張夢宇 顧重泰 陳易辰 張曉東 ZHANG Mengyu, GU Zhongtai, CHEN Yichen, ZHANG Xiaodong

0 引言

我國古代就有城市色彩的相關實踐，而有意識的現(xiàn)代城市色彩規(guī)劃大約從20世紀90年代開始。近年我國出臺一系列政策標準，指導城市色彩的保存、傳遞、交流和識別等。

2017年4月，住建部發(fā)布《城市設計管理辦法》，提出重點地區(qū)城市設計應當塑造城市風貌特色，并確定建筑色彩的控制要求。同年10月，《歷史文化名城名鎮(zhèn)名村保護條例》經修訂后正式發(fā)布，規(guī)定歷史文化街區(qū)、名鎮(zhèn)、名村核心保護范圍內的歷史建筑應當保持原有的高度、體量、外觀形象及色彩等。2020年4月，住建部和發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布《關于進一步加強城市與建筑風貌管理的通知》，旨在延續(xù)城市文化，加強對建筑色彩、空間環(huán)境等方面的要求。同時，自然資源部發(fā)布《國土空間規(guī)劃城市設計指南》，要求在總體規(guī)劃中對中心城區(qū)城市天際線、色彩等要素進行系統(tǒng)構建，提出導控要求；在詳細規(guī)劃中，加強對建筑體量、界面、風格、色彩、第五立面等要素的管控。從中可以看出，將城市色彩納入城市設計的管控要素，是延續(xù)城市歷史文脈、塑造城市風貌特色的重要手段。在新的國土空間規(guī)劃體系下，不僅要關注建筑色彩和空間環(huán)境，還應結合規(guī)劃層級進行系統(tǒng)構建，實現(xiàn)城市色彩的整體引導和管控。

1 國內外城市色彩相關研究

1.1 城市色彩相關理論

國際上，20世紀上半葉歐洲出現(xiàn)“色彩調整方法”，意大利、英國、美國、日本等國開展了城市環(huán)境和建筑色彩的規(guī)劃設計工作[1]。這些研究受到“色彩地理學”的影響，從自然色彩、環(huán)境色彩等方面進行設計實踐。例如，意大利都靈圍繞街道和廣場，建立“色彩數(shù)據庫”，利用流行色制定城市推薦色彩圖譜[2]。日本將建筑色彩拓展到城市景觀，從“協(xié)調”與“特色”兩大角度提出城市色彩的管控方法[3]。我國以“城市”為視角的色彩研究起步較晚，早期研究為1999年宋建明教授所著的《色彩設計在法國》，之后不同學者發(fā)展了城市色彩理論。例如，尹思謹[4]提出城市色彩景觀規(guī)劃設計的理論框架，崔唯[5]論述了城市環(huán)境色彩規(guī)劃的構成要素，張長江[6]提出預測、引導、調節(jié)的色彩管控方法，王京紅[7]提出用色彩表達人的體驗等。

近年來，隨著信息技術的高速發(fā)展，大數(shù)據的方法被廣泛運用到城鄉(xiāng)規(guī)劃領域，不同學者嘗試對城市空間及環(huán)境品質進行數(shù)字化轉譯。例如，許雪琳[8]提取色彩SHL參數(shù)進行由孟塞爾色彩體系向SHL色彩體系的數(shù)字化轉譯，提出廈門城市色彩數(shù)字化精準管控。龍瀛[9]通過街景圖像測量北京封閉社區(qū)周圍及內部公共空間，評估微公共空間的價值。這些研究對城市色彩規(guī)劃的理論框架和技術方法起到重要的推動作用，但是目前基于圖像信息對城市色彩量化計算的研究仍然較少，存在數(shù)據精度和計算方法的諸多問題，亟待進一步研究探索。

