【目的】人们对周围环境的认知在很大程度上依赖于运动过程中的视觉感知,系统评述运动过程中视觉信息获取与主观感知反馈间的动态关联性,为以人为本的城市公共空间设计优化提供技术路径。【方法】以环境视觉信息分析和主观感知测度为核心,系统综述环境视觉信息分析方法、运动视觉模拟技术及序列主观感知测度方法。【结果】全景图像能够完整记录环境视觉信息、准确标定“视点-环境”空间关系,在全景绿视率、天空率等静态视觉信息量化方面应用成熟,但在光流、运动视差等动态视觉信息分析方面,仍需要提高量化精度、实现动态视觉信息的快速识别与实时计算。运动视觉模拟方法强调将虚拟现实(virtual reality, VR)技术与运动传感设备相结合,以提升运动视觉体验的真实性与沉浸感;序列主观感知测度可结合心理物理学方法与可穿戴传感器,实现对环境刺激的毫秒级响应;机器学习技术在视觉感知评价中展现出巨大潜力。【结论】未来研究应提升动态视觉信息分析精度,强化序列感知测度中的多模态数据融合技术,优化机器学习模型的情境适应性与泛化能力,为运动视觉感知研究提供更有效的技术路径。
【目的】众包视觉感知数据及分析方法凭借高效性、代表性和低成本优势,已成为城市建成环境研究的重要工具。通过解析众包视觉感知方法的作用路径与效能特征,系统揭示其促进公众视角融入城市设计决策的理论逻辑,为人本导向的城市设计实践提供科学且实用的方法论支撑。【方法】选取5篇基于众包视觉感知方法的城市设计文献作为研究案例,围绕数据收集、数据分析和方案生成3个城市设计的关键环节,讨论众包视觉感知数据及分析方法促进公众视角融入城市设计决策的作用机制。【结果】在数据收集阶段,通过训练基于深度学习技术的视觉感知推理模型对微观尺度城市公众视觉感知进行自动量化,提供低成本、广覆盖的公众视角的需求洞察;解析公众视觉感知与建成环境要素的关联可为制定科学的设计干预策略和设计目标提供依据;在方案生成阶段,基于众包视觉感知数据训练的生成式人工智能模型将公众的感知偏好自动转换为直观且可视化的设计语言,为城市设计决策的方案生成阶段提供了一种新型人机协同手段。【结论】揭示了利用众包视觉感知方法促进公众视角融入城市设计决策的路径与潜力,提升了设计决策的科学性和包容性,但其应用仍面临数据质量、公众动态体验捕捉及技术透明度等挑战。
【目的】针对儿童人群的行为量化分析是城市公共空间研究的新需求。构建基于定向视觉追踪的多主体行为计算分析方法,可以弥补常规方法难以甄别不同人群类型的问题,揭示儿童、家长与空间的协同交互规律,支撑面向具体人群行为规律的空间优化设计。【方法】以公共空间多主体行为交互规律为研究对象,采用“技术研究—方法构建—实例论证”的研究路径,构建定向目标行人追踪的技术框架,探究针对不同人群交互规律的计算分析与可视化方法,以儿童游憩公共空间为例,验证多主体行为计算分析方法。【结果】通过对中心放射型和线性带状两类儿童游憩空间的比较分析,揭示出多主体行为计算方法的3个关键应用效果:基于人体比例特征的追踪技术可以在公共空间尺度实现目标儿童人群的识别;基于聚集程度、静态使用率、动态使用率的计算分析可以系统解析成人与儿童的交互关系;基于可视化热力图的交叉比较分析可以揭示空间特征对多主体交互行为的干预原理。【结论】多主体行为计算分析方法可为多种人群交互的空间行为研究提供支撑,应用于复杂人群场景的公共空间使用后评估和优化设计。
