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山東大學 碩士學位論文 高速公路景觀設計中若干問題的研究 姓名：龐靜 申請學位級別：碩士 專業(yè)：道路與鐵道工程 指導教師：姚占勇 20070521

山東大學碩士學位論文

摘

要

我國高速公路建設的飛速發(fā)展對自然景觀和生態(tài)環(huán)境造成了一定程度的破 壞，隨著人們生態(tài)環(huán)保意識的增強以及走可持續(xù)發(fā)展道

路的要求，高速公路的景 觀設計得到了越來越多的重視，人們不再僅僅滿足于行駛的安全、舒適，還要求 行駛途中滿足賞心悅目等要求，這就對高速公路的景觀設計提出了更高的要求。 本文在大量研究和分析國內外高速公路景觀設計文獻資料，并吸收其經(jīng)驗的 基礎上，構建了高速公路景觀設計理論體系框架，為后續(xù)的高速公路景觀設計研 究和發(fā)展提供了一個堅實的平臺�？蚣軆仍谝匀藶楸竞妥鹬刈匀坏幕A上，將生 態(tài)學、心理學、美學、道路工程學、園林設計學、建筑藝術學、地質學等多學科 的理論應用于高速公路景觀設計中，以全新的視野研究并探討了高速公路景觀設 計的原則和方法。 本文將常用公路路線設計軟件、三維動畫制作軟件及非線性編輯軟件結合， 制作出需要的動態(tài)模擬場景，既保持了線形的準確性又提供了立體直觀的公路景 觀。以此為基礎，設計模擬實驗對高速公路景觀設計中的定量指標進行研究，通 過模糊數(shù)學中程度分析的方法，對實驗數(shù)據(jù)進行分析，通過研究最終得出：高速 公路中央分隔帶單一色彩景觀的適宜尺度大致為３～６ｋｍ。 本文還研究了山東省高速公路適宜景觀植物的選擇，從高速公路對植物要求 及植物自身特性兩方面著手，概括出適合高速公路不同部位的植物選擇原則。依 照此原則選出大概的適宜植物物種范圍，再通過大量查閱文獻資料、咨詢專家， 進一步研究此范圍內植物的生物及路用特性，并將其歸納總結，最終確定出１４８ 種適合山東省高速公路的植物物種。

關鍵詞高速公路；景觀設計；體系框架；尺度：植物

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Ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｆｒｅｅｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｄａｍａｇｅｓ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
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ｃｅｎａｉｎ ｅｘｔｅｎｔ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｉｎｔ．ｔｉｍｅ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆｐｅｏｐｌｅ’ｓ

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￥ｈａｎｄｏｎｇ，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｃｈｏｏｓｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｃｈｏｉｃｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ．ｆｉｒｓｔ ｃｈｏｏｓｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂａｂｌｅ ｓｃｏｐｅ ｏｆｔｈｅ ｐｌａｎｔｓ，

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超鴛

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第一章緒論

１．１研究背景及意義
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國的高速公路建設也得到了突飛猛進的發(fā)展，建設規(guī)模
逐漸擴大，截止２００５年底，高速公路通車里程已突破四萬公里。高速公路的興 建給人們的生活帶來了極大的方便。但與此同時，高速公路建設對環(huán)境和景觀的 影響問題也日益突出，解決高速公路建設給生態(tài)、環(huán)境帶來的負面效應，已成為 我國今后高速公路建設中的一個至關重要的問題。高速公路的設計及建設者們不 得不考慮公路環(huán)境對人們行車的影響和要求，不得不考慮公路建設破壞沿線植被 所造成的環(huán)境問題。高速公路景觀設計的重要性逐漸凸顯了出來。 高速公路的景觀是由道路主體、附屬設施、沿線結構物、周邊自然環(huán)境、人 文環(huán)境等因素構成的一個總的空間概念，是由高速公路建設而形成的，具有特定 社會、生態(tài)功能和動態(tài)特征的客觀系統(tǒng)。而我國的現(xiàn)實情況是：大多數(shù)高速公路 都是公路建成或基本建成的情況下才提到景觀設計，此時公路的走向、所經(jīng)區(qū)域 的環(huán)境都已確定；或者即使從選線階段就考慮到了景觀設計，但由于客觀原因或 經(jīng)濟性等方面的影響，最終路線的走向并沒有充分的估計到公路的外部景觀及其 周圍的環(huán)境，這樣，留給高速公路景觀設計者的可操作空間就大大縮小。實際上 景觀設計并不等同于一般意義上簡單的綠化，它是包含了地質學、生物學、建筑 藝術學、交通心理學、環(huán)境生態(tài)學、園林學等眾多學科的廣義的景觀設計。它對 高速公路用地范圍內外的自然景觀、人文景觀進行科學的保護、利用、開發(fā)、設 計與完善，使高速公路成為融入它所穿越的大環(huán)境中的一條景觀生態(tài)廊道，最終 達到道路內部和外部的和諧。 我國對高速公路景觀設計的研究還處于初級階段，它的速度遠遠跟不上高速 公路建設的發(fā)展水平，人們對高速公路景觀設計的理解大多還徘徊在“高速公 路的美化”、“高速公路的綠化”這樣的程度上．實際設計中，景觀設計往往僅 限于簡單的植樹、種草，對一些重要位置才提出一些綠化設計方面的要求。對高 速公路景觀的系統(tǒng)性設計仍屬空白，只是提出了一些大概性的概念和原則，對于 具體的設計元素的研究還處于初級階段，而理論上的空白正是造成現(xiàn)階段我國高

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速公路景觀設計內容簡單，形式單一的關鍵原因，這對于高速公路整體的健康持 續(xù)發(fā)展是極為不利的。因此，系統(tǒng)的研究探討高速公路景觀設計的規(guī)律，研究其 設計要求以及設計方法具有十分重要的現(xiàn)實意義。

１．２國內外研究現(xiàn)狀
１．２．１景觀理論的淵源及演進過程 。景觀”一詞在歐洲最早出現(xiàn)在《圣經(jīng)》的舊約全書中，是用來描述梭羅門 皇城（耶路撒冷）王子的神殿以及具有神秘色彩的皇宮和廟宇．這時“景觀”的意 義與漢語中。風景”、“景色”的含義大致相同，都是視覺美學意義上的概念． 隨著地理學的發(fā)展，人們對景觀的認識也隨之加深了。人們開始更多地從科 學的角度去分析景觀在空問上的分布和時間上的演化，特別是１４－１６世紀大規(guī)模 的全球性旅行探險，使世人對“景觀”一詞的理解發(fā)生著深刻的變化。這時德語 的。景觀”（Ｌａｎｄｓｃｈａｆｔ）已用以描述環(huán)境中視覺空間的所有物體，而不僅僅局限 于美學意義。１９世紀，洪堡（Ｈｕｍｂｏｌｄｔ）將“景觀”作為一個科學術語引入到地 理學中，并定義為“某個地球區(qū)域內的總體特征”。之后，俄國地理學家又進一 步發(fā)展了這一概念。將其發(fā)展成為“景觀地理學”（１ａｎｄｓｃａｐｅ ｇｅｏｇｒａｐｈｙ）． １９３９年，德國著名生物地理學家Ｔｒｏｌｌ提出了“景觀生態(tài)學”（１ａｎｄｓｃａｐｅ ｅｃｏｌｏｇｙ）的概念。這種思想的產(chǎn)生使景觀的概念發(fā)生了革命性的變化．景觀生態(tài) 學是把地理學家研究自然現(xiàn)象空間關系時的“橫向”方法和生態(tài)學家研究生態(tài)區(qū) 域內功能關系時的“縱向”方法相結合，研究景觀整體的結構和功能。另一德 國學者Ｂｕｃｈｗａｌｄ進一步發(fā)展了系統(tǒng)景觀思想，他認為所謂景觀可以理解為地表 某一空間的綜合特征，景觀是一個多層次的生活空間，是一個由陸圈和生物圈組 成的相互作用的系統(tǒng)。并指出景觀生態(tài)的任務就是為了協(xié)調大工業(yè)社會的需求與 自然所具有的潛在支付能力之間的矛盾【ｌ】。 隨著現(xiàn)代景觀學的發(fā)展，生態(tài)學思想及其它學科與原有景觀概念不斷融合， 并且在現(xiàn)代景觀規(guī)劃設計活動中占有了越來越大的比重。所以，隨者學科的發(fā)展 及學科所面臨問題的不斷復雜化、系統(tǒng)化，應將與之相關其他學科中的有用的理 論成果融人其中，使現(xiàn)代景觀學在面對高速公路景觀問題時可以在更廣闊的領域

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內進行研究與發(fā)展。 １．２．２國外研究綜述

１．２．２．１高速公路景觀設計理論 國外對景觀設計的研究較早。早在二十年代初期，美國修建風景公路 （Ｐａｒｋｗａｙ）時，就開始進行專門的景觀設計，這可以說是景觀設計的雛形．當時 他們就已擺脫了中國目前景觀設計與路線設計分離的狀況，景觀設計完全被納入 到高速公路的設計中，但其主要是在現(xiàn)場勘測中考慮公路線形與地形地物的協(xié)調 和沿線風景的保護和利用。３０年代美國已將減少對原有地貌破壞的理念應用到 設計中．１９６５年，美國就頒布了＜道路美化條例》。美國各州公路工作者協(xié)會 （ＡＡｓｌ－ｒｒｏ）予１９６１年編制了美國州際和國防公路（技術上屬于高速公路）景觀發(fā)展 方針，１９６５年在總結景觀設計經(jīng)驗的基礎上編制了公路景觀設計指南。１９７０年 該協(xié)會綜合并補充修正上述兩個文件，編制了‘公路景觀和環(huán)境設計指南》【２】。 美國在公路初期設計中，就盡量避免高填深挖，減少對原地形、地貌的影響．同 時，美國高速公路在重點路段兩邊設有監(jiān)測系統(tǒng)，對空氣質量適時監(jiān)測，在噪聲 超標地段設置減噪設旅．在公路施工的過程中盡量減少對原有上壤的擾動，開始 施工前首先根據(jù)原有地表徑流并結合設計的永久排水設施的設置做好臨時排水 系統(tǒng)，對周圍環(huán)境有較大影響的路段重點防范。對高速公路景觀環(huán)境設計主要體 現(xiàn)在下面幾個方面：（１）高速公路綠化設計（２）防噪設計（３）防水污染設計（４）施工期

間污染控制設計（５）恢復被破壞的天然生態(tài)的風景資源舊人文景觀保護等ｐ】．
德國自從２０世紀３０年代開始修筑高速公路以來，就十分注重研究道路與周 圍景觀的協(xié)調問題，并逐步在公路工程的實踐中逐漸形成系統(tǒng)的景觀理論。早在 １９３０年，德國的高速公路工程師們就為高速公路的視覺品質的問題投人了相當 多的精力。到１９３８年，弗瑞茲海勒（ＦｒｉｔｚＨｅｎｎｅｒｙ）建立起了高速公路的外部和諧 （Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｈａｒｍｏｎｙ）與內部和諧Ｏ｝ｘｔｅｍａｌ他嘲塒１ｙ）理論【４】。在德國，公路的建設 需要受到自然保護、環(huán)境協(xié)調評估等有關的環(huán)境保護法的約束。在公路設計過程 中，需要對工程項目中如路基路面、路塹、橋梁、涵洞、防護墻，排水設施、噪 音防護、綠化種植、環(huán)境保護等采取相應的措施，盡最大可能減少或者避免對環(huán) 境的有害影響，為其它國家樹立了標桿。

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山東大學碩士學位論文 Ｉ■曼■—Ｅ曼—｜曼置量詈曼曼摹舅舅曼曼曼曼薯—暑寫■曼茸——■一

日本對高速公路生態(tài)環(huán)境的保護、恢復研究也走在世界的前列。在１９７６年， 日本就制定了《公路綠化技術規(guī)范》，并隨著栽植技術的發(fā)展和先進設備的研制， 在８８年又對該規(guī)范進行了修訂。近些年來，日本生態(tài)道路建設理論中對濕地的 保護及生態(tài)綠廊的建設為全世界所矚目。在道路景觀學研究領域，日本十分注重 研究開發(fā)道路高新綠化技術。１９８５年日本制定了‘高速公路綠化技術五年計劃》 其中包括了‘特殊空間綠化技術》《植被恢復技術》、‘公路邊坡綠化技術》、‘景 觀仿真技術》，并且隨后又不斷地制定高速公路綠化的十年計劃及長期發(fā)展規(guī)劃。 在群體綠化方面制定了園林式綠化技術開發(fā)計劃，包括了‘立體綠化技術》、‘生 態(tài)環(huán)境空間形成技術》、《林木疾病的科學診斷技術》、‘循環(huán)剪枝技術》等綠化新 技術，現(xiàn)在許多研究在世界各國已在推廣應用之中。其具體的措施有；為了融入 自然景觀，不破壞山體結構，減少填挖方工程，橋梁采用與周圍環(huán)境相協(xié)調的橋 型；擋土墻、隧道洞口采用特殊工藝；隧道、橋梁的長度占道路總長度的６１％； 設置防止發(fā)生碰撞事故的“動物專用通道”，努力保護動物的棲息場所；設置“動 物誘導柵欄”，設置小動物可以逃脫的邊坡側溝：采用了引誘小蟲的道路照明設 備；綠化區(qū)栽植與周圍環(huán)境相同的樹種；為使人與大自然融合，設置了散步的人 行道，休息長凳等設施，設置了接近于大自然形態(tài)的停車帶等（３】． 除了美，德、目，其他發(fā)達國家也早就開始了公路景觀設計的研究，在公路 工程技術標準、設計和施工規(guī)范中，都有關于公路景觀設計、綠化和美化方面的 技術規(guī)定，他們的公路景觀技術己經(jīng)比較成熟。 縱觀國外道路景觀學研究情況，我們可以看到一套相對完善的體系，涉及到 線形元素、布線、選線，道路工程性能，道路構造物，栽植，照明，道路沿線污 染問題等諸多方面；每一方面的內容都作了具體研究，有一定程度上的定量結論。 這個理論體系直接指導道路設計建造法規(guī)及相應管理的建設和完善，可操作性 強。 但是，國外的這些研究基本上仍屬于定性研究，他們提出問題的各個方面（景 觀要素），進行分類（各國的分類略有不同），然后就不同問題提出原則性的方 法。對牽涉到的一些應定量的細節(jié)僅做到某種程度的定量敘述。由于他們的景觀 設計被納入到了高速公路的設計當中，景觀設計的很大一部分是關于公路線形的 研究，定量的結論也大多集中在這一部分．而對于景觀布局，景觀尺度，景觀色

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彩，景觀造型等具體問題的研究還并沒有進行系統(tǒng)的定量研究１５】刪． １．２．２．２公路景觀設計手段

公路景觀設計手段也逐步發(fā)展。上世紀２０～３０年代，德國首先采用線形模
型來檢查和修正空間線形，將平、縱面線形綜合設計，使其達到舒順的程度。此 外，還采用手描透視圖法來觀察、衡量擬建公路與周圍天然景物的配合協(xié)調，這 就是公路景觀設計的初期階段，它的特點是僅能對局部地段的立體線形進行檢驗 和修正。 ２０世紀４０～５０年代，對公路景觀設計手段進一步研究和改進，采用了釘制 模型（即在反映路線高度的釘上放置橡皮帶而成的路帶）和泡沫塑料板制作的模 型，此外，還利用光學投影原理人工制作透視圖。 從６０年代至今，一些發(fā)達國家逐漸開始重視改善原有公路的景觀，并在新 路設計中考慮景觀或者專門進行景觀設計，并制定了相應的規(guī)范和有關的法規(guī)。。 隨著電子計算機的發(fā)展，道路景觀設計手段更為高明，日趨電腦化，動態(tài)連續(xù)透 視圖、全景透視圖、三維模型得到了廣泛應用。在一些國家的公路設計中，動態(tài) 連續(xù)透視圖、全景透視圖往往作為公路路線布設和幾何設計是否適當?shù)闹匾獧z驗 方法【１０１。 １．２．３國內研究綜述 在我國，過去公路景觀設計一直未引起人們的足夠重視，開展景觀設計的研 究工作起步較晚，無論設計內容或設計手段都處于比較低的水平。隨著經(jīng)濟的發(fā) 展和人們環(huán)保意識的增強，高速公路景觀日益引起人們，特別是公路工程工作者

的關注。８０年代中期，交通部實施了公路標準化和美化（ＧＢ岣工程，可以認為
是我國高速公路景觀工程的開端，對我國公路的環(huán)境景觀起到了較大的改善作 用，但是ＧＢＭ僅僅停留在一般的環(huán)境綠化與美化上，沒有在深層次解決公路， 尤其是高等級公路的景觀問題【２ｌ。 隨著我國高等級公路的迅速發(fā)展，高速公路景觀美化問題變得越來越突出。 國內一些高等院校、科研機構和專家學者對公路景觀設計進行了不同程度的研 究，出版了一些專著和研究論文。但是，現(xiàn)有的一些理論多是基于國外道路景觀

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理論以及園林景觀理論的基礎上發(fā)展起來的，不僅尚未形成自己的特色，而且未 形成完整的體系。雖然個別涉及到公路美學等基礎理論，但是有深度的并不多見， 能夠系統(tǒng)研究和有獨創(chuàng)見解的更是鳳毛麟角�？偟膩碚f仍是在大概念上做文章， 進行的多是定性分析，如探討道路環(huán)境景觀的意義、研究景觀元素的分類等。對 景觀元素的作用，如何構建景觀，景觀布局，景觀尺度，景觀色彩，景觀造型等 具體問題的研究還在摸索階段。理論尚不能直接指導實踐，不具備可操作性。與 道路設計建設及管理相關的法規(guī)也均沒有明確反映景觀這一要求。因此，對于高 速公路的景觀設計很難有明確的標準，很難把握。這就直接導致了工程實踐中要 么用簡單的綠化代替景觀設計，要么憑設計人員的經(jīng)驗和主觀意識來設計，缺乏 較為科學、客觀、嚴謹?shù)脑O計程序和定量標準，致使設計考慮不全面，設計顯得 空洞、乏力、難盡人意‘１４１－［閽。因此，進一步研究高速公路景觀設計各要素，為 公路景觀設計提供可靠先進的設計方法；研究景觀設計方法就顯得尤為重要。 國內景觀研究方法和技術手段也比較單一，這也是國內公路景觀研究與歐美 等發(fā)達國家的主要差距，已極大地限制了研究成果水平的提高。國外遙感、ＧＩｓ 在景觀調查、規(guī)劃、管理、景觀生態(tài)研究中已成為常規(guī)武器，而國內大多還停留 在傳統(tǒng)的描述層次上。公路景觀環(huán)境研究方法和技術手段的落后還表現(xiàn)在其它方 面，如野外觀測、景觀制圖、空間分析等。能夠綜合運用各種研究方法并有所創(chuàng) 新和發(fā)展也是我們應該努力的方向。

