本发明涉及的是森林景观色彩变化分析及森林景观美景度评价（结合色彩量化分析）两个相关领域，具体涉及一种风景林景观季相色彩评价方法。
背景技术：
景观季相色彩变化主要由于物体所处环境周边色彩、温度、光照等因素影响，而导致叶绿素分解形成不同类型色素聚集，而出现的色叶景观。在我国“精准林业”的林业政策下，大力发展珍贵彩色树种。因此，彩色森林的建设工作已经遍及了大部分省市，尤以浙江省的建设力度最大。从2012年至2015年间，浙江省致力打造3000万株彩色树种，6.67万公顷彩色森林，给世人一个充满活力的“春花夏荫秋景冬雪”的别样浙江。其中，以仙居县为代表的珍贵彩色森林建设是浙江省委省政府深入实施“八八战略”、建设“美丽浙江”的重大举措。在江苏省宿迁市的三台山森林公园，正是以“季相彩色森林”为主题的典型案例。
在对森林色彩组成的定性描述中，陈鑫峰等人认为绿色是基本色；红色是秋季色彩；杂色包括花期森林、果期森林及林中色彩；而黑色，则是冬季北方落叶阔叶林的色彩；而在林内色彩斑块定量分类中，毛斌等对人工油松风景林进行了研究。通过利用景观生态学的景观空间格局分析原理，以照片的色彩斑块结构分析为基础开展风景林定量研究，并提出相应的管理措施。庄梅梅则基于美学和色彩心理学，引入Lab色彩模型（L表示照度Luminosity、a表示从红色Red到绿色Green的范围、b表示从黄色Yellow到蓝色Blue的范围）和PCCS(Practical Color-ordinate System)色彩体系，将定性描述和量化测定相结合，定时、定点观赏植物主要视觉观赏点的季相色彩，并将复杂的植物色彩予以量化。
由于景观色彩是决定森林美景度高低的重要因子，对景观色彩评价往往也包含于美景度评价之中。但国内外单独对景观色彩进行评价的研究成果较少，而大量集中于对森林美景度的评价。国外在森林景观美景度评价的研究中，做了大量的工作，很多美景度评价方法也应运而生，最具代表的为物理心理学方法。此方法尤以Daniel T. C.等创立的SBE(Scenic Beauty Estimation)法应用最为广泛。
国内对森林景观质量美景度评价的一般过程可概括为：选取与景观质量相关性相对较高的数个影响因子或指标，结合SBE法对景观美景度进行过评判，建立相关模型。毛斌等人，利用景观生态学的景观空间格局分析原理，以照片的色彩斑块结构为基础，通过分析美景度等级和14个斑块指数的关系，来开展风景林林内景观质量评价研究，并选用二次多项式逐步回归模型来反映景观指数与美景度二者间的关系。廖艳梅则将彩色指数和均匀度指数作为评价指标来进行景观色彩美景度评价工作。而在量化分析森林景观色彩的工作中，郑宇等人直接基于群落景观色彩调查之上，通过美景度评判及色彩定量分析，对陕西省金丝大峡谷国家森林公园的秋季景观林的色彩进行了初步研究。其结果确定了群落景观的色彩构成，并指出美景度最高时群落的三种主要颜色及主色块分别所占的比例大小。蒲婷婷通过对北京八达岭秋季风景林的调查发现色彩空间三原色参数与城市森林景观质量相关性进行分析，分析得出了在不同尺度下，人工黄栌混交林对于取景拍摄和空间稳定的最佳比例。
目前的美景度评价方法SBE（Scenic Beauty Evaluation）。数据采集过程：在实际样地的调查时，选取一定数量的样地点作为研究对象，并通过实地拍摄图片的方式进行数据采集。在数据采集的过程中，保证采集时间在同一时间段，晴天为主；采集设备（相机）型号相同。数据采集后，通过相关软件（如Photoshop等）调整图片的清晰度、明度（亮度）等属性，然后将处理后的图片制作成PPT（Power Point/ slide），作为景观美学评价的数据材料。
