层次分析法在城市道路景观评价中的运用 6页

第38卷第1期武汉大学学报(工学版)Vol.38No.12005年2月EngineeringJournalofWuhanUniversityFeb.2005文章编号:1671
8844(2005)01
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05层次分析法在城市道路景观评价中的运用李昆仑(华南理工大学交通学院,广东广州
510641)摘要:城市道路景观评价的难点是不可量度指标,由于其不确定性而且受到主观因素的影响很大,将其尽量量化是较好的办法.结合城市道路的景观特点提出了其评价指标体系,并通过层次分析法对各指标在评价体系中所占的权重进行了具体分析.关键词:城市道路;景观评价;指标体系;层次分析法中图分类号:TU98


文献标识码:AUsinganalytichierarchyprocessinurbanroadlandscapeevaluationLIKun
lun(CollegeofTrafficandCommunications,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510641,China)Abstract:Itisdifficulttomakeaquantitativeanalysisinurbanroadlandscapeevaluationforitsuncertaintyandsubjectivity.Itisagoodmethodtousequantitativemethodtoevaluatetheurbanlandscape.Thearticleputsforwardanurbanroadlandscapeevaluationindexsystemcombiningwiththecharactersoftheroadslandscape,andanalyzeseveryindexsweightinevaluationindexsystembyusingtheanalytichierarchyprocess.Keywords:urbanroad;landscapeevaluation;indexsystem;analytichierarchyprocess(AHP)

