论文题目：城市绿地景观格局、生态-社会效应对公众环境感知的影响及驱动机制研究
摘要：城市绿地提供的环境显著影响人的感知和身心健康,在高度城市化的上海尤为突出,城市绿地的景观格局、生态-社会效应对人的环境感知有重要影响。准确获取公众对城市绿地的环境感知是引导公众规范环境行为、提升城市绿地管理水平的前提,众源大数据为定量公众环境感知带来了新的视角与可能性。未来的城市建设需要进一步审视人与环境的关系,将环境感知整合到城市绿地规划,也有助于联合国可持续发展议程目标（SDGs）11的实现。本研究以上海市50处典型城市绿地为研究对象,利用大众点评数据深入刻画公众对城市绿地的环境感知。结合GF-6、Sentinel-2、Landsat-8遥感影像、高德地图POI、OSM交通路网、Worldpop人口等数据,根据环境要素、游憩服务词频统计分析公众环境感知偏好,基于长短期记忆网络（LSTM）分析公众的环境感知情感态度。在考虑景观格局、生态-社会效应23个影响因子的背景下,综合运用皮尔逊相关分析、多元线性回归、全子集回归、等级方差分离分析等统计分析方法,揭示城市绿地对公众环境感知的主导影响因子和作用关系机理,并提出城市绿地环境提升的管理对策。主要研究结果包括以下3个方面:（1）基于网络点评数据定量城市绿地公众环境感知的偏好及情感态度。通过大众点评文字可以归纳出公众感知的自然和人工环境要素共9类环境要素,其中,人工环境要素占52.81%,自然环境要素类占47.19%;同时,可以归纳出5类游憩服务,按词频由高到低排序为游憩活动、社交互动、运动健身、美学欣赏、历史文化,比例分别为36.64%、27.89%、13.98%、11.03%、10.46%。通过对游憩服务的感知频率进行聚类分析,识别并总结出4种典型的绿地类型:社交互动主导型绿地侧重与家人朋友一起游览,以大型公园绿地或适宜亲子出行的小型绿地为主;康体健身主导型绿地侧重于锻炼及游览,以中小型绿地、滨水绿地为主;历史文化主导型绿地一般具有历史文化背景或定期举办文化节事活动,以小型绿地为主;综合维度型绿地公众一般在游憩服务各方面都有显著的感知,面积差异较大。基于LSTM深度学习方法,利用公众发表的在线评论词句语义分析,获取其对城市绿地的情感态度。50处城市绿地的情感态度值在0.52-0.94之间,总体反馈偏积极和中立。从评论时间分析,不同季节的点评量和情感态度具有差异性,春季（3-5月）点评数量占全年44.60%,情感态度值为0.708;夏季（6-8月）点评数量占17.39%,情感为0.717;秋季（9-11月）点评数量占24.60%,情感为0.728;冬季（12-2月）点评数量占13.41%,情感为0.733。城市绿地中植物观赏期和节事活动对点评量有较大的影响。（2）分析城市绿地景观格局、生态-社会效应现状,进而识别出23个环境感知的影响因素。景观格局方面,城市绿地内部斑块数量众多,平均斑块数量（NP）达到184.62;平均斑块密度（PD）和边缘密度（ED）分别为1350.36个/km~2和1295.02个/km~2,绿地内部存在一定的景观破碎化;斑块形状指标（LSI）为12.63,多数斑块形状复杂,边缘效应较强烈;斑块多度密度（PRD）平均值为79.70个/km~2,在不同绿地差异明显,多样性较高;平均蔓延度指标（CONTAG）为57.92%,聚集度指数（AI）为93.60%,存在连通度较高的优势斑块类型,且同类型的斑块相互聚合,结构紧凑。绿地边界的临街率平均为57.68%,50处绿地中有26%的边界滨水,平均出入口数量达到5.68个,出入口开放性较高。情感态度、点评量与ED、PRD、CONTAG、AI、入口开放性等指标具有相关性。生态效应方面,50处城市绿地归一化植被指数（NDVI）四季平均值为0.557,说明上海典型城市绿地地表植被生长健康。同时,城市绿地具有温度调节功能,全年平均降温幅度为0-3.22℃,平均降温1.53℃,降温范围为0-500m,平均降温距离185.60m。从季节上看,夏季是植被生长最茂盛的季节,NDVI值最高,达到0.618,降温幅度也最大,达到2.13℃;冬季的NDVI值最低,仅为0.448,降温幅度最小,仅为0.60℃;过渡季节春季和秋季分别为植被生长期和落叶期,NDVI值分别为0.554和0.498,过渡季节降温幅度1.83℃。绿地内部温度与情感态度具有相关性。社会经济方面,绿地外部500米步行服务区范围内交通设施密度为1.54个/ha,服务设施密度为3.68个/ha,人口密度达到320.11人/ha,平均距离市中心6991.71m,说明城市绿地交通及服务设施配套完善。