清晖园假山组合要素轮廓线分形数字化探究
摘要：分形维数可精确计算假山组景轮廓线和观赏面的复杂性，已有学者使用分形维数对苏杭地区典型假山景观进行研究，但研究过程缺乏依次分类取样，且岭南典型假山与苏杭地区典型假山截然不同。本研究将清晖园典型假山观赏面分解为7类要素，从不同方向、不同观赏距离依次分类采样，采用计盒维数法数字化其分形维数值。结果表明，英石假山景观丰富度更高、层次性更强，英石假山景观轮廓观感重在假山要素，借用植物提升英石假山观感，后续可结合不同教育背景、不同年龄段人群主观定性评价综合研判英石假山景观观感。
假山是岭南传统园林的主要造园要素之一，蕴含多种传统技艺和文化内涵，是传统山水文化在造园中最为重要的传承载体[1]。假山情境是假山与周边的花木、建筑等要素相互关联的结果，且观察路线、观察距离不同，感知效果不同[2]。目前假山组景造型和观赏效果的研究与分析主要参照主观判断和经验描述，以主观感性评判为主，量化评价分析较少。
分形几何是解读中国传统园林构图的密码、是中国构成美学法则、分形理论及相关技术的应用，为复杂形态和轮廓的定量分析提供了可能[4]。与传统定性方式评价相比，分形能更客观地量化对象的几何轮廓特征，如建筑轮廓线、景观天际线和假山轮廓线等，能客观地研究和揭示里面轮廓中所隐藏的规律性和层次性[3]；分形维数的基本理论是分形维数大则具有更高的变化程度[5]。
近年来，随着分形维数相关研究的不断深化，已有学者采用分形维数对苏州环秀山庄假山组合景观、杭州传统园林山石景观轮廓线等进行了相关研究和分析，研究结果表明，分形维数可用来精确计量假山组景轮廓线及其观赏面复杂性[3,6]，但这些研究仅从不同方位采集假山景观的照片，均未采用近景、中景、远景依次分类取样，导致统计学意义有一定不足。
岭南园林假山从属于建筑环境，典型假山的材质、建造技艺、欣赏意境、植物建筑搭配等与江南私家园林典型假山截然不同。本项目从不同方向、不同观赏距离分类对岭南园林典型假山景观轮廓线进行研究。常规研究中，为方便数学计算和经验估计，计盒维数法使用最为广泛[5]，本研究采用计盒维数法对岭南典型假山轮廓线进行分形维数计算，以期为岭南园林假山组景轮廓线进行科学、合理的数字化评价提供理论和实践参考。
1研究对象和研究方法
1.1研究对象简介
清晖园是中国十大名园之一、岭南四大名园之首[7-8]，全国重点文物保护单位，位于广东省佛山市顺德区，清晖园之美在山在树在水，山当以清晖园原园花巅（nà）亭旁的“狮子山”为最[9]，狮子山选用岭南地区盛产的英石，英石体量较小，石质坚而润，色黑灰，形态嶙峋突兀，纹理清晰，褶皱紧密，主峰的大狮挺胸昂首，眉宇间英气溢出，偎依在旁的2只小狮前扑后爬、憨态可掬、栩栩如生，山上稀疏的植物既不遮挡游客观赏的视线，又给狮子正蹲于山林草丛中嬉戏的印象，增强了山景的趣味。“狮子山”与东莞可园的“狮子上楼台”齐名，均为岭南园林掇山杰作[10]。
假山形状及轮廓线是假山选石的重要标准，也是衡量假山观赏感的重要标准之一，本研究以清晖园“狮子山”及其周边景观的组合为研究对象，探索清晖园典型假山和假山周边的建筑、植物等元素组景的观赏面轮廓线的数字化研究方法，并分析各要素、要素组合对假山组景轮廓线丰富性、复杂性的影响。
1.2研究方法
以清晖园狮子山为中心将观赏范围划分为16个方向，每个方向远景、中景、近景各采集1张观赏面照片，共采集48张照片，观赏范围内有假山、建筑和植物3类要素，将每张照片分为假山、假山-建筑、假山-植物、建筑、建筑-植物、植物、假山建筑和植物三项组合等7个类型轮廓线，利用绘图软件，分别描绘出每张照片的7种类型轮廓线黑白图，总计描绘出336幅轮廓线图。
借助fractalyse3.0软件，使用计盒维数法对336幅轮廓线图进行分形维数计算，使用SPSSAU（又称“在线SPSS”）统计各图分形维数并分析分形维数之间的描述性、相关性和贡献度等。
2结果分析
2.1描述分析
由表1可知，7种类型分形维数均无异常值，可直接使用各类型数据的平均值进行描述分析。狮子山观赏面各要素的分形维数由高到低分别为：三项组合（1.941±0.02）＞假山-建筑（1.907±0.023）＞假山-植物（1.896±0.038）＞建筑-植物（1.889±0.032）＞假山（1.87±0.041）＞建筑（1.839±0.033）＞植物（1.812±0.054）。
三项组合的分形维数与其他类型分形维数差异明显；假山、假山-建筑、假山-植物、建筑-植物之间分形维数差异不显著，但与建筑、植物的分形维数有较为明显的差异；建筑、植物之间的分形维数差异不明显。
2.2相关性分析
为分析狮子山组景观赏面各单一要素和要素组合分形维数之间的相关性，找出每1组与其他6组数据之间的相关关系，使用SPSSAU中的Spearman相关系数分析各类型数据之间相关关系的强弱情况。