1.2 城市色彩相關實踐

我國已有多個城市編制了城市色彩規(guī)劃，在數(shù)據采集方法和管控措施等方面進行實踐（見表1-表2）。北京從2000年開始通過多項規(guī)劃工作和多部法規(guī)條例，保護和改善北京色彩風貌，這些法規(guī)條例主要涉及歷史文化名城的保護工作。2017年，《北京城市總體規(guī)劃（2016年—2035年）》獲批，將城市色彩提高到總體規(guī)劃層面，發(fā)布了北京城市基調與多元化研究成果報告、白皮書和資料匯編，各分區(qū)也開始制定城市設計導則，包含城市色彩專題。這些文件的出臺對北京城市色彩管理起到重要的推動作用?？v觀我國城市色彩規(guī)劃的編制和實施，仍然存在以下問題。

表1 中國城市色彩規(guī)劃現(xiàn)狀Tab.1 Current situation of urban color planning in China

表2 新興數(shù)據和方法支持的色彩分析與實踐Tab.2 Color analysis and practice supported by emerging data and methods

（1）色彩基礎數(shù)據匱乏，尚未形成系統(tǒng)數(shù)據庫。目前我國城市色彩數(shù)據主要通過實時影像拍攝和物卡比對的方式進行采集，采集數(shù)據有限，精度參差不齊。雖然個別城市已引入大數(shù)據的方法，但未形成完整的技術方案，無法支撐數(shù)據庫的系統(tǒng)建設。

（2）不同數(shù)據存在自身的局限性，數(shù)據之間缺乏有效關聯(lián)。大數(shù)據或人工拍照采集的圖像數(shù)據與真實環(huán)境色彩相比存在偏色、比例失真等問題，難以保證數(shù)據的準確性；物卡比色的方式則耗時耗力。不同方法采用不同的色彩空間導致數(shù)據之間無法關聯(lián)。

（3）未形成科學的管控方法，色彩規(guī)劃實施困難。目前，城市色彩規(guī)劃主要通過色彩總譜和分區(qū)分譜的方式進行管控，這些專家導向型的色譜與實際建成環(huán)境存在較大差異。因此，構建復雜色彩系統(tǒng)，適應真實環(huán)境，建立自上而下的城市決策與自下而上的城市建造之間的關系是亟待解決的問題。

2 基于CAS理論的城市色彩系統(tǒng)體系構架

2.1 色彩系統(tǒng)的理論認知

對于個體色彩感知來說，好的城市色彩是種審美體驗，是獨特的、創(chuàng)造性的、不可重復的，但對于群體來說，卻存在共同的體驗[15]。城市色彩及其演化規(guī)律不能通過其構成要素的簡單相加來理解，必須以不可分割的整體觀、相互聯(lián)系的有機觀、每個要素的能動觀來重現(xiàn)城市的復雜性[16]。結合物理學家韋斯特[17]的規(guī)模法則，復雜系統(tǒng)可進行量化和預測，促使了社會物理學在城市量化領域的發(fā)展。因此，以經典物理學方法對城市色彩的構成層次和要素進行功能性剖析而形成的色彩圖譜往往實施困難。針對上述問題，本文引入復雜適應系統(tǒng)（CAS）理論，借助復雜性科學對于系統(tǒng)耦合及系統(tǒng)適應性的關注[18]，在剖析色彩層次和要素功能的基礎上，建立不同色彩要素之間和不同規(guī)劃層級之間的相互聯(lián)系，利用大數(shù)據的方法更大范圍、更小顆粒識別色彩要素，自下而上形成色彩系統(tǒng)適應規(guī)劃實施，為色彩數(shù)據庫的運用和推廣奠定理論基礎。