１．３主要研究內容及創(chuàng)新點
１．３．１主要研究內容 （１）通過大量研讀國內外景觀設計資料，深入研究高速公路景觀的涵義、構 成、特點，景觀的設計，提出高速公路景觀設計理論的體系框架。 （２）在高速公路景觀設計理論的體系框架的基礎上，分兩個階段提出高速公 路景觀設計的原則和方法。 （３）研究如何將公路線形設計數(shù)據(jù)與三維建模軟件良好結合，建立高速公路 景觀三維動態(tài)模型，以此直觀地觀察設計效果，指導下一步設計． （４）通過對高速公路上司乘人員動態(tài)和靜態(tài)視覺特征的分析，研究高速公路

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景觀要素的布局、景觀尺度、景觀色彩和造型等對視覺的影響． （５）通過動態(tài)模擬實驗，定量研究確定高速公路中央分隔帶單一景觀色彩尺 度的適宜范圍。 （６）在對山東省氣候、地質、環(huán)境等方面調研的基礎上，結合高速公路景觀 對植物的要求，通過調研、查閱資料，咨詢專家等方式選擇出適宜山東省高 速公路的物種． １．３．２創(chuàng)新點 （１）將三維制作軟件與常用公路線形設計軟件結合，建立景觀三維動態(tài)模 型，來表達、解釋和管理景觀設計中的各種數(shù)據(jù)資料，把它們變成可視的、 連續(xù)的、形象直觀的三維形象，逼真反映景觀全貌，同時又保證了公路線形 的準確性。為景觀設計提供一種嶄新的研究手段和研究方法。 （２）采用動態(tài)模擬的方法進行實驗，研究景觀要素的布局，定量的確定了中 央分隔帶單一色彩景觀尺度范圍。 （３）針對高速公路不同部位的立地條件及其特點，結合植物自身特性，總結 出山東省高速公路景觀綠化適宜植物物種。

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第二章高速公路景觀設計理論的體系框架
高速公路景觀設計理論有著非常豐富的內容，正是由于這個原因，我們的許 多研究都是想到哪兒研究到哪兒，研究的不可謂不多，但是一直沒有形成一套完 整的體系，更重要的是，如何構建景觀，景觀布局，景觀尺度，景觀色彩，景觀 造型等具體問題的研究還在摸索階段，大多只是定性的研究討論，而沒有通過一 定的手段得到定量指標，這樣就導致了理論無法直接指導實踐，而不具備可操作
性。

作為一個高速公路景觀設計的研究者，在大量研讀了國內外公路景觀設計文 獻的基礎上，通過深入研究高速公路設計、建設，以及景觀設計程序，結合我國 高速公路自身特點，首先提出一個整體理論的體系框架，然后在后續(xù)的工作中通 過大家不斷充實、豐滿這個框架，最終使其成為一個完整的體系。

２．１高速公路景觀設計理論的體系框架
整個的高速公路景觀設計理論體系的框架包含著兩個層次的內容：第一層次 是高速公路景觀設計的理論基礎，由子它沒有現(xiàn)成的模式和統(tǒng)一的內容，更沒有 某－－ｆ］專門的理論學科指導，它是由許多已經(jīng)成熟的學科相互滲透、相互交叉形 成的－－ｆ－ｊ新的學科，這包括生態(tài)學，視覺心理學、環(huán)境心理學，美學、道路工程 學、園林設計學、建筑藝術學、地質學等。第二層次就是景觀設計理論的主體， 主體部分又可分為兩個層次：第一層可以說是關于高速公路景觀設計概念上的一 系列理論，包括高速公路景觀的構成、景觀的特點、景觀設計的涵義、外延、景 觀設計的原則、景觀設計手段：第二層就是真正可以指導景觀設計實踐操作的一 系列理論，包括公路基本設計（線形，結構等的設計，在滿足交通、安全需要的 基礎上使公路自然和諧的融入自然）、景觀構成設計（包括平面構成、立體構成、 空間構成、色彩構成等）、主線景觀設計（公路沿線線性景觀的設計）、點式景觀 設計（立交、橋梁、隧道的景觀設計）、道路沿線附屬設施景觀設計（服務區(qū)、 沿線休息設施、交通標志牌、防護欄、廣告牌等的景觀設計）、景觀設計評價體 系。見圖２．１。

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圖２－１高速公路景觀設計理論體系的基本框架

２．２高速公路景觀的構成
高速公路景觀是高速公路所影響到的區(qū)域范圍內的空間總體和行駛在高速 公路上的人們視覺所觸及的一切整體。它既不同于城市景觀、鄉(xiāng)村景觀，也有別 于自然山水、風景名勝，它由高速公路建設而形成的，具有特定社會、生態(tài)功能 和動態(tài)特征的客觀系統(tǒng)。高速公路景觀是由道路主體、附屬設施、沿線建筑物、 周邊自然環(huán)境、氣象變化及人的活動等因素所構成的一個總的空間概念。它表示 道路與其環(huán)境作為人的視覺所感知的一種風景特征，代表著城市文化的延伸，其 構成如圖２－２。

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ＩＩ

主要構成
。要素．

公路主線（主要是線形、路基、路面等）

公路構造物（橋梁、隧道、立交等） 公路栽攮（襁線線餓及點式綠化藏榱） 道路附屬設施（沿線服務、管理、休患站所， 一交通標恚脾。廣告牌等）。 自然要素；天空、山番、河滟、森榜、植被 人為要素：農墨、枵庶、暴露，建筑物等 ６”‘鶿攀變化，一天內日雩闊變化、 、弱、風，雨、囂。鬯、，霧、耩¨、雪 歷受楂起，神謠傳落、．詩詞薅記，

輔助性構成
要素 公 路

遠景或背景
。

要素

景 動態(tài)或變動

。星鲞一
４盤擬 要素

燃基ｋ名太軼褰、風俗魏便、
圖２—２高速公路景觀構成

２．３高速公路景觀的特點【１３ｌ
高速公路的景觀有其自身的特點，要想做好高速公路的景觀設計，首先應該 明確其有別于別的景觀的獨特之處。 （１）構成要素多元性 從高速公路景觀客體的構成要素分類中，可見高速公路景觀由自然的與人工 的；有行的與無形的多種元素構成。在諸多元素中，公路景觀（公路線形及構造 物）起決定性的作用，它們可加強或削弱環(huán)境景觀的品味，影響環(huán)境的質量。
（２）時空存在多維性

從高速公路景觀空間來說，它是上接藍天，下連地表，延綿起伏的連貫性帶 形空間。從時間上說，高速公路景觀即有前后相隨的空間序列變化，又有季相（一 年四季）、時相（一天中的早、中、晚）、位相（人與景的相對位移）和入的心理 時空運動所形成的時空軸。 （３）景觀評價多主體性 任何一種景觀環(huán)境，都無法取得異口同聲的褒貶。高速公路景觀更是如此。
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評價的主體不同，評價主體所處的位置、活動方式不同，評價的原則和出發(fā)點必 有顯著的差別。如觀賞者、旅行者多以個人的體驗和情感出發(fā)；經(jīng)營者、投資者 多以維護管理、經(jīng)濟效益等方面甄別；沿線居住者多以出行是否便利、生活環(huán)境 是否受到影響等方面考慮；公路設計者、建設者考慮更多的則是行駛的技術要求 及建設的可行性． （４）景觀環(huán)境的多重性 高速公路景觀不同于單純的造型藝術、觀賞景觀，為滿足運輸通行的功能， 它有自身的體態(tài)性能，組織結構。同時，它又包含一定的社會、文化、地域、民 俗等涵義．可以說它既具有自然屬性又具有社會屬性，既有功能性、實用性又具 有觀賞性、藝術性

２．４高速公路景觀設計的涵義、外延
高速公路景觀設計是對高速公路用地范圍內外的自然景觀、人文景觀進行科 學的保護，恢復、開發(fā)、設計與完善，使高速公路成為融入它所穿越的大環(huán)境中 的一條景觀生態(tài)廊道，最終達到公路內部和外部的和諧。也就是說，高速公路景 觀設計包括生態(tài)景觀保護、生態(tài)景觀恢復、生態(tài)景觀開發(fā)、生態(tài)景觀設計完善等 幾個方面，幾個層次。 在這里需要著重強調一下生態(tài)景觀恢復，因為這是最易被忽視，同時又是極 為重要的一個環(huán)節(jié)，這實際就涵蓋了恢復與重建兩步。提到生態(tài)景觀恢復，就不 得不從生態(tài)恢復（ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ）的概念入手，生態(tài)恢復最早是由 Ｌｅｏｐｏｌｄ于１９３５年倡導的“ｏ，后續(xù)許多學者和機構都對此進行了定義，Ｃａｉｒｎｓ （１９８０），Ｍａｇｎｕｓｏｎ（１９８０），Ｌｅｗｉｓ（１９８９），許木啟（１９９８）等將生態(tài)恢復的概 念定義為：恢復被損害生態(tài)系統(tǒng)到接近于干擾前的自然狀況的管理與操作過程， 即重建該系統(tǒng)干擾前的結構與功能及有關的物理、化學和生物學特征。在高速公 路的大環(huán)境下，如果只是將生態(tài)恢復定位在生態(tài)系統(tǒng)的層次上，而不考慮生態(tài)系 統(tǒng)與周圍環(huán)境的關系，將會嚴重制約生態(tài)恢復目標的實現(xiàn)，因此，生態(tài)恢復必須 訴諸于景觀途徑。也因此，本文使用了生態(tài)景觀恢復的說法�；謴蜕鷳B(tài)學家們越 來越注意到，景觀多樣性、異質性過程對生態(tài)系統(tǒng)（景觀要素）的組織水平、多 樣性和穩(wěn)定性的維持及動態(tài)變化、演替規(guī)律均有重要影響，僅從生態(tài)系統(tǒng)這一尺

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度上進行生態(tài)恢復與重建并不能達到真正意義上的恢復與重建，螄考慮周圍景
觀的影響，采取相應措施減少周圍景觀產(chǎn)生的負面影響口３１。也就是說減少高速公 路建設、運營所產(chǎn)生的負面影響。

２．５高速公路景觀設計的原則
由于高速公路景觀設計的復雜性，我們需要依據(jù)一定的原則來進行設計，這 個原則不僅適用于具體設計過程，也必須能夠引導設計構思階段的進行，因此， 本文將高速公路景觀設計的原貝Ⅱ分為兩個層次，第一個層次是設計構思階段的原 則，包括以人為本、尊重自然兩個方面；第二層次是設計方案階段的原則，又包 括了五個方面。具體將在本文第三章中詳細闡述。

２．６高速公路景觀設計手段
緒論中已經(jīng)提到過，從上世紀２０～３０年代開始，公路景觀設計手段逐步發(fā) 展，隨著信息技術、計算機技術、ＧＩＳ、ＲＳ、ＧＰＳ、ＶＲ和數(shù)字攝影測量等技術 的發(fā)展，對公路交通系統(tǒng)環(huán)境進行三維可視化分析已成為可能，在大型工程招投 標中，三維動畫幾乎已成為不可缺少的基礎展示手段。兩在公路設計行業(yè)，目前 的設計大都是在二維地圖上進行（紙介質地圖，數(shù)字地圖），二維地圖上地貌和 地物是用等高線、地物邊界線和特定符號表示的，設計人員需具備地圖學專業(yè)知

識和經(jīng)驗才能正確判斷地形或地貌的特征㈨。
對公路景觀，通常是在公路ＣＡＤ透視圖中先建立景觀設計模型，然后再用
３ＤＳ ＭＡＸ或Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ等進行圖像處理、渲染和動畫制作。這種設計方式的不

足是：①要生成大量的行使動畫耗時巨大；②不能實現(xiàn)實時行使和觀察；＠動畫
播放只能沿設置好的路徑播放；④透視圖不具有可量測性。在地形的三維真實感 立體模型上進行設計，使設計過程和設計結果可視化，從而實現(xiàn)三維可視化工程 設計，一直是設計人員的夢想和追求目標。設計師希望能夠實時觀察設計結果以 及判斷公路設計與周圍環(huán)境是否和諧，及時確定和修改設計方案，傳統(tǒng)的ＣＡＤ 輔助設計系統(tǒng)無法實現(xiàn)這些需求，其必須借助于三維可視化這一有效工具瞰ｌ。數(shù) 字攝影測量為實現(xiàn)地形三維可視化提供了可能ｆ２研。

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山東大學碩士學位論文 ２．７高速公路路域生態(tài)區(qū)劃
高速公路作為一種線形建筑物，一般都會跨越很大的區(qū)域，穿越不同復雜的 單元，會受到各種自然因素的影響。因此，除了考慮整條公路的整體性以外，還 應該兼顧其地域性，就對我們提出了進行公路路域區(qū)劃的要求。 由于地域分異因素綜合作用的結果，使自然環(huán)境在空間分布上具有一定的規(guī) 律性，根據(jù)這種規(guī)律性去劃分各自然區(qū)域之間的差異和界線，確定各自然區(qū)域等 級（整體與部分）之間的從屬關系，可以構成一個區(qū)域等級組合體系，自然區(qū)域的 這種系統(tǒng)研究法，稱為自然區(qū)劃【矧。自然區(qū)劃是－－ｆｌ古老的學科，有較成熟的理 論、方法和思想體系，但區(qū)劃研究主要集中在綜合自然區(qū)劃或與農業(yè)相關的自然 區(qū)劃，工程自然區(qū)劃研究相對滯后和薄弱，國內外的研究資料、成果和報道很少。 我國僅交通部制定了公路自然區(qū)劃標準，其它工程部門也只有建設部門頒布了建 筑氣候區(qū)劃標準。 我國公路自然區(qū)劃研究始于２０世紀５０年代，主要分為兩個階段。第一階 段在２０世紀５０～６０年代，以行政大區(qū)為單元開展道路氣候分區(qū)研究，在此基 礎上初步提出了全國道路氣候分區(qū)方案，并建立了三級區(qū)劃體系。一級分區(qū)以溫 度為主導因素，二級分區(qū)以溫度為依據(jù)，１９６６年納入路面設計規(guī)范。第二階段 在２０世紀７０～８０年代，在道路氣候分區(qū)研究的基礎上，參考和借鑒綜合自然 區(qū)劃與其他部門自然區(qū)劃經(jīng)驗和成果，于１９８６年頒布了《公路自然區(qū)劃標準》 （以下簡稱標準）。標準仍采用三級區(qū)劃體系，一級區(qū)劃以溫度和地貌為主導因素， 二級區(qū)劃以潮濕系數(shù)，適當考慮巖土類型為依據(jù)，將全國分為７個一級區(qū)，３３ 個二級區(qū)和１９個副區(qū)。但是，原有公路自然區(qū)劃主要服務于低等級為主的公路 建設，其次原道路氣候分區(qū)研究與公路自然區(qū)劃標準制定，雖建立三級區(qū)劃體系， 但都僅做了一級和二級區(qū)劃系統(tǒng)的劃分，而未進行三級區(qū)劃系統(tǒng)的研究和劃分， 更不用提再往下的細分，這已明顯不能適應和滿足目前的需要田】。 我們需要做的就是從公路景觀設計角度著眼，結合不同區(qū)域的地形形態(tài)、地 貌特征、氣候條件、水文地質條件、土質巖性、生物因子因素（動植物種群分布 及種類、植被覆蓋率等）、現(xiàn)存生態(tài)景觀問題、公路路基特征及社會條件（風景 名勝、歷史文物、旅游資源等）的不同特點，進一步劃分高速公路路域的多層次 區(qū)劃。進入公路設計階段后，就可以根據(jù)路域的生態(tài)區(qū)劃，結合公路技術條件等

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要求將公路劃分為若干段進行設計，每一段都體現(xiàn)出其所在區(qū)劃范圍的特點，不 僅有利于公路與環(huán)境的協(xié)調，也使公路上的司乘人員感受到不同的地域文化，提 高公路的景觀價值。

２．８高速公路基本設計
用地范圍外，高速公路上乘客和駕駛人員視線所及范圍內的景觀，往往很大 程度上由高速公路前期設計所決定，因此從選線、定線就應該開始高速公路景觀 設計．理想的高速公路景觀設計應當是在公路規(guī)劃設計者進行選線時就同時介 入，而不能等到公路線形定位之后，甚至公路路基旅工完畢，才開始考慮景觀設 計．在這一點上，美國的成功經(jīng)驗是很有借鑒意義的。從２０世紀２０－－３０年代開 始，美國的許多道路，尤其是穿越風景區(qū)或鄉(xiāng)村曠野的區(qū)域道路和州際公路，在 規(guī)劃設計時，甚至先由景觀規(guī)劃師選線定型，然后才由道路設計人員進行技術性 的匹配，所以美國才會有舉世聞名的公園道路（ｐａｒｋｗａｙ）、景觀道路（ｓｃｅｎｉｃｗａｙ）， 發(fā)展至今，這種以景觀為導向而規(guī)劃設計的道路已遍布全國。 在此意義上，公路基本設計不僅要求公路在自然景觀中的宏觀位置要適當， 還要求公路要有順暢、優(yōu)美的線形，以及公路兩側邊坡、路肩、隔離帶等與環(huán)境 相協(xié)調。也就是兩個關鍵點：一是要求公路線形與其沿線周圍環(huán)境協(xié)調；二是要 求公路線形自身的協(xié)調。我國以往在公路自身線形協(xié)調上考慮的還是很多的，關 鍵是較少考慮公路線形與周圍環(huán)境的關系。

