基于視覺(jué)大數(shù)據(jù)的歷史文化街區(qū)空間品質(zhì)研究
——以北京景山前街為例

趙天宏

(北方工業(yè)大學(xué) 建筑與藝術(shù)學(xué)院，北京 100144)

1 研究方法與研究對(duì)象

1.1 研究方法概述

視覺(jué)大數(shù)據(jù)研究歷時(shí)多年，多項(xiàng)技術(shù)趨于成熟。目前利用視覺(jué)數(shù)據(jù)開(kāi)展的城市公共空間研究主要集中在街道空間品質(zhì)、綠視率、街道屬性、城市特質(zhì)等方面，數(shù)據(jù)來(lái)源以街景圖像、網(wǎng)絡(luò)圖像為主[1]。此次研究應(yīng)用街景圖像研究街道空間品質(zhì)，研究對(duì)象為景山前街，研究方法為利用三維分析量化其空間質(zhì)量的演變，其內(nèi)涵是將視覺(jué)要素轉(zhuǎn)化為像素以量化的方式呈現(xiàn)，并引入統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)理論，將主觀評(píng)估客觀化。此次研究將評(píng)價(jià)目標(biāo)默認(rèn)為歷史文化街區(qū)視覺(jué)秩序，視覺(jué)秩序在很大程度上可以反映空間的品質(zhì)。

1.2 研究對(duì)象

景山前街是一條位于北京內(nèi)城的東西向交通要道，北側(cè)為景山公園，南側(cè)為故宮博物院。景山與故宮原本相連，原本連接位置的重要節(jié)點(diǎn)有北上門、北上東門和北上西門。1930年，北上東門和北上西門因阻礙市中心交通被拆除，東西向道路被打通，景山前街誕生。1956年北上門因故宮馬路展寬被拆除，景山前街形成了今天的規(guī)模[2]。

2 研究與評(píng)價(jià)體系的建立

2.1 建立評(píng)價(jià)體系

評(píng)價(jià)體系分客觀主觀兩種，建立評(píng)價(jià)體系需先分配評(píng)價(jià)指標(biāo)。將街道空間視覺(jué)要素分為交通系統(tǒng)、服務(wù)設(shè)施和空間環(huán)境三類[3]。進(jìn)行層次細(xì)分后得到10個(gè)客觀評(píng)價(jià)體系指標(biāo)和5個(gè)主觀評(píng)價(jià)體系指標(biāo)。

客觀評(píng)價(jià)體系依托數(shù)據(jù)采集設(shè)備，對(duì)街道環(huán)境中的物質(zhì)要素做定量分析。正相關(guān)指標(biāo)為：步行通行指數(shù)、車行通行指數(shù)、綠色可視指數(shù)、建筑圍合指數(shù)，分別為人行道、機(jī)動(dòng)車道、機(jī)動(dòng)車、綠化、建筑所占面域像素量與整個(gè)畫面像素總量的比例。正相關(guān)指數(shù)越高，環(huán)境品質(zhì)越好。負(fù)相關(guān)指標(biāo)為：人流通行指數(shù)、機(jī)動(dòng)車干擾指數(shù)、非機(jī)動(dòng)車干擾指數(shù)、交通標(biāo)識(shí)指數(shù)，分別為畫面中行人、機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、交通標(biāo)識(shí)所占面域像素量與道路所占面域像素量的比例。負(fù)相關(guān)指數(shù)越高，環(huán)境品質(zhì)越差。

街道環(huán)境要素主觀評(píng)價(jià)理論及方法，涉及心理感知、空間認(rèn)知等認(rèn)知心理學(xué)理論，依托于文獻(xiàn)分析、問(wèn)卷調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)觀察、行為地圖、認(rèn)知地圖等方法做定性分析研究[1]。主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)為圍合度、人性化尺度、通透性、整潔度、意象化，均與空間品質(zhì)正相關(guān)。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定

利用Yaahp軟件，基于對(duì)景山前街歷史與功能定位的整體把握，做權(quán)重的確定，即各評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性比較，見(jiàn)表1。