【目的】绿化资源配置是城市公共空间优化的重要环节之一,对居民生活质量的提升有着积极的作用。城市街道绿化泛类结构(urban street greening general structure, USGGS)能够反映街道绿化在行人视觉环境中的整体特征,研究USGGS聚类对于物质空间要素数量以及物质空间形态的改变,能够有效探究街道绿化对行人视觉感知水平的影响。【方法】采用百度街景数据,利用DeepLabV3+神经网络模型,对天津市市内六区街道的物质空间要素进行分割,使用ArcGIS软件对空间分布特征进行可视化处理,结合数理统计分析结果,探讨USGGS与行人视觉感知之间的关系。【结果】USGGS聚类呈现向心聚集型的空间分布特征,城市主干道及快速路的行人视觉感知空间分布特征较为同质化,空间异质化现象集中出现在街道断面狭窄的生活型街道以及商业型街道。不同聚类的USGGS不仅对行人视觉感知有不同程度的影响,也与场所属性以及绿化空间位置密切相关。【结论】提升城市街道环境质量需要考虑行人视觉感知水平。合理的USGGS配置以及适当的种植点位能够更好地适应周围场所的属性,促进城市公共空间与城市街道绿化的有机融合,助推城市更新工作的精细化管理,提升城市人居环境质量。
【目的】在空间信息模型、三维实景和数字孪生城市技术快速发展的背景下,城市信息模型构建的方法和标准已获得广泛应用。绿地植被作为生命体,其分枝形态和生长过程有别于其他基础设施类型,基于构件的传统信息模型并不能满足绿地的数字化需求。针对绿地特征,提出城市绿地信息模型构建方法,用于城市绿地的规划设计和管理评估实践。【方法】通过对国内外现有数字信息模型标准中绿地相关部分的总结和分析,结合不同应用需求,从模型组成部分、数据逻辑和评估应用途径3个方面,探讨适用于城市绿地信息模型的表达方式。【结果】城市绿地信息模型的组成部分包括空间几何模型和属性关联模型,模型各部分需要基于不同绿地的需求进行针对性的数据结构化表达。城市绿地信息模型的数据逻辑包含细节层级划分、三维模型构建和生长过程模拟3个部分。在评估分析方面,城市绿地信息模型可以满足三维绿量指标计算、三维景观格局分析和三维空间生态系统服务评估的实践需求。【结论】基于城市绿地信息模型的构建需求,可以建立相应的框架,并提出针对性的解决方案和发展途径,包括建模标准构建、共享平台开发和生成算法研究3个途径。
【目的】随着高密度建成区的扩张,作为消散空气污染与积热重要途径的城市通风环境面临着不同程度的威胁。依据不同规划目标对城市通风环境进行动态模拟,识别其变化趋势,为建设“凉爽城市”、保障城市可持续发展提供指导。【方法】以太原都市区多时序高精度数据为基础,从地表气压梯度、地表粗糙度和地表起伏度3个维度构建城市通风环境评价指标体系,分析城市通风环境变化趋势,并基于自然发展、耕地保护与生态优先3种用地情景,通过随机森林模型模拟2030、2040、2050年多情景下的城市通风环境。【结果】通风环境主要受粗糙度长度和地表温度梯度的影响;研究区域通风环境在2000—2020年整体呈恶化趋势,尤其在中心城区与晋中市之间;相比于耕地保护情景,生态优先情景对极好与较好等级通风环境面积的增加有更积极的影响;依据通风环境在不同情景下的差异,因地制宜地提出城市通风优化策略与规划建议。【结论】结合城市通风环境评价指标体系与随机森林模型模拟城市通风环境的动态变化,得到3条核心结论:1)林地与水域作为绿色基础设施对城市通风起着关键作用;2)平原耕地作为自然冷源和人为热源之间的过渡空间,是形成风廊的重要载体;3)城市规划应权衡建设用地扩张与良好的通风空间保护之间的关系。提出风景园林城市气候优化策略,可为建设韧性城市提供理论支持与实践指导。
【目的】城市蓝绿空间对缓解高密度城区热岛效应具有重要作用。优化蓝绿空间景观格局作为存量发展时代改善城市热环境的重要途径,探讨蓝绿空间景观格局演变对降温效应的影响,有助于从全局角度制定缓解城市热岛效应的蓝绿空间景观格局优化策略。【方法】以西安中心城区为研究区域,选取6个典型景观格局指数解析研究区域2013—2023年蓝绿空间景观格局的演变特征,采用空间自相关分析和多尺度地理加权回归(multi-scale geographically weighted regression, MGWR)模型分析蓝绿空间景观格局与地表温度等级变化的空间关系,揭示研究区域蓝绿空间景观格局演变对降温效应的影响。