圖２—３景觀設計理念引導下的高速公路基本設計

山東大學碩士學位論文 ２．９高速公路景觀構成設計嗍
所謂構成，是指將各種形態(tài)和材料進行分解，作為素材重新賦予秩序的組織，
從而得到新的形態(tài)的方法．構成是創(chuàng)造形態(tài)的方法，強調“要素進行組合”的核 心思想，研究如何創(chuàng)造形態(tài)，形與形之間怎樣組合，以及形象排列的方法，是一 種研究形象的科學方法。 構成作為一種近代造型概念，是現(xiàn)代造型設計的用語，最早起源于德國的包 豪斯學院，２０世紀７０年代末，隨著我國改革開放和經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及科學技 術的不斷進步，藝術和設計的教育逐漸被重視，包豪斯的教育理論和教育思想逐

漸開始被采用，受其影響產(chǎn)生的構成理論成為一個新的造型原則，現(xiàn)在已經(jīng)在工
業(yè)設計、建筑設計、環(huán)境設計、視覺傳達設計等領域廣泛應用。 構成從內容上分為純粹構成和應用構成，純粹構成是指不考慮實際功能，不 受材料、工藝、造價等的限制，而主要從形式上對造型的基本規(guī)律進行研究，從 而形成具有形式美的形態(tài)設計．應用構成則是將純粹構成的一般原理、規(guī)律、法 則和方法融入到具體的設計對象中，使其不僅具有純粹構成的美感，更具有使用 功能，是社會意識、科學技術和藝術創(chuàng)作的結晶。在高速公路上需要探討的景觀 構成設計就是應用構成。 ２．９．１平面構成 平面構成是在平面上按照一定的形成規(guī)律和法則創(chuàng)造的、具有形式美感的視 覺藝術狀態(tài)，它的研究對象主要是在平面上，具體研究如何創(chuàng)造形象、怎樣處理 形象之間的關系、如何掌握美的規(guī)律并按照形式美的法則形成平面圖形． ２．９．２立體構成 立體構成是研究三維立體造型的，它以形態(tài)要素或材料為素材，按照視覺效 果、力學或精神學原理進行組合。研究它的任務是揭示立體造型的基本規(guī)律，闡 明立體設計的基本原理，通過對立體構成的研究，掌握立體造型的構成方法，提 高對立體設計中形式美規(guī)律的認識。

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２．９．３空間構成 從構成角度講，空間形態(tài)是指由物體所限定的或所包圍的三次元空間，即可 感知的有形的空間，是由實體和空虛共同組成的。在此需要研究空間形態(tài)的基本 特征、其形成方法以及空間形態(tài)的組織。尤其是空間形態(tài)的組織，在高速公路景 觀設計中大有用途，像魏中華等人在公路景觀設計中所提倡的景觀序列實際上就 是一種序列空間的組織。 ２．９．４色彩構成 色彩搭配是創(chuàng)造景觀整體形象的重要方面之一，如果去掉了色彩，只通過形 體來表現(xiàn)景觀，那樣景觀的吸引力就會大打折扣，不能滿足人們的審美愿望。因 此，色彩與形態(tài)的構成關系是密不可分的。 高速公路景觀設計中我們研究的色彩構成包括色相的搭配、明度的搭配、色 彩的位置調節(jié)、色彩使用面積的搭配、色彩對景觀形象的調節(jié)與再創(chuàng)造。

２．１０高速公路主線及點式景觀設計
２．１０．１高速公路主線景觀設計 １９９１年交通部發(fā)布的‘國省干線ＧＢＭ工程實施標準》中規(guī)定：在可綠化的 路段以綠色植物合理覆蓋公路兩側邊坡，分隔帶及公路用地范圍內的一切可綠化 空地。從我國高速公路斷面形式可以看出，高速公路主線景觀設計的對象包括： 中央分隔帶、路肩、邊坡、隔離柵、綠化帶。這些的景觀設計都屬于線性景觀的 設計，但所處位置不同其具體要求也各不相同，例如，對中央分隔帶綠化而言， 安全性體現(xiàn)在防眩和保障道路的通暢上；而對邊坡而言，交通安全性則體現(xiàn)在維 護路基的穩(wěn)定及保障坡面的穩(wěn)定等方面．所以，對不同部位的景觀設計需要分別 探討。 ２．１０．２高速公路點式景觀設計 這里所謂的點式景觀設計，主要指立交、橋梁及隧道的景觀設計．

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立交景觀設計 立交是利用跨線構造物使道路與道路（鐵路）在不同標高相互交叉時的連接 方式，是道路交叉連接的重要形式，在公路中起著重要的節(jié)點作用。作為公路的 有機組成部分，其景觀設計也是高速公路景觀設計的重要組成部分和表現(xiàn)區(qū)域。 立交的位置通常都處在交通發(fā)達、經(jīng)濟繁榮的地區(qū)，它的建設對于發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟， 促進周邊土地的開發(fā)和利用，美化環(huán)境起著舉足輕重的作用。立交景觀設計就是 考慮使立交完成其固有的交通功能的同時，還需要考慮使立交與周圍環(huán)境相協(xié) 調，以減少建設性景觀破壞，提高其美學價值和文化價值。這就要求避免對生態(tài) 環(huán)境的破壞，力求美化自然，使立交與自然景觀有機地結合在一起，達到最大限 度地與原有地形地貌的統(tǒng)一．但畢竟立交是突兀于自然中的人工體，景觀要求與 立交功能總是存在著一定的矛盾，如何協(xié)調二者之間的關系，涉及到土木工程、 交通工程、建筑美學、園林藝術、心理學等等多種學科，需要因地制宜，綜合考 慮，以達到工程與美學的統(tǒng)＿＿１２９Ｊ。 橋梁景觀設計 ２０世紀６０年代初期，歐洲首先出現(xiàn)橋梁景觀設計，其代表作為建造在高速 公路傍山陡坡上的長距離棧橋。７０年代日本在特大型現(xiàn)代橋梁規(guī)劃中，提出將 橋梁造型與周圍環(huán)境一起作為審美對象，即橋梁景觀建設的概念［：３０１。橋梁造型不 同于一般造型藝術，它同時還具備實用性、科學性、藝術性和時代性；景觀橋梁 造型的創(chuàng)新活動，還同時受功能、材料、結構、施工工藝、經(jīng)濟等條件的制約， 需要多學科的共同協(xié)作。橋梁應重點突出其給人的視覺欣賞性，使入悅目，突出 橋梁與環(huán)境的協(xié)調性，同時還應給人更多的啟發(fā)【３１１。 隧道景觀設計 隧道是高速公路上景觀顯得比較單一的路段，隧道內外是風格迥異的兩種空 間，明與暗、開闊與狹小，存在著強烈的反差，在兩者之間有必要建立空間過渡 帶，形成最集中的視覺趣味點，緩和人的精神狀態(tài)轉換過程【３２１。隧道洞門正充當 了這個角色，它是連接隧道和路基的建筑物，是整個隧道主要外露的部分，作為 隧道的標志，其藝術性、美觀性和合理性將直接影響人們對整個隧道工程的評價。 因此隧道洞門景觀設計是整個高速公路景觀設計的重要部分． 高速公路隧道洞門雖受地形、地質、水文和已有建筑物等的制約，同時還要

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滿足規(guī)范要求，不能隨心所欲，但我們可以利用這些要素進行巧妙的組合，使洞 門建筑融匯于自然環(huán)境之中【３３１，使之成為富有創(chuàng)造力的空間和獨具風格的過渡 區(qū)，使從高速運動狀態(tài)中驟然減速的人們在心理上得到適當?shù)姆潘伞Ｋ淼蓝撮T景 觀設計主要從周邊景觀、創(chuàng)意構思、材料選擇三個方面考慮，造型別致大方的洞 門會引人入勝，洞內照明及裝飾也是關鍵。裝飾材料的日新月異，為設計創(chuàng)造提 供了更為廣闊的空間，但高速公路的隧道洞門有其獨特的一面，它要求簡潔大方、 色彩明快，不宜過度追求復雜、細膩的形體刻畫，避免因快速移動而失去對洞門
景觀的感知。

２．１１高速公路沿線附屬設施景觀設計
高速公路沿線附屬設施主要包括服務區(qū)、沿線休息、管理、養(yǎng)護站所、交通 標志牌、廣告牌等，它們以路線中心為軸線，布置在公路兩旁。沿線附屬設施既 是高速公路沿線地區(qū)的服務窗口，也是高速公路的重要組成部分，所以其景觀設 計也需要綜合考慮。高速公路沿線附屬設施的景觀設計除了要滿足它的實用功能

外，還需要和自然景觀及人文景觀的多重要求，其建筑布局、造型風格、結構尺
寸、色彩形狀、景觀綠化等均應與周圍環(huán)境相協(xié)調，并與主線結構物之間彼此呼 應，同時表現(xiàn)出地域人文特點．

２．１２高速公路景觀綠化植物選擇及配置設計
對高速公路景觀設計而言，生態(tài)性是與交通安全性處于同等重要地位的基本 要求，對高速公路這一環(huán)境破壞嚴重，生態(tài)條件惡劣的區(qū)域，綠化的目的不僅僅 是單純的栽植成活了事，而是應該追求最大程度的發(fā)揮其保護與改善生態(tài)環(huán)境的 功能，使得具體的綠化形式能在高速公路粗放的管理條件下保持長久，從而持續(xù) 地發(fā)揮綠化的生態(tài)功能，并避免重復建設及高投入養(yǎng)護。要達到這一目的，植物 的選擇可以說是最根本也是最基礎的一步。我們需要針對不同的地區(qū)，精心選擇 能夠適應該地區(qū)域特征，滿足其所處公路部位對它的功能要求，同時又能良好適 應高速公路環(huán)境的適宜的物種，關于這方面的內容，本文將在第五章中從高速公 路的不同部位著手，分別具體研究。 在確定植物配置方式時，要運用景觀生態(tài)學的原理，充分利用公路用地范圍

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內可綠化用地，配置要有層次、有厚度、有聯(lián)系，要考慮植物的高度、冠形、葉 形葉色、枝葉開張角度和茂密程度等，使植物高低錯落有致，喬木、灌木、藤木、 花草等地被植物配置有序，各占其合理的空間位置，常綠植物、落葉植物合理搭 配，并強調立體效果。最終將綠色景觀與地形、地貌、地物等自然景觀和滿足人 類精神需要、藝術追求的人文景觀和諧優(yōu)化，創(chuàng)造融科學、藝術、園林、生態(tài)、 環(huán)保、美學功能于一體的生態(tài)景觀工程。

２．１３高速公路景觀設計評價體系
公路景觀作為一種主觀概念，不能精確地加以量化，它包含了相當多的參數(shù) 并具有特定的結構功能和動態(tài)特征。通過對地形、植物、建筑、水、路、土地等 構成的系統(tǒng)進行研究可以確定出所研究區(qū)域存在的多個不同的景觀元素。每個元 素雖為該區(qū)域的一部分，但因其地形、土地使用形式、植物、建筑、顏色等的不

同而都具有自己的特色剛。
現(xiàn)有景觀工程決策的隨意性較大，人們一直習慣按照自己的感性認識和以往 經(jīng)驗對高速公路景觀設計方案進行評價，而沒有一個科學的統(tǒng)一的評價方法，評 價體系。已有的研究也大多集中在施工后的效果評價上，而很少對景觀設計方案 進行評價，我們需要的正是用于設計階段的方案評價。對此，山東大學的碩士研 究生劉紅霞做了初步的研究，對其評價體系進行了較系統(tǒng)的分析，整個評價體系
如圖２—４。

圖２－４高速公路景觀評價體系

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２．１４高速公路景觀設計體系中的可量化指標
定性認識，即判定某對象實體是否存在，結構如何，各要素之間具有何種聯(lián) 結等等。它往往是認識事物的開始。定性認識缺乏量化的嚴格的、精確的觀察、 測量、統(tǒng)計、計算和表述，不能對特定事件做出嚴密的描述、說明、解釋和闡述， 具有不精確性；其研究結構具有很大的任意性和松散性；它是以經(jīng)驗描述為基礎， 以歸納為核心的方法論系統(tǒng)，它的推理缺乏嚴格的公理化系統(tǒng)的邏輯約束，因此， 在它的前提和結論之閬可能不存在邏輯的必然性，即其結論往往具有或然性。 由于定性認識具有上述局限性和相對性，故在定性認識的基礎上，必須對事 物進行定量認識，也只有這樣才能獲得清晰、準確、普遍的認識。在心理學中， 定量研究指基于理性和邏輯之上、借助數(shù)學工具而實現(xiàn)的研究方法。眾所周知， 量化是心理學研究科學化的重要標志。自馮特于１８７９年建立第一個心理學實驗 室之后，１００多年來心理學在實證主義的指引下，以客觀性、系統(tǒng)性和可驗證性 作為科學研究的標準，取得了豐碩的成果，定量研究也成為心理學的主要研究方 法。 定量認識的目的在于測定對象目標的數(shù)值，求出其與各相關要素間的精確的 經(jīng)驗公式。定量認識是對一種具有確定邏輯結構的認識，這些邏輯結構的不斷展 開就是定量研究方法的實現(xiàn)【３５ｌ。 同樣的，在高速公路景觀設計中，只有定性研究對實際工程操作并沒有很大 的指導意義，因此。我們需要逐步的往體系框架中填充一系列的量化指標。從理 論主體中可以提取出很多可量化的指標，例如：單一色彩景觀尺度，中央分隔帶 植物高度、冠徑、間距，中央分隔帶標準段長度范圍，路側結構物距路邊合理距 離，路側綠帶中喬木種植的高度、密度、延伸長度限制，色彩組合的一系列規(guī)律， 立交橋空間尺度，小區(qū)域內適宜的路用植物等等。本論文以下的章節(jié)就是從中抽 取了一些可量化指標進行研究。

山東大學碩士學位論文 第三章高速公路景觀設計原則與方法

高速公路的景觀設計是一個很復雜的過程，因為它將設計思想與復雜的技術 要求結合起來，它不僅要把各種要素組織在一起，成為在視覺上令人愉悅的安排， 還要在功能、美學和成本之間求的平衡。那么在項目分析、現(xiàn)狀調查之后，進行 具體設計之前，我認為最好有一個設計的構思階段，這是單獨提出的獨立階段， 而不是具體設計時的一種簡單構思． 這個所謂的設計構思階段，應該開始于第一次的現(xiàn)場勘察或對于項目的討 論，此時的構思是由項目的現(xiàn)狀所激發(fā)產(chǎn)生的。具體設計時，再結合設計構思， 設立一個全面的設計方案，并能滿足委托人的各項要求，這才是具體的設計方案 階段．

３．１設計構思階段的設計原則
此階段的設計原則，需要從項目的整體設計思路方面來說，它應該遵循以下 兩個根本原則： ３．１．１以人為本 以人為本的思想來源于歐洲文藝復興時期的人本主義思潮。人本主義是中世 紀歐洲以意大利為中心的文藝復興時期的主要美學思想，也稱人文主義，主張思 想自由和個性解放，肯定人是世界的中心，反對中世紀的經(jīng)院哲學，反對教會統(tǒng) 治下的禁欲主義，反對以神為本位，提倡以人為本位，所以稱為人本主義【３６】。 對于高速公路來說，為使用者提供安全、舒適、快捷的服務是其最基本的功 能之一，這本身就是一種以人為本精神的體現(xiàn)。景觀設計作為一種追求人與自然 之間的變化與控制，新與老之間的平衡的一種環(huán)境藝術，可以說是研究如何安排 高速公路用地及用地上的物體和空間來為使用者創(chuàng)造安全、高效、健康和舒適的 行車環(huán)境的科學和藝術，因此更應該充分貫徹這一原則。 在高速公路景觀設計中體現(xiàn)以人為本的精神，即是突出體現(xiàn)公路的主要服務 對象為“使用者”，處處從方便人的使用這個角度來考慮。高速公路的景觀設計應

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該體現(xiàn)出對人的理解和關懷，從宏觀到微觀充分滿足使用者的需求，大到景觀的 總體規(guī)劃，小到服務設施的配置、標志牌的設計等等都要從人的角度出發(fā)，讓以 人為本的原則貫穿滲透到景觀設計的每一步，滿足人的各種生理和心理需求。
３．１．２尊重自然

大自然中的萬物構成了地球上互相聯(lián)系的生命之網(wǎng)。我們來自于大自然，是 大自然的有機組成部分，是世間萬物生態(tài)鏈條中的一環(huán)，是生命之網(wǎng)中的一個節(jié) 點。一旦生態(tài)鏈條斷裂了，生命之網(wǎng)支離破碎了，人類將無法生存。人與自然萬 物唇齒相依，息息相關。我們要倡導建構尊重自然、愛護自然、與自然和諧相處 的環(huán)境倫理精神。我們應該認識到大自然的神圣性，恢復大自然的尊嚴，重新確 立對自然環(huán)境的態(tài)度，從大自然的征服者轉交為大自然的朋友。這并不表明人類 倒退了，而是人類對大自然原有認識的揚棄，是人的精神在更高起點的回歸。 公路景觀設計應最大程度地模仿自然，減小人為的痕跡，使得人們在設計和 旅工中，對自然的干擾、破壞，努力控制在最小的限度內。國外發(fā)達國家在從邊 坡防護方式到互通立交區(qū)的綠化栽植；從綠化植物種的選擇到標志、護欄材料的 使用等等方面均體現(xiàn)出對周圍自然環(huán)境的尊重與模擬，使公路工程充分融入到周 圍自然環(huán)境中，公路使用者甚至無法感覺到公路的存在，仿佛公路本身就是自然 的一部分，而非后天修建ｐ７１。

３．２設計方案階段的設計原則與方法
３．２．１遵循形式美的原則 要創(chuàng)造讓人賞心悅目的景觀，對景觀環(huán)境美的理解就不能停留在表面的、膚 淺的層次上，要充分認識到“空間”是景觀環(huán)境的主角，景觀環(huán)境是由各種要素 交織融合而成的空間環(huán)境，是由各種要素所表現(xiàn)出來的形體所構成的。這些要素 不同的組合、不同的形象、不同的材質會給人不同的感受。如何組織這些要素創(chuàng) 造優(yōu)美的景觀、構成秩序的空間，長期以來人們一直在苦苦地探索、總結美的造