在復雜適應系統(tǒng)中，城市色彩基于主體①主體：CAS由大量具有主動性的元素組成，這些主體無論在形式上還是性能上都各不相同。不同的CAS過程具有不同的時間尺度，但適應的概念可以應用于所有的CAS主體。、介主體②介主體：主體通過聚集可以形成更高一級的主體——介主體，這些介主體的相互作用通常可以用它們的聚集特性很好地描述出來。和適應③適應：在CAS中，任何特定的適應性主體所處環(huán)境的主要部分都由其他適應性主體組成，所以，任何主體在適應上所做的努力就是要去適應別的適應性主體。這個特征是CAS生成的復雜動態(tài)模式的主要根源。，形成4個特征和3個機制④7個基本點：包括對所有CAS都通用的4個特性和3個機制，4個特性為聚集、非線性、流、多樣性，3個機制為標識、內部模型、積木。[19]，明確主體、介主體和運行機制是構建色彩系統(tǒng)的基礎。色彩主體即“色彩基因”，對于城市來說，“色彩基因”可以分為建筑本體、景觀綠化、路面鋪裝等。對于單體來說，建筑本體可以分為建筑部位、建筑構件等。不同構件組成不同建筑，不同建筑組成不同街區(qū)，不同街區(qū)組成城市整體，形成不同層次的介主體?！吧驶颉焙徒橹黧w的適應性體現(xiàn)在與色彩環(huán)境的協(xié)調度。色彩系統(tǒng)中，標識是指普遍存在的特性，它為色彩集聚提供了邊界，例如一定區(qū)域的主題色，該邊界為模糊邊界；內部模型是色彩系統(tǒng)的核心技術；積木機制是色彩更新機制，如自然選擇和動態(tài)學習。

2.2 色彩系統(tǒng)的體系架構

（1）總體原則

在明確主體和機制的基礎上，城市色彩作為復雜系統(tǒng)應充分適應城市發(fā)展機制，關注主體施色特征，協(xié)調與環(huán)境的關系。因此，系統(tǒng)構建需遵循以下原則：①整體性原則：色彩系統(tǒng)應將城市作為整體來考慮，感知內容包括整體標識、運行機制、主體屬性及其環(huán)境關系等；②多樣性原則：感知對象盡可能涵蓋多主體，包括不同建筑本體、景觀綠化、路面鋪裝等；③地域性原則：結合色彩地理學，充分考慮地理氣候、經濟社會、文化風俗等因素的影響；④可量化原則：量化色彩感知，選取易獲取數(shù)據；⑤數(shù)據兼容性：充分發(fā)揮新數(shù)據對傳統(tǒng)數(shù)據的補充作用，考慮多源數(shù)據之間的兼容性和轉化關系；⑥以人為本：充分關注市民需求與個人價值的實現(xiàn)。

（2）系統(tǒng)架構

基于以上理論，構建城市色彩系統(tǒng)框架，包括系統(tǒng)要素、系統(tǒng)運行、運行結果和對應規(guī)劃層級。首先，在主體和介主體的基礎上，將色彩系統(tǒng)分為宏觀、中觀、微觀層面，對應規(guī)劃管控層級。宏觀層面對應城市整體，中觀層面對應城市街區(qū)，微觀層面對應城市建筑。其次，依據城市設計理論，將不同層級系統(tǒng)細分為不同要素，構建縱向銜接關系，城市整體和城市街區(qū)細分為色彩廊道、色彩片區(qū)、色彩節(jié)點、色彩標識等；城市建筑細分為建筑本體、景觀綠化、路面鋪裝等。結合復雜適應系統(tǒng)機制，明確色彩系統(tǒng)的運行方法和運算結果，其中運行方法主要包括色彩感知、色彩校正、協(xié)調度評估，不同層級采用相應的運算方法識別色彩要素特征。建筑層面通過色彩感知和色彩校正識別單體要素的施色特征；街區(qū)層面在建筑層面的基礎上總結街區(qū)空間特征，通過色彩協(xié)調度評估單體與環(huán)境的關系，提煉街區(qū)主題色和代表性單體顏色，評估其色彩搭配；城市層面結合公眾參與，考慮區(qū)域屬性，如文化、氣候、材質等，識別整個城市的色彩空間秩序。該色彩系統(tǒng)建立了要素與整體的關系，充分適應規(guī)劃層級，在主體識別的基礎上，更加關注環(huán)境的協(xié)調關系，是認識論上的轉變。在色彩系統(tǒng)框架下，色彩管控有4個核心工作：①完善感知方法，適應城市設計體系；②細化運行技術，強化應用路徑；③搭建公眾參與機制；④實現(xiàn)年度監(jiān)測。本文將圍繞色彩管控的4個核心工作展開進一步探討（見圖1）。