情感态度与交通设施密度、服务设施密度、人口密度均成正相关,与距市中心距离成负相关。（3）揭示城市绿地公众环境感知评论量及情感态度的驱动机制。绿地面积（TA）对评论量的影响最大,独立贡献率为69.35%,绿地面积越大,其内部温度越低,环境适宜,同时,内部同类型斑块紧凑,连通性高;其他3个影响评论量的指标为连接度指数（COHESION）、建筑景观形状指标（LSI-building）、边缘密度（ED）,独立贡献率分别为16.40%、8.50%、5.75%。城市绿地内部要素空间连接度越高,建筑形状越不规则,景观破碎度越小,点评量越多。对绿地情感态度影响最大的是交通设施密度,独立贡献率为51.49%,公交、地铁站及停车场密度越高,公众点评情感态度也越高;排名第二的是边缘密度（ED）,独立贡献率为48.51%,边缘密度越大的绿地,NDVI越高,植被长势好,内部景观破碎度大,斑块多样性丰富,通常离市中心较近,周边服务设施完善。基于上述分析提出城市绿地环境规划与管理提升策略:交通便利的小型绿地和功能完善的大型城市绿地所发挥的作用具有重叠和互补的关系。在城郊建立新的大型绿地可缓解城市热岛效应;同时,重视小型绿地在城市绿地系统中的作用,可通过举办节事、植物观赏活动、展示历史文化提高市民前往绿地的频率,通过设计小径、走廊,增加儿童游乐设施、健身器材等方式提高可进入性。在设计绿地时应尽量使绿地边缘形状复杂化,注重植物色彩变化和生境多样性的营造;在规划管理过程中,充分考虑绿地生态效应,通过完善公共交通线网,提高交通通达度,对绿地周边商业用地、餐饮、娱乐等配套服务设施给予更多关注。城市绿地网络点评的文本能够快速有效地获得公众对绿地环境感知的偏好和情感态度。本研究揭示了城市绿地特征对环境感知影响的差异,量化了景观格局、生态效应和社会经济情况对公众环境感知的影响,基于此的驱动机制分析可制定能够反映社会需求的管理政策,同时为城市绿地规划和环境管理提供了新的数据和方法,为可持续的城市绿地管理规划提供了重要的补充。
关键词：城市绿地;公众环境感知;驱动机制;景观格局;生态-社会效应
学科专业：环境科学
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的和内容
1.2.1 研究目的
1.2.2 拟解决的关键问题
1.2.3 研究内容
1.3 技术路线
第2章 国内外相关研究进展
2.1 相关概念与内涵
2.2 城市绿地公众环境感知研究进展
2.3 环境感知的影响因子研究进展
2.4 研究趋势总结与评述
第3章 研究区、数据来源与方法
3.1 研究区域
3.1.1 研究城市概况
3.1.2 典型城市绿地筛选
3.2 数据来源及预处理
3.2.1 数据来源
3.2.2 数据预处理
3.3 研究方法
第4章 城市绿地公众环境感知偏好及情感态度定量评估
4.1 城市绿地公众环境感知偏好
4.1.1 公众环境感知意向词典构建
4.1.2 环境要素感知偏好
4.1.3 游憩服务感知偏好
4.1.4 基于游憩服务感知偏好的绿地分类
4.2 城市绿地公众环境感知情感态度
4.2.1 情感分析与方法选择
4.2.2 基于LSTM的公众环境感知情感态度模型
4.2.3 城市绿地环境感知情感态度整体情况
4.2.4 环境要素感知情感态度
4.2.5 游憩服务感知情感态度
4.3 本章小结
第5章 城市绿地公众环境感知影响因素分析
5.1 景观格局对环境感知的影响
5.1.1 内部景观格局
5.1.2 边界空间分布
5.1.3 景观格局与环境感知相关性
5.2 生态效应对环境感知的影响
5.2.1 植被生长状态
5.2.2 温度调节功能
5.2.3 生态效应与环境感知相关性
5.3 社会经济对环境感知的影响
5.3.1 交通距离及周围设施
5.3.2 服务人口情况
5.3.3 社会经济与环境感知相关性
5.4 本章小结
第6章 城市绿地公众环境感知驱动机制分析
6.1 城市绿地环境感知关键影响因子筛选与识别
6.1.1 评论量主导影响因子识别及驱动分析
6.1.2 情感态度主导影响因子识别及驱动分析
6.2 基于公众环境感知的城市绿地规划管理提升策略
6.2.1 景观格局环境感知特征及规划管理策略
6.2.2 生态效应环境感知特征及规划管理策略
6.2.3 社会经济环境感知特征及规划管理策略
6.3 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 研究不足与展望
参考文献
附录 A 城市绿地点评数量及LSTM情感预测结果
附录 B 研究区景观格局、生态效应及社会经济情况
致谢