孫庚，周興，周雯，李成強，陳杰

(中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長沙 410083)

0 引言

商業(yè)街道在城市公共空間中扮演者十分重要的角色，既是重要的城市開放空間，又是人們進行商業(yè)活動的重要場所。對商業(yè)街道的公共空間品質(zhì)進行分析評價，有助于提升城市形象和公共生活質(zhì)量，具有十分重要的意義[1]。

目前，街道公共空間品質(zhì)的研究主要分為兩類，分別是公共空間品質(zhì)指標的研究和公共空間品質(zhì)評價。其中，公共空間品質(zhì)指標的研究指的是確定影響街道品質(zhì)的因素，并使用一定的方法，測量評估該因素。周進等[2]較早探索了城市公共評價指標的研究；Robinson[3]從主觀評價的角度，構(gòu)建了城市設(shè)計質(zhì)量評價體系；唐婧嫻等[4]以行人停駐意愿來反映街道空間品質(zhì)的整體情況；王彥春等[5]采用定性與定量相結(jié)合的方法，構(gòu)建了以物質(zhì)要素為主要評價對象的城市街道空間品質(zhì)評價體系；唐婧嫻等[6]構(gòu)建了綠視率、界面圍合度、街道開敞度和機動化程度四個大城市街道空間品質(zhì)指標。這些評價體系都從不同的角度對街道品質(zhì)的因素進行探討分析，積累了很多可供參考的街道品質(zhì)評價的指標體系。街道空間品質(zhì)評價的研究也取得了一定的進展。李智等[7]在對街景圖片分類的基礎(chǔ)上，基于城市收縮理論，對街道品質(zhì)的變化進行了分析評價；甘欣悅等[8]將機器學(xué)習(xí)方法與人工打分相結(jié)合，量化評價了北京歷史街道的非正規(guī)性；徐磊青等[9]對研究數(shù)據(jù)進行相關(guān)分析，探討了步行者活動量與街道空間特征之間的關(guān)系；姜蕾[10]則對街道環(huán)境特征和人群活力的聯(lián)系進行了探索。但是，這些研究一般都是使用街景圖像、POI數(shù)據(jù)或地圖數(shù)據(jù)，以人的視角記錄城市的立體剖面景象以及用戶交互內(nèi)容?；谶@些數(shù)據(jù)的街道品質(zhì)評價往往是針對街道的局部狀態(tài)，對街道公共品質(zhì)進行量化分析，而遙感影像從高空以鳥瞰的視角記錄城市面貌，從整體視角為人們帶來城市的直觀感受，是街道品質(zhì)信息的重要來源，卻未得到很好的利用。

因此，本文充分利用遙感影像以及街景圖像、POI數(shù)據(jù)、地圖等數(shù)據(jù)，基于代表性指標體系，進行局部-整體角度的商業(yè)街道品質(zhì)聯(lián)合評價。具體基于層次分析法和多元線性回歸對街道品質(zhì)進行評價，并在此基礎(chǔ)上對三條街道品質(zhì)進行對比分析。

1 區(qū)域及數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)域

本文選取長沙市的黃興街、太平街和麓山南路街道及其周邊輻射范圍30 m以內(nèi)的區(qū)域作為研究對象。其中，黃興街是長沙最著名的步行街，是集購物、休閑、娛樂、餐飲、文化及旅游等多項功能于一體的綜合性場所，全長838 m。太平街是長沙古城保留原有街巷格局最完整的一條街，是以老字號、字畫、民族工藝品、文化休閑產(chǎn)業(yè)、特色旅游產(chǎn)品為主的江南小街，全長375 m。麓山南路貫穿湖南三所知名高校，是一條新改造完成的，具有濃厚文化氣息的大學(xué)城商業(yè)街，全長2 500 m。基于街段的均好性與完整性，本次研究將黃興街和太平街各劃分為兩段，共三個研究區(qū)域。麓山南路劃分為南中北三個大段，每個大段又里被分為三個小段共計九個研究區(qū)域，如表1所示。

