孫月周

（合肥城市學院 建筑與藝術系，安徽 合肥 238076）

街道作為城市的主要組成架構，在城市不斷建設的過程中始終占據(jù)著重要的地位。隨著城市現(xiàn)代化進程的加快，對街道的交通功能提出了更高的要求，而弱化了街道傳統(tǒng)的社會生活屬性，由此出現(xiàn)了各類與街道空間相關的問題，如傳統(tǒng)街道逐漸消亡、城市交通擁堵問題持續(xù)加劇等［1-2］。要改善此類問題，應當對街道空間活力進行探索與提升，通過分析街道空間活力的主體、客體、載體等方式，從根本上解決街道空間活力缺乏的問題［3］。鑒于此，課題將采用大數(shù)據(jù)技術，對城市重點地區(qū)街道空間進行評價，挖掘影響街道空間活力的各類外界因素，以期為改善街道空間活力提供有力支撐。

1 基于大數(shù)據(jù)技術的城市重點地區(qū)街道空間評價方法研究

1.1 城市重點地區(qū)街道空間活力形成及需求分析

在城市重點地區(qū)中，往往伴有大量的街道空間活力，該活力源自于城市活力，是一個城市繁榮程度的直觀呈現(xiàn)。街道空間活力與街道中的所有相關元素息息相關，其中包括街道活動空間、街道使用者等［4］。就街道本身而言，其活力無法來源于自身，而均由街道使用者的一舉一動產生。街道使用者之間進行的人際交往活動，以及其對街道空間場所的認同相互作用，產生相應的街道空間活力，如圖1 所示。

圖1 城市重點地區(qū)街道空間活力的形成示意圖

觀察圖1 可知，人表示街道使用者，人與其活動共同組成街道空間活力的主體；而作為人際交往及其活動的物質承載，街道空間扮演著街道空間活力客體的角色?？腕w中囊括多樣化的物質環(huán)境要素，其類型與品質極為重要，對街道空間活力起著關鍵性的決定作用［5-6］。對街道空間進行評價，主要的評價要素為街道空間活力。在街道空間活力的產生及作用過程中，主體與客體相輔相成，缺一不可，若僅存在主體，則客體僅僅是一個單調的物質基礎環(huán)境，毫無生氣；若僅存在客體，則該活動空間也無法實現(xiàn)多元化的持續(xù)發(fā)展［7］?；诖耍獜母旧咸轿鼋值揽臻g活力，需要對街道空間中的主體與客體進行研究，挖掘其活動與發(fā)展需求，以便后期對街道空間進行準確的活力評價。街道空間活力需求主要分為三個部分，詳見圖2。

圖2 城市重點地區(qū)街道空間的活力需求

圖2（a）為主體的活力需求，其中表現(xiàn)出較為顯著的多樣性，且展現(xiàn)出主體的活力需求傾向于安全舒適與社會交往屬性。圖2（b）為街道活動的活力需求，作為街道空間活力的載體與主要來源，街道活動的結構系統(tǒng)具有較強的完整性，其中囊括了具有必要性、自發(fā)性、社會性三種類型的活動；物質環(huán)境質量的優(yōu)劣決定著不同類型活動發(fā)生的概率，其中自發(fā)性活動對物質環(huán)境質量的要求較高［8］。圖2（c）表示客體的活力需求，街道空間對物質要素與非物質要素均具有著不同的層次需求，其中建設性與安全性為基礎需求，功能性與安全性為發(fā)展需求，滿足上述四個層次的街道空間需求后，即可實現(xiàn)對街道空間品質的提升，令其煥發(fā)相應的空間活力。

1.2 城市重點地區(qū)街道空間評價數(shù)據(jù)的獲取及預處理

對城市重點地區(qū)街道空間的活力等數(shù)據(jù)進行評價，首先需要利用大數(shù)據(jù)技術，通過多種方式獲取相應的街道空間數(shù)據(jù)，并對所有數(shù)據(jù)信息進行預處理操作，以便后期對其進行分析。街道空間評價數(shù)據(jù)的來源及其分類情況如圖3 所示。