美学评价过程：选择一定数量进行评价的人员，大多为调查地点的大众群体，并将评价人员集体带入同一室内环境（可播放幻灯片），准备进行评价。在评价人员作出评价前，首先将所有幻灯片播放一遍，确保每位评价者对每张图片有一个整体的印象，保证评价的客观性。然后，进行评价过程的幻灯片的播放，播放速度为5秒/张，直到播放结束。分值为整数，范围为1~7（共7个分值），分别代表很差（1）、差（2）、较差（3）、一般（4）、较好（5）、好（6）、很好（7）每位评价人员须在每张幻灯片播放的时间内，立刻做出评价，并将分值填入景观美景度评价表中。评价结束后，按不同的景观类型，进行差异化处理，并通过计算每张图片的平均分值，比较分析后，确定美景度高低的景观。
上述方法的缺陷为：①数据采集过程中使用的拍摄设备（相机，架三脚架等），不利于在森林等空间较狭窄的区域进行，以及大尺度鸟瞰景观的图片采集；②仅通过单一的幻灯片播放进行评价。由于选择评价人群对景观美景度的敏感度不尽相同。对于敏感度较差的人群而言，以同一种评价方式（幻灯片播放）进行评价，会导致评价结果不能较为客观、真实的反映景观的美景度好坏；③空间尺度不够明确。美景度评价中并没有明确指出是在怎么样的空间尺度下进行的，从而会导致不同空间尺度的相互比较，导致景观评价的尺度错乱；④不能针对构成景观要素各要素的景观质量进行进一步评价，尤其是色彩这一重要的要素。
综上所述，本发明提供了一种风景林景观季相色彩评价方法。
技术实现要素：
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种风景林景观季相色彩评价方法，为解决风景林森林季相景观色彩评价方法的空缺，编制一套多尺度下较为完善的色彩评价方法，为彩色森林的营造与规划提供依据、方法支撑，有利于整个林业精准化发展。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：风景林景观季相色彩评价方法，包括三个尺度的方案内容：林内景观视角、林外景观视角及鸟瞰景观视角。三者彼此之间都有一定的联系性和区别度。
所述的林内景观视角的色彩评价方法包括以下步骤：
1、数据采集过程：在实际样地的调查时，选取一定数量的样地点作为研究对象，并通过实地拍摄图片的方式进行数据采集。在数据采集的过程中，保证采集时间在同一时间段，并集中在上午10点至下午3点五个小时之间，天气情况保证晴天无雾；采集设备型号相同，使用手机进行图像拍摄工作：规定拍摄者拍摄高度一致，有多位拍摄者时，每位拍摄者的身高相差要在5厘米以内；拍摄的角度保持一致，并规定拍摄方向为自北向南（采光相对较好），照片内需确保主要季相树种的树冠顶部轮廓（此区域为季相树种色彩景观呈现的主要区域）；数据采集后，通过相关软件（如Photoshop等）调整图片的清晰度、明度（亮度）等属性，并将图片中的景观影像与留白区域比例调整到一致。由于天然风景林的树木较少受到人为干涉，因此树形并不规则，而且大多为混交林。因此，可通过森林景观的主要垂直结构的林层轮廓线呈现，因此将处理后的图片按调查样地的林分垂直结构分成几类，包括单层垂直结构（乔木、亚乔木、灌木）、双层林分结构（乔木+亚乔木、乔木+灌木、亚乔木+灌木）、三层林分结构（乔木+亚乔木+灌木）等，按每类林分垂直结构，分别随机排列顺序，然后进行评价制作成PPT（Power Point/ slide），作为景观色彩评价的数据材料。