表1 研究區(qū)域分段及范圍

1.2 研究數(shù)據(jù)

本文的研究數(shù)據(jù)主要包括街景數(shù)據(jù)、問卷數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)、遙感影像。

1)街景數(shù)據(jù)。利用騰訊地圖API獲取研究區(qū)域的街景圖片，每隔約10 m獲取一張，一共得到241張街景圖片，部分街景圖片如圖1所示。

圖1 街景圖片示例

2)問卷數(shù)據(jù)。通過發(fā)放100份問卷調(diào)查，獲得大眾對于各個商業(yè)街道品質(zhì)微觀評價指標及其因子間的相對重視程度，部分調(diào)查結(jié)果如圖2所示。

圖2 空間視覺感問卷調(diào)查結(jié)果

3)POI數(shù)據(jù)。利用高德地圖API獲取黃興街、太平街和麓山南路兩側(cè)50 m范圍內(nèi)的POI點位，包括名稱、類型、坐標信息，數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 部分POI數(shù)據(jù)

4)遙感影像。從天地圖獲取三條研究街道的遙感影像并按照研究區(qū)域進行裁剪。和價格昂貴的無人機影像相比，地圖數(shù)據(jù)具有免費、獲取方式簡單的優(yōu)點。而且，其分辨率可以達到米級，完全能夠滿足目視解譯的需要。部分遙感影像數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 遙感影像示例

2 街道品質(zhì)評價

2.1 評價指標

影響街道品質(zhì)的影響因素有很多，在借鑒前人工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)黃興街、太平街、麓山南路三條典型商業(yè)街道的實際情況構(gòu)建了本文街道品質(zhì)的評價指標體系，主要包括商業(yè)街道品質(zhì)“整體指標”和“具備指標”，具體的單項指標分別如表3和表4所示。

表3 商業(yè)街道品質(zhì)整體評價指標體系

表4 商業(yè)街道品質(zhì)局部評價指標體系

1)局部評價指標量化。區(qū)位條件通過在高德地圖中用測距工具直接測量街道中心到大型綜合商業(yè)體的直線距離。步行可達性在高德地圖中以街道中心為圓心，搜索出半徑為1 000 m范圍內(nèi)公交站點的數(shù)量。周邊地塊開發(fā)強度利用遙感影像目視解譯出建筑物所占研究區(qū)域的比例。規(guī)模因子由遙感影像目視解譯出商業(yè)建筑物得到。功能混合度與功能密度分別表示相應(yīng)街道中POI類別的混合度與POI數(shù)量的密度。公共服務(wù)設(shè)施是指街道公共服務(wù)類別的POI數(shù)量與街道長度的比值。視覺感受因子利用街景圖像依托城室科技平臺(https：//www.citorytech.com/)，利用監(jiān)督學(xué)習(xí)方法對街景數(shù)據(jù)進行評估。各指標數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 局部評價指標量化數(shù)據(jù)

2)整體評價指標量化。商業(yè)街道品質(zhì)整體指標體系包括活力感、綠視率、擁擠感和通達感。本文通過目標解譯的方法，從遙感影像中獲取綠色植被、道路、彩色區(qū)域、道路的相關(guān)信息，得到各個指標的量化數(shù)據(jù)。部分解譯結(jié)果如圖4所示。

注：1～4列分別代表道路、彩色區(qū)域、建筑物和綠色植被的解譯結(jié)果。圖4 遙感影像人工解譯結(jié)果

根據(jù)圖4中的人工解譯結(jié)果，依據(jù)道路、彩色區(qū)域、建筑物、綠色植被在各遙感影像中所占像素的比例，計算出每種指標的解譯結(jié)果，如表6所示。

表6 整體評價指標量化結(jié)果

2.2 評價方法

1)局部評價。局部評價涉及到的指標較多，為了更好地對街道品質(zhì)進行評價，這里使用層次分析法來判斷商業(yè)街道公共空間局部品質(zhì)。層次分析法(the analytic hierarchy process，AHP)能把復(fù)雜系統(tǒng)的決策思維層次化，把決策過程中定性和定量的因素有機地結(jié)合起來，得到了廣泛的應(yīng)用[11-13]。通過判斷矩陣的建立、排序計算和一致性檢驗，最后得到具有說服力的結(jié)果。下面詳細介紹該方法。