圖1 基于CAS理論的城市色彩系統(tǒng)體系架構Fig.1 Architecture of urban color system based on CAS theory

3 城市色彩系統(tǒng)適應城市設計體系

本文引入數(shù)據增強設計理論優(yōu)化色彩系統(tǒng)框架下的色彩管控路徑。數(shù)據增強設計（DAD）強調以定量城市分析為驅動，為規(guī)劃設計的全過程提供調研、分析、方案設計、評價、追蹤等支持工具的方法論[20]。本文結合數(shù)據增強設計方法論，擬定并實踐城市色彩總體設計階段、街區(qū)控規(guī)分區(qū)管控階段、建筑設計引導階段和城市色彩實施評估階段4個層面的城市色彩系統(tǒng)應用方法（見圖2）。

圖2 城市色彩系統(tǒng)適應城市設計體系Fig.2 Urban color system adapts to urban design system

3.1 城市色彩總體設計階段

在城市色彩總體設計階段，傳統(tǒng)工作模式是通過人工對重點建筑進行采樣，提出整體意向和分區(qū)管控原則。數(shù)據增強框架下的城市色彩設計，首先通過大規(guī)模街景色彩感知和分區(qū)域調研校正的方式批量獲取單位尺度（如以10 m為單元）的城市色彩樣本；其次，基于協(xié)調度認知和指標測算對問題區(qū)域進行初篩；最后，將現(xiàn)行“城市映像式”規(guī)劃原則進一步細化到空間管控單元，使得總體城市設計有空間落位的基礎抓手。

3.2 街區(qū)控規(guī)分區(qū)管控階段

控規(guī)分區(qū)管控階段色彩管控的傳統(tǒng)方式是將色彩納入引導性指標，在方案實施階段由專家介入，然而該方式對于色彩評價存在一定主觀性。數(shù)據增強框架下的城市色彩設計，首先是形成穩(wěn)定的色彩管控指標，以孟塞爾（Munsell）的色相、明度、彩度等色彩形態(tài)變化指標對其進行量化，增加了人眼視覺的可讀性；其次是形成將認知映像轉化為客觀指標的方法。針對色彩協(xié)調值評估，將以往管控中傾向于主觀感受的概念進行量化。最后是基于現(xiàn)狀色彩的分級管控方式，通過色彩聚類方法和神經網絡聚類方法將大范圍城市色彩進行聚類評估，同時提供個性建筑主體色、輔助色、點綴色的彈性設計空間。

3.3 建筑設計引導階段

在以往的建筑設計引導色彩管控中以專家建議的形式開展，色彩引導存在較大的主觀性。數(shù)據增強框架下的城市色彩設計在完成控規(guī)分區(qū)導引的基礎上，具備了空間傳導（百米尺度）和穩(wěn)定指標（Musell色彩體系）傳導的技術基礎。此外，針對街道的協(xié)調性評價可精細到10 m單元。基于網絡數(shù)據庫積累的城市街景基礎數(shù)據為建筑色彩的歷史回溯提供了有效手段，拓寬了以往城市色彩關注單一空間或典型案例的分析維度。

3.4 城市色彩實施評估階段

城市色彩實施評估往往隨著重點項目的開展以典型案例形式“附加式”進行。數(shù)據增強框架下的城市色彩設計依托歷年街景數(shù)據和自主采集數(shù)據的積累，具備開展持續(xù)性色彩監(jiān)測評估的技術基礎。對于街道問題區(qū)域的發(fā)現(xiàn)可通過人工智能目標識別的方式，宜在專家評估專項專題之前進行。此外，“基調色、其他代表色”和“主體色、輔助色、點綴色”組成的便攜式色卡可作為規(guī)劃基層（如責任規(guī)劃師）實施監(jiān)督管理的依據。