表1 客觀、主管評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

3 三維分析過(guò)程

3.1 客觀評(píng)價(jià)前期準(zhǔn)備工作

客觀評(píng)價(jià)前期準(zhǔn)備工作分為觀測(cè)點(diǎn)選取以及街景照片的獲取和數(shù)據(jù)分析。用100 m×100 m網(wǎng)格劃分街道可得一定數(shù)量的交點(diǎn)，加上街道本身的四個(gè)道路交點(diǎn)，經(jīng)過(guò)篩選確定9個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。

本研究采用的街景地圖為百度地圖，每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)分別截取東南西北四個(gè)方位在2013、2017年的街景圖片，四個(gè)方位的圖片基本可以囊括一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的視覺(jué)要素，能客觀表達(dá)該觀測(cè)點(diǎn)的空間狀況。將圖片用Photoshop軟件轉(zhuǎn)化為通道圖，將每項(xiàng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的內(nèi)容用不同顏色表示，9個(gè)觀測(cè)點(diǎn)共18組。處理完成后統(tǒng)計(jì)各指標(biāo)對(duì)應(yīng)面域的像素量以及其占畫面像素總量的比例。依據(jù)客觀評(píng)價(jià)體系分別計(jì)算2013、2017年每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)各項(xiàng)指標(biāo)的值，以步行、車行通行指數(shù)為例，如表2所示。

3.2 主觀評(píng)價(jià)前期準(zhǔn)備工作

主觀評(píng)價(jià)前期準(zhǔn)備工作為問(wèn)卷調(diào)查與結(jié)果統(tǒng)計(jì)。按主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)及具體評(píng)分細(xì)則設(shè)計(jì)問(wèn)卷，針對(duì)相關(guān)專業(yè)人士發(fā)放，共發(fā)放問(wèn)卷20份。在2013、2017年所有街景圖片中按觀測(cè)點(diǎn)所采用的典型街區(qū)空間形式各選取一組街景圖片，并按圍合度、人性化尺度、通透性、整潔度、意象化五個(gè)主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)提出問(wèn)題。問(wèn)卷結(jié)果如表3所示。

表2 客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重 %

表3 主觀評(píng)價(jià)結(jié)果指數(shù)問(wèn)卷結(jié)果

3.3 數(shù)據(jù)整合與計(jì)算

數(shù)據(jù)整合，確定主客觀得分標(biāo)準(zhǔn)并算出主客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)的得分。確定得分標(biāo)準(zhǔn)需要確定每個(gè)得分所對(duì)應(yīng)的百分比的區(qū)間，篩選得出客觀指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。以步行、車行通行指數(shù)和人流通行強(qiáng)度為例，如表4所示。

表4 客觀指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) %

主觀指標(biāo)得分標(biāo)準(zhǔn)，按照調(diào)查問(wèn)卷的選項(xiàng)規(guī)定選A(好)得2分，B(較好)得1分，C(一般)得0分，D(較差)得-1分，E(差)得-2分。

分別計(jì)算主觀與客觀指標(biāo)(見(jiàn)表5)得分，再求和，得出街道空間品質(zhì)最終得分。2013年景山前街客觀指標(biāo)得分：

0.0594×4+0.0105×4+0.0559×2+6×0.1593+4×0.0702+3×0.0154+2×0.0403+5×0.2824+4×0.0677+4×0.2388=4.3928。2017年景山前街客觀指標(biāo)得分：

0.0594×3+0.0105×4+0.0559×3+5×0.1593+3×0.0702+3×0.0154+2×0.0403+5×0.2824+4×0.0677+5×0.2388=4.3986

表5 客觀指標(biāo)得分

計(jì)算主觀指標(biāo)得分，參照問(wèn)卷結(jié)果分值的分布情況，得出每項(xiàng)指標(biāo)的得分，乘以權(quán)重后求和，得到主觀要素最終得分。2013年，圍合度得分1，人性化尺度得分-1，通透性得分-1，整潔度得分0，意象化得分0；2017年，圍合度得分0，人性化尺度得分-1，通透性得分1，整潔度得分1，意象化得分0。2013年主觀指標(biāo)得分：

0.1113×1-0.3329×1-0.2094×1+0.194×0+0.1568×0=-0.431

2017年主觀指標(biāo)得分：

0.1113×0-0.3329×1+0.2094×1+0.194×1+0.1568×0=0.0705

至此，根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析可得到不同年份的空間品質(zhì)總得分。2013年為4.3928×0.8+-0.431×0.2=3.42804。2017年為4.3986×0.8+0.0705×0.2=3.53298。