(1)構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣的構(gòu)造一般采用一致矩陣法也稱為1～9 比率標度法(表7)。該方法將因素兩兩相互比較并在對比時采用相對尺度，這樣做能盡可能減少性質(zhì)不同因素相互比較的困難，提高結(jié)果的準確度。

表7 判斷矩陣標度及其含義

一般地，隸屬于指標Ai的指標Bj(j=1，2，3…，m)，其判斷矩陣為一個m維方陣，判斷矩陣中的元素bij表示在隸屬于Ai的諸指標中，指標i與指標j相比，對于指標j的相對重要性程度。例如，認為bi比bj同樣重要，則bij=1，bji=1；認為bi比bj稍微重要，則bij=3，bji=1/3，…。然后，采用一致矩陣法依據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果，將表5中的商業(yè)街局部品質(zhì)指標體系中隸屬于同一指標的各指標之間的相對重要性進行比較，形成了判斷矩陣。各指標的判斷矩陣如表8至表12所示。

表8 便捷性指標間的判斷矩陣

表9 開發(fā)度指標間的判斷矩陣

表10 功能性指標間的判斷矩陣

表11 空間視覺感指標間的判斷矩陣

表12 一級指標間的判斷矩陣

(2)層次單排序及一致性檢驗。層次單排序是為同一層次因素對于上一層次某因素的相對重要性進行排序，它需要計算出判斷矩陣A的最大特征值及相應(yīng)的標準化的特征向量作為排序權(quán)值。

為檢驗評判判斷思維的一致性，該部分引入判斷矩陣偏離一致性CI與判斷矩陣的平均隨機一致性指標RI的比值CR。即若CR<0.1，則判斷矩陣滿足一致性的要求；否則，就需要修改判斷矩陣，具體檢驗方法參考文獻[14]。

層次單排序及一致性檢驗得到的是同一層元素相對于上一層中某元素的權(quán)重。但是，最終要得到的是最底層中各元素的貢獻率，所以，需要進行層次總排序，得到最底層中各元素對于目標的排序權(quán)重。

(3)各指標權(quán)重計算。各指標權(quán)重輸出及計算結(jié)果使用 MATLAB軟件對構(gòu)造矩陣進行運算獲得，并求解各指標權(quán)重及對矩陣進行一致性檢驗。輸出及計算結(jié)果如表13所示。觀察表中一級指標權(quán)重，可以發(fā)現(xiàn)，空間視覺感的權(quán)重最大，所以，該指標在街道品質(zhì)評價中是最重要的，且該一級指標中的美感感知和街道開闊度也會極大地影響街道品質(zhì)評價。

表13 由判斷矩陣得到的權(quán)重

采用以上 AHP 法確定各測度指標的權(quán)重，街道品質(zhì)指標數(shù)據(jù)作為另一個參數(shù)，最后評分如式(1)所示。

P=∑w*x

(1)

式中：x為各指標的數(shù)據(jù)歸一化結(jié)果。

2)整體評價。以高分辨率遙感影像作為分析對象，采用多元線性回歸方法對商業(yè)街品質(zhì)進行整體評價。采用多元線性回歸的方法能夠準確地量化各個整體指標與商業(yè)街局部品質(zhì)評價結(jié)果間的關(guān)系，可以得到正確的決策結(jié)果。多元線性回歸分析的應(yīng)用十分廣泛[15-16]，許多非線性回歸和多項式回歸都可以化為多元線性回歸來解決。