3.5 技術方法及應用路徑

色彩系統(tǒng)的技術方法及應用路徑主要包括以下幾個步驟。首先，明確識別不同層次色彩數(shù)據的獲取路徑。其次，通過色彩感知、色彩校正和色彩評估進行數(shù)據計算：色彩感知結合大數(shù)據和傳統(tǒng)數(shù)據的特征，限定感知方法和獲取精度，利用計算機算法提取色值；色彩校正通過色彩空間轉換和修正系數(shù)的方法實現(xiàn)不同路徑的關聯(lián)；色彩評估基于色彩協(xié)調值，進行主體與環(huán)境適應性評價。最后，依據城市設計理論，結合第三方評估和公眾參與，形成色彩管控建議色譜，可運用于城市更新或街區(qū)治理。

4 北京王府井街區(qū)色彩感知與管控

本文以“首都功能核心區(qū)—東華門街道—王府井街區(qū)”為例進行方法驗證。北京老城區(qū)王府井街區(qū)歷史悠久，形成以王府井大街為軸線的棋盤式道路網格局。20世紀末，街區(qū)堅持規(guī)劃先行，開展了三期城市設計整治工程，保留傳統(tǒng)商鋪、延續(xù)原有肌理、整治建筑立面與街道空間環(huán)境。當前，為進一步落實《北京城市總體規(guī)劃（2016年—2035年）》《首都功能核心區(qū)控制性詳細規(guī)劃（街區(qū)層面）（2018—2035）》，東城區(qū)政府編制了《王府井商業(yè)區(qū)更新治理規(guī)劃》以推進解決街區(qū)更新治理的難點問題。在新一輪更新治理規(guī)劃中，引入城市色彩數(shù)據庫系統(tǒng)，通過對街區(qū)尺度、街道尺度及建筑尺度的色彩感知，形成空間管控的設計要求，以期對其他領域大數(shù)據增強設計提供借鑒。

4.1 多尺度的色彩感知和設計

基于上述色彩系統(tǒng)，結合城市設計理論，以王府井街區(qū)為研究對象，識別色彩形態(tài)和空間結構，形成街區(qū)更新改造方案。將王府井街區(qū)色彩系統(tǒng)細分為“街區(qū)—街道—建筑”3個層級，街區(qū)層面識別色彩空間秩序形成整體管控要求；街道層面識別色彩廊道和色彩節(jié)點，提出街道立面管控要求；建筑層面通過色彩校正識別節(jié)點施色特征，并依據以上管控要求，細化節(jié)點建筑整治方案。在此基礎上，借助互聯(lián)網平臺搭建公眾參與的長效監(jiān)測機制，最終形成管控建議色譜和實施引導措施。

（1）街區(qū)尺度的色彩標識識別

從街區(qū)尺度識別色彩系統(tǒng)標識，明確色彩空間的主題色，依據主題色出現(xiàn)頻率，劃分基調色和其他代表色，作為街區(qū)色彩空間的統(tǒng)一標準。按照王府井街區(qū)范圍在系統(tǒng)數(shù)據庫中獲取源數(shù)據集進行分析，通過圖片讀取和計算機視覺語義分割提取圖像中的建筑空間，采用色彩平衡處理校正不同角度、光照、方向等帶來的影像失真；基于K-means算法提取每段影像一次聚類色，按照街道朝向進行二次聚類并提取占比排在前10的聚類色，再將不同朝向的二次聚類色進行綜合聚類，最終得到10個占比較大的色彩，作為街區(qū)主題色。根據色彩的出現(xiàn)頻率，將頻率較高的5個色彩定位為基調色，剩余色彩為其他代表色。此外，考慮設備的感知偏差，適當選取無彩度灰色（N）作為補充（見圖3）。

圖3 街區(qū)層面城市色彩感知及分析路徑Fig.3 Urban color perception and analysis path at block level

通過以上方法，得出王府井街區(qū)整體色彩管控要求。王府井街區(qū)基調色以暖色系為主，包括黃色（5Y、7.5Y）、紅黃色（10YR）。明度主要為中高明度6—7，搭配部分低明度2—3的色彩。彩度以中低彩度1—2為主。其他代表色同樣以暖色系為主，包括黃色（2.5Y、5Y）、紅黃色（2.5YR、7.5YR）、紅色（10R）。明度集中在中高明度4—7。彩度變化值較大，從低彩度1—2至中高彩度8均有分布。