型規(guī)律一形式美的原則。而古今中外的景觀設計，不論其本身情況怎樣，也不
論其環(huán)境形式上有多么大的變化和差異，一般都會自覺或不自覺地遵循形式美的

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規(guī)律． ３．２．１．１統(tǒng)一與變化 統(tǒng)一與變化是形式美的主要內容。統(tǒng)一意味著部分與部分及整體之間的和諧 關系；變化則表明其間的差異，意味著多樣性。所謂的多樣統(tǒng)一就是在整體的統(tǒng) 一中尋求有秩序的變化，要求形與形之間既要有不同的要素加以區(qū)別，又要有共 同的要素加以溝通，從而形成完整的新形．若僅有多樣性就會顯得雜亂而無序， 僅有統(tǒng)一性就顯得呆板、單調，所以一切藝術設計的形式中都必須遵循這個規(guī)律。 進行高速公路的景觀設計時，我們要求統(tǒng)一，但又不能千篇一律．而是要在 統(tǒng)一的主題下表現(xiàn)出各自的特色和韻味，適當?shù)淖兓缇坝^的色彩，以及線形的 彎曲、起伏等，都會使司機在行車途中感受到沿途景觀富有節(jié)律感、多變性，產(chǎn) 生愉悅的心理，達到消除疲勞、提高行車安全的目的。 在高速公路的景觀設計中，要達到多樣統(tǒng)一性也就是要求我們掌握好一個度 的問題，例如在進行中分帶的綠化時，若過分的要求統(tǒng)一，整條路段采用相同的 植物、相同的高度、相同的配置方式等等，那不僅會使整個景觀顯得單調乏味， 缺乏表情，長時間在這樣的景觀中行駛還會使駕駛人員產(chǎn)生視覺疲勞，甚至導致 嚴重后果。相反，若過于追求變化，會顯得雜亂無章，給駕駛人員帶來不便，我 們必須在這兩者之間尋找至Ⅱ合適的分寸。 ３．２．１．２主與從 在景觀環(huán)境中，首先確定一個主體要素來支配和控制整個空間，這種起主導 作用的要素，或通過造型的獨特，或通過體量的龐大，或通過色彩的強烈等方式， 獲得視覺上的沖擊力，而其他要素都處于從屬的地位【２８】。在高速公路景觀設計中， 主要部分或主體與從屬體應該由其功能及使用要求決定，主要部分（即整個道路 部分）成為主要布局中心，中分帶、邊坡、路側綠化帶等處再確定出次要布局中 心．次要布局中心既有相對獨立性，又從屬于主要布局中心，彼此相互聯(lián)系，相 互呼應。 鑒于以往的公路觀設計實踐，在處理公路與周圍環(huán)境景觀設計之間的關系 時，整體上采用左右對稱構圖形式還是比較普遍的。所謂的對稱構圖形式是指：

山東大學碩士學位論文 ■皂詈鼉暑矗毫舅皇■奠曹寡曼鼉曼曼曼詈鼉寡詈置量■墨皇皇ｉ＿——

ｉ｜

采用一主兩從或多從的結構，即主體部分（即高速公路）位于中央，其他部分作 為陪襯．這樣可以使公路成為整個環(huán)境中的視覺中心和趣味中心，產(chǎn)生強烈的視 覺吸引作用。而非對稱的形式比較自由、活潑，具有視覺能動性和主動性，處于 動態(tài)和變化中，充滿生機和活力。比對稱的形式更加靈活，能滿足不同功能、空 間的各種條件，因此，在局部采用非對稱的形式可以使景觀在均衡中更具有動感。 ３．２．１．３對比與調和 對比、調和是藝術構圖的一種重要手法，它是運用布局中的某一因素（如形 狀、色彩等）中，兩種程度不同的差異，取得不同效果的表現(xiàn)形式。差異程度顯 著的表現(xiàn)稱對比，能彼此對照，互相襯托，更加鮮明地突出各自的特點：差異較 小的表現(xiàn)稱為調和，使彼此和諧�；ハ嗦�(lián)系，產(chǎn)生完整的效果。設計時要在對比 中求調和，在調和中求對比，使景觀既豐富多彩、生動活潑，又突出主題，風格

協(xié)調闖。
對比與調和只存在于同一性質的差異之間，如體量的大小、線條的曲直、顏 色的冷暖、明暗等，不同的性質之間不存在對比與調和，比如體量大小與顏色冷 暖就不能比較。 對比的手法很多，借鑒園林景觀設計的已有基礎，結合高速公路的具體特性， 可用手法如下： （１）色彩的對比調和 色彩有三個獨立屬性：色相、明度、飽和度。色相是色彩的一種最基本的感 覺屬性，這種屬性可以使我們將光譜上的不同部分區(qū)別開來。即按紅、橙、黃、 綠、青、藍、紫等色彩感覺區(qū)分色譜段，缺失了這種視覺屬性使無所謂色彩了。 飽和度是使我們對有色相屬性的視覺在色彩鮮艷程度上做出評判的視覺屬性。明 度是可以使我們區(qū)分出明暗層次的非彩色覺的視覺屬性。由于明度是使非彩色覺 的視覺屬性，因此，高速公路景觀中色彩的對比與調和主要由色相和飽和度這兩 種屬性決定。 相對的兩個補色（如紅與綠、黃與紫）產(chǎn)生最強烈的對比效果，即色相的對 比；相臨近的色如紅與橙、橙與黃等產(chǎn)生色彩的調和的效果，即色相的調和。一 種色相中飽和度的適度變化產(chǎn)生色彩的調和效果�；蛘咧灰\統(tǒng)的說，只要差異

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明顯就可產(chǎn)生對比的效果；差異較小，不明顯就產(chǎn)生調和效果．
（２）開閉的對比調和

空間是一個沒有方向和尺度向量限定的概念，我們稱之為“原空間”．我們 關于空問的構成就是在原空間的基礎上進行的，使用各種空間造型手段在原空間 之中進行劃分和組合【３９１．在空間的處理上，開敞的空間與閉鎖空間可形成對比。 在高速公路上開閉的對比首先由路側的已有景觀決定：當路側有可以利用的 優(yōu)美的或獨具地方特色的景觀時，我們就應該引導視線向外延伸，將已有景觀納 入到駕駛員和乘客的視野中，形成一個開敞的空間；而當路側景觀可能影響整體 構圖時，就要將其屏蔽起來，形成一個“閉鎖空間”，之所以打上引號，是由于 這時也并不是真正的閉鎖空間，只是在垂直路線方向上形成了一定程度的閉鎖。 因此，在高速公路景觀構圖上所謂的開閉的對比并不完全，只是垂直行車方向上 的開與閉． 除以上情況外，當路側的景觀可露可遮時，我們可利用空間的收放開合，形 成敞景與聚景的對比。它們相互對比，彼此烘托，增加了景觀的層次感，使景觀 更有深度． （３）方向的對比 在對景觀的空間和立面等的處理中，我們可以運用方向的對比來豐富景觀形 象，一般常用的是垂直與水平方向的對比。 至于形象、體量、明暗、虛實、質感等的對比，在高速公路綠化景觀的動態(tài) 構圖中，由于其獨特的動態(tài)視覺特性，這些對比基本上基本不會引起視覺上明顯 的變化，再考慮到高速公路景觀綠化施工、養(yǎng)護等實際情況，這幾種對比在線景 觀上不推薦使用，而在加油站等可以考慮靜態(tài)構圖的點景觀處可以采用． ３．２．１．４韻律與節(jié)奏Ｉ蛐Ｉ 在視覺藝術中，韻律是任何物體的各種組成元素星系統(tǒng)重復的一種屬性。一 般的理解是具有良好的重復稱為具有節(jié)奏感，同樣具有良好的節(jié)奏，一般稱之為 具有韻律感。只有簡單的重復而缺乏有規(guī)律的變化，就令人感到單調、枯燥，而 有交替、曲折變化的節(jié)奏就顯得生動。借鑒園林設計理念，結合高速公路自身特 點，總結高速公路景觀設計中可用的韻律節(jié)奏方式如下：

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（１）簡單韻律 簡單韻律是一種要素按照一種或者幾種方式重復而產(chǎn)生的連續(xù)構圖。如路側 等距的種植喬木等。 （２）交替韻律 交替的韻律是由兩種或多種因素交替等距反復出現(xiàn)的連續(xù)構圖。如路側綠化 帶上用一株柳樹一株圓柏反復交替的栽植，中央分隔帶上兩種不同色帶等距交替 排列等。 （３）漸變韻律 漸變韻律是由連續(xù)重復的因素按照一定的規(guī)律有秩序的變化形成的。如體積 的大小、高度的依次增減、色彩的濃淡等。漸變韻律也常在各組成成分之間有不 同程度或繁簡上的變化。 （４）交錯韻律 交錯韻律是幾種要素相互交織、穿插所形成的，其變化是按縱橫或多方向進 行的。 ３．２．１．５比例與尺度 所謂比例，威奧萊?勒?丟克在法國‘建筑理論詞典》一書中講：。作為比

例，其意思是指整體與局部之間的實際關系——這個關系是合乎邏輯的必要的，
而做為一種特性，它卻同時又滿足理性和眼睛的要求�！保保矗保荼壤强刂凭坝^自身 形態(tài)變化的最基本的手法之一．正確地確定景觀比例，可以取得較好的景觀視覺 表現(xiàn)效果。尺度指人與它物之間所形成的數(shù)比關系。例如，人站在天安門廣場之 中，這時人與廣場就形成了尺度關系． 由于高速公路景觀的特殊性：行駛速度俠，駕駛人員的注視點遠，視野狹小， 對沿途景觀的感知比較模糊，因此其尺度控制在高速公路景觀設計中尤其重要和 關鍵。 視覺比例原理告訴我們，高速公路使用者對公路的視覺印象除了取決于構成 公路本身及綠化等的基本尺度以外，還取決于它們之間的布局手法，即相互對比 關系。這種對比關系對于視覺上的美感有很重要得影響。因此，在高速公路的景 觀設計中，在滿足使用者行駛中視覺需要的同時，必須要注意視覺比例的協(xié)調，

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使高速公路的景觀設計勻稱、協(xié)調，其內部、外部都保持適當?shù)囊曈X比倒。最終 為高速公路的使用者創(chuàng)造出一個與周圍環(huán)境，周圍景觀密切結合并符合視覺比例 需求的完美的整體空間結構來。 ３．２．１．６聯(lián)系與分隔 分隔就是因功能或者藝術要求將整體劃分若干局部，聯(lián)系卻是因功能或藝術 要求把若干局部組成一個整體。聯(lián)系與分隔是求得完美統(tǒng)一的布局整體的重要手 段之一［３ｓＪ． 景物的體形和空間組合的聯(lián)系與分隔，主要決定于功能使用或者遮擋、吸引 視線的要求，以及再此基礎上的布局的要求。不論是聯(lián)系還是分隔都是為了達到 景觀完整的目的．有時候路側自然或人文景觀在短時間內形成截然不同的風格， 容易造成不完整的效果，若不考慮兩者之間的聯(lián)系或分隔，往往顯得很生硬。 為了取得聯(lián)系的效果，可以在景物與空間之間安排一定的軸線和對應關系， 形成互為對景或呼應。 ３．２．２在保證安全的前提下提供舒適的行車環(huán)境 安全性是使用者對高速公路首要的要求，如果無法保證安全，其他的也都沒 有了意義，因此，保證道路暢通、行駛安全，避免對司乘人員造成心理上的壓抑 感、恐懼感、威脅感，以及視覺上的遮擋、不可預見、眩光等視覺障礙是高速公 路景觀設計的基礎與前提． 在保證安全的基礎上高速公路的綠化還可以一定程度上促進行車安全，其安 全功能包括： （１）防眩 夜間在公路上行駛的車輛會車時，對向車輛前照燈的強光會引起駕駛員眩 目，在中央分隔帶上種植配置適當?shù)闹参锟梢砸欢ǔ潭壬舷９獾挠绊�，保護 駕駛員的視覺健康，減小由于眩光的產(chǎn)生而導致的駕駛員視覺功能降低和心理上 的不舒適。 （２）視線誘導 植物在立面上所形成的豎線條可以很好的突出路線的形象，特別是對于在曲

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線上行駛的車輛，有了沿道路的合適綠化，行駛時更加安全，駕駛人員對公路的 線形，公路的延伸方向有了更明確的感受，可以避免駕駛人員由于反應不及引起 的事故。沿線的綠化還可以作為駕駛人員判斷行駛距離和速度的指標，同時可以 作為行駛過程中里程上與時間上階段化的標示。 （３）消除緊張 從色彩心理學考慮，綠色是大自然草本的色彩。人們把綠色作為和平的象征， 生命的象征。而高速公路的景觀綠化以綠色為基本色調，可以給駕駛人員安全感。 某些路段，路側有會引起駕駛人員緊張或恐懼的不良心理的構造物或景觀，這時 公路綠化適當?shù)恼诒尉涂梢詼p輕甚至消除駕駛人員的這些不良心理感受，從而促 進交通安全。 （４）明暗過渡 眼睛的適應性有“暗適應’々陽“明適應”。人們從明亮的環(huán)境進入暗處時，初始 階段會什么都看不見，只有逐步適應了黑暗環(huán)境后，才能區(qū)分出物體的輪廓，這 種適應過程稱為暗適應。從略處進入明亮的環(huán)境時，人們最初會感到非常刺跟， 無法立刻看清周圍的物體，適應后才能恢復正常的視覺，這種現(xiàn)象稱為明適應。 在進出隧道時明暗急劇變化，眼睛瞬間不能適應，看不清前方，即所謂的“黑 洞”效應，容易造成事故。明暗過渡的這一安全功能就是主要用于隧道出入口的， 我們在隧道出入口合理設置綠化的高度、間距等，使亮度逐漸變化，由此增加明 暗的過渡，保證行車安全。 岱）緩沖防護 在公路路側靠近路肩的范圍內，栽植枝條密集、柔韌性強、耐沖撞的低矮灌 木或綠籬，能吸收車輛的運動能量，使車體及司乘人員在發(fā)生車禍時免予遭到巨 大損傷，有助于減輕事故的傷亡程度。國外曾做過試驗表明，時速高達ｌＯＯｋｍ 的汽車沖向路邊８ｍ寬的薔薇組成的灌木叢，可以減輕７０％以上的沖擊力【４２】。而

種植兩排間隔為１１２ｍ的野薔薇，高度為１１５ｍ，當汽車時速為６０多ｌ∞，以５
。角度沖入灌木叢時，時速可減少為Ｓｋｍ，司機和車體均無損傷ｆ１３】。 ３．２．３尊重動態(tài)視覺特性 人們在認識物質世界的過程中大約有８０％以上的信息是由視覺得到的，由于

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有了視覺，才能知道物體的形狀、大小、位置和顏色．在高速公路上更是如此， 駕駛人員要靠視覺來獲得交通信息以及行車環(huán)境等，而且我們應該注意到，在高 速公路上，大部分的視覺信息都是動態(tài)的，因此，在進行高速公路景觀設計前， 有必要對交通空間人的動態(tài)視覺特征進行研究，如下： ３．２．３．１動視力降低Ｉ‘１１ 當觀察者用眼睛注視物體時，光線從前方物體反射到眼底視網(wǎng)膜上，就能產(chǎn) 生物體的形象。但物體離觀察者超過一定距離印象就會模糊，因此視力就是用來 判斷眼睛分辨兩物點之間最小距離的能力． 靜止狀態(tài)下的視力為靜視力，而駕駛人員和乘客都是在運動中觀察公路及環(huán) 境，因此我們應該著重考慮的是動視力。在運動狀態(tài)下人對作相對運動的物體的 分辨能力，即為動視力。在測量動視力時，通常以眼睛轉動的角速度來表示。車 速越高，則物體的相對移動速度也越高，因而眼睛的轉動角速度也相應加快。中國 科學院心里研究所的測試結果表明，如車速增加，生理、心理負荷加重則辨認距 離降低。車輛以６０ｋｍ、ｈ的速度行駛時，駕駛人員可看清前方２４０ｍ處的標志，當行 駛速度提高到８０ｋｍ、ｈ時，則辨認距離降為１６０ｍ。對交通環(huán)境而言，就是車速增 大，景觀元素的尺度也應加大．所以研究動視力與車速的關系，對高速公路與環(huán) 境的關系有著重大的理論與實踐價值。一般情況下，動態(tài)視力比靜止視力低 １０％～２０％，特殊情況下甚至降低３０％～４０％。因此’在車輛高速行駛時，動態(tài)視力 的降低會使視認距離縮短，影響駕駛員的感知和觀察． ３．２．３．２動視野縮�。龋保� 視力僅僅是反映注視點附近眼睛對物體的分辨能力。但是，我們注視一個目 標是，不但注視點附近可以看見，而且周圍一定空間內的物體也可能看見，這種 在頭部靜止不動時所能看到的空間范圍稱為視野。 當駕駛人員在一定的車速下行駛時，運動時所測得的視野為動視野。動視野 與車速有很大的關系，當車速增加時，駕駛人員頭部轉動的可能性逐漸變小，注 意力被吸引在車道上，視線集中在較小的范圍以內，注視點也逐漸固定起來，此 時視野很窄而形成一種所謂的“隧道視”。這一事實也意味著對于駕駛人員來講，

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主要的視力活動發(fā)生在道路的軸線上．如果圍在狹窄視野中的路景不發(fā)生變化， 比方說是沿著一條很長的直線路段上行駛，就會使駕駛人員對速度的感覺逐漸遲 鈍，從而有可能導致一種不適宣的松弛感。因此，研究動視野，可以深入了解駕 駛人員的動視覺特性，對研究高速公路與環(huán)境的協(xié)調以及行車安全等方面是十分 重要的。 ３．２．３．３車前可視距離增加，空間識別范圍縮小嘲 Ｊ?Ｒ?漢密爾頓和Ｌ?Ｌ?瑟斯坦在名為‘在汽車駕駛中人類的局限性》的 論文中，研究了高速行駛時人類所見的情況，從視覺原理中導出：當車速增加時， 駕駛人員的注意力集中點開始前移，則前景細部開始模糊、前景中的物體向后飛 逝得越俠，這些物體也就變得越加模糊，而駕駛入員必須向更遠處看，以便獲得 清晰的景象。在車速為每小時４０英里（約６４．４ｋｍｍ）時．２５米以內得景物不能