圖3 城市重點地區(qū)街道空間評價數(shù)據(jù)來源及分類

據(jù)圖3 可知，通過數(shù)據(jù)爬蟲框架與開放數(shù)據(jù)接口，獲取三類基礎數(shù)據(jù)，一為微博簽到數(shù)據(jù)，在微博簽到數(shù)據(jù)中包含具有位置信息的定位數(shù)據(jù)、具有較強豐富性的文本數(shù)據(jù)與文本數(shù)據(jù)。簽到數(shù)據(jù)能夠從整體上反映出街道空間中的人口活動情況，其密度的空間分布情況通常采用核密度估算的方式來進行探析［9］。在進行核密度估算的實際過程中，應當對所有納入計算的點，按照估算所得梯度，對其賦予相應的權重；對輸出的所有像元，則應對表面的疊加值進行準確的計算［10］。令街道空間目標區(qū)域中任一點為i，其核密度的計算公式詳見式（1）。

式（1）中Pi表示點i處的核密度，K j表示所計算對象j的權重值，n表示目標區(qū)域范圍中接受計算對象j的數(shù)量，R表示納入計算的帶寬長度，D ij表示點i與街道空間目標區(qū)域中任一對象j之間的最短距離，且Dij＜R。二是指興趣點（Point of Interest，POI）數(shù)據(jù)，即位于互聯(lián)網電子地圖中的點類數(shù)據(jù)，覆蓋四項基本屬性，分別為名稱、坐標、地址、類別，POI 數(shù)據(jù)的主要來源為導航服務商提供的開放數(shù)據(jù)接口［11-12］。三是行政邊界數(shù)據(jù)，主要是指區(qū)域邊界的相關數(shù)據(jù)信息。除此以外，本課題還通過政府與互聯(lián)網的數(shù)據(jù)開放平臺，獲取到另一類基礎數(shù)據(jù)，即街道空間的基礎設施數(shù)據(jù)，其中包含道路矢量信息、交通設施信息等［13］。在大數(shù)據(jù)技術的輔助作用下，可迅速完成對街道空間所有評價數(shù)據(jù)的采集與分析。對該類評價數(shù)據(jù)進行的預處理操作，主要是指按照數(shù)據(jù)開放平臺所給出的請求指令，利用街道空間所在的地區(qū)代碼等向大數(shù)據(jù)服務器發(fā)送請求，在獲取到數(shù)據(jù)開放平臺返回的POI 數(shù)據(jù)后，再對其中的相關坐標信息進行轉換處理與糾偏處理，最終即可獲取到格式統(tǒng)一的坐標數(shù)據(jù)。

1.3 城市重點地區(qū)街道功能特征量化研究

首先對A 城市中的重點地區(qū)街道進行篩選，將B 街道空間區(qū)域作為目標研究區(qū)域，隨后再按照不同POI 點所具有的功能特性，對其進行分類處理。在此基礎上，采用信息熵的方式對街道空間進行功能混合度的分析。熵值是指針對不確定事件中所囊括的信息，進行數(shù)學量化處理后獲取到的值，能夠用于對不確定事件潛在信息數(shù)據(jù)的計算中［14］。在相同的環(huán)境中，若可能發(fā)生的事件中存在較大的信息量，則其信息熵的取值越大，對應的事件將會表現(xiàn)出更為顯著的多樣性［15］?；诖?，在同一個街道空間中，所有POI 點的信息熵值越大，則表示該街道空間中的功能混合程度越高。依照對數(shù)函數(shù) -logpi，可獲取到如式（2）所示的單一事件的信息熵計算公式。

式（2）中的Hi表示單一事件的信息熵，且接受處理的事件均具有隨機性。根據(jù)式（2），可推斷出街道空間中所有事件的信息熵計算公式，如式（3）所示。

式（3）中S表示信息熵總值；K表示計算系數(shù)，其取值通常為1；n表示隨機事件的總數(shù)量；pi表示隨機事件i發(fā)生的概率，其取值范圍為（0，1］。據(jù)此則可得出城市重點地區(qū)街道功能混合度的計算公式，詳見式（4）。