由表2可知，“狮子山”组景观赏面轮廓线各单一要素和两两或三项要素组合的分形维数相关性存在较为明显的差异，假山、假山-建筑、假山-植物呈现0.01水平显著正相关性，与建筑-植物呈现0.01水平显著负相关，与三项组合呈0.05水平正相关；建筑与建筑-植物呈现0.01水平显著正相关，与植物呈0.01水平显著负相关，与假山-植物呈0.05水平负相关；植物与建筑-植物呈0.01水平正相关，与假山-建筑呈0.01水平负相关，与建筑呈0.05水平负相关；假山-建筑与假山-植物、三项组合呈0.01水平正相关；假山-植物与三项组合呈0.01水平正相关，与建筑-植物呈0.01水平负相关；三项组合与假山-建筑、假山-植物呈0.01水平正相关，与假山呈现0.05水平正相关。
2.3贡献度分析
将假山、建筑、植物3个单一要素的分形维数作为自变量，三项组合的分形维数作为因变量进行线性回归分析（表3），模型公式为：三项组合=1.231+0.147*假山+0.138*建筑+0.099*植物，模型R方值为0.108，这意味着假山、建筑、植物可以解释综合的10.8%变化原因。对模型进行F检验时发现模型并没有通过F检验（F=1.768，P=0.167＞0.05），即说明假山、建筑、植物3个单一要素均不会对三项组合产生影响关系。
以假山-建筑、假山-植物、建筑-植物3个两两组合要素为自变量，假山-植物-建筑三项组合作为因变量进行线性回归分析（表4），模型公式为：综合=0.463+0.345*假山-建筑+0.144*假山-植物+0.289*建筑-植物，模型R方值为0.317，意味着假山-建筑、假山-植物、建筑-植物可以解释三项组合31.7%的变化原因，同时模型通过了F检验（F=6.809，P=0.001＜0.05），说明假山-建筑、假山-植物、建筑-植物3个两两组合要素中至少有1个会对三项组合产生影响。另外，面向模型的多重共线性进行检验，可见模型中VIF值全部均小于5，这说明各项之间不存在共线性的问题；而且D-W值在数字2附近，表明模型不存在自相关性，样本数据之间没有关联关系，模型符合要求。假山-建筑的回归系数值为0.345（t=3.157，P=0.003＜0.01），意味着假山-建筑会对综合产生显著的正向影响关系；假山-植物的回归系数值为0.144（t=2.098，P=0.042＜0.05），意味着假山-植物会对综合产生显著的正向影响关系；建筑-植物的回归系数值为0.289（t=3.477，P=0.001＜0.01），意味着建筑-植物会对综合产生显著的正向影响关系，既假山-建筑、假山-植物、建筑-植物3个组合均会对三项组合产生显著的正向影响关系。
3研究结论
3.1清晖园假山景观丰富度更高、层次性更强
假山观赏面分形维度主要指丰富度与层次性，利用“维数”可以用更直观的数据方式来分析假山观赏效果，维数越大证明景观的丰富度和层次性越强，清晖园英石假山组合景观轮廓线分形维数均值1.941，相对于苏州环秀山庄假山组合景观轮廓线的1.384[3]和杭州传统园林假山组合景观轮廓线的1.898[6]高，表明具有更高的丰富度和更强的层次性。
3.2清晖园假山景观轮廓观感重在假山要素
清晖园“狮子山”假山、假山-建筑、假山-植物和三项组合的观赏效果有比较明显的相关性，可见假山对整体观赏效果影响较大，这与相关学者对苏州、杭州典型假山轮廓线分维研究结果（植物影响最大）[3,6]不一致，其主要原因可能是苏杭地区典型假山石材为太湖石，太湖石体量相对较大，堆叠假山所需石材数量相对较少，轮廓线较为粗犷，而清晖园狮子山材料为英石，
英石单体体量小、形态万千，假山由大量英石堆叠而成，故轮廓线变幻无常。因此，设计英石假山外观效果时，需重点考虑“假山”这一要素各个方向的观赏效果。
3.3借用植物提升英石假山观感
假山和周边的建筑、植物等景观要素以及各景观要素组合对于假山组景整体观赏面廓线分形维数影响不同，假山建筑植物三项组合的分形维数值大于两两组合，而两两组合又大于单一要素；两两组合对三项组合的贡献值明显大于单一要素。单一假山观赏效果不佳时，可将假山周围的建筑、植物纳入到主要观赏面，但假山和建筑建设完成后位置、姿态等调整较为困难，植物种类林林总总、造型婀娜多姿、位置可千变万化，因此借用植物来提升假山景观观感。
4讨论
英石假山作为岭南园林造园中最复杂的部分之一，承载着岭南园林文化与传统造园技艺的发展，本研究基于分形理论，精准、客观、系统地探究清晖园典型假山观赏面效果，尝试找寻影响英石假山组景观赏面观赏效果的单一或组合要素。
中国传统园林假山向来“重赏轻技”[11]，而欣赏是用喜爱的心情来领略其中的意味[12]，因此假山的观赏具有一定的主观性，假山观赏效果的好坏，不能仅使用分形维数等客观值来进行判断，如清晖园英石假山的分形维数值明显高于苏杭地区代表性假山，并不表示英石假山的观赏效果比苏杭地区典型假山观赏效果好或差。后续进一步的研究中，将在分形维数数字化的基础上，引入不同教育背景、不同年龄段人群的主观感受，综合研判典型假山景观观赏效果，以期为岭南传统风格园林假山设计、修复和创新发展等提供更为科学全面的参考。
