基于PCA的徽州水口园林景观品质影响因子研究
《皖西学院学报》 2019年2期
冀凤全，王 鸽
(安徽建筑大学 建筑与规划学院，安徽 合肥 230601)
“水口”来自于古代风水学，意思是一方水的总出口，在徽州传统聚落中充当着重要的成分[1]。在徽州传统聚落中水口是村落公共空间中的最佳场所，在其文化观念中控制着村落的“吉凶祸福”，且紧密结合当地优越的自然条件。近些年来，旅游经济发展迅速，徽州传统聚落作为安徽的重要历史文化名片得到了修缮与保护，但由于缺少对水口园林保护的相关技术及理论支撑，水口园林保护开发遭受不同程度的损害，并使其聚落完整性也受到影响。徽州传统聚落在安徽省属于重要历史文化名片，在保护传统聚落，美化古村落环境还有开发旅游等方面，有着大量的研究，而把古村落中的水口园林景观当作系统研究的课题并未得到完善应用在水口园林景观品质的提升中，缺少系统性的提升策略指导[2]。
对水口园林评价因子进行研究，有助于协调植物景观、水系景观、生态防护景观、水口建筑景观、地形地貌、空间环境协调度、空间环境布局、历史文化底蕴、空间序列景观质量等多项影响因素在其品质提升中的作用。本研究通过提炼出主控影响因子，为其水口园林的景观提升提供参考，同时也丰富了水口园林的理论内容。
1 研究方法
1.1 主成分分析法
主成分分析法(principal component analysis，PCA)是统计学中的一种数据挖掘技术，在确保信息缺失最少的前提下，对高维数据变量进行降维处理，其结果相比原始数据更容易抓住其主要矛盾，并反映出变量内部的规律[3]。
由于水口园林景观品质的影响因子很多，每个因子都有不同的占比，其中部分因子占比较大，作为主要的水口园林景观品质影响因子，而其他部分因子占比较小，则作为非主要影响因子，虽然占比不同，但各个因子之间又存在着不同程度的相关性。主成分分析法就是在客观性的前提下提炼出影响水口园林景观品质的主要因子，其目的在于 避免评价中的主观随意性，较其他的方法具有一定的优越性[4]。主成分分析法在解决实际问题时能取得了较好的效果，是景观品质影响因子分析研究的一种简洁高效的方法。
根据已有的研究结果设计调查问卷时，将水口园林的主要景观品质影响因子作为引导词，通过李克特量表将问题分级设为1=非常不同意，2=不同意，3=不一定，4=同意，5=非常同意。被调查者对一组与测量主题有关陈述语句进行打分。本次问卷发放200份，收回有效问卷191份。并且计算出191个受访者的性别年龄以及受教育程度(表1)。
1.2 实地考察法
为了提升水口园林的景观品质，作者通过实地走访相关村落，详细了解了景观品质的影响因子类型以及影响程度，并通过收集文献资料将影响因子进行细化处理。
表1 比例表
1.3 访谈调查法
访谈调查法是收集有效实验资料的一种方法，主要分为面对面调查法和电话访谈法。本次实验主要采用面对面调查法，直接有效的取得游客的心理感受和对水口园林的感知关注点还有视觉评价等方面的信息。
2 研究内容
2.1 研究对象
本次研究选取许村、雄村、渔梁、呈坎四个古村落，这些村落保存状态较为完好，后期人为修缮的痕迹不明显，且水口园林景观品质相差较为明显。许村的水口园林位于高阳廊桥附近，周边自然条件优越，由溪水，廊桥，五马坊还有自然景观组成了水口园林。雄村的水口园林位于竹山书院之前，从村落西面沿着水面延伸至村落东面，由石坊，植物，还有桃花坝构建而成。渔梁村的水口景观，渔梁坝为主体，周边水岸，植物，古建亭廊，组成了渔梁村的水口景观。呈坎的水口园林景观层次与元素构成最为丰富，其景色从入口荷花池绵延开来，荷花水草沿着水面铺陈开来，石台、栈桥屹立其中，共同组成八卦村的水口园林景观。
本研究中将查阅文献得到的十二个影响因子分别列为十二项：1)水口建筑与周边环境的和谐美；2)水口建筑的美学价值；3)水口园林植物的美学价值；4)水口园林植物的观赏价值；5)整洁的水口环境；6)灵动的水口景观；7)独立的水口园林景观空间；8)与周围衔接和谐的水口园林景观；9)水口园林与村庄联系紧密，可达性佳；10)水口园林中水流与村庄的关系很紧密；11)水口园林的文化底蕴；12)水口园林中的民俗文化[5]。
2.2 数据分析
2.2.1 有效性检测
Kendall协调系数是多个数据之间的相关程度表现出来的一个变量，可以用来确定收集到的数据的有效性，协调系数用W表示，其计算方式见公式(1)。
(1)
