王顥穎 卓 琦 莊大春 吳楊梅 程淑珍

（吉首大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院 湖南張家界 427000）

城市藍(lán)綠空間是指擁有城市中的藍(lán)天、水體與綠色植被的空間面積占比統(tǒng)稱。城市藍(lán)綠空間作為城市景觀生態(tài)的重要組分，是支持城市景觀生態(tài)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)、保障和改善市民高質(zhì)量生活品質(zhì)的關(guān)鍵要素[1-3]。藍(lán)綠空間為市民提供了豐富多彩的生態(tài)空間，增強了城市生態(tài)系統(tǒng)的各種服務(wù)，降低了自然災(zāi)害的風(fēng)險，更重要的是它可以改善和提高居民的身心健康程度[4]?？疾斐鞘兴{(lán)綠空間在空間上的展布格局，分析藍(lán)綠空間在空間上的變異規(guī)律，總結(jié)藍(lán)綠空間與相關(guān)的自然地理要素、經(jīng)濟社會發(fā)展要素之間的關(guān)系，這對于城市的規(guī)劃者、建設(shè)者、生活者來說，都具有重要意義。

營造人與自然和諧相處的生態(tài)文明城市，是全球化時代城市發(fā)展的新潮流。2012年，聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展大會（RIO+20）倡導(dǎo)世界各國建設(shè)“綠色城市”；2016年，香港特別行政區(qū)政府規(guī)劃署提出藍(lán)綠空間概念性框架。綠色城市建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容之一就是規(guī)劃和營造人與自然和諧相處的生態(tài)空間，確保城市的藍(lán)綠空間向更加節(jié)能、更加宜居和可持續(xù)發(fā)展[5]。近十年來，中國城市的管理者、居住者對于城市良好生態(tài)空間的營造日益重視。2018年間，《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》、《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》、《北京市牌匾標(biāo)識設(shè)置管理規(guī)范》等實踐表明國家重視城市藍(lán)綠空間可持續(xù)發(fā)展，明顯增強人民的藍(lán)天幸福感。來自民間的調(diào)查也表明，56%以上北京商務(wù)人士購房時重視具有良好的生態(tài)環(huán)境。擁有開闊視野的藍(lán)天、賞心悅目綠色植被，已經(jīng)成為城市管理者和城市市民的共同愿望。

2000年以來，隨著智能手機等移動智能終端在全球的廣泛普及，研究者們可以通過實地踏勘，運用數(shù)碼相機或手機拍照方式獲取城市藍(lán)綠空間信息，并在街道和小區(qū)尺度上開展深入研究[6-7]。但是，研究者個人實驗所能得到的相片數(shù)量終究有限，并且基于人工目視判讀的方式也極為耗時[8-9]。因此很難推廣應(yīng)用到城市尺度、更加難以推廣到區(qū)域尺度、國家尺度開展研究。也有學(xué)者通過車載激光LiDAR立體掃描三維立體空間結(jié)構(gòu)來獲取信息，探索多源遙感技術(shù)應(yīng)用于城市綠地研究的有效性[10]。提出的街景圖像分類方法對城市綠地視覺價值的定量化表達(dá)提供了新視角，推動城市綠地研究向立體拓展的重要載體是車載激光LiDAR。但LiDAR數(shù)據(jù)的城市天空視域開闊度分析過程復(fù)雜、效率很低、成本過高，無法快速獲取大規(guī)模圖像進行數(shù)據(jù)分析，難以在全球經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)開展推廣應(yīng)用。

20世紀(jì)90年代以來，隨著研究理念和支撐技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，研究人員從基于城市規(guī)劃地圖和市政調(diào)查數(shù)據(jù)的城市綠地數(shù)量統(tǒng)計研究，發(fā)展到基于衛(wèi)星和航空遙感影像數(shù)據(jù)的城市生態(tài)空間分布及其生態(tài)效應(yīng)研究。對城市藍(lán)綠空間信息的提取主要是通過高分辨率的衛(wèi)星遙感監(jiān)測以及城市三維測量和建模來實現(xiàn)。當(dāng)前國內(nèi)外的規(guī)劃導(dǎo)控對城市街道藍(lán)綠空間數(shù)據(jù)采集仍以衛(wèi)星影像為主，大范圍獲取城市自然環(huán)境變化的圖像資料和基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在空間上分布均勻；缺點是成本高、分辨率低。精細(xì)的城市綠地分析通常需要更高空間分辨率和時間分辨率的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，當(dāng)前研究者廣泛使用的免費數(shù)據(jù)源分辨率較低，對于城市研究來說并不適用。此外，受航空管制等原因，無人機航拍監(jiān)測無法在所有城市、所有地區(qū)進行采集地面信息。因此，由于缺乏高空間和高時間分辨率的對地觀測數(shù)據(jù)，大大降低了研究結(jié)果的時空針對性和有效性。但這種自上而下鳥瞰視角無法與從人本視角的感受感官進行對比，而觀察視角的差異則導(dǎo)致研究成果很難直接指導(dǎo)“以人為本”的城市生態(tài)空間營造。

近年來，以 Google、Bing、Baidu、Tencent等為代表的國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)商廣泛地派出信息采集車在全球和中國主要城市開展巡航測量，提供商在城市地圖服務(wù)方面在城市高分辨率衛(wèi)星影像、城市實景照片三位建模方面，取得重大進展。這些互聯(lián)網(wǎng)信息提供商通過街道巡航，積累了豐富的街景照片，為城市研究提供全新的、高清晰的信息源。以百度地圖為例，截止到2019年，百度地圖已經(jīng)在中國372座城市開展了街景照片采集，街景照片總?cè)萘坑?00TB?？紤]到互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)商提供的街景照片具有全方位、多角度的特點；城市科學(xué)工作者從互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)商處獲得數(shù)據(jù)方便快捷，數(shù)據(jù)獲取成本幾乎為零；并且，基于城市街景照片的時間戳信息，還可以進一步分析城市街景的動態(tài)變化規(guī)律。因此，充分利用互聯(lián)網(wǎng)巨頭們積累的衛(wèi)星影像和街景照片，將是未來城市研究的重要的、基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)源。

然而，針對這些海量的街景照片開展分析，則又形成新的技術(shù)關(guān)鍵。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，針對海量衛(wèi)星影像、街景照片開展專題信息提取成為可能，這方面的研究在過去的5年里在全球范圍上獲得長足進展。特別是城市典型景觀庫的不斷豐富和完善，在大范圍區(qū)域內(nèi)，應(yīng)用人工智能方法開展街景照片的信息提取和分析工作。毫無疑問，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的地學(xué)研究中，開展衛(wèi)星遙感土地解譯、高價值目標(biāo)識別、城市功能分區(qū)、城市水體和植被等關(guān)鍵生態(tài)空間信息的提取和評價，已經(jīng)成為地學(xué)分析的一個重要方向。

文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外學(xué)者們利用豐富的街景照片提取藍(lán)綠空間信息，有針對單個城市內(nèi)部的客觀要素構(gòu)成成分、街道可達(dá)性、綠化可見度等；有對大城市進行城市環(huán)境評價研究；簡單地將藍(lán)綠空間與城市居民健康狀況結(jié)合起來的關(guān)聯(lián)分析等開展研究。對于城市藍(lán)綠空間在空間上的多尺度分異規(guī)律、城市藍(lán)綠空間變化與區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展背景因子之間定量關(guān)系的研究，目前還沒有見到應(yīng)用街景照片信息源的相關(guān)研究。