4 結(jié) 論

4.1 數(shù)據(jù)分析

對(duì)比2013與2017年的數(shù)據(jù)，機(jī)動(dòng)車交通方面，車行通行指數(shù)與機(jī)動(dòng)車干擾指數(shù)不變。由于景山前街可達(dá)性高，與6條街道相連，數(shù)據(jù)無(wú)變化屬于合理。行人與非機(jī)動(dòng)車交通方面，2017年非機(jī)動(dòng)車干擾指數(shù)較下降，人流通行強(qiáng)度增加，表明在景山前街人們傾向于步行。分析街景地圖照片上非機(jī)動(dòng)車數(shù)量發(fā)現(xiàn)，2017年三輪車、電動(dòng)車、人力車的數(shù)量顯著減少，這與近幾年市政府對(duì)重點(diǎn)旅游區(qū)街道的整頓政策落實(shí)有關(guān)。政策落實(shí)使街道整潔度提高，也使交通狀況好轉(zhuǎn)。

其他指標(biāo)方面，天空可視指數(shù)、綠色視覺(jué)指數(shù)、建筑立面圍合指數(shù)、交通標(biāo)識(shí)指數(shù)無(wú)變化，但服務(wù)設(shè)施指數(shù)下降。研究街景地圖照片發(fā)現(xiàn)，設(shè)施服務(wù)指數(shù)下降并非設(shè)施質(zhì)量降低，而是2017年街道宣傳標(biāo)語(yǔ)和告示大多被移除或更換了位置。移除遮擋物帶來(lái)了通透性的提高，提升了街道空間質(zhì)量。

4.2 主客觀得分分析

總得分上，景山前街2017的總得分有小幅提升。兩年的客觀指標(biāo)得分分差太小，判定為得分無(wú)變化。而景山前街2017年的主觀指標(biāo)得分稍高，說(shuō)明在街道整體環(huán)境客觀要素不變的情況下，街道空間品質(zhì)提高了。主觀指標(biāo)的提升來(lái)自街道通透性、整潔度和意象清晰性的提高，反映出景山前街的治理政策以人為本，充分尊重城市歷史文脈，且注重建筑遺產(chǎn)保護(hù)與現(xiàn)代城市街道的協(xié)同發(fā)展。

5 保護(hù)與更新建議

景山前街的保護(hù)與更新工作應(yīng)以提升街道空間品質(zhì)為目標(biāo)。客觀角度上，應(yīng)尊重客觀環(huán)境，突出建筑遺產(chǎn)的中心價(jià)值并為遺產(chǎn)與環(huán)境的共同發(fā)展提供條件。主觀感知上，應(yīng)強(qiáng)化街道對(duì)人主觀感知的正面影響，達(dá)到提升街道空間品質(zhì)的目標(biāo)[4]。因此提出以下建議：①定期做道路檢查與維護(hù)工作；因?yàn)榈缆翻h(huán)境因素在街景地圖三維分析中占較大比重，道路質(zhì)量與路面整潔直接影響整體品質(zhì)；②改變宣傳標(biāo)語(yǔ)及非交通標(biāo)志的呈現(xiàn)方式，可在使用小型智能電子屏代替現(xiàn)有的宣傳標(biāo)語(yǔ)和非交通標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)多信息循環(huán)呈現(xiàn)與街道環(huán)境信息實(shí)時(shí)共享，減少視覺(jué)阻礙，增加通透性；③更新設(shè)施外觀，使之符合歷史街區(qū)形象。景山前街很多固定設(shè)施的外觀獨(dú)立感強(qiáng)，可通過(guò)藝術(shù)設(shè)計(jì)手段改變其外觀，使之與街道空間形成融合。

視覺(jué)大數(shù)據(jù)的研究方法還需深入挖掘，科學(xué)性待進(jìn)一步驗(yàn)證，例如圖像的二維平面與實(shí)地街道的三維空間存在差異。街景地圖研究?jī)H靠視覺(jué)，而實(shí)際感受還受聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)等感官的綜合影響，這對(duì)研究結(jié)果的準(zhǔn)確性存在影響。若將視覺(jué)大數(shù)據(jù)應(yīng)用于視覺(jué)秩序的研究，一定程度上可以提升研究的嚴(yán)謹(jǐn)性與邏輯性。

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