基于认知地图的高校校园设施适宜性研究

高鹏，陈玲玲

（1.阜阳职业技术学院，安徽 阜阳 236037；2.阜阳师范学院，安徽 阜阳 236037）

1 引言

认知地图是存储于人的长时记忆中的对于外部世界及其属性的表达[1]，反映了使用者对环境的认知[2]。国内外学者对认知地图五大意向要素、认知地图变形做了大量研究分析，普遍认为居民的环境认知不仅与居民自身社会经济属性相关，而且与环境设施布局、功能等特征高度相关[3-9]。环境适宜性直接影响使用者空间行为特征，并烙印在居民的认知中[10]。本文以大学校园为例，采用GIS技术分析认知地图与校园环境的差异，针对差异探究校园设施存在的问题，同时获取学生对各设施使用感受和需求，可为区域规划、区域评价提供参考。

2 研究区域

阜阳职业技术学院三里桥校区占地约26.7hm2，校舍面积23.8万多m2。三里桥校区成型已久，主要特征点明显，符合心理学实验的恒定刺激原则[11]。

3 数据采集

认知地图调查方法有照片法、绘制草图法、问卷调查、访谈法等[12]，本文以GIS技术为数据处理方法，为获取学生对各设施地理属性及设施内部的认知，研究以绘制草图法与问卷法为主，获取原始数据，访谈为辅，帮助分析数据反映的问题。

校园草图绘制方面，因高职学生地理基础知识相对薄弱，缺乏绘图经验，直接在空白图纸上绘制，难度大，易产生被试疲劳，经常会出现记忆遗漏。经过实验，调查小组在底图上绘制了道路、河流，标注了校门、陶行知像等参考标志位置后，学生使用底图能更全面的绘制出她们所认知的基础设施。调查要求学生们尽量绘出所有认知痕迹，包括记忆模糊的区域。问卷调查主要是采集受调查学生基本信息、学生对各校园设施内部的了解情况。调查小组在食堂、学校前后门随机调查了106位学生，这些学生来自各个年级、各个专业，经过数据筛选，有效问卷为100份。

4 数据处理及分析

为了深入研究校园认知与校园活动的交互关系，研究在ARCGIS软件技术的支持下，将调查结果录入到ARCGIS数据库中，通过空间数据统计分析、空间数据可视化表达得到学生对各校园设施的位置、名称、内部布局的总体了解情况，采用空间内插技术研究学生活动轨迹与设施布局的关系，结合访谈，提出设施合理化方案。

4.1 设施上图情况

统计调查草图中各设施出现频率，得到图1。

教学楼、大部分实训楼、行知广场、食堂、操场上图率高。小广场、实训车间、生化楼上图率低。

教学楼方面，A楼为学生理论课、自习主要活动场所，上图率98%，B楼主要为基教部教室，C楼为大教室，D楼为报告厅，学生使用相对较少。且由于A、B、C、D教学楼互相连接，一些学生把B、C、D楼当作A楼的一部分，故这3个教学楼上图率相对A楼明显较低。

广场游园方面，行知广场上图率高达73%，该广场位于学校主干道旁，广场面积大，且有陶行知雕塑，认知率高。励行广场、揽月广场、宋园上图率较低，这些广场游园由于地理位置相对偏僻、绿化多于铺装、广场游园无名称标牌，上图率低。

实训楼方面，工科、建筑、综合楼位于学校主干道旁、无其他建筑遮挡易被识别记忆，上图率高。生化楼上图率明显偏低，经了解，由于生化楼和图书馆紧邻，一些学生将2个建筑楼误认为一体；另外，由于生化楼被图书馆和校办公楼遮挡，一些学生不清楚生化楼的存在。白酒车间、轴承车间上图率最低，这2个设施主要功能是微生物、机电专业的校内合作基地，距离学生主要活动区域较远，且使用人群较少，学生们了解少，故上图率低。

图1 上图频率

4.2 名称正确情况

绝对名称正确率（名称正确数/调查人数，以下简称ANA）能反映受调查学生对设施名称的整体认知情况。但因绝对名称错误包括设施未上图故未标注名称和设施上图但标错名称两种情况，为了搞清设施名称是否存在问题，具体了解学生名称标错的原因，研究计算了相对名称正确率（名称正确数/上图数，以下简称RNA），它剔除了设施名称未标注数量，直接反映各设施名称标错概率，以便课题组针对性做调查分析，得到图2。

大部分体育场、教学楼、实训楼RNA普遍较高，这些设施基本都有名称标牌，学生标注时出现错误少。生化楼RNA相对略低，经调查，因生化楼名牌较小，生化楼设有阶梯教室、解剖室等，一些学生把生化楼错标为阶梯教室、解剖室。

RNA低的设施主要是广场游园，经调查，校园内广场游园都没有设置名称标牌或题名石，学生们获取广场游园的名称多是从他人口中得来，名称混乱。例如行知广场被误称为大广场、雕像广场、人民广场等多种名称。

图2 相对名称正确率

4.3 位置正确率

与绝对名称正确率相同，绝对位置正确率（位置正确数/调查人数，简称APA）能反映所有受调查学生对某设施的位置整体认知情况，但无法直观反映出学生把设施位置标错差异。为此，研究测算了各设施相对位置正确率（位置正确数/调查人数，简称RPA），得到图 3。