随着我国经济与社会的快速发展,人们生活用系统工程学中的层次分析法并结合城市道路[2]水平的提高,现在人们对道路设施的要求已不仅景观的特点提出了其评价指标体系,并通过层限于其交通功能方面,对道路本身以及周边的景次分析法对各指标在评价体系中所占的权重进观环境也提出了高的要求.正确评价城市道路景行了具体分析,为科学的评价城市道路景观打下观是正确设计城市道路景观的基础,只有在正确基础.认识和评价城市道路景观的前提和基础上,才能1
层次分析法的基本原理够更好地进行城市道路景观的设计,从而达到从整体上把握城市道路景观质量的目的.层次分析法(AnalyticHierarchyProcess,简城市道路景观评价需兼顾景观的客观性和景称为AHP法)是运用多因素分级处理来确定因观认知的主观性特征,是一个十分复杂的问题,素权重的方法,是美国著名运筹学家、匹兹堡大[1]并呈现出多目标、多属性的特征.到目前为止,学教授托马斯萨提(ThomasL.Saaty)于20世国内外尚未有固定的模式与方法来定量评价城纪70年代中期提出的.其基本思路是评价者通市道路景观质量的优劣.对各评价指标的量化及过将复杂问题分解成相互关联的各个有序的层明确各评价指标在整个评价体系中的权重是城次,使各层次系统化、条理化,以便有效地分析问市道路景观进行评价的难点之一.为此,本文运题,解决问题.通过对每一层次中每两个不同元收稿日期:2004
01
00作者简介:李昆仑(1974
),男,湖北天门人,工程师,主要从事道路景观研究.\n144武汉大学学报(工学版)2005素的相对重要性给以定量表示,并在它们之间简(2)可测性和可比性.所确定的指标的值应能够单地进行比较、判断和计算,最后计算出所有相用直接或间接的方法测量或估测;同一评价对象的各关元素的权重.指标可以相互比较,以便能确定其相对优劣的程度.其特点是:能将人们对复杂系统的评价的思(3)简明性和综合性.所设定的各项指标必须维过程数学化、系统化,便于人们接受;所需定量简单明了、使用方便、易于计算或论证.每一指标都数据信息较少.可以从一个或几个方面来描述系统的特征与本质.其基本步骤为:2.2
城市道路景观的定义及其评价指标的选择(1)对构成评价问题的目标(准则)及因素等一般来说,城市道路景观是在城市道路中由地要素建立多级递阶结构模型(指标体系);形、植物、建筑物、构筑物、绿化、小品等组成的各种(2)在多级递阶结构模型中,对属同一级的要物理形态.而作为城市景观一部分的城市道路景素,用上一级的要素为准则进行两两比较后,根据判观,不是单纯的道路空间的扩展、眺望,也不是对道断尺度确定其相对重要度,并据此建立判断矩阵;路两旁建筑物的评价,而是在道路环境扩展中,景(3)计算单一层次下元素的相对权重并进行一观构成要素之间以及和周边环境的整体之间的组致性检验;织关系的艺术.(4)计算组合权重及一致性检验.根据层次分析法,选择!目标∀指标层次结构#建立城市道路景观评价指标体系.评价体系由三2
评价指标体系的建立个层次组成,评价目标为第一层次.根据城市道路2.1
评价指标体系建立的基本原则景观的特点,将城市道路景观评价从自然性、安全对任何系统、事物进行评价之前,均应首先确性、舒适美观性、可达性及文化属性等五个方面进定具体的评价指标.评价指标的全体即为评价指行评价,这5个要素指标构成了评价体系的第二层标体系.评价指标是衡量各评价对象的基本尺度.次.当然,经济性及对城市道路的管理维护也是应评价指标体系必须科学客观地反映主客观因素,及该考虑的因素,由于经济性有具体的可量化指标进其相关的各种信息.因此,选择具体的评价指标行比较,对城市道路的管理维护属于建成后管理维时,应遵守以下基本原则:护的过程,在本文中不将其列入景观评价的因素.(1)客观性和现实性.所设定的具体指标应能而上述五个方面又有其各自的影响因素构成够反映出影响评价对象特性的主要因素.指标的名的指标因子形成评价体系的第三层次(具体详见图称和含义应符合现行的专业技术名词术语和概念.1,各要素前字母为其代号).图1
评价体系\n
第1期李昆仑等:层次分析法在城市道路景观评价中的运用1452.2.1
自然性确,道路信号灯的设置及其配时是否合理.任何一条道路都存在于特定的自然条件下,(4)路灯照明:道路的夜间照明不仅能使道路山、水、地形、植被的变化,气候与气象的变化都会在夜间呈现出与白天完全不同的风貌,对道路的影响道路景观.评价道路景观的自然性一方面应不同部位采用不同的照明强度,合理地设置路灯客观地反映道路沿线原有自然景观情况,另一方面是保证道路的各类使用者夜间安全使用道路的反应道路设计与原有景观的结合协调程度及对原必要条件.有自然景观的影响程度.主要从以下四个方面来2.2.3
舒适美观性考虑:营造良好的道路景观,为各类使用者创造舒适(1)路域自然景观美:每一个景观都有其本身的使用条件是进行道路景观设计的目的.对道路的特质或主要特征,道路沿线的自然景物以其总体舒适美观性的评价是检验道路景观设计的一个关形态或空间形式形成特有的形象美.不同的风景键性指标.结合城市道路景观的构成要素,该项评地貌形成特有的路域景观,道路沿线的江、河、湖、价主要从以下几个方面进行:海等水体的利用,在道路景观设计中就是最有生趣(1)道路线形设计:该项指标指道路空间线形[3]的元素之一.设计是否优美,平纵线形配合是否良好,线形是否(2)自然景观变化率:一方面,该指标反应道路平顺、产生舒适且富于变化的行车感受.沿线各种类型景观变化大小的程度,通常用色彩变(2)道路空间:道路空间的比例主要由两个指化、景观节点分布、景观的动态美和朦胧感指标来标构成,一个是道路宽度与道路两侧建筑的高度之反映.另一方面,也反应在不同的季节时间,沿线比(D/H),另一个是道路宽度与道路长度的比值自然景观所有的变化情况.(D/L).前者主要考察道路、两侧建筑物、道路绿(3)气候与气象:云、雾、雨、雪、日出、日落、朝化构成的道路沿线空间的均衡、开放感和围合感,霞、暮晖、四时季相都是城市道路景观设计可资利不同类型的道路对该比值具有不同的要求;后者考用的自然景观要素.同时,城市道路景观设计也应察通过设置曲线、折线引起道路空间变化的道路空根据当地的气候特征创造出具有地域特色的景观.间景观丰富程度.(4)道路与自然环境的适应性:该指标考察了(3)沿线建(构)筑物:城市道路两旁一般布置道路景观设计与周围自然环境的协调程度,是检验有较为密集的建筑物和构筑物,建筑是道路景观设道路景观设计的一个重要指标.包括道路设计与计中最重要的人工因素,它不但起到围合道路空间地形地貌的适应、对自然景观的影响及利用等.垂直界面的作用,还是道路空间边界的主要部分.2.2.2
