美景度值计算与标准化处理:基于正态分布的景观感知数据处理方法

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摘要

本文仅包含文章的“数据处理”部分,故省略摘要和关键词。

数据处理

3.1美景度值计算

诸多研究结果显示,在统计学范畴上,美景度值呈现出正态分布[21-22]。由于评判结果容易被样本个别特征及评价者的主观立场所影响,评价值需进行标准化处理,规范之后用于比较。参考研究案例[23],美景度值的计算方式为:首先对样本景观大众评价值进行标准化处理,再计算所有评价者对评价样本的美景度均值,这个均值即为某一样本的美景度值。其表达式为:

式中,Z_{ij表示评价者j对景观样本i的评分标准化值;R_{ij表示评价者j对景观样本i的评分值;\overline{R_j表示评价者j对全部景观样本的评分均值;S_j表示评价者j对全部景观样本的评分标准差;N_j表示第i个景观的评价者数量,Z_i表示景观样本i的最终标准化得分值,即美景度值。

Z_{ij = \frac{R_{ij - \overline{R_j{S_j

Z_i = \frac{\sum_{j=1^{N_j Z_{ij{N_j

3.2景观要素的分解与量化

景观要素分解量化指标表(表1)
景观要素的分解与量化

根据调查研究区域的实际情况和专家咨询,从整体景观感受、道路、水体、植被、建筑及设施5个方面对样本图片的景观元素进行分解量化。确定景观主从性、生态多样性、色彩丰富性、场景均衡性、画面联想性、空间尺度感、设施协调感、植被层次感、道路线条感、形式统一感10个指标(表1)。

图示:使用Photoshop进行景观要素分离与校正的示意图
景观要素的分解与量化

其中,“空间尺度感”采用样本景观图片中构筑物、天空、水体、植被、道路占图像总面积的比例表示;“色彩丰富性”采用样本景观图片中各种色彩面积占总面积的比例表示[24]。

图示:Photoshop分离景观要素的流程图(图3)
景观要素的分解与量化

如图3所示,使用Photoshop 2020图像处理软件,通过图像不同的颜色通道,并利用不同物体之间的灰度阈值将各类景观要素进行分离,后期还需对每一个景观要素进行必要的校正,调整勾勒出的不同类型环境元素的外部轮廓,并用不同色彩进行填充标注,计算不同色彩在样本中的面积占比。

3.3数据处理方法

1)因子分析。

试验通常需要尽可能多地采集相关变量来全面整体分析和理解问题。但在建立实际数据模型时,这些变量可能不具有预期性。因子分析法可以有效地筛选出有效变量。

2)卡方检验。

卡方值用于样本评价值与理论推测值之间的误差检测。为了检测评价者个人差异对美景度评价是否存在显著影响,采用卡方检验法进行分析。

3)逐步回归法建模。

以美景度标准化值为因变量,景观要素分解量化值为自变量,通过SPSS统计软件建立多元线性回归模型,按照P \le 0.05的标准使用逐步回归识别出有影响的变量[25]。

4)离散系数。

以离散系数进行评价结果的离散程度分析。离散系数又称变异系数,是概率分布离散程度的一个归一化量度。离散系数可以阐释平均指标的代表性或稳定性。离散系数V为标准差S与均值\overline{X之比,其表达式为:

V = \frac{S{\overline{X

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