RPA较低的校园设施主要集中在校园的东北角和西南角，生化楼、图书馆易被绘制在校办公楼位置上，揽月广场易被绘制在路南侧的绿化带上，工科实训楼易被绘制在路北侧的绿化带上。在开展调查过程中，很多学生反映学校道路、河流没有名称，这对于学生对于校园环境的认识带来一定难度。很多同学绘制设施位置依靠各设施间的相对位置来记忆，而当她们在道路体系复杂的区域，很容易出现记忆模糊，从而绘制的设施位置会出现偏差。

图3 相对位置正确率

4.4 内部了解情况

调查小组研究根据学生对各个设施的内部了解情况进行定量打分，分为不了解（0分）、一般了解（0.5分）、熟悉（1.0分），统计各个设施的内部了解总分。

与前文相同，为了解学生对设施内部了解模糊的原因，研究测算了各设施相对内部了解率（内部了解总分/上图数，简称RIA），如图4。

RIA高于0.50的设施主要为公园广场、体育场、教学楼、食堂、大礼堂。公园广场、体育场为敞开式场所，学生较容易获取内部情况，教学楼、食堂使用学生多，大礼堂内部布局简单，故这些设施RIA高。综合楼为各院系公用实训楼，工科楼除作为工科专业实训基地外，其3、4、5楼的微机房作为其他专业学生计算机相关课程的课堂，它们使用学生多，RIA也高。

不少学生对生化楼的阶梯教室、医护楼普通话考试中心有印象，但生化楼、医护楼的其他设施仅为相关专业学生使用，其他专业学生了解片面；建筑楼、轴承车间、白酒车间主要使用人群为本专业学生，其他专业学生即使知道这些设施存在，也不清楚内部布局，它们RIA不高。图书馆应是学生主要活动场所之一，但RIA并不高，经了解，图书馆位置偏僻规模小且距离学生宿舍楼远，加之学生学习主动性不高，很多学生不愿意到图书馆读书。校办公楼主要使用人群为教师，除学生干部外，其他学生极少到办公楼，故其RIA很低。

图4 相对内部了解率

4.5 学生活动区域研究

研究对各设施上图数、名称正确数、位置正确数、内部了解总分 4个指标按照 0.25、0.25、0.25、0.25的权重进行加权，并做百分制处理，得到各设施综合认知情况，公式如下：

图5 空间综合认知插值图

式中：C为综合认知情况；M为上图数；N为名称正确数；P为位置正确数；I为内部了解总分。

以各设施综合分值为原始数据，使用ARCGIS空间插值技术，得到图5。学生在某区域的活动频繁程度与其空间认知直接相关，通过空间认知图可以直观的反映出学生在各个区域的活动频繁程度。

结合图5，学生活动高频繁区域呈区片化分布，主要为学校后门-食堂-宿舍楼-体育场区片、教学楼区片、大礼堂区片。这说明学生校园活动相对单一，在3个区片间过渡的广场公园等设施未能给学生留下深刻的认知。

校园的东北角和西南角则是学生活动少的区域。在高校中，图书馆一般作为校园标志性建筑，并且为学生的主要活动场所。由于本案中图书馆远离学生活动高频繁区域，而且布局在道路体系复杂的东北角，其使用率低。

5 结论

良好的校园环境能促进学生校园活动积极性，提升学生校园认知，能推动校园文化建设，提升学生对学校的认可度。通过本次调查研究，发现本案中校园设施存在若干问题，并提出如下优化建议。

①道路、河流没有名称，更未设立路名牌，这增加了学生准确认知校园环境的难度，很多学生在调查过程中因为无法确定道路而绘错草图。校园东大门门口原设有校园平面图，但已老旧，不易识别，并且新建设的设施未上图，未起到应有的导航作用。

②校园设施主线布局不够合理，教学楼、图书馆、大礼堂、宿舍食堂这几类与学生校园活动相关性高的设施宜分布在主干道旁或附近，且宜按照影响作用强弱间隔分布，以增强校园设施对学生的整体影响力。本案中图书馆远离主干道、教学楼距离学生生活区较近，导致学生主要活动区域紧缩，其他设施未能完全发挥其功能作用。

③在校园角落或偏僻区宜分布使用人群较少的设施，但为了寻找便利，宜简化道路体系。在校园东南角和西南角，道路体系复杂，学生绘制设施位置出错率最高。

④沿主干道，在学习、生活设施间隔区域布局广场、公园，有利于缓解学生学习疲劳，同时，作为学生休闲娱乐的场所，广场、公园也是校园文化的重要载体。而本例中学生活动频繁区在广场公园处断开，现有广场、公园一方面缺乏题名石或标牌，另一方面特色景观少，导致很多学生把广场公园当作普通绿化带，认知不高。广场、公园的实际功能弱化。

⑤各实验楼名称与院系对应，但内部设施功能不明确，工科实训楼有实训中心和工科系实验室，医护楼有普通话考试中心和生化系实验楼，生化楼有阶梯教室和生化系实验楼以及个别医护系实验室。这对于学生们对实训楼整体认知及实际使用都会增加难度。各实验楼建筑风格不具特色，若能专业特征相符合，如外墙颜色选择、楼顶设立特色标志等，都有利于提高学生认知。此外，实验楼标牌大小不一，有的实验楼标牌过小，不易发现，也为学生认知带来困难。

总之，对于使用者环境认知的研究，能够从使用者角度发现校园设施规划布局、功能定位、细节布置等方面存在的问题，可以为城市规划建设提供思路。但由于国内类似研究较少，文中通过环境认知反演活动轨迹的方法、以及使用者活动轨迹与区域规划有效结合仍需进一步探索。