看清：而每小時６０英里（約９６．６ｋ武ｈ）時，這一距離增至３３米。超過大約４３０
米以后，眼睛看不見細部，因為它變得太小了。因此，在每小時６０英里（約 ９６．６ｋｍｍ）時，只有在從車輛前方３３米到４３０米的這一段和視角為４０。所決定 的寬度以內，才是完全令人滿意的視力范圍。隨著行駛速度的提高，該空間范圍 變�。@就使得駕駛員在高速行駛時，對近距離或遠距離的觀察更為困難，一旦在 很近或很遠的距離上出現(xiàn)異常情況，駕駛人員就難以辨認．這加強了這樣一種觀 點，即環(huán)境或綠化景觀中的細部對于高速公路上的駕駛人員來說是毫無意義的， 他們會逐一留意到大尺寸的景物要素：地形、大片植被以及由道路自身所形成的 景廊。所有綠化景觀中的要素都要以這種高速下的感覺特征的見解來進行設計。 ３．２．３．４感覺變遲鈍嘲 漢密爾頓（Ｈａｍｉｌｔｏｎ）和瑟斯坦（Ｔｈｕｒｓｔｏｎｅ）還發(fā)現(xiàn)：當車速增加時，駕駛 人員的感覺變得遲鈍。在現(xiàn)代路面光潔的高速公路上駕駛高質量的車輛，當車速 表轉動時車子的震動不會太大；在大拐彎半徑上，甚至在高速下，都可能感覺不 到離心力。在這種情況下，直線路段上，測定車速的主要辦法靠的是映入人眼中 的物體的明顯的尺寸變化和這些物體的位置與駕駛入員的相對關系的變化。在高 速時，由于注意力集中的范圍在遠離車輛的前方，就更難以察覺這些變化并以此

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估計速度。此外，當駕駛人員已經(jīng)高速行駛相當長一段時間，他附近的各種車輛 也以相似的速度行駛著，他就失去了高速的感覺，也失去了他需要采取停車和規(guī) 避動作的時間和距離意識。 ３．２．４堅持因地制宜的原則 所謂的因地制宣，即是根據(jù)不同地區(qū)的具體情況規(guī)定適宜的辦法。我國幅員 遼闊，地形復雜，氣候多樣，歷史文化、民族文化豐富，在進行高速公路景觀設 計時，公路途經(jīng)地區(qū)的這些具體特點都應該具體考慮。設計應該堅持因地制宜， 根據(jù)高速公路所處地區(qū)的地理位置、氣候特點、資源情況，盡可能結合當?shù)厝宋?環(huán)境，適當靈活的選擇綠化植物，設計綠化方案。將感性與理性、形式與內容相 結合，規(guī)律性與目的性相統(tǒng)一，盡量做到與自然環(huán)境相適應，使公路使用者獲得 線形的連續(xù)，以及自然的空間過渡之感。并盡量利用最佳的自然景觀，使公路順 暢的延展于優(yōu)美的自然環(huán)境之中，使我們所追求的美感通過視覺上的感覺體現(xiàn)出 來． ３．２．５堅持可持續(xù)發(fā)展的原則 早在１９８７年世界環(huán)境與發(fā)展委員會（ＷＥＣＤ）就在題為《我們共同的未來》 報告中提出了“可持續(xù)發(fā)展”的概念．１９９２年里約熱內盧召開的世界首腦會議上 與會國家共同簽署的（２１世紀議程》標志著人類自覺而主動地對待環(huán)境與發(fā)展 問題的時代真是到來。我國于當年便匯集了３００多位專家研究我國的可持續(xù)發(fā)展 計劃的擬定，于１９９４年編制出‘中國２ｌ世紀議程白皮書》，它正視了我國長期 發(fā)展過程中所存在的重大制約因素和潛在的危機，把經(jīng)濟、社會資源視為密不是 分的整體，成為我國國民經(jīng)濟和杜會發(fā)展中的長期計劃的指導性文件。 可持續(xù)發(fā)展有兩層畜義，一是它強調發(fā)展是滿足人的需要，是以提高人的生 活質量為最高目標；二是它關注所有影響發(fā)展的因素，環(huán)境的、經(jīng)濟的以及社會 的等幾個方面的因素，并認識到所有這些因素雖有自己的獨立一面，但在很多時 候卻互為因果，只片面發(fā)展某一部分都不可能是可持續(xù)的�？沙掷m(xù)發(fā)展主張不為 局部的和短期的經(jīng)濟效益而付出整體的和長期的環(huán)境代價，堅持自然資源與生態(tài) 環(huán)境、經(jīng)濟和社會的發(fā)展三方面的統(tǒng)一。增長不等于發(fā)展，發(fā)展不等于可持續(xù)，

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可持續(xù)發(fā)展不等于供求平衡，持久、穩(wěn)定、協(xié)調、綜合、可行是可持續(xù)發(fā)展的五 大特征【３６】。 在高速公路景觀設計中也應堅持這一原則，崇尚自然、追求自然、力求人與 自然的高度融合．在設計中盡量加強自然景觀要素的運用，避免破壞自然環(huán)境和 原有風景，保護各種動植物和名勝古跡，盡力恢復和創(chuàng)造路域的生態(tài)環(huán)境，讓公 路盡量融入自然，與自然共存。

山東大學碩士學位論文 第四章高速公路中央分隔帶單一色彩景觀尺度

要研究高速公路植物配置中單一景觀的持續(xù)長度，首先應該弄明白何謂單一 植物配置的景觀段，由于我國對公路景觀設計的研究起步較晚，還未形成系統(tǒng)的 理論體系，所以對此沒有明確的定義。但我們可以說，在一個單一的景觀段中， 植物的種類、形狀、色彩、質地、組合形式等都保持一定的一致性，或者是保持 相同的變化頻率�？紤]到高速公路上司乘人員的視覺特性，上述因子中色彩給司 乘人員帶來的視覺刺激比較直觀，因此本文將從色彩角度入手，研究在長直線段 上高速公路單一色彩植物景觀的尺度范圍。 對于高速公路中央分隔帶中單一景觀的持續(xù)長度，大家看法不一，有認為２～ ３ｋｍ一段的，也有認為３～５ｋｍ一段的，還有認為中央分隔帶同一品種的種植要

延伸一定的長度（１０蛔為宣），才能產(chǎn)生較好的視覺效果，不宜短距離間植，變化
太頻繁。一些公路景觀設計公司在設計時一般保持高速公路的綠化植物每１０ｋｒａ 換一個綠化方案，即ｌＯｋｍ的長度后司機會有由于景觀的不同而增加視覺的刺激， 從而得到心理的調節(jié)。還有的建議每隔５００ｍ設置一處變化段，變化段長度不大 于２００ｍ，采取與中央分隔帶標準段不同的植物組合方式，使之成為中央分隔帶

綠化中的亮點㈣。總之，這些觀點大多是在工程中積累或借鑒其他方面而來的經(jīng)
驗，缺乏數(shù)據(jù)性的依據(jù)。 那么，到底多長的距離，或者說距離范圍才是比較合理的呢？在什么樣的線 形上研究比較有借鑒意義呢？在長直線路段，長時間不變的線形易使駕駛人員感 到疲乏、僵直、呆板，致使注意力渙散，反應遲鈍．此時沿線景觀綠化的變化帶 給駕駛員適度的刺激就會緩解這種情況。而在線形多變的路段，尤其是山嶺重丘 區(qū)，駕駛員經(jīng)常處于精力集中甚至緊張狀態(tài)中，景觀骨架即線形的變化產(chǎn)生的刺 激大予沿線景觀綠化的變化產(chǎn)生的影響，因此在這些路段，更長一些的距離變換 綠化方案也是可以接受的。同樣的，若路旁多有能被納入視線的結構物或優(yōu)美多 變的自然風光，那這些也能夠起到興奮點的作用，其單一景觀設計長度也可以適 當放長。綜上所述，在路旁少變化的長直路段研究單一景觀長度，結果最少受到 除綠化景觀外的其他因素影響，可以以此作為后續(xù)研究的基礎。因此，此實驗就 以長直線路段作為實驗背景。

ＩＩｌＩｉｔ————————Ｉ—————————ｊ１——Ｉ
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關于長直線不少國家對它的運用有條件上的限制，如前聯(lián)邦德國和日本的經(jīng) 驗值為２０倍設計車速的長度（２０ｒ），也有的國家定為７０秒（７０ｓ）設計速度行程，兩 者基本接近；西班牙規(guī)定不宜超過８０％的計算行車速度行駛９０秒；前蘇聯(lián)規(guī)定 最大直線長度為８ｋｍ，按１００ｋｍ／ｈ計相當８０Ｖ，２８８ｓ．美國規(guī)定最大直線長度 為３分（３ｒａｉｎ）設計車速行程，按ｌＯＯｋｍ／ｈ計相當于５ｋｍ，即５０Ｖ或１８０ｓ，兩國 規(guī)定都比德國，日本的長，蘇聯(lián)是德國的４倍，美國是德國的２．５倍【４５１。美國和 俄羅斯劇具有土地資源豐富的特點，多采用寬中央分隔帶，設置低路堤來增加直 線上高速行車的安全度，這與我國高速公路的情況明顯不符，我國對長直線的運 用與德國相近，最長直線一般不超過２０Ｖ。２０Ｖ在１２０ｋｍ／ｈ的車速下相當于 ２４００ｍ，還不到３ｋｍ，那我們的研究還有意義么？北京工業(yè)大學的鄭柯博士根據(jù) 對平曲線半徑與車速、心率增量之同關系的實驗數(shù)據(jù)分析，認為從行車速度和行 車心理生理反應兩方面來考慮，把半徑大于２０００ｍ以上的平曲線的路段叫做順 直路段。也就是說，在較平坦（如縱坡小于３％時）的高等級公路上行車，當駕駛 員駕車通過半徑大于２０００ｍ的平曲線路段時，其曲率己經(jīng)不會對駕駛員的行車 速度和心理緊張造成影響，即認為這樣的路段在平面線形上是順直的，在行車速

度與行車心理生理反應這兩個指標上與直線路段是相當?shù)泥�。因此，我們設想的
在長直線上研究高速公路綠化植物配置單一景觀段的長度范圍仍然是有很大的 現(xiàn)實意義的。

４．１實驗場景
本實驗旨在模擬在高速公路中的一段長直線中行進的場景。為了消除其他因 素對受試者的影響，使實驗結果更準確，在制作模擬動畫時，最初有三個方案： 一是公路兩旁統(tǒng)一種植高度相同的綠色喬木；二還是在公路兩旁統(tǒng)一種植高度相 同的喬木，但喬木的顏色隨中央分隔帶植物顏色的變化而變化；三是路旁設置成 風格統(tǒng)一的邊坡。第二種方案中，公路兩旁對受試者的視覺刺激更顯著，有可能 對受試者的判斷造成影響，所以首先舍棄；一、三兩種方案對受試者刺激相當， 考慮到制作動畫時保證機器運轉速度，決定采用第三種方案。 最終確定模擬實驗場景為：一段八車道高速公路直線段，兩旁設置風格統(tǒng)一 的邊坡，使其不致給受試者余外的視覺刺激，中央分隔帶每隔一定距離交替種植

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紅色和綠色植物，為了讓受試者對顏色的變化反應更敏感一些，不同顏色之間不 設過渡部分，直接相連。

４．２實驗問卷
問卷法源于心理學研究，１９世紀末２０世紀初，德國、美國、法國的心理學 家就開始運用問卷法進行心理、精神、人格等方面的研究，它是通過書面形式， 以嚴格設計的心理測量項目或問題，向研究對象收集研究資料和數(shù)據(jù)的一種方法 【４＿７】．它偏重對個人背景、信念、態(tài)度意見、知識水平、傾向或對事物的看法、認 識等方面的資料． 在闖卷主體部分，應用模糊集合論的多級估量法，參照類別判斷的模糊集模 型，編制出受試者的感覺多級估量類別表來評定受試者的感覺。多級估量法是心 理學研究中應用模糊集途徑測量心理量的一種方法，其理論基礎是類別判斷的模 糊集模型，實質上是一種模糊綜合評判方法．它主要用于對態(tài)度、審美、決策等 心理量的測量，是應用模糊統(tǒng)計方法的一種。它的基本原理是模糊集合論與心理 學研究中常用的評價量表方法的結合，即由感覺類別維度構成的二維心理量表的

一種操作方法【４８刪。
實驗量表包含兩個維度。一維是受試者的感覺類別量表，一維是反應的肯定 度。受試者的感覺分為Ａ、Ｂ、ｃ、Ｄ、Ｅ ５個類別，分別記分為０，０．２５，０．５， ０．７５，１．００。各類別分別定義如下： Ａ?—變化過于頻繁，刺激過多；

Ｂ＿—嗖化稍頻繁，刺激稍多；

ｃ－富于變化又刺激適當；
Ｄ——稍感單調乏味；
Ｅ．—過于單調乏味，有疲勞感；
反應的肯定度即判斷的自信程度，又稱把握度、隸屬度。贊同與反對兩種態(tài) 度又分為堅決、基本和少許三等，他們的肯定度賦值分別為１．ｏｏ、Ｏ．８３、Ｏ．６７、 ０．３３、Ｏ．１７、Ｏ．００�？紤]到某些受試者對實驗結構物的判斷可能過于頻繁或者都 過于單調，在表格最后一列增加不合適理由，包括過于頻繁、過于單調和其他。 實驗表格如表４．１所示。

汰
肯定度＼
贊同
堅決１．００

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表４－１受試者的感覺多級估量表
Ａ Ｂ

Ｃ

Ｄ

Ｅ

基本０．８３ 少許０．６７ 少許０．３３

反對

基本０．１７
堅決０．００

若對實驗感覺都過 于頻繁或者其他， 請?zhí)顚懖缓线m理由

都過于單調： 都過于頻繁： 其他：

４．３實驗方法
每次測試選�。泵粶y試者，對其進行單獨測試。每段測試結束后１０分鐘 進行下一模擬場景的測試，以防不同場景測試結果互相影響。測試初始和測試結 束時要求被試者各做一次狀態(tài)評定。 進行測試時，首先在給定的５種狀態(tài)類別中，確定一個最符合自己感覺的類 別等級，并選定適當?shù)姆磻隙ǘ鹊燃�，在相應的小格內打上一個“’，”，再對 其相鄰兩個類別做對偶判斷，以便確定贊同與反對的肯定廢。同樣，在相應的小

格內打一個“√”，依此做法，直至全部類別等級評定完畢為止剛．

４．４模擬動畫的制作
本文模擬動畫的制作分為三個步驟，首先是在緯地路線設計軟件中制作出道 路和地面的三維模型，由于緯地系統(tǒng)是在橫斷面設計的基礎上輸出路線三維模 型，所以模型就是設計項目最準確的體現(xiàn)，路基中各位置的標高、坐標、邊溝、 邊坡等的高度尺寸同樣也是精確的，任意型式的路基變化、超高過渡也都能如實 表達，且能自動區(qū)分公路等級生成不同的路面型式、標線、護欄等。第二步是將 生成的三維模型輸出到專業(yè)渲染、動畫制作軟件３ｄｓ ｍａｘ中，經(jīng)過渲染、制作后，

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制作成漂亮的公路動態(tài)全景三維透視圖（公路動態(tài)仿真模型），考慮到機器的運 轉、渲染壓縮的時間，本文在３ｄｓ ｍ缸只是制作了若干個模擬動畫片段，包括紅 色、綠色的純色段，以及顏色交替處的細節(jié)片段。第三步是在Ｐ坰血ｅ犯中將第二 步完成的片段剪輯制作成所需要的動態(tài)模擬模型。 ４．４．１建立公路三維模型停１Ｉ ４．４．１．１開始新數(shù)模 此功能要求在緯地的數(shù)模版中才能使用，首先點選“數(shù)�！币弧靶聰�(shù)模” 菜單項，進行系統(tǒng)初始化．將出現(xiàn)如圖４＿ｌ所示“點數(shù)據(jù)高程過濾設置”對話框， 點選“采用高程過濾器０使其在讀入數(shù)據(jù)時自動啟動高程過濾器，將高程為０ 的粗差點或廢棄點自動剔除，以免影響后面構網(wǎng)．

圖４—１點數(shù)據(jù)高程過濾設置對話框

４．４．１．２讀入三維數(shù)據(jù) 點選“數(shù)�！币弧叭S數(shù)據(jù)讀入”一“讀入ｄｗｇ和ｄｘｆ格式”菜單項，根 據(jù)提示選取所要讀入的ｄｗｇ文件，我讀入了一段電子地形圖。程序會自動從圖 中提取所有的圖層，分別指定其存儲的三維數(shù)據(jù)信息參加構網(wǎng)時的性質，如“地 形點”、“約束線”、“非約束線”等。其中一般“地形點”對應存放所有單個 三維散點的圖層，而“約束線”對應存放等高線的圖層（不論是計曲線還是首曲 線）．本文將計曲線和首曲線分別存放在了不同的圖層中，將這兩個圖層都指定 為“約束線”性質，其他的三維地形信息，如山脊線、陡坎線等也應指定為“約 束線”性質。（緯地系統(tǒng)數(shù)模處理模塊將所有參與構網(wǎng)并必須沿之構網(wǎng)的等高線、 山脊線等統(tǒng)稱為“約束線”） 在以上指定工作完成后，在對話框中的“ＳＰＬＩＮＥ搜索”選項中，選擇讀入

