文/吳德雯 東北大學江河建筑學院 副高級副研究員
牛藝雯 東北大學江河建筑學院
孫澤洋 東北大學江河建筑學院
李晶雙 東北大學江河建筑學院
研究始于對城市與風景區關聯性的思考,“城-景”邊界區域作為一種交接區域,是平衡“城-景”關系的關鍵,如果處理不當,便會對景區的保護利用和城市的發展規劃產生嚴重的制約作用。現有研究主要集中在邊界用地布局、視覺景觀分析及評價與控制等方面,多在總體戰略、規劃管理等層面提出建議,而與人的活動聯系更為緊密的街道空間設計方面的研究較少。空間品質是影響游憩體驗的重要方面,進行街道的空間品質的量化研究,可以避免街道空間設計過程中主要依賴設計者的主觀判斷,為街道空間的精細化設計提供參考。
目前,城市型風景區邊界的相關研究多從“城”或“景”單方面角度出發[1],而將兩者作為整體進行研究僅有少量的研究成果[2],且研究多集中于宏觀、中觀層面[3,4]。國內外主要使用三種方法對城市街道空間品質進行測度和研究,即基于調查的主觀評價[5],基于街景圖片的智能評價[6-9],以及利用生物傳感器的智能測度[10]。
2012 年以來,大數據一詞越來越頻繁地被提及,掀起了規劃界的研究熱潮,基于街景圖片的智能評價,因其在大規模量化數據采集、處理方面的優勢成為當前的研究熱潮。但對于城市街道空間品質的研究,無論是構建評價體系、確定指標,還是分析受訪者的評價,都存在一定的主觀性,且研究多為大規模宏觀尺度下對街道空間品質的總體評價[6-8],缺少微觀尺度下主觀評價要素和客觀構成要素之間的相關性研究。研究中對街道主觀評價的打分都較為依賴受訪者對街道的印象,而受訪者對街道的印象與街道的實際情況之間往往存在誤差,進而導致評分的模糊性和不準確性。文章希望在現有研究的基礎上,進一步探究微觀尺度下影響街道空間品質的主客觀要素及其相關性,著重探究心理量和物理量之間的關系。
列入世界文化遺產名錄、坐落于河北省承德市雙橋區北的承德避暑山莊外八廟風景名勝區,屬于國家AAAAA 級旅游景區,聞名海內外。山莊四周環山,氣候適宜,景色優美,四季游客絡繹不絕,是中國皇家園林的杰作。景區三面鄰城,是典型的城市型風景名勝區。景區總占地面積約564 萬m2,主要入口靠近南側,南側和東側路網較密。景區邊界街道空間一年四季除了供大量的游客通行,還作為連接城市和風景區乃至市內北部地區重要的紐帶。
研究針對街道空間品質,對客觀要素構成分析、主觀評價以及主客觀相關性分析三個方面分別進行評價。
(1)在客觀要素構成方面,本文基于承德避暑山莊外八廟景區邊界街景圖像數據,運用SegNet 進行街道空間要素識別。即首先隨機取100 張樣本圖片進行要素人工標記,標記出綠化(GREENING)、天空(SKY)、建筑(BUILDING)、標識(SIGN)、圍欄(FENCE)、非機動車(NMV)、行人(PEOPLE)、汽車(CAR)、人行道(PEDESTRAIN)、車行道(ROAD)共十類要素,然后機器學習完成后,輸入其余圖像,便可自動進行圖像要素智能分割。通過各類要素在圖片中所占比值進一步計算①得到相應指標的值(圖1)。

圖1 客觀要素構成分析技術路線(圖片來源:作者自繪)
(2)在主觀評價要素方面,在尤因構建的街道測度指標的基礎上[5],本研究結合城市型風景區邊界街道的特性增設了建筑立面美感和色彩豐富度兩項指標。原因在于,街道兩旁的建筑在人對街道的視覺感受組成中占重要部分,尤其在“城-景”邊界中,歷史建筑以及地標建筑比例會較普通街道大,所以“城-景”邊界街道的建筑立面具有重要研究價值。此外,街道的色彩來源于街道建筑、道路、綠化等各方面的材質等,各種標識、設施等自身色彩也對其有影響,而風景區周邊環境色彩應與風景區自身性格相協調,因此色彩豐富度亦應為“城-景”邊界街道空間品質的重要評價指標之一。研究通過互聯網上傳影像數據,將每個樣本點處沿路兩個方向的圖片分別與主觀評價的七項指標制作成問卷,并通過性別、年齡、文化程度、專業領域和職業等信息對受訪者進行區分。利用語義差異法將指標分為五個等級,分別對應1 ~5 分,最后以10 分為標準讓受訪者對街道進行整體評價(圖2)。