式中：Ti是一个等级的要素，Li表示第i个被调查的对象，对各个影响因子之间的评价中，产生一样评价等级的个数，nij表示i受调查的对象，对各个影响因子之间的评价，第j个同样的影响因子评价等级也相同的等级数。系数W表示m个受访者对全部n个影响因子的协调的程度，W的数值越大，表示被调查者对于同样的影响因子的协调程度越好。根据公式(1)计算191个受访者对12个影响因子评价的协调系数W=0.7135。
(2)
2.2.2 相关性分析
运用SPSS计算得出水口园林品质影响的12个因子相关系数如表2，可知不同因子的相关系数最大值为0.548，大部分的相关系数均在0.3～0.5之间，即各影响因子之间的相关性较小，各个因子之间独立性较好。
2.2.3 因子分析
对影响因子相关数据进行KMO检验和Bartlett球形检验，如果KMO指数大于0.5，同时Bartlett球形检验P值小于0.01，则认为可进行因子分析。通过SPSS软件进行KMO检验和Bartlett球形检验，
表2 相关系数矩阵表
可得KMO值为0.819(>0.5)，Bartlett球度检验给出的相伴概率P值为0.000(<0.01)，因此水口园林景观品质影响因子适合进行因子分析(表3)。
随后使用SPSS对水口园林景观品质影响因子进行主成分分析计算主成分方差贡献率，表格中数据显示前三个主成分累计反映了原始信息的67.724%，将原来的12个影响因子降为3个(表4)。
表3 KMO和Bartlett的检验
表4 主成分方差贡献率
通过研究以上的12个指标得出的结果可得，前3个主成分累计反映了原始参数信息的67.724%，将原有12个影响指标减少至3个，各主成分贡献率及累计贡献率见表3。
由表3可知，第一主成分(Z1)方差贡献率达到45.856%，第二主成分(Z2)方差贡献率为12.748%，第三主成分(Z3)方差贡献率为9.120%。最后对水口园林景观品质影响因子进行因子分析，得出成分矩阵表(表5)。
表4和表5的数据表明：水口建筑的美学价值、水口园林植物的美学价值、水口园林植物的观赏价值、整洁的水口环境、灵动的水口景观、独立的水口园林景观空间、与周围衔接和谐的水口园林景观、水口园林中，水面与村庄紧密结合、水口园林的文化底蕴、水口园林中的民俗文化这10项因子的累计方差贡献率达到67.724%，即10个主要因子可以解释12个原始因子的67.724%的信息量，所以上面的10个因子可以称为主控因子。
表5 成分矩阵表
Z1中的7主控因子为：1)整洁的水口环境；2)灵动的水口景观；3)独立的水口园林景观空间；4)与周围衔接和谐的水口园林景观；5)水口园林中，水面与村庄紧密结合；6)水口园林的文化底蕴；7)水口园林中的民俗文化。Z1中因子6占比最高即81.7%，且7、8、10、11四个因子皆达到70%以上，这5项因子体现了水口园林的空间环境还有与水系联系的紧密度，而因子5、12反映出水口园林带来的文化氛围，所以可以用“自然文化价值”来概括。
Z2中的主控因子为：1)水口建筑的美学价值；2)水口园林植物的美学价值。两个因子与主成分2的相关性达到60%以上，在美学层面上反映出影响因子分别为水口园林的建筑美还有自然美，可以用“美学价值”来概括。
Z3的主控因子为：水口园林植物的观赏价值。其与主成分3的相关性达到60.1%，反映出在游人进入水口园林的时候，作为体验方所带来的视觉感受可以用“观赏价值”来概括。
3 结论
笔者以主成分分析法为主要方法，同时运用了实地考察和访谈调查法，对徽州传统聚落中的水口园林景观品质影响因子进行研究。在进行问卷调查时，受访者对独立的水口空间品质影响情况进行打分，通过其进入水口园林之后的行为方式、视觉感受和心境的变化来评定分数等级。
受访者在进入古村落后首先进入的就是水口园林，其作为村落的入口，同时也是民风民俗的载体，水口园林的建设也贯彻着徽州文化中“天人合一”的思想，其风景环山抱水，人工与自然相依相乘，引得受访者驻足观看，体验着山水情趣与人文风情的双重刺激，这正是其自然文化价值的体现。沧桑的墙面与蜿蜒曲折的水系相互映照，砖雕石刻吸引着受访者的目光，水中石桥，湖边小路无不体现着水口园林的美学价值。水口园林在此次调研的四个古村落品质各不相同，在许村、雄村、渔梁村，水口园林的植物群落较为原始，而在八卦村呈坎，水口园林的植物群落丰富度高，作为景观品质略胜于其他三个村落，这体现出水口园林景观品质影响因子为观赏价值。
在景观品质的影响因子评价上，由于作者能力有限，仅从游客视角上分析了影响因子，利用因子分析中的主成分分析法得出三个主要的影响因子，即美学价值、自然文化价值及观赏价值，并具体分析和明确了各因子的占比和累计方差贡献率。作为简化评价因子的研究，可以在公众偏好层面提供较好的依据，为往后的研究提供了新的思路与方法。