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約束線上的擬合圓滑點（一般測繪部門會將等高線在賦于控制點后并將其擬合， 以使等高線更加圓滑，美觀）．點按“開始讀入”按鈕，程序開始從該ｄｗｇ文 件中分類提取數(shù)據(jù)。提取完成后，ＡｕｔｏＣＡＤ命令行中將顯示所提取到的三維點 的總數(shù)日． ４．４．１．３數(shù)據(jù)預檢 點選“數(shù)�！币弧皵�(shù)據(jù)預檢”菜單項，開始模擬三角構網(wǎng)，對已經(jīng)讀入內存 的所有三維點進行排序、檢索等操作，同時檢查并逐一記錄數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的所有問 題。檢查的內容主要包括：零高程點和高程為無窮大的點，高程超出合理范圍的 點，平面位置相同點，斷裂線相交點，在斷裂線上而未標識的點，平三角形等。

參見圖牝所示。

圖４．２數(shù)據(jù)預檢對話框

４～４１４三角構網(wǎng)
點選“數(shù)�！币弧叭菢嬀W(wǎng)”菜單項，對已經(jīng)讀／ｘ．ｇｇ存的所有三維點進行排 序、檢索、按ＤＴ理論構建三維數(shù)字化地面模型，并在構網(wǎng)過程中自動剔除平面 坐標相同的點和其他高程粗差點。 ４．４．１．５網(wǎng)格顯示 點選“數(shù)模”一“網(wǎng)格顯示”菜單項，顯示數(shù)模三角網(wǎng)格。此時選擇顯示所 有網(wǎng)格線，以便后續(xù)在網(wǎng)格線上進行路線設計。點按“確定”后，系統(tǒng)就會在當 前ＡｕｔｏＣＡＤ圖形窗口中顯示所有網(wǎng)格線。

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如圖４．３所示為構網(wǎng)完成以后顯示所有網(wǎng)格線并通過三維立體角度觀看的數(shù) 字三維地面模型。

圖４－３數(shù)字三維地面模型

４．４．１．６數(shù)模優(yōu)化 目前處理數(shù)模的國內外軟件所采用的基本都是二維的平面三角網(wǎng)構網(wǎng)理論， 它們都沒有考慮ｚ坐標（高程）對三角網(wǎng)的影響。在三維數(shù)據(jù)采點的密度和位置 不十分理想的情況下，所形成的三角網(wǎng)格就不能更貼切地反應實際地面的變化， 如出現(xiàn)平三角形等。因此，需要進行三角網(wǎng)的優(yōu)化。 點選“數(shù)模”一“三角網(wǎng)優(yōu)化”菜單項可啟動三角網(wǎng)優(yōu)化程序。如圖４－４所 示。

圖４－４數(shù)模優(yōu)化對話框

圖４－５ａ、４－５ｂ中圓圈內所示部分為用戶執(zhí)行“三角網(wǎng)優(yōu)化”程序前后的網(wǎng)格 線對比圖。

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圖４－Ｓａ

圖４—５ｂ

４．４．１．７平曲線設計 點選“設計”一。主線平面設計”菜單項，開始進行平面線形的設計，根據(jù) 實驗場景的要求，在網(wǎng)格圖中選擇了一個等高線變化較為緩和的區(qū)域進行定線。 點選“拾取”選項，在選好的區(qū)域定下路線起點，再選“插入”選項，確定 終點，由于本文要求一段直線段，因此兩點足夠。點選右下角“實時修改”選項， 在網(wǎng)格圖中適當修改了路線起、終點的位置。 ４．４．１．８進行設計向導 點選“項目”一“設計向導”菜單項，在程序的提示下，選擇公路類型為公 路主線，路線等級為高速公路，設計車速１２０ｋｍ／ｈ。 第二步；設計向導提示出對應的典型路基橫斷面型式和具體尺寸組成，具體
設置如圖４．６。

４０

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圖４—６

第三步、第四步進行典型填、挖方邊坡的控制參數(shù)設置，具體設置如圖４＿７、
圖乒８。

４ｌ

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第五步、第六步進行路基兩側邊溝、排水溝型式及典型尺寸設置，如圖４－９ 和圖４－１０所示。

圖４－９、４—１０

第七步提示選擇路基設計所采用的超高和加寬類型、超高旋轉及超高漸變方 式、曲線加寬位置及加寬漸變方式，由于所設路線為直線，本文未設置超高和加 寬。 設計向導最后一步，設定逐樁樁號間距為２０ｍ，程序以此間距自動生成樁號 序列文件，并增加所有曲線要素樁。系統(tǒng)自動生成四個數(shù)據(jù)文件：路幅寬度文件 （實驗０１．ｗｉｄ）、超高設置文件（實驗０１．ｓｕｐ）、設計參數(shù)控制文件（實驗０１．ｃｔｒ） 和樁號序列文件（實驗０１．ｓｔａ），并自動將這四個數(shù)據(jù)文件添加到緯地項目管理器
中．

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４Ａ．１．９縱斷面設計 點選“數(shù)�！币弧皵�(shù)模應用”一“縱斷面插值”菜單項，選擇“插值控制” 中的“路面左邊線”和“路面右邊線”，“包含地形變化點”項選擇按變化率控制， 變化率設置為０．５，直接從數(shù)模中插值得到路線的縱斷面地面線數(shù)據(jù)文件（實驗
０１．ｄｍｘ）。

點選“設計”一“縱斷面設計”菜單項，進行縱斷面拉坡設計，得到數(shù)據(jù)文 件（實驗０１．ｒａｍ），再將項目中的縱斷面地面線文件（實驗０１．ｄｍｘ），指定為路 基的左（或右）側溝底標高文件，然后啟用“縱斷面設計”功能對溝底進行拉坡 設計，生成溝底標高文件（實驗０１．ｚｂｇ和實驗０１．ｙｂｇ），添加至項目管理器。 ４．４．１．１０路基設計 點選“設計”一“路基設計”菜單項，進行路基設計，讀取有關數(shù)據(jù)，確定 樁號區(qū)間內的每一樁號的超高橫坡、設計標高、地面標高，以及路幅參數(shù)的變化， 計算路幅各相對位置的設計高差，生成路基設計中間數(shù)據(jù)文件（實驗０１．１ｉ）． ４．４．１．１１橫斷面設計 點選“數(shù)模”一“數(shù)模應用”一“橫斷面插值”菜單項，“插值方式”選擇 包括所有地面變化點， “兩側寬度”各設為５０ｍ，直接從數(shù)模中插值得到路線

的橫斷面地面線數(shù)據(jù)文件（實驗０１．ｈｄｍ）。 點選“設計”一“橫斷面設計”菜單項，進行參數(shù)化橫斷面設計，制定橫斷 面類型、多級填挖方邊坡、護坡道、邊溝、排水溝，以及截水溝和路基支擋防護 構造物，生成土方數(shù)據(jù)文件（實驗０１．ＴＦ）和三維數(shù)據(jù)文件（實驗０１．３ＤＲ），其 中斷面“三維數(shù)據(jù)”就可用于系統(tǒng)數(shù)模版直接結合數(shù)模輸出公路全三維模型。 個別斷面的邊坡、邊溝、排水溝、截水溝以及其他路基支檔構造物需要修改， 先將“ｓｊｘ”圖層作為當前層，用“ｅｘｐｌｏｄｅ”命令炸開整條連續(xù)的設計線，并對 其進行修改。完成后點取“設計”一“橫斷面修改”菜單項，啟動橫斷面修改功 能，根據(jù)提示點取該斷面的中心線，系統(tǒng)自動重新搜索計算斷面填挖方面積、坡 口坡腳距離以及用地界等，并自動刷新項目中土方數(shù)據(jù)文件里該斷面的所有信息

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以及橫斷面三維數(shù)據(jù)文件。 ４．４．１．１２地面與公路三維模型建立 完成橫斷面設計工作之后，，將數(shù)模激活，然后選擇“數(shù)�！币弧叭S建�！� 一“輸出公路三維模型”菜單項，系統(tǒng)在讀取橫斷面設計記錄的三維數(shù)據(jù)的同時 對原數(shù)模進行沿邊界挖空，之后先將地面模型以三維實體（３Ｄｆａｃｅ）形式輸出到當 前的ＡｕｔｏＣＡＤ圖形窗口中，再生成公路路基、邊坡、邊溝、排水溝、標線、護 欄等的三維實體，生成路線與地面三維模型文件（實驗０１．ｄｗｇ）． 生成地面模型和路線三維真實模型后，可以從任意的角度來瀏覽觀察公路建 成的景觀；還可以使用“繪圖”一“繪制路線概略透視圖”菜單項（叩ＴＳＴＺ命 令）中的“視點設定”功能，從行車時駕駛員的角度觀察路線——公路全景透視
圖。

４．４．２制作模擬動畫片段嘲惻
要制作模擬動畫，最簡單的方法是：將ＨｉｎｔＣＡＤ生成的地面路線三維模型 保存為ＤＷＧ格式的，并讀入到“緯地道路實時漫游系統(tǒng)”中，即可馬上生成公 路動態(tài)全景透視圖，在這里可以轉換視角和行車速度，可以在路線模型中添加樹 木、房屋和交通標志等，也可以抓屏制作出任意位置的公路全景三維透視圖和 ＡＶＩ格式的公路全景三維模型的動畫演示。但是，在“緯地道路實時漫游系統(tǒng)” 中，其操作性還有一些不盡人意的地方，因此，本文選擇用３ｄｓ ｍａｘ來制作模擬 動畫片段。 ４．４．２．１導入模型，建立攝影機 將實驗０１．ｄｗｇ導入到３ｄｓ ｍａｘ后，首先建立攝影機，以觀察導入的模型有

無需要調整修正的地方。創(chuàng)建Ｆｒｅｅ（自由攝影機），在研究了交通空間中人的動
態(tài)視覺特征后，攝影機ＦＯＶ（視角）設置為２２。，考慮到便于觀察中央分隔帶 情況以及駕駛員視線高度，將攝像機設置于距路面大約１．６米高處（規(guī)范 ＪＴＪ０７４－９４中介紹：大型車視線高度約為２．０米；小型車視線高度約為１．３０米， 此處無法多計車型分布，統(tǒng)一�。保叮懊祝�，視角朝向公路延伸方向。將透視視口

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轉換為攝影機視口，拖動攝影機，觀察公路及周圍地面模型，會有某些部位在導 入過程中出現(xiàn)微小的偏差，對此進行適當?shù)恼{整。 ４．４．２．２在中央分隔帶種植灌木 對于種植在中央分隔帶的植物，我們不需要很細致的刻畫，因此，作為中景 來設置，使用Ｏｐａｃｉｔｙ（不透明）貼圖方式或使用全息模型的ＲＰＣ，這也是表現(xiàn)

效果與計算機硬件承受能力的一種平衡．在此選擇使用Ｏｐａｃｉｔｙ（不透明）貼圖
方式。 （１）按照比例在前視圖中創(chuàng)建一個長為２ｍ，寬為１．２ｍ的平面物體，點按Ｓｈｉｆｔ 鍵，將其旋轉９０。，復制出另一個平面． （２）將平面轉換為可編輯網(wǎng)格，點擊Ａｔｔａｃｈ（連接）按鈕，選擇復制的平面， 將其連接成一個十字型網(wǎng)格物體。 （３）按照１．５ｍ的間距，沿中央分隔帶中心線關聯(lián)移動十字型物體，復制出若 干同樣十字型物體，將其集合為組。 （４）在Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ中處理好所需要位圖，保留一個紅色位圖、綠色位圖及黑 白位圖． （５）在３ｄｓ ｍａｘ中打開材質編輯器，選擇一個空白示例球，勾選２一Ｓｉｄｅｄ（雙 面），將在Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ中處理好的彩色位圖指定給Ｄｉｆｆｕｓｅ Ｃｏｌ∞（過渡色）通道，

將黑白位圖指定給ＯｐａｃｉＶ（不透明）通道，適當調整其他參數(shù)后將此材質賦予
所有十字型物體。 ４．４．２．３制作天空 在整條道路上方創(chuàng)建一個半球形，反轉法線，賦予材質，考慮到后期剪輯時 的轉場問題，將天空貼圖制作成萬里無云的狀態(tài)。 ４．４．２．４賦予其他部位材質 打開Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ，分別給中央分隔帶、護欄、護欄墩、行車道、硬路肩、土 路肩、邊坡等制作適當?shù)馁N圖，在通過設置適當?shù)膮?shù)，分別制作出適合不同部 位的材質，并將其賦予場景中物體。

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４．４．２．５按照腳本安排設置動畫的制式和時間等參數(shù) 打開Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ（時間設置）面板，設置好Ｆｒａｍｅ Ｒａｔｅ（幀速率）， 再根據(jù)不同片段的長度，在Ａｎｉｍａｔｉｏｎ下的Ｌｅｎｇｔｈ中設置幀數(shù)。 ４．４．２．６設置攝影機軌跡線 軌跡線是一條對象位置隨時間變化的曲線。設置了攝影機軌跡線，攝影機就 會隨時同在軌跡線上運動，可以模擬駕駛人員在公路上運動的狀態(tài)。由于本文場 景為一直線段，因此軌跡線就是一條距地面１．６ｍ，與中央分隔帶平行的直線。 ４．４．２．７使用Ｐａｔｈ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ控制器指定攝影機路徑 打開Ｍｏｔｉｏｎ命令面板，在Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ標簽中打開Ａｓｓｉｇｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ卷展欄， 單ｉ擰Ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＢｅｚｉｅｒＰｏｓｉｔｉｏｎ，選定它。然后在Ａｓｓｉｇｎｃｏｎ缸ｏｌＩ盯卷展欄單擊Ａｓｓｉｇｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，在出現(xiàn)的對話框中選擇Ｐａｔｈ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ。最后在Ｐａｔｈ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ卷展 欄中添加路徑，選中上步驟中設置的軌跡線。 ４Ａ．２．８渲染制作動畫片段 打開Ｒｅｎｄｅｒ Ｓｃｅｎｅ對話框，根據(jù)需要的片段要求選擇渲染的幀范圍，設置輸 出尺寸及其他參數(shù)，最后點擊Ｒｅｎｄｅｒ鍵進行渲染。最終制作了單色紅色和綠色 的動畫各ｌｋｍ，由紅色向綠色過渡段５００ｍ，由綠色向紅色過渡段５００ｍ，以備后 續(xù)使用。

４．４．３剪輯制作最終動態(tài)模擬模型網(wǎng)例
非線性編輯是對制作出來的分段動畫文件進行編輯、處理和輸出的過程，在 非線性編輯軟件中可以隨時隨地的反復進行編輯和處理，并可以實現(xiàn)多段影片的 轉場過渡、顏色校正、剪輯、復制、加入字幕、匹配音樂等。

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４．４．３．１設置項目 啟動Ｐ弼ｍｉｅ∞Ｐｒｏ軟件，建立新項目，不選擇Ｌ０８ｄ Ｐｒｅｓｅｔ（載入設置），選 擇Ｃｕｓｔｏｍ Ｓｅｔｔｉｎｇｓ（自定義設置）卷展欄，選擇與片段動畫匹配的參數(shù)進行設置． ４．４．３．２導入素材

在Ｐｒｏｊｅｃｔ視窗中點擊右鍵，選擇Ｉｍｐｏｒｔ，將需要做非編的動畫片段導入到 方案視窗中． ４．４．３．３編輯素材 將需要編輯的素材分別拖入到Ｍｏｎｉｔｏｒ窗口下的Ｓｏｕｒｃｅ中，觀看素材，并根 據(jù)計算及連接需要，分別對其出點和入點進行適當編輯。 ４．４．３．４組接片段

在編輯好的素材片段拖入到髓ｎｅｌｉ北面板Ｖｉｄｅｏ視軌的最左端，由于已經(jīng)事
先設置好片段出點、入點，后面都直接將后續(xù)片段拖入該視軌即可，使片段問首 尾相接。 ４．４．３．５加入轉場 在Ｍｏｎｉｔｏｒ窗口中仔細查看片段相接出，對其進行適當?shù)恼{整，使片段相接 更自然，若經(jīng)過調整還不能達到要求，在Ｗｉｎｄｏｗｓ菜單下選擇Ｓｈｏｗ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｍ 命令，在片段相接處加入適當?shù)霓D場，本研究不需要特殊效果，只加入Ｄｉｓｓｏｌｖｅ 文件下的Ｎｏｎ－Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｄｉｓｓｏｌｖｅ轉場。 ４．４．３．６預演、生成最終模擬動畫 將Ｔｉｍｅｌｉｎｅ面板中的滑塊拖放到時間線最左端，在Ｍｏｎｉｔｏｒ窗口中觀看編輯 后的動畫，若不需要其他修改，則激活Ｔｉｍｅｌｉｎｅ面板，選擇Ｅｘｐｏｒｔ子菜單中的 ＥｘｐｏｒｔＭｏｉｒｅ命令，設置好導出參數(shù)，導出最終動畫。

山東大學碩士學位論文 ４．５初始實驗
如果綠化方案很短時間內變化，刺激過多，心理學知識表明，人在一定時間 內刺激過多會明顯減弱這種刺激的作用，即過一段時間駕駛員就不會因景觀視覺 的變化而產(chǎn)生敏銳反應，那么景觀設計的作用將大大減弱．反之，若在過長的景 觀單一的順直路段上高速行駛時，會出現(xiàn)行車環(huán)境單調的問題，此時，駕駛員的 大腦長期處于刺激過少的狀態(tài)，會引起視力疲勞現(xiàn)象，進而影響到正常行駛，形 成潛在的安全隱患，所以，要先確定單一景觀尺度的實驗范圍。參考已有的一些 看法，考慮到高速公路的實際情況和心理學研究的一些結論，初步將實驗范圍定 為ｌｋｍ到ｌＯｋｍ，單一顏色綠化帶的長度分別為；ｌｋ：ｍ、２ｋｍ、４ｋｍ、６ｋｉｎ、８ｋｉｎ，
１０ｋｍ。