圖2 主觀評價技術路線(圖片來源:作者自繪)
(3)通過SPSS②對公眾主觀評價與客觀要素的測量值進行皮爾遜雙變量相關性分析。測定心理量和物理量之間的關系,確定哪些空間特征對城市型風景區邊界街道空間品質產生影響及影響大小。
在進行具體分析前,需要進行數據的采集與篩選,選取具有觀景、旅游、游憩價值的邊界街道空間。首先需要對該范圍內街道空間的布局進行梳理,運用空間句法分析景區邊界街道空間的可達性,確定使用效率高的街道空間,篩選主要的“觀景點”;接著對選取的“觀景點”進行取樣。
1.3.1 基于空間句法的邊界街道空間可達性分析
本文運用空間句法對觀景點的可達性③進行初步判定,應用句法中空間形態的描述方法為軸線分析(Axial Analysis),主要采用的空間形態描述參量為整合度(集成度),整個方法基于DepthMap 軟件平臺進行操作,通過分析得出可達性較好的街道,結合街景的可獲性而選擇十條街道分別是廣仁大街西、普樂路、廣仁大街東、山莊東路北、山莊東路南、山莊西路、麗正門大街、武烈路、獅子園路以及碧峰門大街(圖3)。

圖3 DepthMap 可達性分析(圖片來源:作者自繪)
1.3.2 基于街景圖片獲取研究數據
在取樣階段,主要基于街景地圖采集圖像數據,原因在于新興的街景圖片以人視為基準視角,可以方便地獲取海量數據,且不受工作時間、氣候、地點等客觀條件限制,目前已經作為測度建成環境的有效手段而被廣泛接受[6]。
經過大量街景圖片的獲取發現,街道環境變化與路網密度有密切聯系。通過對選取部分街道分別每50m、100m、200m 進行獲取街景圖片對比,發現街道普遍每50m 獲取的圖片相似度較高,而路網明顯稀疏的街道(即道路交叉口較少)每100m 的街景相似度較高。因此,山莊東路北的南段和普樂路南段屬于路網稀疏段,每200m選取一個樣本點,其他均為100m 取一個樣本點。最終確定樣本數量分別為廣仁大街西12 個、普樂路13 個、廣仁大街東9 個、山莊東路北12 個、山莊東路南7 個、山莊西路8 個、麗正門大街5個、武烈路5 個、獅子園路8 個以及碧峰門大街5 個(圖4)。針對確定的84 個樣本點位,通過開放街景數據平臺獲取每個點位的12 個方位的街景數據,包括能完全覆蓋街道空間使用者在水平方向上180°視角的正南、正北、正東、正西,以及四個正視方位的仰角45°和俯角45°,能覆蓋使用者垂直方向視角[7,8]。以圖片形式進行匯總,共計1008 張有效圖片。

圖4 研究數據樣本點的選擇(圖片來源:作者自繪)
本文對獲取的部分圖像首先人工進行要素標注,通過SegNet 解碼器,輸入其他圖像,得到分割后的所有圖像(圖5)。

圖5 SegNet 圖像分割(圖片來源:作者自繪)
在圖像分割后,獲取每個樣本點十二張圖片的要素占比并取平均值,得到十條街道的各個樣本點要素占比,再利用客觀指標的計算公式計算出十條街道的客觀要素指標、每條街道客觀要素的平均值(表1)。其中,景區入口在東南側較為集中,附近的街道即廣仁大街東、山莊東路南和武烈路,其界面圍合度較高,均達50%以上,機動化程度和汽車出現率也明顯較其他街道更高。麗正門大街與廣仁大街東的各項指標類似,但街道開敞度更高,為21.82%。山莊東路南和武烈路的綠化情況較好,分別達41.30%和39.07%。普樂路與獅子園路均為主干道,各指標相似,其中街道開敞度明顯較高。碧峰門大街街道較窄,等級不高,無顯著指標,汽車、非機動車和行人的出現率都較低。山莊東路北在道路等級上高于碧峰門大街,但其機動化程度相似的原因主要在于山莊東路北的人行道路占比較大。