【结果】1)2013—2023年,西安中心城区蓝绿空间景观格局指数变化显著。2)西安中心城区地表温度等级变化呈“北高南低”的空间分布特征,中心区域地表温度等级的变化幅度不明显,低温区主要集中在灞桥区的南部地区。3)景观格局指数变化与地表温度等级变化之间的关系在空间分布上存在不均匀性:在中心城区高密度区域,面积小且形状复杂的蓝绿空间的降温效应较好;中心城区外围大面积蓝绿空间的连接度越高越不利于降温;大型水域附近形状规则且连接度高的蓝绿空间有助于降低地表温度。【结论】2013—2023年,西安中心城区地表温度等级变化与蓝绿空间景观格局指数变化之间相关性显著且存在较强的空间异质性,蓝绿空间的面积、形状、聚集度等对地表温度等级变化的影响存在差异,针对区域特征制定相应的蓝绿空间优化策略有助于提升蓝绿空间降温效应。
【目的】高海拔城市生态系统对人为干扰具有特殊敏感性,其生态服务价值(ecosystem service value, ESV)与人类活动强度(human activity intensity, HAI)的耦合规律尚未明晰。揭示拉萨市中心城区ESV与HAI的时空交互特征,阐明快速城市化进程中ESV的响应阈值,可为高海拔城市生态安全格局优化提供定量依据。【方法】基于2007—2022年土地利用遥感影像数据,在0.5 km×0.5 km格网尺度下运用生态系统服务价值评估模型、生态服务价值流向损益模型、人类活动强度指数评估模型和双变量局部空间自相关分析法,探讨拉萨市中心城区ESV的时空变化特征及其与HAI的关联性。【结果】1)2007—2022年拉萨市耕地和绿地小幅减少,城市建设用地大幅增加,土地类型转换以由耕地和草地转为城市建设用地为主;2)2007—2022年拉萨市中心城区ESV呈下降趋势,共减少
【目的】探究老年人在城市公园中的绿地感知与绿地活动特征间的非线性关系,旨在为公园适老化建设和设计提供科学依据。【方法】在福州市的5个城市公园绿地中,对具有一定思考和语言表达能力的老年人进行关于绿地感知与绿地活动特征的问卷调查,对收集到的有效数据进行相关性分析,并基于XGBoost可解释性机器学习算法构建模型,探究绿地感知各指标对绿地活动特征各指标的相对重要性及指标间的非线性关系。【结果】1)空间归属感、生态环境质量、空气质量、休憩设施合理性、健身设施合理性和绿地品质是影响老年人绿地活动特征的重要因素;2)老年人在城市公园绿地中的每周活动频率、时长、活动类型丰富度及活动总量与情感、物理环境、设施三大感知特征之间存在显著的非线性关系;3)揭示了变量间复杂的非线性关系,明确了不同变量的边际效应和临界值,例如生态环境质量对老年人绿地活动每周活动时长、每周活动总量的倒U型效应。【结论】从非线性视角明确了各绿地感知指标在老年人绿地活动特征中的权重及边际效应,为理解老年人绿地活动的驱动机制提供了新的理论视角,拓展了环境舒适度与绿地活动特征关联性的研究框架。同时,为城市公园绿地的适老化设计与优化提供了实践建议,有助于推动城市公园的适老化更新,促进绿色空间的高质量建设,并最终推动老年人健康福祉与社会可持续发展。
【目的】探究福州市儿童友好城市街道空间感知对居民(特别是儿童及其监护人)情绪的影响机制,揭示街道设计要素与居民情绪间的复杂关联,为儿童友好空间的精细化营造提供理论支撑与设计路径。【方法】融合百度街景、社交媒体用户生成内容及政府投诉数据,构建多源数据集;采用CNN-BiLSTM混合模型进行居民情感分析,结合XGBoost回归算法建模和SHapley加性解释方法,解析交通流量、视觉复杂度、空间安全感知、栅栏占比等12项景观指标对居民情绪感知的非线性作用。通过图像语义分割、人机对抗评分框架量化街道环境特征,利用SHAP贡献值揭示关键指标的边际效应与交互关系。