行调查分析,以拓展既有城市公园游人景观偏好研究理论,为城市公园景观环境的人本化更新提供指导。

重庆市枇杷山公园位于重庆市渝中区枇杷山丘顶,占据渝中老城览胜眺望制高点,为典型山地城市公园,始建于19世纪20年代,初名“王园”,为川军将领王陵基公馆别院,1955年向民众开放,更名“枇杷山公园”,为大众文娱生活服务。公园至今遗存有红楼、王陵基公馆、古炮台、红星亭、阜园等不同时期历史景观,见证和记录了城市历史变迁,是典型的城市历史公园[18]。研究用于“影像词袋”分析的网络影像数据来自大众点评、新浪微博、美篇、小红书等社交媒体平台和ZOL摄影论坛等。研究以“枇杷山公园”为关键词,在上述网站采集游人拍摄发布影像数据2039幅,初筛剔除存在拍摄对象、主题不明问题的无效影像121幅,获得1950—2021年拍摄的有效样本1918幅(表1)。

表1 枇杷山公园有效影像样本数据来源

结合“文本词袋”与“视觉词袋”模型原理,从影像词典构造、应用词袋生成、偏好向量表征、影响机理解析4方面建构基于对公园游憩主体拍摄、发布影像数据批量化分类识别和统计分析的城市公园游憩者景观偏好“影像词袋”分析方法(图1)。“影像词袋”与“视觉词袋”的主要区别在于:前者分析以特定影像集组为“词袋”集组,以单幅影像的类型、属性特征为单词要素(基础统计单元);
后者分析以单幅图像为“词袋”集组,以图像中的视觉特征要素为单词要素。两种计量分析方法类似于民主选举中的“选举人团制”和“一人一票制”,前者更适用于分析内容和数据结构更复杂的研究,较易得出更具指向性的结论。

图1 文本词袋、视觉词袋、影像词袋模型分析步骤与方法

2.1 影像词典构造

2.1.1 要素词典构造

从影像摄取景观类型角度进行词汇分类与数据集组,建构“要素词典”(elements dictionary)。具体从自然、人文两组属性维度对重庆市人民公园、鹅岭公园、枇杷山公园200余处景点进行Likert量表赋值后导入MATLAB软件进行聚类分析。根据第3、4阶聚类结果将样本影像分为6簇和3簇(图2),结合各簇影像特征进行要素命名,提炼出园林环境、自然花木、游憩活动、历史遗存、当代园景、城市鸟瞰6类景观要素和自然景观、人文景观、现代城景3大景观类型。6类景观要素中,园林环境、自然花木、游憩活动、当代园景4项可通用于各类城市公园研究;
历史遗存、城市鸟瞰两项则作为历史公园和山地公园“影像词袋”分析的特殊要素词汇。上述要素划分较之传统研究以山水、地形、建筑、植物、广场、园路、小品、路牌等具体园景为要素的分类方式更为类型化:一来更符合主体游园景观认知的实际状态,便于空间要素交织关联的影像场景的分类操作;
二来其分类统计结果更具感知逻辑指向性,利于直观揭示主体游憩偏好的特征规律。

图2 样本公园景观要素提取聚类分析

2.1.2 属性词典构造

结合样本影像自身特征与分析目标导向差异进行词汇分类与数据集组,建构“属性词典”(attributes dictionary)。针对既有研究以影像景别(近、中、远景、特写)、拍摄角度、焦距、构图方式、光线控制等因素作为分析要素[19],仅能简单反映主体画面偏好,难以深入揭示相应偏好特征与空间客体、主体心理之间关联机理的问题瓶颈。本研究针对游人性别、源地和年龄差异拟定活力-沉郁、丰富-纯粹、恒定-变化、标志性-日常性、总体-局部、景观型-信息型6组与分析目标人群匹配的属性要素,以增强影像词袋分析的目的性,便于通过属性统计将各类人群的影像偏好转化为相应的景观偏好和影像机理,提升影像属性分析结论的科学价值。

2.2 应用词袋生成

根据“景观偏好”研究的典型应用方向,从拍摄情境、拍摄主体两条线索对样本影像进行分组,形成具有目标指向性的“应用词袋”主题数据集。

2.2.1 情境词袋生成

根据网络影像关联数据可采集、分析具有现实指导意义两项原则,制定出摄像目的、影像年代、拍摄时节3种“情境词袋”(situational bag of words)划分方式。摄像目的以风景留影照、人像留影照为词袋标签,基于样本影像内容识别进行分类,用以探究不同留影纪念目的下游憩者景观选择差异。影像年代以具体年代周期(1950—1980年、1981—2010年、2011—2021年3阶 时段)为词袋标签,结合发布时间与附注信息识别分类,用以探究不同年代游人景观偏好规律。拍摄时节以春、夏、秋、冬四季和1—12月月份为词袋标签,综合影像内容与附注信息识别分类,用以探究游憩者景观偏好与自然时节变化的关联机理。

2.2.2 人群词袋生成

根据相同原则,制定出性别、源地、年龄3种“人群词袋”(groups bag of words)划分方式。其分别以男性、女性,本地居民、外地游客,老、中、青年人群为词袋标签,结合影像发布者注册信息与附注评论信息识别分类,用以探究不同类别游人景观偏好的组群特征。