表1 各街道客觀要素指標計算結果(表格來源:作者自繪)
對問卷結果數據進行可信度和效度分析④,統計受訪者主觀評價結果。根據河北承德避暑山莊外八廟景區邊界街道空間品質的主觀評價統計(表2),橫向來看十條街道的總評價得分,山莊東路南7.63 分為最高得分,武烈路和普樂路得分分別為7.27 分和7.13 分。相比之下,碧峰門大街的5.08 的分數較其他街道低且相差甚遠。其次通過對比十條街道的各項指標,可以看出總體評價最高的山莊東路南各指標得分中最為突出的是人性化尺度,其次整潔度和意象化也較為突出。七項指標得分的平均分最高的麗正門大街,但總體評價得分并不突出。反映了七項指標得分的平均分與街道總體評價得分未呈現明顯的相關性,且不同主觀指標對于總體評價影響的權重有所不同。

表2 主觀評價統計(表格來源:作者自繪)
利用SPSS 進行客觀要素構成指標與主觀評價要素指標,還有總體評價之間進行雙變量相關性分析。主要解讀客觀要素與總體評價的相關性、主觀要素與總體評價的相關性、主客觀要素的相關性三方面分析的結果。
2.3.1 客觀要素與主觀要素分別與總體評價的相關性分析
根據客觀要素各指標與總體評價之間的相關性分析結果可以看出(表3),顯著性即P 值小于0.05,兩個*代表極顯著,P 值低于0.01。一個*號代表顯著,P 值位于0.01 ~0.05 之間。即說明存在顯著相關關系的有綠視率與總體評價,機動化程度與總體評價以及汽車出現率與總體評價。其中,R 值為正,即為正相關,R 值為負,即為負相關。

表3 客觀要素指標與總體評價的相關性分析(表格來源:作者自繪)
綠視率與總體評價之間存在極顯著的正相關關系,說明在一定程度上,街道綠化情況明顯影響人們對街道的總體印象,綠化面積越大,街道獲得評價越高。
機動化程度與總體評價之間存在顯著的負相關關系,說明在一定程度上,車行道的寬度、汽車流量越大,人們的總體感受越差,而人行道從一定程度上看在道路上的面積占比越大,人們的總體感受越好。另外,汽車出現率作為機動化程度的輔助指標,結果顯示其同樣與總體評價之間存在顯著的負相關關系。
根據主觀評價的各指標與總體評價之間的相關性分析結果可以看出(表4),與總體評價之間存在顯著相關關系的有人性化尺度、整潔度和色彩豐富度。根據R 值結果顯示,人性化尺度與整潔度均與總體評價呈極顯著正相關。人性化尺度與街道寬度、綠植尺度、建筑體量等的協調程度有關,整潔度直接影響人們感官上的舒適程度,從結果上看兩者對總體評價有明顯的積極影響。另外根據R 值結果,色彩豐富度與總體評價呈極顯著負相關,說明在一定程度上,街道的色彩過于繁雜會對人們的視覺感受有消極影響。

表4 主觀要素指標與總體評價的相關性分析(表格來源:作者自繪)
2.3.2 主客觀要素的相關性分析
根據主客觀要素指標之間的相關性分析結果(表5),客觀指標綠視率與主觀指標人性化尺度及意象化之間存在顯著相關關系,證明綠化程度不僅直接影響街道的總體評價,而且對于人們對街道尺度的認可程度以及街道的整體氛圍具有積極影響。