４．６正式實驗
４．６．１正式實驗設定 初始實驗中經(jīng)過對初始實驗結果的分析發(fā)現(xiàn)，對每段６ｋｍ及以上的模擬動 畫，測試者明顯感到單調，因此，正式實驗重新確定實驗范圍為５００ｍ到７ｋｉｎ， 正式實驗中單一顏色綠化帶的長度分別為：５００ｍ、ｌｌｃｍ、２ｋｍ、３ｋｍ、４ｋｍ、５ｋｍ、 ６ｋｍ、７ｋｉｎ。重新制作八個模擬動畫，進行正式實驗。 使用問卷法比較客觀統(tǒng)一，效率比較高，結果統(tǒng)計高度數(shù)量化、規(guī)范化，但 很容易由于受試者之間的互相影響造成對實驗數(shù)據(jù)的污染，因此決定每次實驗只 針對一名實驗者進行。 ４．６．２實驗數(shù)據(jù)分析 每一人次實驗結果可得到多個點的折線，如圖４－１１是單一色彩尺度為７ｋｉｎ 時，一名受試者的反應肯定度分布，它代表［Ｏ，１】上的一個模糊子集，多級估量 法意味著：每一人次實驗是論域上的模糊集，故仍是一種集值統(tǒng)計。 集值統(tǒng)計是經(jīng)典統(tǒng)計和模糊統(tǒng)計的一種拓廣，它每次實驗所得到不再是相空 間（可能觀測值的集合）中的一個確定的點，而是相空間的一個（普通或模糊）子集，

４８

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這個子集相當于一個評價者對某一指標Ｃ的一個區(qū)間估計，若有ｎ個評價者， 可以得到ｎ個區(qū)間，從而形成一個集值統(tǒng)計序列【锎。集值統(tǒng)計代表了ｎ個人的意 見，無疑更為可靠、可信，因此常被應用到那些必須依靠心理測量的決策過程中
去【５７１。

圖４－１１某位受試者反應肯定度分布圖

設每一人次實驗得到的結果可用五維向量（ｑ，島，島，氣，島）來表示， ｑ，ｅ２，ｅ３，巳，巳依次表示各點的縱坐標，例如圖４－１１中的曲線可用（０，０， ０．６７。０．８３，０．１７）來表示。設有ｎ人次實驗，得

（ｅｆ，之，《，之，ｇ），／＝１，２，３…一
這樣可以得到ｎ個類似上面的五維向量。然后綜合這ｎ個人的測試結果，即 綜合這ｒ１個五維向量的信息，從而得到統(tǒng)計后的隸屬度五維向量（寫，一ｅ２，一ｅ３，

一ｅ４，ｅｓ），其中弓＝丟喜杉，川，２’３，４’５
又稱（巧，一ｅｚ，虧，一ｅ４，瓦）為模糊落影向量。 對所有被試者所作的反應進行了集值統(tǒng)計處理后所得的統(tǒng)計結果如表４－２
所示。

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＼判斷狀態(tài)
０．５ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７

尺度＼

表４－２統(tǒng)計反應肯定度分布
Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ｅ

０．８９８８ ０．５９９２ Ｏ．３６ ０．２００４

０．６４ ０．８０５２ ０．８５１６ ０．７４６８ ０．５８０４ ０．２７４４ ０．１４０４ ０．０８７２

０．０５３２

Ｏ Ｏ．０６

Ｏ Ｏ ０ Ｏ ０．０１３２ ０．０８０４ Ｏ．１８ ｏ．３２７２

０．３６７２ ０．５９４
Ｏ．７２ ０．８６６ ０．８４６４ ０．７６６４ Ｏ．６００４

０．０６７２
０．１５４

０．０３３６
Ｏ Ｏ Ｏ

Ｏ．３８６４
０．６１９６ ０．７７３６ ０．７７８８

由表４—２我們就可以看到一定的規(guī)律性，為了更直觀的觀察和分析實驗數(shù) 據(jù)，將根據(jù)表４—２上的各列數(shù)據(jù)做成表征各判斷狀態(tài)的反應肯定度曲線，如圖 ４．１２所示．

圖４一１２各判斷類別的反應肯定度曲線圖

在圖４－１２上我們可以清楚的觀察到各個判斷狀態(tài)肯定度隨單一色彩尺度的 增大而產(chǎn)生的變化，同時，不同的類別曲線相互交叉產(chǎn)生了許多交點，相鄰兩個 狀態(tài)曲線間的交點就是我們所需要的。根據(jù)多級估量法內插求闕限的規(guī)則，即若 兩個相鄰類別曲線的相交值大于０．５，則由該點向橫坐標做垂線，內插得到的刺 激值便可作為從一個類別過渡到另一個類別的臨界值或闕值。

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據(jù)此，從圖４－１２中可以內插出從Ａ狀態(tài)過渡到Ｂ狀態(tài)的臨界值為０．７８ｋｉｎ， 從Ｂ狀態(tài)過渡到Ｃ狀態(tài)的臨界值為３．１ｋｍ，從ｃ狀態(tài)過渡到Ｄ狀態(tài)的臨界值為
６．Ｏｋｍ．

４．７本章小結
在高速公路中央分隔帶上，若以固定的頻率交替變化色彩，單一色彩的景觀 持續(xù)長度在０．７８ｋｍ以內，司乘人員會感覺到景觀的變化過于頻繁，刺激過多； 持續(xù)長度在０．７８～３．１ｌａｎ，司乘人員會感覺到變化稍頻繁，刺激稍多；持續(xù)長度 在３．１～６．Ｏｌｏｎ，司乘人員會感覺到景觀富于變化又刺激適當；超過６．０ｋｍ，則開 始感到單調，但還不至于立即感受到視覺疲勞；至于視覺疲勞感的產(chǎn)生，不是本 論文所探討的重點，就不再累述。

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第五章山東高速公路適宜景觀植物
在人為設置的構成高速公路景觀的所有元素中，綠化植物是唯一有生命的。 因此，綠化植物在高速公路景觀中有著其他元素所無法替代的作用。為了發(fā)揮這 一特征，就有必要強調植物所具有的生命力，關鍵在于不是把植物看作一種固定 的裝飾物，而是以能使它良好生長作為出發(fā)點來進行綠化的設計。以此為前提， 才能發(fā)揮綠化植物在高速公路景觀構成中充分發(fā)揮其生命力。因此，我們需要了 解植物的作用，并謹慎選擇物種。

５．１植物在高速公路上的作用
在高速公路上，創(chuàng)造舒適優(yōu)美的景觀只是植物的主要功能之一，除此之外， 植物還發(fā)揮了許多重要作用。 ５．１．１植物可以保持水土，涵養(yǎng)水源 地表植被對保持水土有非常顯著的作用。植物的莖葉通過截留作用降低了到 達地面的有效雨量，減少了雨滴的動能和侵蝕能力，抑制與消弱了坡面徑流及其 沖刷作用，從而減弱了雨水對地面的侵蝕；植被能夠攔截高速落下的雨滴，通過 地上莖葉的緩沖作用，消耗掉雨滴大量的動能，并且能使大雨滴分散為小雨滴， 從而把雨滴的動能大大降低，當植被相當旺盛時，可以明顯削弱甚至消除濺蝕； 植被的根須可提高土壤的抗剪能力，加強土壤穩(wěn)定性。這樣，植被覆蓋的坡地的 抗侵蝕性得到強化，使坡面生態(tài)趨向穩(wěn)定和良性循壞． ５．１．２植物可以凈化空氣，防止環(huán)境污染 植物可以凈化大氣，它們可以吸收二氧化碳（Ｃ０２）放出氧氣（０２）；可以 分泌殺菌素，將空氣和水中的桿菌、球菌、茅生菌等殺死，減少空氣中的含菌量； 可以通過葉片吸收大氣中的毒物，減少大氣中毒物含量。同時，植物還能使某些 毒物在體內分解，轉化為無毒物質，自行解毒。植物也可通過吸附粉塵凈化大氣， 尤其是某些植物葉面粗糙不平或具絨毛，有的能分泌粘液和油脂，就更容易吸附

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大量飄塵．而吸塵后的植物經(jīng)雨沖洗后，又能迅速恢復吸附塵埃的能力． ５．１．３植物可以降低噪聲干擾 植物是天然的消聲器，它能將投射到樹葉上的噪音反射到各個方向上；樹葉 表面的氣孔和粗糙的毛，就像多孔纖維吸聲板，能吸收噪聲；同時，樹葉的輕微 震動也能使噪聲能量消耗而衰減．因此，植物具有隔聲、消聲的作用。據(jù)測定， ４０米寬的林帶可降低噪音１０～１５ｄＢ；３０米寬的林帶可降低噪聲６～８ｃｌＢｉ ２０米 寬的多層行道樹可降低噪聲８～１０ｄ１３：１２米寬的懸鈴木樹冠可降低噪聲３～５ｄＢ。 ５．１．４植物可以防風固沙 地表植被，特別是林木，可通過高低不平的樹干和枝葉使風力削減。在風沙 地區(qū)，龐大的林木根系又能固緊沙土，所以，大大削弱了風的攜沙能力。另外， 地表植被可阻擋流沙的移動，是風沙區(qū)防風固沙的有效手段之一。 ５．１．５植物可以調節(jié)區(qū)域小氣候 小氣候主要指地層表面屬性的差異所造成的局部地區(qū)的氣候。其影響因素除 太陽輻射和氣溫外，直接隨作用層的狹隘地方屬性而轉移，如小地形、植物、水 面等，特別是植被對地表溫度和小氣候溫度影響最大【孫】。植物可以吸收熱量，創(chuàng) 造與高溫炎熱相隔離的區(qū)域，縮小晝夜溫差；植物可以吸收太陽輻射；植物葉面 的蒸騰作用，能調節(jié)濕度。由此，植物對改善區(qū)域小氣候起著積極的作用，也在 一定程度上防止了路面的老化。 ５．１．６植物可以改善交通條件，為高速行車提供保障 （１）通過誘導視覺，來指示駕駛員前進的方向。尤其在豎曲線頂部等路線走 向不明了的地段，可使路線走向變得十分明顯，有利于駕駛員辨別交叉口與彎道， 攔截與保護行車道視線（通視）。 （２）防眩作用。白天樹蔭可以遮擋陽光，晚上位于中央分隔帶上的樹木可有 效防止對面來車對駕駛員所產(chǎn)生的眩光，避免由于眩目所產(chǎn)生的交通危險。

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（３）調節(jié)明暗變化。當車輛駛入光線很差的隧道中時，由于人眼不能立即對 明暗變化產(chǎn)生反應。會發(fā)生短暫的視覺障礙，因此，在隧道兩側種植一些適宜的 花木，利用樹蔭來調節(jié)隧道內外的明暗強度。對行車安全十分有利。 （４）可對車輛及駕駛員產(chǎn)生保護。在行車中，萬一車輛與路外物體發(fā)生碰撞 時，道路兩側的樹木可有效降低車輛及駕駛員受損害程度。尤其在山區(qū)等險要地 段，行道樹更成為保護生命財產(chǎn)的重要手段之一． （５）植物是美化路容、營造舒適旅途的重要組成部分。它可以補充公路景觀， 調整工程中難以避免的景觀影響，并可以美化取士坑、廢料堆和貯水池，使其成 為公路環(huán)境中的一景。尤其是高速公路沿線四季常青的樹木和點綴期間的花花草 草，可形成與自然交融、氣勢壯觀的感覺，給人們以優(yōu)美、舒適的享受，有益于 人們的身心健康。

圖５－ｌ高速公路中綠化植物的功能

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如圖５—１所示，在高速公路的景觀設計中，植物具有多種功能，作為高速公 路景觀綠化設計者，應當把它的這些功能納入到生態(tài)意義和藝術設計中進行綜合 考慮，這樣，景觀綠化設計的藝術性和科學性就通過形式與功能的結合被恰到好 處的聯(lián)系到了一起。

５．２高速公路綠化植物選擇的基本原則
高速公路生態(tài)環(huán)境非常脆弱，植被自然恢復進程比較慢，再加上表層土壤受 到嚴重干擾，缺乏植物正常生長必需的條件。因此需要及時采取水土保持和綠化 措旌，而要完成路域范圍內的綠化首先要研究植物本身特性，發(fā)揮植物本身的適 應性，篩選出適宜的植物或植物組合。選擇適宜的植物物種需要從兩個方面著手： 栽植條件和植物自身特性． 栽植條件也可以說是外部條件，它可以分為地域條件、立地條件、環(huán)境條件、 效果條件、制約條件、管理條件、更新條件這七個方面來考慮． （１）地域條件：綠化植物必須在氣候等地域環(huán)境因素的支持下生長，根據(jù)高速公 路所經(jīng)區(qū)域的不同，所選擇的綠化植物也應該相應的變化，既體現(xiàn)出高速公 路景觀的地域性，也有利于綠化植物的生長，利于保持其景觀和生態(tài)效果。 （２）立地條件：植物不可能獨立地創(chuàng)造出自身存在發(fā)展的條件，因此需要考慮其 立地條件。高速公路的每個部位立地條件都比較嚴苛，但同時它們又都各不 相同，具有各自的特點，選擇植物時需要根據(jù)其不同的立地條件分別考慮。 （３）環(huán)境條件：對任何植物而言，高速公路的環(huán)境都不是一個可以稱得上理想的 環(huán)境，高溫、汽車尾氣等等不利于植物生長的因素使得我們在選擇高速公路 物種時需要更嚴格的篩選。 （４）效果條件：對于綠化植物功能的期待，根據(jù)其所處的位置不同而有所差異， 例如，栽植于中央分隔帶上的和在邊坡上的或隔離柵周圍的植物，我們希望 其所能達到的效果就大不相同。為了達到更高的功能效果的發(fā)揮，應充分考 慮其需要達到的效果。 （５）制約條件：需要注意的是綠化植物萬萬不可侵犯到視距空間。這不僅涉及到 植物的配置，也應該在選擇植物時就考慮到。 （６）管理條件：由于客觀條件限制，對于高速公路上植物的管理，我們希望越簡

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單越好，為此，重要的是選擇管理較粗放的植物物種，同時，在選擇時，考 慮到病蟲害少的問題也是必要的。 （７）更新條件：在植物生長良好的情況下，隨著時間的積蓄，綠化的效果會更好 更大，因此，植物更新的周期長一些為佳，選擇壽命長，多年生的植物是一 種有效的方法。但考慮到近期或短期的綠化效果，還應該適當搭配速生的植
物．

另一方面即植物自身特性，也可以說是內在條件。這需要我們對植物的性狀 特征及其路用特性有充分的了解。 （１）性狀特征：需要了解株高的區(qū)別、冠形（球形、卵形、倒卵形、圓錐形、覆 地形、枝垂性、蔓性、草狀等）的區(qū)別、根系（深根性、淺根性，根系伸展 情況等）的區(qū)別，了解植物的干、枝、葉、花等的特征。 （２）路用特性：這包括對陽光的需求（喜陽、耐蔭等）、對溫度的適應能力、對 水份的適應能力（抗旱、耐濕）、適宜的土壤類型（粘土、砂土等）、對鹽堿 的適應性、生長力萌檗力如何，以及耐瘠薄、抗風、固沙、耐煙塵及有害氣 體等方面的特性。 如此，從內外兩方面著手，才能篩選出適宜的高速公路綠化物種．由此，得 出高速公路綠化植物選擇的原則： （１）與設計目的相適應，與附近的植被和風景等諸條件相適應。 （２）容易獲得，成活率高，發(fā)育良好，抗逆性強，抗堤岸公害、病蟲害少， 便于管護。種植后能很快實現(xiàn)旺長。 （３）路域生態(tài)環(huán)境要求綠化植物種類和生活習性的多樣化． （４）能降低或消除環(huán)境敏感區(qū)的環(huán)境污染。 （５）為滿足生態(tài)恢復的要求，開始恢復時應選擇先鋒物種． （６）應兼顧近期和遠期的恢復規(guī)劃，速生和慢生種類結合。 （７）應根據(jù)種植目的和要求選擇普通公路綠化植物、鄉(xiāng)土植物和園林植物的 適當結合。 （８）考慮植物與動物的生態(tài)系統(tǒng)共生性。引入客種時，客種應與當?shù)厣锶?落相容，與環(huán)境相適應。

山東大學碩士學位論文 ５．３山東省高速公路綠化適宜植物物種
山東省位于我國東部沿海，地處黃河下游，東西長約７００ｋｍ，相距８個經(jīng)度， 南北寬約４００ｋｒａ，跨越近４個緯度。全省面積１５．３ｋｍ２以上，約占全國總面積的 １．６％�，F(xiàn)存木本植物６６０種（５２１個種，１３９個變種、變型），隸屬于７４科、２０９ 屬。其水平分布為：一些熱帶和亞熱帶樹種如刺杉、茶、柳杉多分布于東南部； 常綠闊葉樹如紅楠、耐冬多見于膠東沿海島嶼；黃連木、苦楝、梧桐在魯南常見。 垂直分布：淡竹僅見于低海撥山麓，刺槐多生長在海拔５００米以下，側柏生長在 ７００米以下；日本落葉松、華山松在低于６００米的低山生長不良．灌木荊條、酸 棗、孩兒拳頭生長在低海拔；胡枝子、繡線菊則生長在高海拔山地，側柏生長在 水成巖為基質的青石山，松類生長在火成巖為基質的砂石山【５引。

從生態(tài)學和植被生態(tài)學角度，以及經(jīng)濟等方面考慮，鄉(xiāng)土植物適應性強，選
育、栽培容易，仍然是山東省高速公路綠化最經(jīng)濟、最適宜、最有效的種類，應 該大力提倡。最終確定植物品種選擇的依據(jù)：以耐瘠薄、耐干早、抗凍、抗逆性 強、適生的鄉(xiāng)土物種為主體綠化植物；為增加植物的多樣性，在保護自然植被的 前提下，適當引種外來品種． ５．３．１山東省高速公路中央分隔帶綠化適用物種 影響中央分隔帶立地條件的主要因素是土壤因子和微域小氣候條件。高速公 路中央分隔帶的立地條件有以下特點：①水分、肥力條件較差，質地及透水性不 良；②由于地處瀝青路面中央，夏季土壤溫度較一般地區(qū)高；由于行車及局部地 形條件形成的風力、風速較大，冬季溫度變化劇烈易形成凍害；③行車造成了嚴 重的空氣污染【５９１；④中央分隔帶可供植物生長的土層厚度一般僅有約４０ｃｍ左右， 其下便是壓實度大于９０％的路基，即植物根系很難進入的不透水層；⑤僅有土層 的土質較差，質地比較粘重，易板結，透水性差，且受到施工垃圾的嚴重污染， 土壤條件貧瘠，不利于植物生長【刪． 由此看來，中央分隔帶是高速公路綠化中環(huán)境條件最惡劣，但綠化景觀和藝 術性要求最高的地方，因此，它的植物物種選擇就顯得尤其的重要。高速公路中 央分隔帶綠化的選擇物種一般按照以下原則：