2.3 偏好向量表征

联立构造词典与应用词袋,统计不同情境词袋与人群词袋中各要素、属性词汇的出现频次,以直方图形式实现对特定词袋游人景观偏好的向量表征。偏好向量表征为利用“词袋模型”进行景观偏好分析的关键环节,目的在于将基础影像数据转化为具有指向性的指标统计数据与图表。

2.4 影响机理解析

结合公园空间环境、影像拍摄情境、游憩主体特征,通过对不同情境、主体“词袋”向量表征数据的关联比较和归纳演绎,揭示相应条件下游人景观偏好的主客观影响机理。

3.1 基于“要素词典”与“情境词袋”的偏好差异分析

3.1.1 拍摄目的与关注差异

以摄像目的为线索,将影像样本归入风景照、人像照两类词袋,通过要素词频统计分析发现:1)两类词袋要素词频前4位顺序一致,依次为:历史遗存、园林环境、自然花木和城市鸟瞰,说明两类拍摄情境在景观选择上大体相同。2)人像留影词袋要素词频构成更为分明,关注度较高的历史遗存、园林环境两项要素词频占比较风景照词袋更高,游憩活动、当代园景和城市鸟瞰3项词频占比则相对偏低。上述指标差异说明,人像留影在拍摄主题选择方面纪念性目的更加显著,对标志景观有更强的选择偏好。此外,受人像与背景配搭效果等构图因素影响,人像留影还倾向于选择背景色调纯净的景观类型(图3)。

图3 目标情境下枇杷山公园游人景观偏好差异

3.1.2 拍摄年代与关注差异

以拍摄年代为线索,将影像样本归入前述3阶时段词袋,通过要素词频统计分析发现各时期游人景观偏好差异显著:1)1950—1980年,游人偏好前3的景观要素为当代园景(考虑对象的历时性,在要素词频统计中,于1955年建成的红星亭在该阶段计入当代园景,在后两阶段计入历史遗存)、城市鸟瞰和园林环境,集中于红星亭和城市眺望风光,反映出该时期公园作为城市眺景揽胜地的主导职能和游人对标志性景观的趋同性关注。2)1981—2010年,游人关注景观前3要素转变为自然花木、游憩活动和园林环境,6类要素的词频强度相对均衡,反映出市场经济时期公园环境品质的综合提升和游人景观偏好多元化的趋势转变。3)2011—2021年,游人对园林环境与自然花木的偏好比重较高,历史遗存、城市鸟瞰两类要素的关注度显著提升,说明该时期游人审美在生态、历史、城市景观3方面逐渐平衡化、日常化,也反映出公园对园内景点标识和环境眺望系统的整治取得显著成效(图4)。

图4 年代情境下枇杷山公园游人景观偏好差异

3.1.3 拍摄时节与关注差异

以拍摄时节为线索,将风景照样本归入春、夏、秋、冬四季情境和1—12月月份词袋,通过要素词频统计分析发现游人对各词汇要素的关注倾向呈规律性时节变化:1)自然风光类影像1—12月要素词频变化波幅超过50%,在春、秋两季占比近50%,并分别于4月、11月出现极值,说明游人对自然景观的关注受园内花卉、植物季节生长规律与花叶观展周期影响显著。2)现代城景类影像1—12月要素词频变化波幅近30%,在夏、冬两季占比达35%~40%,并分别于2月、8月出现极值,说明游人对现代城景的关注受时节因素影响较轻,与寒暑假期有一定关联。3)人文景观类影像1—12月要素词频变化波幅低于20%,四季占比在25%~40%浮动,极值出现于2月和7月,说明游人对人文景观的关注倾向较恒定,受时节因素影响不大(图5)。

图5 季节情境下枇杷山公园游人景观偏好差异

3.2 基于“属性词典”与“人群词袋”的偏好差异分析

3.2.1 人群性别与画面偏好

以拍摄者性别为线索,将风景照样本归入男、女性两类人群词袋,以总体-局部、景观型-信息型两组画面属性词汇为主题词,统计分析发现:1)画面尺度方面,男性词袋中反映城市鸟瞰、大场景园林环境等“整体画面”的影像占比更高,达66.83%;
女性词袋中反映装饰细节、花木细部等“局部画面”的影像更多,达68.26%,反映出两性在景观尺度偏好上的显著差异。2)画面内容方面,相较于记录人群活动、景点说明、建筑历史痕迹的“信息型”影像,两性词袋中以图案、色彩为表现重心的“景观型”影像占比更高,分别达54.27%和64.68%,说明表征性视觉元素更吸引游人关注,两性皆然,但女性更为明显(图6)。

图6 枇杷山公园游人景观偏好的性别差异

3.2.2 人群源地与题材偏好

以拍摄者源地为线索,将风景照样本归入本地、外地两类人群词袋,以恒定-变化、标志性-日常性两组题材属性词汇为主题词,统计分析发现:1)外地游客词袋中历史景点、山地园林、山城风光等地域标志性、恒定型景观的影像词频占比更高,达67.09%和59.41%,说明其游览观光目的性更强,偏好特色标志类景观题材。2)本地游客词袋中自然花木、游憩活动等日常、变化性景观的词频占比更高,达57.38%和66.78%,说明其游乐休闲目的性更强,偏好日常生活类景观题材,且对景观时节变化有周期性记录倾向(图7)。