2、色彩评价过程：评价模式为制作幻灯片进行评价。选择一定数量的无色盲、对色彩较为敏感的专业人员（如园林、林学等）进行评价，将评价人员集体带入同一室内环境（可播放幻灯片），准备进行评价。在评价人员作出评价前，首先将所有幻灯片播放一遍，确保每位评价者对每张图片有一个整体的印象，保证评价的客观性。然后，按照林分垂直结构类型分别进行评价，幻灯片的播放速度为5秒/张，直到播放结束。每位评价人员须在每张幻灯片播放的时间内，立刻做出评价，并将分值填入景观美景度评价表中。美景度评价表为纸质表格，评价人员只需要在所选分值的区域做上标记即可。评价分值为整数，范围为-3~3（共7个分值），分别代表很差（-3）、差（-2）、较差（-1）、一般（0）、较好（1）、好（2）、很好（3）。评价结束后，进行差异化处理，并通过计算每张图片去差异化评价的平均分值作为最终分值，相互比较分析后，确定景观色彩美景度高低的景观。季相景观色彩的评价结果为：分值由高到低，色彩景观质量由好到差。
3、色彩提取：将图片通过ColorImpact软件进行色块提取，色彩提取的目标色块是基于季相特有色相的色彩。以秋季季相色彩为例：色相定性描述为红、橙红、橙黄、黄。以伊顿12色相环对应的数值区间，确定目标色块的区间值。根据软件所能提取样地图片的色块最大化提取数量（64块），提取目标色相值的色块数量（比例），计算每类季相色彩的色相平均值（即，求出每类色彩的色相区间的所有色块的色相值的平均值）。同时，根据对比色原理选择每幅图片中对比最强烈的色彩的色相值均值作为整幅图片的色相值。
4、最终评价结果为季相景观色彩评价的分值，以及每种分值对应的各景观色彩的色相数量（比例）及平均色相值、色彩组成、垂直分布区域等景观内容信息。
所述的林外景观视角的色彩评价方法包括以下步骤：1、数据采集过程：在实际样地的调查时，选取一定数量的样地点作为研究对象，并通过实地拍摄图片的方式进行数据采集。在数据采集的过程中，保证采集时间在同一时间段，并集中在上午10点至下午3点五个小时之间，天气情况保证晴天无雾；采集设备型号相同，使用单反相机（加三脚架）进行图像拍摄工作：规定拍摄高度一致，拍摄的角度保持一致，并规定拍摄方向为自北向南（采光相对较好）；数据采集后，通过相关软件（如Photoshop等）调整图片的清晰度、明度（亮度）等属性，并将图片中的景观影像与留白区域比例调整到一致。由于园林化的风景林的树木一般为人工培育的品种，因此树形较为规则。因此，首先要将构成各景观的乔木按外形不同树种分为塔形（松、柏类）、圆形（阔叶树种）和塔圆混合形三种。然后，在每种外型的景观构成下，通过森林景观的主要垂直结构进行进一步分类，包括单层垂直结构（塔形乔木林、圆形乔木林和塔圆混合形乔木林）、双层林分结构（塔形（乔木）+塔形（灌木/小乔木）、塔形（乔木）+圆形（灌木/小乔木）、圆形（乔木）+圆形（灌木/小乔木）、圆形（乔木）+塔形（灌木/小乔木））、三层林分结构（塔形（乔木）+塔形（小乔木）+塔形（灌木）、塔形（乔木）+塔形（小乔木）+圆形（灌木）、塔形（乔木）+圆形（小乔木）+塔形（灌木）、塔形（乔木）+圆形（小乔木）+圆形（灌木）、圆形（乔木）+塔形（小乔木）+塔形（灌木）、圆形（乔木）+塔形（小乔木）+圆形（灌木）、圆形（乔木）+圆形（小乔木）+塔形（灌木）、圆形（乔木）+圆形（小乔木）+圆形（灌木）），按每类林分垂直结构，分别随机排列顺序，然后进行评价制作成PPT（Power Point/ slide），作为景观色彩评价的数据材料。
2、色彩评价过程：评价模式为问卷评价结合幻灯片评价。
3、问卷评价：通过面对面的问卷评价方式，定性描述问题，更适合大众人群。问卷内容包括：被调查者的背景（性别、年龄、学历、工作、本地/外来）、来调查样地的游览次数、喜欢哪个季节的季相景观、树干的色彩是否影响观景、森林景观树的形态、喜欢的景观单一季相色彩、喜欢的景观多种季相色彩等。采用问卷调查可以确定群众的年龄及性别比例，从而为幻灯片评价选择评价人员提供依据。