3 結(jié)果分析

3.1 局部評價結(jié)果分析

按照上文的評價方法，得到三個街道十三個研究區(qū)的街道品質(zhì)局部評價結(jié)果，如表14所示。

表14 街道品質(zhì)局部評價結(jié)果

從商業(yè)街品質(zhì)局部評價得分結(jié)果可以總體得出，商業(yè)街局部品質(zhì)中黃興街>太平街>麓山南路，但黃興街和太平街的得分差距不大，而麓山南路和前二者的差距較大。具體來看，黃興街南段太平街南段、黃興街北段、麓山南路北1段得分結(jié)果較高，均大于0.5，而麓山南路北3段、麓山南路中3段、麓山南路中1段和麓山南路南3段得分結(jié)果較低，均小于0.3。因此，可以得到以下結(jié)論。

1)公共服務(wù)設(shè)施在商業(yè)街品質(zhì)中占重要地位。與黃興街和太平街相比，麓山南路在公共服務(wù)設(shè)施上和二者還有很大的差距。在黃興街和太平街的街道附近有較多的社區(qū)公共服務(wù)中心以及公共廁所，而在麓山南路只有少量的停車場類的公共設(shè)施。但對于商業(yè)街來說，顧客往往選擇步行或者公共交通到達，因此，麓山南路需要增加公交站和地鐵站的數(shù)量，以及更多供顧客步行的通道，同時，增加更多供顧客停留的公共服務(wù)設(shè)施，保障顧客能在商業(yè)街進行適當?shù)男蓍e和休息。此外，麓山南路在POI的功能混合度和功能密度上與前兩條街道也有很大的差距，功能性水平并不高，需要增加商鋪的種類和數(shù)量，提升街道功能性，以滿足消費者們多元化的消費行為。

2)區(qū)位條件是影響商業(yè)街品質(zhì)的重要因素。黃興街和太平街周邊地鐵站和公交站數(shù)量都較多，且都位于長沙市的中心區(qū)域，靠近地鐵一號線和地鐵二號線的交匯點。附近道路四通八達，距離長沙最大的商場國金中心只有不到1 km。而麓山南路，位于湘江以西，交通相對不是很便利。麓山南路上的地鐵站只有一個，但對于麓山南路這樣一條長達2.5 km的商業(yè)街，一個地鐵站顯然是不夠的。

3)街道開闊度是影響顧客對街道進行感知的重要因素。街道開闊度較高的街道會讓行走在其中的顧客對街道有更加積極地評價。黃興街和太平街相比麓山南路街道的開闊度較高，麓山南路的北3段因為道路兩旁的樹木枝葉茂盛，導(dǎo)致該路段的街道開闊度基本為0，商業(yè)街道局部品質(zhì)評分也是所有街道中最低的一個。麓山南路雖然有很多綠色植被，但是植物過多造成了顧客在街道中平視時的視野遮蔽，不僅沒有發(fā)揮植物的積極作用，反而帶來了消極的影響，這說明綠視率的增加是有一定限度的。

3.2 整體評價結(jié)果分析

為了準確地量化各個整體指標與商業(yè)街道局部品質(zhì)結(jié)果間的關(guān)系，從整體角度分析局部的評價結(jié)果并對商業(yè)街品質(zhì)進一步評價。將表14中得到的各商業(yè)街路段的局部品質(zhì)評價結(jié)果作為因變量，把上文量化得到的四種整體評價指標作為自變量進行多元線性回歸，得到的回歸結(jié)果如表15所示(以0.05為檢驗水平，各個變量均顯著)。

表15 街道品質(zhì)整體評價結(jié)果

由表15可得，擁擠感與商業(yè)街道的局部品質(zhì)評分呈負相關(guān)，且負相關(guān)程度較高。活力感、綠視率和通達感呈正相關(guān)，但綠視率的正相關(guān)程度很低，為0.003，接近于0。由此得到以下結(jié)論。