S表示該城市重點地區(qū)中所有街道空間的功能混合度。在對城市重點地區(qū)街道功能特征進行量化研究的過程中，除需探究街道空間的功能混合度以外，還應對其功能構成、功能密度、街道整合度進行分析，綜合各項功能特征量化研究結果，才可實現(xiàn)對街道空間的準確評價。其中街道整合度是指街道空間中任意兩個節(jié)點之間的交通吸引力與聯(lián)系的緊密程度，其計算公式如式（5）所示。

在式（5）中，RA表示街道整合度的倒數(shù)，m表示節(jié)點總數(shù)，MD則表示節(jié)點的深度值。值得注意的是，街道整合度被劃分為整體與局部兩種類型，前者表示任一節(jié)點與其他所有節(jié)點的聯(lián)系程度；后者則表示任一節(jié)點三步內的聯(lián)系緊密度。

2 大數(shù)據(jù)在城市重點地區(qū)街道空間評價方法中的應用效果

應用大數(shù)據(jù)技術，對城市重點地區(qū)街道空間進行評價，主要將街道分為三種類型，即居住型街道、商業(yè)型街道、混合型街道。采用Pearson 相關系數(shù)，對街道的外在表征與構成要素之間存在的相關性進行分析，此處主要探究混合型街道的空間活力影響因素及程度，其結果如表1 所示。

表1 混合型街道活力的Pearson 相關性分析結果

表1 中A 表示該混合型街道距最近商業(yè)中心的距離，B 表示其距最近地鐵站的距離，C 與D分別表示其公交站點與功能的密度，E 表示功能混合度，F(xiàn) 與G 分別表示街道的長度與等級，H、I、J 分別表示該街道的圍合度、綠視率、開闊度。其中A、B、D 在0.01 級別表現(xiàn)出顯著的相關性，H在0.05 級別表現(xiàn)出顯著的相關性。A 與B 與街道活力之間的相關性程度為中度，D 與H 與街道活力之間表現(xiàn)出低度相關的特點。課題選擇W 地區(qū)，對其街道類型等本體特征進行量化分析，對該街道的通行等級與街道活力進行賦值處理，由0至14，數(shù)值越大，表示其等級與活力越高。量化評價的結果詳見表2。

表2 街道空間的量化評價結果

表2 中囊括的所有街道，均可按照其功能進行概括性的再分類處理，主要可分為交通性街道與生活性街道。由表2 可以看到，就通行等級比較而言，交通性街道明顯高于生活性街道；而在街道活力層面，生活性街道的量化評價值則顯著較高，其中步行道的街道活力量化評價值高達14。最后對街道空間的整合度進行回歸分析，則有圖4。

由圖4 可以看到，W 地區(qū)街道空間的整合度較好，且其整體整合度與局部整合度之間具有較強的關聯(lián)性。這顯示出局部整合度較好的街道空間通常伴有較好的局部可達性，有助于主體的活動開展，進而可展現(xiàn)出整個地區(qū)較好的可達性與街道活力。

圖4 街道空間的整合度散點圖

3 結論

在現(xiàn)代城市不斷發(fā)展的過程中，交通問題成為了首要考慮的因素，而忽略了街道空間的活力與品質。為了對街道空間進行準確的評價，對其活力進行有效的提升，課題主要對街道空間活力的形成與需求進行深入的分析，并將大數(shù)據(jù)技術應用至城市重點地區(qū)街道空間的評價中。結果顯示，利用大數(shù)據(jù)技術可高效地獲取到目標街道空間的POI 信息等數(shù)據(jù)，在街道活力層面，生活性街道的量化評價值明顯高于交通性街道；街道空間活力主要受到街道與商業(yè)中心、地鐵站的距離的影響，二者之間表現(xiàn)出中度相關。這表明大數(shù)據(jù)技術在城市重點地區(qū)街道空間評價中具有較好的應用效果，評價結果具有較強的準確性。