图7 枇杷山公园游人景观偏好的源地差异

3.2.3 人群年龄与内容偏好

以拍摄者年龄为线索,将风景照样本归入老、中、青年3类人群词袋,以活力-沉郁、丰富-纯粹两组内容属性词汇为主题词,统计分析发现:1)在活力议题上,花木生机、画面明亮、场景热闹的影像在老、中、青年词袋中的词频占比分别为72.48%、50.06%、53.76%,说明老年人群对“活力景观”有显著的珍视性、摄补性偏好,而中、青年人群在此方面没有明显倾向性,个别青年游憩者反而对画面灰冷、场景萧索的“沉郁景观”更为青睐,映射出其“为赋新词强说愁”的青涩心境。2)在丰富度议题上,老、中、青年词袋要素词频的分异特征更为显著,景物众多、色彩艳丽、画面喧腾的“高丰度”影像在3类人群词袋中占比分别为51.13%、39.25%、71.67%,说明青年人青睐复杂、动态和具象景观,中年人偏好简雅、抽象和纯粹性景观,老年人群则相对均衡,归因于简雅、纯净风格偏好和生命、活力内容偏好的综合(图8)。

图8 枇杷山公园游人景观偏好的年龄差异

本文根据文献信息学“词袋”模型原理建构“影像词袋”分析方法,并据此对重庆市枇杷山公园游人景观偏好进行调查分析,结果表明,游人中不同游憩目的、年代、时节情境和不同性别、源地、年龄人群的景观偏好存在显著差异:1)游憩目标情景下,人像留影在拍摄主题选择方面纪念性目的更为显著,对标志性景物的偏好强于风景留影;
同时,受拍摄背景与人像主体配搭的画面构图因素影响,倾向于选择画面色彩纯净的景物。2)游憩年代情景下,从1950年至2021年,游客景观偏好先后经历了从关注历史纪念景观到关注多元活动景观,再到关注地域日常景观的转变。这结果与肖竞等[7-8]以城市地标为研究对象分析建国后我国城市公共审美风潮演变的时代审美规律近似。3)游憩时节情景下,自然风光类景物的游客关注偏好波动较大,春、秋季植物花叶观展周期偏好占比较高;
人文景观类景物游客关注偏好波动较小,寒暑假周期偏好占比较高。这结果与曲艺等[20]通过行为观察法总结得出的城市公园游人四季行为分异规律相互印证。4)性别方面,男性游客更关注大尺度场景与“文化认知型”景物,女性游客更关注小尺度细节与“画面审美性”景物。这结果与张天洁等[9]和肖竞等[10]通过网络文本评价分析总结的两性游憩者景观偏好规律相近。5)源地方面,外地游客偏好标志性特色景观,本地游客偏好日常性变化景观。这与王志芳等[21]和肖竞等[22]通过人群访谈和景观分布热力图分析获得的外地与本地游客景观依恋规律相互印证。6)年龄方面,青年游客偏好活力度与丰富度高的景观对象,中年游客偏好简雅、规律的景观对象,老年游客偏好有生机感的景物。这些结果与楼宇青等[12]、龙学文等[23]和沈培宇等[24]通过问卷与分布统计总结出的年龄因素对各类游人景观偏好的影响机理等结论一致。

此外,本研究在样本代表性、数据分析效率、信息挖掘深度等方面还存在可优化空间:1)基于社交媒体影像样本的词袋分析结论不能完全代表全体游憩者的共同偏好,后续研究将拓展线下数据收集手段,以平衡主体样本均衡性,提升分析结论的科学性。2)在影像数据识别和分类统计方面,本研究采取的人工判别手段存在主观判定误差和数据处理低效的问题,后续研究将结合计算机图像智能识别技术提升词频统计分析的效率和客观性。3)现有分析要素对影像数据的解析维度仍有局限,后续分析将结合相关研究结论扩展属性词典,以充分挖掘原始数据,实现更多维度的主体认知信息解读。

本文依据建构方法,以重庆市枇杷山公园为样本对游人景观偏好进行调查分析,结论如下:摄像目的情景下,人像照较风景照对景观标识性与背景纯净性要求更高。年代情景下,游人景观偏好随时代发展呈现出日常化、多元化趋势。时节情景下,自然、城市、历史景观的游人关注倾向受季节因素影响程度依次降低。性别方面,男性偏好画面整体感强、有内涵信息的景观,女性偏好细节突出、有视觉张力的景观。源地方面,外地游客偏好标志、恒定型景观,本地游人偏好日常、变化型景观。年龄方面,老年人珍视活力景观、中年人倾向抽象景观、青年人偏好猎奇景观。本研究建构的“影像词袋”分析方法具有数据更易获取、结论指向性更强等优点,可服务于各类城市公园主体游憩认知与景观偏好研究。

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