（2）街道尺度的協(xié)調度評估

從街道尺度進行協(xié)調度評估，識別色彩廊道的空間特征。按照色相、明度、彩度三要素及色彩心理學相關理論基礎，提出街道層面的色彩協(xié)調度評估方法，分別對沿街立面色彩協(xié)調度進行分析（式（1）、式（2））。

結合色彩心理學相關理論研究，孟塞爾色彩理論中將面積、明度與彩度的關系歸納為（A色的明度×彩度）/（B色的明度×彩度）=B面積/A面積，即：

式中：A，B分別表示兩個顏色；LA、LB分別表示A色、B色的明度；CA、CB分別表示A色、B色的彩度；SA、SB分別表示A色、B色的面積。

簡而言之，高明度、高彩度、小面積的色彩和低明度、低彩度、大面積的色彩對人眼的沖擊是相似的，基于這一理論基礎出發(fā)，本文將街道的色彩協(xié)調度歸納為式（2）。

式中：CH代表色彩協(xié)調值（Color Harmonization Value）；TM表示研究單元內的色彩數(shù)；LA為A色的明度；CA為A色的彩度；SA為A色的面積占比。協(xié)調值為0—100之間的浮點小數(shù)。

以王府井大街為例，采用K-means聚類方法，提取街道立面的色相、明度、彩度，計算得出色彩協(xié)調值。依據協(xié)調值曲線可知，王府井大街存在7個主要的波動折點，圖4中黃色虛線的5個區(qū)域為街道景觀節(jié)點，其協(xié)調值波動符合設計要求；而A、B兩個紅色框線區(qū)域則是由于不協(xié)調的廣告牌帶來的色彩波動，不符合設計要求，應作為整治對象。

圖4 街道立面色彩協(xié)調值曲線Fig.4 Color coordination value curve of street facade

通過以上分析，得出王府井大街立面色彩的評估結論及設計建議。街道整體色彩空間主要通過色相和明度進行統(tǒng)一，變化體現(xiàn)在節(jié)點建筑的彩度波動，波動范圍控制在≤5。大街西側整體協(xié)調，色相統(tǒng)一，以暖色系紅黃色（7.5YR 、10YR）、黃 色（2.5Y、5Y、7.5Y）為主。明度集中在5—7，搭配部分高明度8和少量中低明度3—4的色彩。彩度以中低彩度為主，相對變化較大，峰值主要出現(xiàn)在代表性商業(yè)建筑。但有少量高明度、高彩度冷色系出現(xiàn)在商業(yè)建筑外立面廣告牌上，對街道界面有一定影響，建議調整。大街東側相對協(xié)調，色相以暖色系為主，主要為紅黃色（10YR）、黃色（2.5Y、5Y、7.5Y），較大街西側更多使用冷色系的色彩，主要為玻璃幕墻，對街道界面有一定影響，建議控制使用。明度集中在5—7，搭配部分高明度8和少量中低明度3—4的色彩。彩度主要為低彩度1—3，部分大體量玻璃幕墻建筑出現(xiàn)中彩度4—6（見圖5）。

圖5 王府井步行街色彩協(xié)調度評估Fig.5 Evaluation of color coordination degree of Wangfujing pedestrian street