安全性道路两旁设置的垃圾箱、电话亭等构筑物的设置布通行的安全性是指在各种条件下,道路上的机局是否合理,形式是否美观、与周边环境协调也是动车、非机动车和行人可以安全使用道路.安全性该指标所应考虑的重要因素.沿线建(构)筑物与是保证道路正常使用的前提.评价城市道路的安道路景观的协调程度是衡量一条道路艺术水平高全性主要从以下四个方面来考虑:低的重要标准.(1)道路平纵面设计:指道路的平纵面设计技(4)公共空间:城市道路的公共空间主要指加术指标是否符合安全方面的要求.包括道路平面油站、停车场、公交站以及道路两旁供人们休息、游[4]线形、纵断面及其组合三方面指标是否满足交通安憩的公共场所.对该指标的评价主要考虑上述全需要、视线诱导是否具有可预知性,是否满足安公共空间布局是否合理,是否满足人们对其功能的[4]全需要.需求,形式是否美观,与周边环境的协调等.(2)道路功能区的划分:道路中各交通流是否(5)路面铺装:路面是人们步行与车辆通行的经过合理的划分与安排,如交通性道路中机动车与行为场所.无论是展现在图面上还是铺设在实际非机动车是否进行了分割、机动车道中掉头车道的地面上,路面都能成为道路景观的基调,路面是各设置是否合理等.种构成道路的要素中感觉最全的要素,是塑造道路[5](3)道路交通设施的设置:各类交通标志标线空间的底界面.路面具有的视觉效果是指给人是否完善齐全,道路过街设施、无障碍设计是否正们视觉上带来的快适性、赋予道路特征的主题性、\n146武汉大学学报(工学版)2005沿路建筑群体地面给道路景观带来的整体性等.2.2.5
文化属性城市道路路面、人行道铺砌的质感、图案、色彩均是城市道路景观不仅要承担一定的城市文化职道路景观中引人注目的特征.构成路面的诸多要能,如观赏、游憩、休闲等,而且起到包含历史景观素所具有的色彩、质地、形状以及要素间应有良好地带、构造城市景观特性及个性、体现城市文化氛的组合与搭配.铺装材料与铺装形态对于路面设围等作用.该项评价主要从以下四个方面进行:计来说具有重要的意义.(1)地域特色:道路景观的地方特色是在其地(6)边坡坡面的修饰:为了使道路看上去更自域风土上积累起来的固有文化、历史、生活的表现.然,两侧坡顶、坡脚地面需要加以修饰,避免出现生该指标主要检验道路景观设计中挖掘当地地域文化的精华,寻求城市地域文化的延续的情况.硬的坡角.将坡顶、坡脚采用适当的方法加以修(2)时代特色:评价道路景观反映社会进步和饰,可以获得自然、悦目的视觉效果.发展及时代发展的情况.(7)绿化:绿化是道路环境中重要的景观元素,[6,7](3)对历史文物和遗址的保护:历史文物和遗它可以美化街景、衬托和加强城市面貌.绿化址是城市中实物书写的历史,是城市发展的见证.的美感来自于植物对人们心理和生理所产生的美有历史价值和艺术价值的地区、建筑、古树、遗址等学效应,这种美有助于增进人体健康,提高工作效都是城市的宝贵财富、文化的载体.在道路景观建率并对社会和经济产生良好的影响.对道路绿化设中应对它们加以保护.的评价主要从道路绿化的丰富度、绿化的功能效果(4)人文景观的丰富度:指在道路线性空间范及绿化的适应性等三方面来评价.围内各类人文景观的数量和分布情况.(8)噪音及污染情况:城市里的噪音及污染是对于不同类型的城市道路,由于其性质及所处多种多样,它们不仅严重影响人们对景观的感受,的环境的差异,在具体评价过程中侧重点有所不还会影响人的健康,是对道路景观舒适美观性进行同,例如城市快速路对步行系统及无障碍设施没有评价所必须考虑的因素.要求,而城市步行街一般不存在边坡坡面的修饰2.2.4
可达性等.本文经综合考虑各类城市道路的特性,提出该可达性是指路段内以及路段与市内的其他地道路景观评价指标体系,在具体应用中应视实际情点之间可便捷的通达,是反映交通方便程度的重要况加以选用.指标.主要从以下六个方面进行评价:∃交通标志系统:合理地设置交通标志系统,3
判断矩阵的建立能有效地引导各类交通方便地到达目的地,是反映采用图1所示的递阶层次结构后,对于递阶层可达性的重要指标.次结构中各层上的元素可以依次相对于与之有关%道路出入口:主要指路段内各出入口设计能的上一层元素表述的性质,进行两两比较,从而建否保证各类交通方便地通过出入口进出本路段,出立一系列的判断矩阵.入口的设计是否具有明确的方向性.表1
标度含义&公交系统:主要指公交站的位置是否合理,重要性标度定义描述数量是否满足要求,公交换乘系统是否完善.1表示两个元素相比,具有同等重要性3表示两个元素相比,前者比后者稍微重要∋步行系统:主要指步行系统的完善程度,人5表示两个元素相比,前者比后者明显重要行天桥和地道的设置是否合适,人们是否能方便地7表示两个元素相比,前者比后者强烈重要在路内及路段与周边道路和建筑物之间通行.9表示两个元素相比,前者比后者极端重要(停车场:合理地设置停车场是保证人们使用2,4,6,8表示上述相邻判断的中间值各类车辆方便地到达路段目的地的重要指标.