【结果】交通流量、视觉复杂度、空间安全感知和栅栏占比4项指标构成核心驱动层,其解释力显著高于其他指标。揭示指标之间协同作用机制:1)交通流量指标存在双阈值效应;2)视觉复杂度指标值在0时为居民情绪转折点,视觉复杂度过高导致居民情绪下降;3)儿童绿视率指标与空间安全感知发展才能有正向情绪驱动。【结论】基于街道空间对居民情绪的作用机制,提出儿童友好城市街道三级优化路径:1)交通流量与居民情绪呈非线性影响,需分级管控,通过趣味化街道设计拓展儿童活动空间;2)建立空间安全感知与儿童绿视率的协同优化机制,完善基础设施与标识系统;3)视觉复杂度存在阈值效应,建议采用互动装置艺术实现场景活化;4)平衡街道天空开阔率与建筑占比。为构建儿童友好型城市提供了新的理论依据。
【目的】地处黄土高原黄河流域的传统村落承载着延续千年的黄河文化,映射着人地关系演变与地域文化特征,是历史文脉与遗产价值传承的重要媒介,深化对其空间结构特征的认知,是推进乡村聚落遗产保护与传承的重要基础。【方法】以晋西沿黄地区33个传统村落为样本,基于空间句法构建空间轴线模型,使用角度线段分析方法建构十字星型模型,运用K-Prototype混合聚类分析方法,对样本村落空间结构特征属性进行归类。【结果】建构出33个传统村落的空间轴线模型,定量测度样本村落全局-局部空间的协同度、可理解度、可达度,识别空间结构的差异化特征;对比分析样本村落的前景-背景网络的可达度与结构化程度,解析村落空间建构与适应情况;将样本村落空间结构归纳为局部建构型、交通融合型、向心协同型3类。【结论】揭示了传统村落全局-局部、前景-背景空间结构特征与行为活动的内在关联,为乡村聚落遗产保护与传承实践提供优化依据,且为传统村落分类施策提供参考。
【目的】以价值整体认知为基础进行历史文化遗产保护利用已成共识,建立区别于单体特征提炼、突出整体特性的认知模式,探究部分是否以及如何在整体特性中发挥作用,为历史文化遗产资源的梳理与整合探索创新路径。【方法】通过文献归纳与演绎,总结文化景观式方法的主要步骤与核心内容,提炼场域理论的内涵与应用逻辑,剖析文化景观场域的内涵与空间实践过程,梳理其中的行动者并凝练出场域本体模型,完成文化景观场域的认知与建构。【结果】基于文化凝聚力的场效应与作用机制,揭示场域关联表征,提取文化景观场域组织结构与运行机理的形式化描述思路,最终建立具有可操作性的文化景观场域阐释框架。【结论】补充以关联性为首要考量因素的识别与整合方式,串联从关系论出发的文化景观分析逻辑与基于实体论的空间处理实践,推动历史文化遗产资源的整体性保护理念向可操作的空间规划管理方案转化。
【目的】16世纪中叶是明中后期江南私家造园转型的关键节点,但学界对当时园林的典型艺术特征尚未展开进一步讨论。文徵明《金阊名园图》描绘的徐封园(后称紫芝园)是16世纪中叶新建江南园林的代表,对其展开案例研究有助于获取佐证明中后期造园转型的论据,梳理和归纳假山、水体、植物和建筑等造园要素发生的具体变化。【方法】基于图文互证的研究方法对《金阊名园图》所绘园林进行复原,阐析此图展示的造园要素及设计手法,并与16世纪中叶前后其他明代江南园林进行比较,探寻明嘉靖以降造园转型的主要趋势。【结果】《金阊名园图》描绘的徐封园以奢丽风格和社交功能而著称,园内假山、水体、植物和建筑等造园要素既存在异于16世纪中叶以前传统文人园林的特征,也有顺接16世纪中叶至17世纪初造园全盛时期设计语言的现象。【结论】徐封园的局部平面复原与造园要素分析揭示了明嘉靖以降造园转型的2个主要趋势:叠山、理水的程式运用表明江南地区的造园者历经长期探索后逐渐确立广受认可并广泛运用的设计范式;植物、建筑的功能转变源自商品经济推动下园林社交功能的强化。16世纪中叶江南私家造园转型源自社会演变与艺术发展的共同作用,推动该时期江南私家园林的个案研究上升到群像调查,有助于宏观把握明中后期江南造园艺术的时代特征。