（3）建筑尺度的施色特征識別

對節(jié)點建筑和標志性建筑進行具體分析，總結景觀節(jié)點的施色特征，并通過街景數(shù)據、拍攝數(shù)據和物卡比色數(shù)據的對比，得出修正系數(shù)，運用于前兩個層次的聚類分析。選取街區(qū)內景觀節(jié)點或代表光環(huán)境類型的重要建筑進行分析，以北京飯店為例進行色彩校正。校正方法以物卡比色數(shù)據為基準，判斷街景數(shù)據和拍攝數(shù)據的偏色情況。可以看出，街景數(shù)據色相準確，拍攝數(shù)據整體偏向黃色；明度普遍偏高1—2個值；中明度紅黃色（YR）彩度吻合，高明度色彩（Y）基本偏高2。因此，對街景數(shù)據進行明度和彩度修正，對補充拍攝數(shù)據進行色相、明度、彩度的修正，修正后的色彩用作聚類分析（見圖6）。經過修正后，指導北京飯店的色彩更新設計。該建筑歷史悠久，作為王府井大街南端點融合了東西方文化，主體色為紅黃色（7.5YR8/4），搭配紅黃色（10YR6/2）和黃色（2.5Y7/2）的輔助色，形成濃郁而不失活潑的色彩風格，在更新設計中需重點延續(xù)色彩風貌，避免周圍建筑的影響。

圖6 單體建筑層面的色彩數(shù)據標定及校準參數(shù)確定Fig.6 Calibration of color data and determination of calibration parameters at the level of single

在節(jié)點建筑施色特征識別的基礎上，依據街區(qū)尺度和街道尺度的管控要求，提出節(jié)點建筑的整治方案，并對整治后的環(huán)境協(xié)調度進行評估。以好友世界為例，該建筑為非代表性建筑，通過拆除高明度高彩度廣告牌，改用低彩度中明度暖色系為主體色，使其協(xié)調值由34降至均值20，與周圍環(huán)境達到協(xié)調。通過王府井大街東西側建筑整治前后的色彩協(xié)調度曲線可以看出，節(jié)點建筑在整治改造后色彩整體趨向穩(wěn)定，好友世界、工美大廈改造后的正向影響顯著（見圖7）。

圖7 王府井東西兩側建筑整治前后色彩協(xié)調值比對Fig.7 Comparison of color coordination values of buildings on the east and west sides of Wangfujing before and after renovation

4.2 色彩管控公眾參與機制搭建

在構建多尺度城市色彩感知與設計的基礎上，搭建基于基層規(guī)劃師與公眾的色彩監(jiān)測和運營反饋制度，以保障色彩規(guī)劃能夠有效落實到基層街道治理，形成重要的色彩管控機制保障。

一是依托大范圍色彩感知編制以街道為單元的責任規(guī)劃師色彩引導冊，以色譜、代表色、基調色、點綴色協(xié)同引導的方式為街道責任規(guī)劃師提供可操作的地方性色彩指引標準，方便基層開展城市管理工作。具體而言，主要是通過大范圍、精細尺度的城市色彩感知和K-means聚類得到更貼合每一個街道基礎建筑色調和高協(xié)調指標的色彩引導冊，將引導冊與現(xiàn)行責任規(guī)劃師制度結合，使得基層規(guī)劃建設有規(guī)則可依、貼近當?shù)噩F(xiàn)實、可落實到具體指標管理上，保障自上而下色彩規(guī)劃的傳導暢通。

二是制作以重要歷史文化建筑、特色建筑、網紅建筑等為故事線的城市色彩普及宣傳冊，使得民眾可以從身邊的建筑理解城市色彩設計的內容，同時針對名片建筑提出保護更新和引導的建議。具體而言，在各區(qū)域民眾對當?shù)亟ㄖ休^深刻認識的基礎上，通過對重要節(jié)點建筑的量化分析，將城市色彩專業(yè)理論與民眾的普遍認識相結合，使其了解規(guī)劃的色彩管控如何落實到日常生活中；民眾認為有不合理之處也可及時提出，形成自下而上的色彩反饋鏈。

三是通過第三方社交網絡平臺對研究區(qū)域進行分析，形成互聯(lián)網第三方視角的大眾點評冊。站在第三方的視角反映游客心目中各個景區(qū)、歷史街區(qū)、網紅景點的建筑色彩具有什么特點，同時大眾評分情況在一定程度上反映了民眾對該地區(qū)建筑風貌的認可度（見圖8）。

圖8 社交網絡平臺重點關注建筑及其色彩分析Fig.8 The social networking platform focusing on architecture and its color analysis