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（１）選擇抗逆性強的物種．高速公路上，尤其是分隔帶氣候環(huán)境惡劣， 土質差，污染嚴重，只有抗性強的植物，才能適應這種環(huán)境，自然生長。這 些植物應具有較強的抗高溫、耐嚴寒、抗污染、耐瘠薄、抗風沙、耐干旱等 特點。如刺槐、火炬樹、黃櫨、紫穗槐、女貞等。 （２）植物防眩路段多選擇常綠的物種。常綠物種能一年四季保持其綠化 效果，不會由于落葉喪失防眩效果和綠化效果，尤其是需要植物防眩的路段， 使用落葉植物一定要慎重，最好作為常綠植物的輔助部分來使用。如柏、女 貞、大葉黃楊等。 （３）植物防眩路段選擇枝小旰密的物種。中央分隔帶植物的最主要的功 能之一就是防眩，枝葉過于稀疏的物種達不到這種要求，因此負擔防眩任務 的植物要滿足此要求。如側柏、圓柏、小葉女貞等。 （４）調節(jié)色彩時多考慮彩葉物種．一般植物的花期７～３０天，或者個別 的能夠更長一些，但只靠花都達不到調劑中央分隔帶色彩的效果，而彩色葉 樹種具有半年以上或常年的觀賞價值。如紫葉小檗、紫葉李、金葉女貞等。 （５）觀花的植物最好選擇密花或大花的物種。在高速公路上觀賞植物， 鑒于人的動態(tài)視覺特性，人們只能看綠化的整體效果，密花或大花植物能更 好地體現(xiàn)綠化的宏觀效果。如木槿、紫薇、月季、紫荊等。 （６）多選擇能適應高速公路的鄉(xiāng)土樹種。鄉(xiāng)土樹種對本地氣候環(huán)境具有 較強的適應能力，易適應高速公路的惡劣環(huán)境，且樹苗易得，造價低，容易 形成一定地方特色．如檉柳、雪柳等 通過調查研究，查閱參考資料，咨詢專家等方式，結合山東省地域特點，總 結出山東省高速公路中央分隅帶適用物種，如下【６１Ｈ＇１２］： 喬木； 側柏、圓柏、北美圓柏、龍柏、塔柏、白稈 灌木（或小喬木）： 千頭柏、大葉黃楊、膠東衛(wèi)矛、紫葉小檗、紫葉李、小葉女貞、金葉女貞、 月季、平枝茍子、衛(wèi)矛、紫荊、木槿、紫薇、黃刺玫、錦帶花、榆葉梅、紫丁香、 西府海棠、山桃、花石榴、石榴、三椏繡線菊、華北繡線菊、郁李、本氏木藍、

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花木藍、珍珠梅、鹽膚木、金銀木、紅瑞木、黃荊 草本植物： 馬藺、小冠花、半支蓮、野牛草、高羊茅、狗牙根、結縷草、紫花地丁、馬 尼拉草、射干、沙打旺、紫羊茅、紫花苜蓿 ５．３．２山東省高速公路邊坡綠化適用物種 邊坡綠化是高速公路綠化的重點和難點，其綠化的效果不僅影響高速公路的 整體景觀，而且直接關系到邊坡坡面水土流失狀況和路基的穩(wěn)定性。然而，由于 邊坡特殊的立地條件，使植物定植、成活比較困難，因此，應該通過合理地選擇 綠化植物，配合科學的綠化方法和運用，以便快速有效地發(fā)揮邊坡綠化的生態(tài)防 護功能。 選擇哪些植物種類作為高速公路護坡植物？喬木樹種樹冠高，根系太深，栽 植喬木會提高坡面負載，增加土體下滑力和正滑力。在有風的情況下樹木把風力 轉變?yōu)榈孛娴耐屏Γ斐善旅娴牟环�(wěn)定和坡面的破壞．同時，邊坡栽植喬木還 可能影響司乘人員觀測公路兩側景觀的視野，因此一般不宜在邊坡栽植喬木。 目前，我國高速公路邊坡生態(tài)防護用植物多數(shù)情況下是采用草本植物，在國 外草本植物也被廣泛使用。草本植物的優(yōu)點在于：①草本植物種植不僅方法簡便， 而且費用低廉；②早期生長快，對防止初期的土壤侵蝕效果較好；③作為生態(tài)系 統(tǒng)恢復的起點，有利于初期表土層的形成。但是，草本植物與灌木相比具有以下 缺點：①草本植物具有根系較淺，抗拉強度較小，固坡護坡效果較差。在持續(xù) 的雨季里，高陡邊坡有的會出現(xiàn)草皮層和基層剝落現(xiàn)象；②群落易發(fā)生衰退，且 衰退后二次植被困難；③開發(fā)利用的痕跡長期難于改變，與自然景觀不協(xié)調，改 善周圍環(huán)境的功能差等；④坡地生態(tài)系統(tǒng)恢復的進程難于持續(xù)進行，易成為藤木 植物滋生的溫床：⑤需要采取持續(xù)性的管理措旌等，維護和管理作業(yè)量大。因此， 單純的草本植物用于高速公路邊坡的綠化并不理想【６１１。 灌木作為護坡植物主要的缺點是成本較高，早期生長慢，植被覆蓋度低，對 早期的土壤侵蝕防止效果不佳。但是可以通過與草本植物混播，草本植物早期迅 速覆蓋地面防止土壤侵蝕，后期由灌木發(fā)揮作用的方式解決【６２】。而且，從生物學 角度來看，草灌結合的群落結構更穩(wěn)定，而且防護效果也更好。

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藤本植物，尤其是一些攀附能力強、適應性好、生長迅速的藤本植物，一般 主要應用于堅硬巖石邊坡或土石混合邊坡的垂直綠化，垂直綠化是高速公路邊坡 生態(tài)防護的特殊形式。用藤本植物進行垂直綠化的好處是投資少，用地少，美化 效果好，缺點是由于邊坡一般較長，藤本植物完全覆蓋坡面的時間長睇】。其實， 除此以外，藤本植物也可以用于護坡固土，作為先鋒植物，在高速公路邊坡綠化 中發(fā)揮重要作用。尤其山東大部分地區(qū)生態(tài)環(huán)境比較脆弱，植物群落層次相對簡 單，適當栽植藤本植物可以增加群落的物種多樣性、提高環(huán)境利用率、增加群落 穩(wěn)定性。只是選擇藤本植物時，最好是選擇適應性強的鄉(xiāng)土植物，若要引用外來 物種，一定要考慮與當?shù)厣锶郝湎嗳�、與環(huán)境相適應、不會造成危害【６３】。 綜上所述，用于邊坡生態(tài)防護的植物應該是藤灌草相結合，選擇時應保證植 物基本滿足以下要求； （１）能適應我省氣候，抗旱性、抗旱性強； （２）根系發(fā)達、擴展性強； （３）耐瘠薄、耐粗放管理： （４）種子來源豐富，繁殖能力強，受損后易于自我修復； （５）綠期長，多年生； （６）播種適期長； 通過調研總結，山東省高速公路邊坡適用用物種如下ｃ‘１１４＂１２１： 灌木： 鋪地柏、砂地柏、衛(wèi)矛、紅瑞木、迎春、連翹、多花薔薇、黃櫨、雪柳、三 蕊柳、檉柳、白柳、紫穗槐、錦雞兒、胡枝子、小葉鼠李、白刺、枸杞、沙棗、 沙棘、牛奶子、酸棗、荊條、黃荊 草本植物： 馬藺、紫花地丁、小冠花、半支蓮、白三葉、射干、野牛草、高羊茅、結縷 草、狗牙根、野古草、紫羊茅、馬尼拉草、沙打旺、紫花苜蓿、無芒雀麥、堿茅 藤本植物： 南蛇藤、爬山虎、五葉地錦、葛藤、扶芳藤、金銀花、凌霄，木防己．杠柳、 菱葉常春藤

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５．３．３山東省高速公路兩側綠化帶適宜植物 １９８２年，日本首次規(guī)定了“植樹帶”，其含義是：專門為整頓道路交通環(huán)境 及確保沿線良好的生活環(huán)境，為了植樹、種草等設置的道路部分，是在環(huán)保對策 上特別重要的，能改善道路沿線居住環(huán)境，創(chuàng)造更舒適環(huán)境的、綜合的、連續(xù)的 綠色帶狀植栽部分。環(huán)保植樹帶方面的研究，日本走在了國際前列，現(xiàn)已制訂了 《環(huán)境綠化帶的設計標準》，將道路用地范圍內的綠化作為環(huán)境綠化帶一體化來 設計。使道路綠化從傳統(tǒng)的公路附屬設施的地位上升到了公路主要設施的地位， 從而使道路綠化真正發(fā)揮出應有的機能即ｌ。 本文高速公路兩側綠化帶所指范圍為路側隔離柵以內區(qū)域，包括邊坡、土路 肩、護坡道、隔離柵、隔離柵內側綠化帶，這一條狀區(qū)域可以說是高速公路與周 圍地形的過渡帶，因此綠化手法應因地制宜，追求自然，從而淡化高速公路與兩 側的界線，將高速公路與周圍環(huán)境融為一體。這一區(qū)域綠化的栽植條件要優(yōu)于中 央分隔帶和邊坡，主要是不受立地條件的過多制約，其他條件大致相似，因此， 能夠適應中央分隔帶和邊坡的植物大多可以應用于這一區(qū)域，同時這一區(qū)域中也

具備了種植大喬木的條件，研究總結出山東高速路側綠化帶適宜植物如下［６１】。嗍：
喬木： 赤松、油松、黑松、華山松、白皮松、雪松、自桿、側柏、圓柏、北美圓柏、 龍柏、塔柏、杜松、廣玉蘭、銀杏、合歡、黃連木、麻櫟、栓皮櫟、毛白楊、加 楊、銀白楊、新疆楊、小葉楊、小鉆楊、青楊、旱柳、絳柳、垂柳、榆樹、小葉 樸、毛泡桐、白花泡桐、蘭考泡桐、楸樹、臭椿、香椿、國槐、刺槐、法桐、白 蠟樹、絨毛白蠟、楓楊、杜仲、元寶楓、五角楓、三角楓、欒樹、楝樹、構樹、 刺楸、千金榆、皂莢、杜梨、柿樹、君遷子、核桃 灌木或小喬木： 黃櫨、紅楓、柘樹、黃榆、垂枝榆、金銀木、鹽膚木、野皂莢、山楂、棗、 千頭柏、鋪地柏、砂地柏、千頭柏、大葉黃楊、膠東衛(wèi)矛、紫葉小檗、紫葉李、 小葉女貞、金葉女貞、月季、平枝茍子、多花薔薇、木槿、黃刺玫、錦帶花、榆 葉梅、西府海棠、三椏繡線菊、華北繡線菊、郁李、珍珠梅、本氏木藍、花木藍、 紅瑞木、雪柳、枸杞、迎春、連翹、紫荊、紫薇、紫丁香、山桃、花石榴、石榴、

曼，ｉ———————ｉ————ｉ——————————ｌｉ—Ｉ蔓！皇曼奠曼蔓皇皇量蔓詈■ｅ曼皇詈■鼉舅暑鼉詈鼉鼉皇詈詈！量鼉鼉景詈曼曼曼！曼！詈曼量鼉曼皇量 三蕊柳、白柳、錦雞兒、花椒、紫穗槐、胡枝子、衛(wèi)矛、小葉鼠李、檉柳、沙棗、 沙棘、自刺、酸棗、荊條、黃荊 藤本： 南蛇藤、探春花、金銀花、爬山虎、五葉地錦、葛藤、扶芳藤、凌霄、木防 己、杠柳、絡石 革本植物： 馬藺、紫花地丁、小冠花、半支蓮、白三葉、射干、野牛草、高羊茅、結縷 草、狗牙根、野古草、紫羊茅、馬尼拉草、沙打旺、紫花苜蓿、無芒雀麥、堿茅

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山東大學碩士學位論文 第六章結論

６．１結論
高速公路的景觀在一定程度上反映了一個國家或一個地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的層次 以及人們的精神風貌，是高速公路建設中不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)，隨著人們環(huán) 保意識的增強及審美需求的增加，勢必給高速公路景觀設計提出更高的要求。本 文就是在這樣的背景下完成的，主要結論如下： （１）要構建系統(tǒng)、完整的高速公路景觀設計體系，需要一個多層次的體系框 架來引導高速公路景觀設計。 （２）在進行高速公路景觀設計時，要兼顧以人為本和尊重自然兩個方面，并 在此理念的引領下確定設計方案階段的具體設計原則和方法。 （３）將公路線形設計軟件與三維動畫設計軟件結合來進行動態(tài)景觀模擬是 現(xiàn)階段較為可行的高速公路景觀設計方法。 （４）在順直路段高速公路中央分隔帶上，若以固定的頻率交替變化色彩，單 一色彩的景觀持續(xù)長度在０．７８ｋｍ以內，司乘人員會感覺到景觀的變化過于頻繁， 刺激過多；持續(xù)長度在０．７８～３．Ｉｋｍ，司乘人員會感覺到變化稍頻繁，刺激稍多； 持續(xù)長度在３．１～６．Ｏｋｍ，司乘人員會感覺到景觀富于變化又刺激適當；超過 ６．Ｏｋｍ，則逐漸開始感到單調。 （５）進行高速公路植物選擇時，要考慮到高速公路不同部位的不同立地條件 和環(huán)境條件，以及植物自身的生物和路用特性，本文據(jù)此選擇出適宜山東省高速 公路１４８種景觀植物。

６．２對未來的展望及建議
本文構建了高速公路景觀設計的理論體系框架，也對其中的部分內容做了較 為深入的研究，但高速公路景觀設計涉及學科眾多，受到諸如實地調研機會少， 作者本人經(jīng)驗、認識有限等限制，難免有不足之處，有些研究成果可能與實際還 有一定的差距，都需要在今后的研究工作中進一步探討和驗證。 有鑒于此，在以后的研究中建議從以下幾個方面著手：

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（１）深入研究框架中景觀設計的理論基礎，把園林設計學、生態(tài)學等學科中 優(yōu)秀的、成熟的理論更好的融入到高速公路景觀設計中。 （２）深入公路動態(tài)模擬場景的研究，在景觀設計階段，期待開發(fā)出可行、有 效的動態(tài)仿真技術，為景觀設計的研究提供更好的平臺。 （３）加強對定量問題研究方法的探索，充分借鑒心理學等學科中的實驗手段 及分析問題的方法。 （４）開展多方面的、大量的定量實驗，從中總結規(guī)律，充實并細化理論體系 框架。

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年１０月第２０卷第４期：５７—５９

山東大學碩士學位論文
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Ｉｓ７］汪培莊，李洪興著．模糊系統(tǒng)理論與模糊計算機．北京；科學出版社，１９９８．３ ［５８］王仁卿，周光裕主編．山東植被．濟南：山東科學技術出版社，２０００ ［５９］禹忠耀，郭俊杰，孫建芳．太舊高速公路中央分隔帶綠化樹種選擇．山西建筑，２００２年
１１月．第２８卷第１ｌ期：１４０－１４１

［６０］尹吉光，毛秀紅，李妮妮等．高速公路中央分踽帶綠化研究．山東林業(yè)科技，２００３年第
４期：４１－４３

［６１］山寺喜成，安保昭，吉田寬．羅晶等（編譯）．恢復自然環(huán)境綠化工程概論——域面綠化 基礎與模式設計［町．北京：中國科學技術出版社，１９９７ ［６２】劉建培．福泉高速公路邊坡植物選擇。中國城市林業(yè)，２００５．３：４０－４２ ［６３］朱憲珍，房用，盂振農主編．山東藤灌植物．呼和浩特：遠方出版社，２００４．１１ ［６４］彭波，李文瑛，牡遷等．道路綠化美學在高速公路中應用．長安大學學報（自然辯學版）， ２００２．３第２２卷第２期：２８－３１ ［６５］陳漢斌主編．山東植物志（上）．青島：青島出版社，１９９０年１２月 ［６６］陳漢斌主編。山東植物恚（下）。青島；青島出版社，１９９０年１２月 ［６７】北京林學院城市園林系編．園林樹木學上冊．北京：北京林學院，１９８０ ［６８］河南省交通廳公路局、平項山市公路管理局主編．公路綠化工程．北京：人民交通出版 社，２００３年７月 ［６９］藏明新主編．公路環(huán)境保護手冊．北京：人民交通出版社，２００４年７月 ｆ７０］郭學望、包滿珠主編．園林樹木栽植養(yǎng)護學．北京：中國林業(yè)出版社，２００２年５月 ［７ｔ．１李法曾主編．出東植物精要．北京；科學出版社，２００４ ［７２］索奎霖．“第＝－．ｆＣ綠化樹種”資源亟待發(fā)掘利用［Ｊ】．園林科技信息，２００４（１）：Ｉ－４．

山東大學碩士學位論文 致謝
論文得以順利完成，首先誠摯的感謝我的導師姚占勇教授，論文從選題、實 驗及論文的撰寫修改等各個環(huán)節(jié)都得到了導師的悉心指導，非常感謝他給我提供 參與課題研究的機會。他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、淵博的知識、開闊的視野、始終飽滿 的工作熱情和淡泊名利的高尚人格都深深影響著我，將使我終生受益，激勵我不 斷前進。在此，我向我最尊敬的恩師致以衷心的感謝。 感謝在本科和研究生的七年間，姚占勇教授、商慶森教授以及劉樹堂教授在 學業(yè)和生活各方面給予我的諸多幫助和關心。他們不僅是我學業(yè)上的導師，更是 我人生的導師． 在課題研究過程中，我的同學于雁鳴等也給了我很多幫助和支持，在此一并 感謝。 最后，對所有幫助過我的朋友們表示誠摯的謝意。



  本文關鍵詞：高速公路景觀設計中若干問題的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。