4、幻灯片评价：按照问卷调查的年龄及性别比例，选择一定数量的无色盲、对色彩较为敏感的人群进行评价，将评价人员集体带入同一室内环境（可播放幻灯片），准备进行评价。在评价人员作出评价前，首先将所有幻灯片播放一遍，确保每位评价者对每张图片有一个整体的印象，保证评价的客观性。然后，按景观外形、林分垂直结构类型分别进行评价，幻灯片的播放速度为5秒/张，直到播放结束。每位评价人员须在每张幻灯片播放的时间内，立刻做出评价，并将分值填入景观美景度评价表中。美景度评价表为纸质表格，评价人员只需要在所选分值的区域做上标记即可。评价分值为整数，范围为-3～3（共7个分值），分别代表很差（-3）、差（-2）、较差（-1）、一般（0）、较好（1）、好（2）、很好（3）。评价结束后，进行差异化处理，并通过计算每张图片去差异化评价的平均分值作为最终分值，相互比较分析后，确定景观色彩美景度高低的景观。季相景观色彩的评价结果为：分值由高到低，色彩景观质量由好到差。
5、色彩提取：将图片通过ColorImpact软件进行色块提取，色彩提取的目标色块是基于季相特有色相的色彩。以秋季季相色彩为例：色相定性描述为红、橙红、橙黄、黄。以伊顿12色相环对应的数值区间，确定目标色块的区间值。根据软件所能提取样地图片的色块最大化提取数量（64块），提取目标色相值的色块数量（比例），计算每类季相色彩的色相平均值（即，求出每类色彩的色相区间的所有色块的色相值的平均值）。同时，根据对比色原理选择每幅图片中对比最强烈的色彩的色相值均值作为整幅图片的色相值。
6、最终评价结果为季相景观色彩评价的分值，以及每种分值对应的各景观色彩的色相数量（比例）及平均色相值、色彩组成、垂直分布区域等景观内容信息。并能确定每种年龄阶段及性别的最受欢迎景观色彩。
所述的鸟瞰景观视角的色彩评价方法包括以下步骤：
1、数据采集过程：通过对应卫星影像的图片区域定位，按卫星影像图中明显的边界进行各区域划分。图片采集过程与原则基本与“林外景观视角”保持一致，主要就是采样地点不同，需要在不同的高台、观景平台、山顶等区域进行；
2、评价过程：问卷评价与幻灯片评价结合（过程同“林外景观”）；
3、色彩提取：过程同“林外景观”；
4、最终评价结果为季相景观色彩评价的分值，以及每种分值对应的各景观色彩的色相数量（比例）及平均色相值、色彩组成、垂直分布区域等景观内容信息；并能确定每种年龄阶段及性别的最受欢迎景观色彩。
本发明具有以下有益效果：
1、在仅对风景林美景度评价的基础上，创新并深入地对季相景观的色彩进行评价，从而为不同季相景观的营造提供依据；
2、有益于“精准林业”中“珍贵彩色森林”的大力发展，在满足森林生态群落稳定的基础上，提高四季季相景观质量；
3、有益于构建各地专类季相景观，促进公众参与及第三产业（旅游等）经济效益，维持生态系统稳定的基础上，提高当地居民的收入。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本具体实施方式采用以下技术方案：风景林景观季相色彩评价方法主要有三个尺度（视角）的方案内容，包括：林内景观视角、林外景观视角及鸟瞰景观视角。三者彼此之间都有一定的联系性和区别度。
所述的林内景观是指数据采集的样地点在林分中，四周被树林包围，主要针对天然林分，林内景观季相色彩不够丰富，分布面域也相对较小，图像采集空间较为狭窄，室外作业难度相对较大。其评价方法包括以下步骤：