4.3 色彩持續(xù)監(jiān)測管控方法應用

在開源街景數(shù)據基礎上及自主采集技術逐步完善的當前，對于城市色彩的管控在技術層面已經具備了進行持續(xù)監(jiān)測的基礎，可構建普適的、可逐年追蹤的持續(xù)監(jiān)測機制。

一是建立逐年更新的數(shù)據基礎。本文涉及首都功能核心區(qū)年度更新開源數(shù)據15萬張，自主采集結合規(guī)跡⑤北京市城市規(guī)劃設計研究院開發(fā)的街景照片自主采集移動端APP。街景采集APP眾籌獲得，可保證各街區(qū)尺度色彩的穩(wěn)定獲取；二是構建穩(wěn)定的色彩指標評估方法。本文結合PSPNet模糊神經網絡及孟塞爾色彩指標構建的色彩評估方法，可對各街區(qū)色彩值的明度、彩度、色相、協(xié)調度進行大規(guī)模計算；三是形成穩(wěn)定的街區(qū)評估單元。本研究以首都功能核心區(qū)作為對象，以250 m為街區(qū)感知固定單元，初步繪制了北京老城色彩地圖⑥色彩感知網格采用適應單個道路圍合街區(qū)大小的250 m×250 m網格，便于與實際街區(qū)大小對應。（見圖9），對區(qū)域主題色進行監(jiān)測，重點提取區(qū)域內明度、彩度均較高的顏色，在固定街區(qū)評估單元的基礎上可對各單元的色彩進行持續(xù)追蹤監(jiān)測和對比分析。

圖9 首都功能核心區(qū)老城立面色彩映像地圖Fig.9 Color image map of the facade of the old city in the capital functional core area

色彩數(shù)據庫系統(tǒng)的構建實現(xiàn)了城市色彩的量化處理，為建立長效監(jiān)測評估機制提供了基礎條件。監(jiān)測評估的對象主要包括區(qū)域或線性空間的基調色、其他代表色等，通過數(shù)據庫運算，監(jiān)測色彩空間的標識性和協(xié)調性，并結合空間結構、文化價值、專家問卷、公眾參與等綜合評判色彩空間秩序。

5 結論

本文結合復雜適應系統(tǒng)和城市設計理論，論述“城市色彩總體設計階段、街區(qū)控規(guī)分區(qū)管控階段、建筑設計引導階段、城市色彩實施評估階段”的城市色彩規(guī)劃的數(shù)據驅動方法。著重提出了針對中觀層面城市色彩的監(jiān)測與管控體系：一方面，基于孟塞爾標準色系，結合計算機圖形學將《北京城市色彩城市設計導則》提出的總體基調原則落實到以街區(qū)、街道為基礎的“空間主體”上；另一方面，通過色彩協(xié)調度評價提出了可量化街區(qū)色彩管理的閾值，為建筑單體或建筑群融入街道色彩管控提供實操手段，在保證街道整體色彩協(xié)調性的同時兼顧重點建筑色彩的個性和文化符號。

在色彩系統(tǒng)框架下，針對4個核心工作，開展城市色彩設計實踐。以王府井街道更新為案例，在現(xiàn)狀色彩協(xié)調度評估、單體建筑色彩引導、設計方案比選、管控策略生成等方面驗證了方法的實效性。同時著重提出色彩協(xié)調度的量化方法，探討色彩管控公眾參與機制的搭建，為城市色彩持續(xù)監(jiān)測提供數(shù)據來源、評估方法和空間單元上的統(tǒng)一機制，為城市色彩的持續(xù)量化提供一種系統(tǒng)思路。

研究仍存在后續(xù)開展的必要，包括多源數(shù)據校正系數(shù)的地區(qū)性差異，宏觀層面色彩聚類的方法，微觀層面不同建筑環(huán)境、材質、時段帶來的協(xié)調值變化等。此外，本文提出的色彩協(xié)調值等指標具有一定的探索性，針對其普適性及應用維度仍需進一步驗證。當前相關研究已在北京市開展系列實踐，技術方法已具備向其他城市推廣的條件，具體參數(shù)可結合當?shù)貙嶋H進行調整。