通过移动眼动追踪技术了解森林公园内游客的动态视觉注意力：对森林景观规划政策的启示

《Forest Policy and Economics》：Understanding dynamic visual attention of visitors in a forest park via mobile eye-tracking: Insights for forest landscape planning policies

　　

摘要

公众对森林景观的偏好与他们的视觉行为密切相关。本研究创新地采用了移动眼动追踪技术，从中国张家界国家森林公园的30名游客那里收集了实时的眼球运动数据。研究结果表明，景观类型、观看距离、空间开放度和分布密度与游客的视觉注意力分配有显著关联。地质和文化景观吸引了更多的注视；开阔的空间和远处的景色能够引发更长时间、更频繁的注视；而中等密度的景观则表现出相对更高的注意力投入。游客的视觉注意力表现出明显的空间顺序效应，朝相反方向行走的两组游客在路线的不同阶段表现出不同的注意力峰值，并且在整体满意度上也存在差异。基于注视持续时间比例、回归次数和平均眼跳幅度的眼动评估模型与专家评估结果高度一致，这支持了将眼动数据作为行为指标的潜在应用。本研究揭示了公众对森林景观的视觉感知和反应的差异，为优化森林景观规划和设计提供了基于证据的建议。

引言

森林景观规划正在经历从一个以资源和管理为中心的传统方法向以游客体验为中心的范式的重大转变（Fran?a等人，2022年）。在全球森林旅游业迅速发展的背景下，游客不再满足于简单的观光体验，他们寻求更深层次的情感联系、美学享受和心理恢复（Liu等人，2023a、2023b）。这一转变使规划者和管理者的关注点从植被布局和基础设施提供转向了有意识地塑造景观空间，以积极引导和提升游客的体验（Spring，2023年）。然而，要实现这一目标面临一个关键挑战：我们如何科学客观地“看到”并理解游客在实际动态休闲环境中如何“观看”和“感知”景观？传统的游客体验评估方法主要依赖于回忆性的自我报告方式，如问卷调查和访谈（Hadinejad等人，2019年）。尽管这些方法有助于捕捉一般偏好和满意度，但它们受到记忆和概括能力的限制，无法有效地捕捉到游客在参观过程中的短暂、往往是潜意识的认知和情感反应。理解这些即时的感知过程至关重要，因为现场体验的质量直接影响了游客为保护工作支付的意愿（Getzner等人，2025年）。

在现代心理学研究中，视觉系统被视为个体从周围环境中收集信息的主要感知渠道（Jeong和Kim，2025年）。研究表明，视觉处理占据了人类所感知的外部信息的五分之四以上（Yao等人，2022年）。在环境感知过程中，眼球运动的轨迹是视觉注意力的关键指标，而注视的顺序——无论是时间上还是空间上——揭示了具体被观看的区域及其持续时间。因此，最初被注视的感兴趣区域（AOI）通常被认为是具有最高视觉显著性和认知参与度的区域（Punde等人，2017年）。眼动追踪分析通过记录和分析人类眼球运动数据来推断心理过程（Pihel等人，2015年）。眼球运动行为包括三种基本类型：注视、眼跳和平滑追踪。注视是指中央凹与物体对齐超过100毫秒，从而形成清晰的图像并进行深入处理；眼跳是目光在注视点之间的快速无意识移动，反映了视觉信息的主动选择和搜索；平滑追踪则是指眼球移动以保持移动物体在中央凹上的稳定（Shanidze等人，2022年）。眼球运动行为的本质在于信息搜索，其中受关注的刺激在中央凹上被清晰地成像，揭示了个体的视觉信息选择及其背后的认知过程（Startsev和Zemblys，2023年）。眼球运动与认知过程密切相关，为理解美学体验的神经基础提供了重要视角（Arioli等人，2025年）。