表5 主客觀要素指標的相關性分析(表格來源:作者自繪)
客觀指標街道開敞度與界面圍合度均與主觀指標人性化尺度存在顯著相關。街道開敞度與人性化尺度呈負相關,界面圍合度與人性化尺度則呈正相關。這在一定程度上驗證了街道開敞度與界面圍合度是明顯呈負相關的兩個指標。因此證明在一定程度上,街道圍合度越高,人們認為街道尺度越人性化。
客觀指標機動化程度與主觀指標人性化尺度呈顯著負相關。機動化程度是由車行道路占比與汽車出現率之和減去人行道路占比的差值表示的,由于大多街景圖片中汽車出現率占比普遍較小(車行道占比幾乎都是汽車出現率和人行道占比的兩倍以上),因此車行道路與人行道路比值主要代表了機動化程度,證明人行道路占比對于街道的人性化尺度的評判有很大影響。在這一層面上,反映出設計者要特別注重街道的步行功能,尤其是等級較低,行人使用更多的街道。
客觀指標街道開敞度與主觀指標建筑立面美感和色彩豐富度均存在顯著負相關,這主要與街道開敞度大的街道建筑占比較少有關。而街道色彩主要來源于建筑立面,這一點由界面圍合度與色彩豐富度呈顯著正相關可以印證。
除此之外,作為輔助指標非機動車出現率和行人出現率均呈現與色彩豐富度等主觀指標的顯著相關性,這與其相輔助的客觀指標機動化程度具有密切關系。
本文以承德避暑山莊外八廟風景區邊界十條街道為研究對象,利用網絡數據影像從主觀和客觀兩方面探究了街道的空間品質。研究發現景區邊界街道整體情況一般,街道的整潔度和機動化程度大體較好,其中主干道的綠化情況和界面圍合度更好。但從街道意象化和人性化程度方面看出,當前城市風景區邊界大多街道整體沒有體現景區特征的精細化設計,對步行活動者的舒適性考慮不足。通過物理量與心理量之間的相關性分析得到了在一定程度下具有顯著相關關系的客觀和主觀要素。其中,綠視率和機動化程度對人們對于街道的總體視覺感受影響最為顯著,且人性化尺度、整潔度等主觀要素對于街道總體評價的權重較大。從主客觀要素的相關性結果來看,與人性化尺度具有顯著相關性的客觀要素較多且有跡可循。綜合所有相關性分析結果,設計者在街道形象設計的過程中應重點考慮綠化情況與機動化程度,包括人行道路的寬度等,且需注重建筑立面與色彩搭配對街道景觀的影響,對于其他指標也應統籌兼顧,相互制約。
研究結果也可以針對所研究街道的某些明顯問題提出改進建議。對于綠視率明顯較低的山莊西路來說,其行人出現率也明顯較低,受訪者的主觀評價也相對較差,表明山莊西路首先應增植綠化,改善行人出行友好程度。而對于街道開敞度相對較高的廣仁大街西來說,控制街道兩旁建筑的貼線率對于提高街道品質將有一定幫助。
相較于之前所開展的宏觀尺度下的大規模量化,構建整條街道的主客觀綜合評價體系研究,本文聚焦于城市型風景區邊界街道微觀尺度,具體到每張街景圖片進行主觀評價,并與相應客觀構成要素進行雙變量相關性分析,一定程度上得到了對街道整體品質影響顯著的要素以及要素之間或制約或促進的關系,為設計者提供街道形象設計參考。研究方法整體較為可靠,為基于網絡數據的研究提供了思路,也提供了進一步開展相關研究的途徑和基礎。研究不足之處主要在于街景圖片的瞬時性可能導致汽車、行人等出現率的片面性,且街景圖片對于展現街道的意象化是不充分的,以及在網絡問卷調查過程中,受訪者對不同圖片觀察的先后順序可能會對評價結果造成一定影響。另外,對于要素的挖掘和更大范圍街道的研究以及相關性分析的方法可以繼續擴展研究,還可適用于除城市型風景區邊界街道之外的街道類型。
注釋:

②SPSS是一項提供一系列統計學分析運算、數據挖掘、預測分析等的軟件。其中皮爾遜分析是最常用的雙變量相關性分析,又稱積差相關系數,它適用于多個沒有明顯相關關系的變量之間的相關性分析,取值-1到1,絕對值越大,說明相關性越強。進行分析時,將對象變量可一同放入變量框中,得到所有變量兩兩之間的相關性結果。結果中P值小于0.05即說明存在顯著相關關系,R值的正負代表了兩變量之間為正相關或負相關。
③可達性一般是指從某一點到另一點的交通方便程度,良好的觀景點應易于到達且具有活力。空間句法作為建筑與城市空間形態研究方法與理論的總稱,其核心概念是“空間組構”(Spatial Configuration),即一個空間系統中各空間元素的相互關聯,通過對建筑、聚落、城市甚至景觀在內人居空間結構的量化描述,研究空間組織與人類社會之間關系的理論和方法。目前,空間句法已經發展成為探索人群行為和空間結構關系的成熟方法,空間結構形態定量的分析能夠深入了解空間的內在規律,預測街道承載人車流量的能力,以此判斷街道的可達性。
④可信度分析:克隆巴赫Alpha值>0.7,證明問卷的信度良好;效度分析:KMO值>0.5,巴特利特P值<0.001,證明問卷效度可以接受。