1、数据采集过程：在实际样地的调查时，选取一定数量的样地点作为研究对象，并通过实地拍摄图片的方式进行数据采集。在数据采集的过程中，保证采集时间在同一时间段，并集中在上午10点至下午3点五个小时之间，天气情况保证晴天无雾；采集设备型号相同，使用手机进行图像拍摄工作：规定拍摄者拍摄高度一致，有多位拍摄者时，每位拍摄者的身高相差要在5厘米以内；拍摄的角度保持一致，并规定拍摄方向为自北向南（采光相对较好），照片内需确保主要季相树种的树冠顶部轮廓（此区域为季相树种色彩景观呈现的主要区域）；数据采集后，通过相关软件（如Photoshop等）调整图片的清晰度、明度（亮度）等属性，并将图片中的景观影像与留白区域比例调整到一致。由于天然风景林的树木较少受到人为干涉，因此树形并不规则，而且大多为混交林。因此，可通过森林景观的主要垂直结构的林层轮廓线呈现，因此将处理后的图片按调查样地的林分垂直结构分成几类，包括单层垂直结构（乔木、亚乔木、灌木）、双层林分结构（乔木+亚乔木、乔木+灌木、亚乔木+灌木）、三层林分结构（乔木+亚乔木+灌木）等，按每类林分垂直结构，分别随机排列顺序，然后进行评价制作成PPT（Power Point/ slide），作为景观色彩评价的数据材料。
2、色彩评价过程：评价模式为制作幻灯片进行评价。选择一定数量的无色盲、对色彩较为敏感的专业人员（如园林、林学等）进行评价，将评价人员集体带入同一室内环境（可播放幻灯片），准备进行评价。在评价人员作出评价前，首先将所有幻灯片播放一遍，确保每位评价者对每张图片有一个整体的印象，保证评价的客观性。然后，按照林分垂直结构类型分别进行评价，幻灯片的播放速度为5秒/张，直到播放结束。每位评价人员须在每张幻灯片播放的时间内，立刻做出评价，并将分值填入景观美景度评价表中。美景度评价表为纸质表格，评价人员只需要在所选分值的区域做上标记即可。评价分值为整数，范围为-3~3（共7个分值），分别代表很差（-3）、差（-2）、较差（-1）、一般（0）、较好（1）、好（2）、很好（3）。评价结束后，进行差异化处理，并通过计算每张图片去差异化评价的平均分值作为最终分值，相互比较分析后，确定景观色彩美景度高低的景观。季相景观色彩的评价结果为：分值由高到低，色彩景观质量由好到差。
3、色彩提取：将图片通过ColorImpact软件进行色块提取，色彩提取的目标色块是基于季相特有色相的色彩；以秋季季相色彩为例：色相定性描述为红、橙红、橙黄、黄。以伊顿12色相环对应的数值区间，确定目标色块的区间值。根据软件所能提取样地图片的色块最大化提取数量（64块），提取目标色相值的色块数量（比例），计算每类季相色彩的色相平均值（即，求出每类色彩的色相区间的所有色块的色相值的平均值）。同时，根据对比色原理选择每幅图片中对比最强烈的色彩的色相值均值作为整幅图片的色相值。
4、最终评价结果为季相景观色彩评价的分值，以及每种分值对应的各景观色彩的色相数量（比例）及平均色相值、色彩组成、垂直分布区域等景观内容信息。
所述的林外景观主要指可以从具目标景观区有一定距离进行景观观赏，观赏时可以看到景观的整理外轮廓，林分的垂直结构相对较为清晰。主要针对园林树种，即后期经人工培育的品种形成的季相景观。其具有景观色彩丰富、各色彩的分布面积较大，观赏性较高的特点。一般具有一定的空间去采用相机（三脚架）进行固定拍摄，室外作业难度较小。其评价方法包括以下步骤：
1、数据采集过程：在实际样地的调查时，选取一定数量的样地点作为研究对象，并通过实地拍摄图片的方式进行数据采集。在数据采集的过程中，保证采集时间在同一时间段，并集中在上午10点至下午3点五个小时之间，天气情况保证晴天无雾；采集设备型号相同，使用单反相机（加三脚架）进行图像拍摄工作：规定拍摄高度一致，拍摄的角度保持一致，并规定拍摄方向为自北向南（采光相对较好）；数据采集后，通过相关软件（如Photoshop等）调整图片的清晰度、明度（亮度）等属性，并将图片中的景观影像与留白区域比例调整到一致。由于园林化的风景林的树木一般为人工培育的品种，因此树形较为规则。因此，首先要将构成各景观的乔木按外形不同树种分为塔型（松、柏类）、圆形（阔叶树种）和塔圆混合形三种。然后，在每种外型的景观构成下，通过森林景观的主要垂直结构进行进一步分类，包括单层垂直结构（乔木、亚乔木、灌木）、双层林分结构（乔木+亚乔木、乔木+灌木、亚乔木+灌木）、三层林分结构（乔木+亚乔木+灌木）等，按每类林分垂直结构，分别随机排列顺序，然后进行评价制作成PPT（Power Point/ slide），作为景观色彩评价的数据材料。