在实验室环境中进行的研究使用景观图片或视频作为视觉刺激，发现了参与者眼球运动行为与景观质量之间的某些关联（Zhou等人，2023年）。研究表明，眼动追踪指标可以作为评估视觉美学质量的可靠代理（Dupont等人，2017年）。不同的景观特征会引发不同的眼球运动模式，这些模式与人们对景观的感知方式密切相关（Franěk等人，2018年）。在一项基于注意力恢复理论的开创性眼动追踪研究中，参与者在观看吸引力或美学质量不同的景观时表现出显著不同的眼球运动模式（Berto等人，2008年）。然而，此类受控实验的生态有效性受到很大限制。真实的森林游览是一个多模态、时空连续的动态过程（Chou和Hung，2021年）。先前的现场研究表明，可以根据组成元素将森林景观分类为不同的类型，且不同游客群体和游览目的会导致偏好景观类型的差异（Oku和Fukamachi，2000年）。进一步的研究表明，景观意识会随着游客活动与周围环境的互动而波动（Oku和Fukamachi，2003年）。游客的身体移动、视觉场的持续变化、景观元素的顺序呈现以及伴随的主观情感流共同构成了一个“体验流”，这是静态媒体无法完全复制的（Bender，2024年）。实验室设置剥夺了这种时空连续性和真实存在感，因此无法有效地捕捉到参观过程中随着环境顺序变化的视觉注意力动态模式。此外，它们也无法稳健地验证景观的物理属性如何通过“视觉注意力”这一中间媒介与整体满意度之间的完整因果关系（Liu等人，2023年）。特别是，景观时空节奏和顺序结构对注意力的调节机制尚未得到充分研究。

为了解决这些不足，本研究创新地在真实的森林公园游览环境中采用了移动眼动追踪技术。作为之前依赖主观方法（如游客自拍和基于问卷的调查）的现场研究的补充（Oku和Fukamachi，2000年、2001年、2003年、2006年），本研究提供了关于空间顺序如何引导视觉注意力的客观、实时行为证据。本研究旨在：（1）识别并量化关键景观特征对游客动态视觉注意力的影响（例如，注视分布、热点）；（2）探究这些客观视觉注意力模式与游客游览后主观景观满意度之间的关联；（3）评估眼动行为数据作为森林景观视觉质量客观测量的可靠性。本研究旨在基于实时视觉行为数据构建一个决策支持框架，为森林景观规划和体验设计提供实证基础。

章节摘录

研究假设

景观具有多层次的空间属性，不同尺度上的空间变化会引发不同的心理反应（Choi和Zhang，2025年）。游客对森林景观的感知包括静态观察和动态体验。为了理解景观属性如何影响游客的动态视觉注意力，本研究整合了四个理论框架：Kaplan的偏好矩阵、Appleton的展望-避难所理论、Berlyne的唤醒理论以及注意力理论

研究设计

本研究分为四个阶段进行。首先，使用Tobii Pro Glasses 2收集了参与者在自然森林环境中的眼球运动数据。随后的数据处理阶段旨在揭示参与者对森林景观的视觉反应模式。其次，在实验行走后，通过问卷调查和半结构化访谈收集了参与者对森林景观的主观评价数据

视觉焦点分布的整体特征

通过将30名参与者的眼球运动数据与景观样本图像进行匹配和叠加，生成了18张注视热图（图6）。热图中的颜色强度代表了参与者的注视持续时间，颜色越深表示视觉注意力分配越大。总体而言，参与者的回归次数和平均眼跳幅度相对相似，表明在这些景观中注意力投入的模式大致相当。

讨论

本研究将移动眼动追踪技术应用于真实的森林环境，捕捉和分析游客在动态游览过程中的视觉注意力数据，这不仅验证了特定假设，还带来了方法论和理论上的贡献。实证结果支持了所有四个假设：H1（景观类型）、H2（观看距离）、H3（空间开放度）和H4（分布密度）均显示出显著影响

结论

通过在真实的森林环境中应用移动眼动追踪技术，本研究提供了关于游客在连续游览过程中的动态视觉注意力模式的实地证据，表明景观的空间顺序结构与视觉注意力和整体满意度有关。不同类型的森林景观、观看距离、空间开放度和分布密度表现出不同的眼球运动特征。

CRediT作者贡献声明

Jiangzhou Wu：写作——审阅与编辑、原始稿撰写、方法论研究、概念化。Wenjing Zhao：原始稿撰写、软件开发、调查。Yongde Zhong：监督、资源协调、概念化。Qiangsheng Hu：写作——审阅与编辑、监督、方法论研究、概念化。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国湖南省教育部的科学研究项目（项目编号：25A0238）的资助。作者衷心感谢张家界国家森林公园管理局在数据收集方面提供的协助。

Jiangzhou Wu|Wenjing Zhao|Yongde Zhong|Qiangsheng Hu中南林业科技大学国家公园与旅游学院，中国长沙410004