1)商業(yè)街道活動空間是其高品質(zhì)的重要條件。通達感的正相關(guān)結(jié)果和擁擠感的負相關(guān)結(jié)果說明，商業(yè)街建筑間需要留出充足的空間，或預(yù)留出更多供顧客步行的通道，以減小商業(yè)街的建筑物給顧客帶來的擁擠感。在實際生活中，顧客更青睞于乘坐公共交通或步行到達商業(yè)街，而不是駕駛汽車。人行道不僅能讓顧客在商業(yè)街自由漫步放松心情，還能夠增加與外界連接的通路，吸引更多的顧客步行來到商業(yè)街，這和局部評價中的區(qū)位條件的重要性是對應(yīng)的。因此，商業(yè)街附近要盡量修建道路干線，增加公交站和地鐵站的數(shù)量，保證更多的人能夠通過公共交通和步行到達。

2)建筑環(huán)境的活力有利于提升商業(yè)街道品質(zhì)。活力感的正相關(guān)結(jié)果說明商業(yè)街的建筑環(huán)境要富有親和力及活力，不要被過于強勢的外部環(huán)境所壓迫，盡量避免高樓大廈、豪華裝修、醒目的禁止提示等，讓消費者找到賓至如歸的感覺。在建筑上可以使用暖色調(diào)的顏色來提高顧客的興奮度減少疲憊感，如紅色、黃色、橙色等。增加公共服務(wù)設(shè)施數(shù)量、商鋪的數(shù)量和種類也能提高街道的功能性，吸引更多的游客。建設(shè)更多供顧客停留的公共服務(wù)設(shè)施，保障顧客能在商業(yè)街中進行適當?shù)男蓍e和休息，能給顧客帶來回家的感覺，達到提升活力感的目的。

3)商業(yè)街品質(zhì)的提升需要適當數(shù)量的綠色植被。綠視率的正相關(guān)結(jié)果說明商業(yè)街要適當增加綠色植被。綠色植被可以很好地美化環(huán)境、凈化空氣，還能通過綠色植被的布置形成步行空間、休閑坐息空間、小型交往活動空間等，滿足人們的不同需求，形成富有特色的商業(yè)步行街區(qū)。但是，在局部評價中街道開闊度的評價結(jié)果表明，綠視率的提高范圍也是有一定限度的，超過了這個閾值反而會適得其反，這是因為過多的綠色植被會遮擋顧客在街道中平視的視野。此外，還可以通過穿插過渡性停留空間提升街道開闊度和整體的通達感，進而提升商業(yè)街品質(zhì)。例如，可以同時包容過路者短暫的停歇、市民的街邊象棋博弈、年輕人的滑板表演及流浪歌手的臨時駐唱等多元化的行為方式和非組織性圍觀。

4 結(jié)束語

本文利用遙感影像、街景圖像、POI數(shù)據(jù)、高德地圖等多源數(shù)據(jù)，從局部和整體兩個角度對長沙市太平街、黃興街、麓山南路的街道空間品質(zhì)分段進行了定量評價。本文首先使用街景圖像、POI數(shù)據(jù)、高德地圖等交互能力更強的數(shù)據(jù)，量化了便捷性、開發(fā)度、功能性、空間視覺感四個局部評價指標，采用層次分析法得到了客觀性強的街道分段空間品質(zhì)局部評價結(jié)果。接著，構(gòu)建了以活力感、綠視率、擁擠感和通達感為指標的整體評價體系，在遙感影像人工解譯結(jié)果的基礎(chǔ)上對這些指標進行量化，并使用多元線性回歸法對街道品質(zhì)進行了整體評價。

本文的研究結(jié)果表明，建造高品質(zhì)的商業(yè)街需要在建筑間留出充足的空間，而且建筑環(huán)境要親和并富有活力；同時，適當增加綠色植被并設(shè)置足夠數(shù)量的公共設(shè)施；商業(yè)街附近盡量多修建道路干線。此外，與傳統(tǒng)方法相比，高分辨率遙感影像可以作為新的數(shù)據(jù)源成為分析商業(yè)街道的空間品質(zhì)的影響因素新思路和新方法。另外，在今后的工作中，研究者可以考慮把道路周圍區(qū)域的功能產(chǎn)生的影響也納入到對商業(yè)街品質(zhì)評價中，以得到更加全面的評價結(jié)果。