2、色彩评价过程：评价模式为问卷评价结合幻灯片评价。
3、问卷评价：通过面对面的问卷评价方式，定性描述问题，更适合大众人群。问卷内容包括：被调查者的背景（性别、年龄、学历、工作、本地/外来）、来调查样地的游览次数、喜欢哪个季节的季相景观、树干的色彩是否影响观景、森林景观树的形态、喜欢的景观单一季相色彩、喜欢的景观多种季相色彩等。采用问卷调查可以确定群众的年龄及性别比例，从而为幻灯片评价选择评价人员提供依据。
4、幻灯片评价：按照问卷调查的年龄及性别比例，选择一定数量的无色盲、对色彩较为敏感的人群进行评价，将评价人员集体带入同一室内环境（可播放幻灯片），准备进行评价。在评价人员作出评价前，首先将所有幻灯片播放一遍，确保每位评价者对每张图片有一个整体的印象，保证评价的客观性。然后，按景观外形、林分垂直结构类型分别进行评价，幻灯片的播放速度为5秒/张，直到播放结束。每位评价人员须在每张幻灯片播放的时间内，立刻做出评价，并将分值填入景观美景度评价表中。美景度评价表为纸质表格，评价人员只需要在所选分值的区域做上标记即可。评价分值为整数，范围为-3~3（共7个分值），分别代表很差（-3）、差（-2）、较差（-1）、一般（0）、较好（1）、好（2）、很好（3）。评价结束后，进行差异化处理，并通过计算每张图片去差异化评价的平均分值作为最终分值，相互比较分析后，确定景观色彩美景度高低的景观。季相景观色彩的评价结果为：分值由高到低，色彩景观质量由好到差。
5、色彩提取：将图片通过ColorImpact软件进行色块提取，色彩提取的目标色块是基于季相特有色相的色彩，以秋季季相色彩为例：色相定性描述为红、橙红、橙黄、黄。以伊顿12色相环对应的数值区间，确定目标色块的区间值。根据软件所能提取样地图片的色块最大化提取数量（64块），提取目标色相值的色块数量（比例），计算每类季相色彩的色相平均值（即，求出每类色彩的色相区间的所有色块的色相值的平均值）。同时，根据对比色原理选择每幅图片中对比最强烈的色彩的色相值均值作为整幅图片的色相值。
6、最终评价结果为季相景观色彩评价的分值，以及每种分值对应的各景观色彩的色相数量（比例）及平均色相值、色彩组成、垂直分布区域等景观内容信息。并能确定每种年龄阶段及性别的最受欢迎景观色彩。
所述的鸟瞰景观即主要以俯视的视角呈现景观效果的景观。风景林的鸟瞰景观主要以树冠的顶部及部分外侧面为主要观赏区域。这针对所有可观的天然及非天然风景林。景观季相色彩呈现较为丰富，视野开阔，采集图片区域主要集中于高处，如景区内的观景台，山顶等。一般采用单反相机（三脚架）固定拍摄。其评价方法包括以下步骤：
1、数据采集过程：通过对应卫星影像的图片区域定位，按卫星影像图中明显的边界进行各区域划分。图片采集过程与原则基本与“林外景观”保持一致，主要就是采样地点及采集设备不同，采样点需要在不同的高台、观景平台、山顶等区域进行。而采集设备除了使用单反相机外，还可采用无人机航拍进行图片采集。
2、评价过程：问卷评价与幻灯片评价结合（过程同“林外景观”）。
3、色彩提取：过程同“林外景观”
4、最终评价结果为季相景观色彩评价的分值，以及每种分值对应的各景观色彩的色相数量（比例）及平均色相值、色彩组成、垂直分布区域等景观内容信息。并能确定每种年龄阶段及性别的最受欢迎景观色彩。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。