判断矩阵A=(aij)n∗n具有下述性质:aij>0,)无障碍设施:城市道路除了满足正常人的使aij=1/aji,aii=1(i,j=1,2K,Kn),其中,aij(i,j=用要求外,也应考虑残疾人的使用要求.无障碍设1,2K,Kn)代表元素Ai与Aj相对于其上一层元素施是残疾人正常、安全地使用道路的保证.该指标重要性的比例标度.判断矩阵的值反映了人们对主要考察无障碍设施的设置是否齐全、正确.各因素相对重要性的认识,一般采用1~9比例标\n
第1期李昆仑等:层次分析法在城市道路景观评价中的运用147度对重要性程度赋值.标度及其含义如表1所示.4.2
判断矩阵的一致性检验由于客观事物的复杂性以及人们对事物认识4
计算单一层次下元素的相对权重的模糊性和多样性,所给出的判断矩阵不可能完全并进行一致性检验保持一致,有必要进行一致性检验,一致性指标

设判断矩阵A的最大特征根为
max,其相应的
max-nCI=其中,n为判断矩阵阶数.n-1特征向量为W,解判断矩阵A的特征根.AW=若随机一致性比率RI=1.12,CR=CI/RI<
maxW,所得W经归一化后,即为同一层次相应元0.10,则判断矩阵具有满意的一致性,否则需要调素对于上一层次某一因素相对重要性的权重向量.整判断矩阵的元素取值.随机一致性指标RI取值4.1

max和W的根法计算步骤见表2.(1)A的元素按行相乘;(2)所得乘积分别开n次方;5
实例分析(3)将方根向量归一化得排序权重W;n按照上述方法,以含有机动车、非机动车和行(AW)i(4)按下式计算
max:
max=+i=1nWi人等交通成分的交通性城市道路为例,对于准则层列出计算判断矩阵及计算出权重见表3.表2
平均随机一致性指标RI取值表123456789000.580.91.121.241.321.441.45表3
计算判断矩阵及计算权重表AA1自然性A2安全性A3舒适美观性A4可达性A5文化属性计算权重A1自然性11/51/21/330.092A2安全性513380.471A3舒适美观性21/31160.192A4可达性31/31160.208A5文化属性1/31/81/61/610.038

按上述方法求得:阵具有满意的一致性.n(AW)i
max-n同理,可计算出准则层中各方面对应的指标层
max=+=5.098,CI==i=1nWin-1中各要素的权重.在此仅以舒适美观性为例列出0.0244,查表得RI=1.12判断矩阵,其余各项可以依此列出判断矩阵,本文故CR=CI/RI=0.022<0.10,表明判断矩仅给出计算结果(见表4).表4
计算结果AA31A32A33A34A35A36A37A38计算权重A3111/21/27121/51/50.066A322119251/41/40.114A332119251/41/40.114A341/71/91/911/71/71/91/90.014A3511/21/27121/51/50.066A361/21/51/571/211/61/60.039A37544956110.294A38544956110.294

按上述方法求得:n6
结
语(AW)i
max-n
max=+=8.555,CI==i=1nWin-1本文初步建立了城市道路景观评价的指标体0.0793,查表得RI=1.44系,并运用层次分析法对2个层次的指标进行了分故CR=CI/RI=0.055<0.10,表明判断矩阵析,为科学地评价城市道路景观打下了基础.在具具有满意的一致性.(下转第152页)\n152武汉大学学报(工学版)2005模式的深层次原因,并找出能够影响这些因素的政[2]
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