■ 熊付愛(ài) XIONG Fuai 王 穎 WANG Ying 鄭 溪 ZHENG Xi 金楚涵 JING Chuhan

0 引言

“當(dāng)我們想到一個(gè)城市時(shí)，首先出現(xiàn)在腦海里的就是街道”[1]，街道是城市中使用頻率最高的公共空間之一。無(wú)論是城市意象，還是街道美學(xué)，本質(zhì)上都是從人的尺度、活動(dòng)需求和審美認(rèn)知角度出發(fā)研究街道空間。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，街道建設(shè)往往更關(guān)注經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而忽略了街道環(huán)境質(zhì)量。在存量規(guī)劃的背景下，以人為核心的街道空間品質(zhì)提升是當(dāng)前城市更新工作的關(guān)鍵。

公共空間感知質(zhì)量越高，使用者對(duì)其依賴程度越高。以往關(guān)于人們基本需求的研究多關(guān)注在街道環(huán)境的舒適感和安全感上[2-4]，這是因?yàn)槿藗兏敢馔Ａ粼谶@樣的街道環(huán)境中。當(dāng)人們的基本需求得到滿足后，便會(huì)轉(zhuǎn)向更高層次的需求，如一些學(xué)者通過(guò)對(duì)街道環(huán)境宜人性的相關(guān)性測(cè)度分析，發(fā)現(xiàn)綠視率是其中一個(gè)重要影響因子[5]。我國(guó)對(duì)歷史空間感知的認(rèn)識(shí)多基于空間句法對(duì)城鎮(zhèn)歷史空間結(jié)構(gòu)的解讀[6-7]；2021 年，曹越皓等[8]構(gòu)建歷史空間感知的測(cè)度技術(shù)框架，結(jié)合實(shí)例分析其歷史空間感知的特征。麻省理工學(xué)院城市感知實(shí)驗(yàn)室在2010 年研究了城市街道感知的6 個(gè)維度，綜合了人們對(duì)街道感知的基本需求和更高一級(jí)的需求，豐富了街道空間感知的維度。

早期因技術(shù)方法的局限性，空間感知的研究多聚焦于街道層面的實(shí)地訪談和問(wèn)卷調(diào)查等方式，如王德等[9]借助SD 法，分析上海8 條具有代表性的街道空間感知特征與客體指標(biāo)之間的關(guān)系。近年來(lái)在新城市科學(xué)背景下，涌現(xiàn)出以興趣點(diǎn)（POI）、地理位置、網(wǎng)絡(luò)文本及圖像識(shí)別等新數(shù)據(jù)、新技術(shù)的大尺度城市街道空間感知研究，例如：唐婧嫻等[10]基于多時(shí)相的街景數(shù)據(jù)自動(dòng)測(cè)度大規(guī)模城市街道空間質(zhì)量；鈕心毅等[11]基于LBS 定位數(shù)據(jù)分析建成環(huán)境對(duì)街道活力的影響；狄迪等[12]則構(gòu)建了一個(gè)包含多維度、分指標(biāo)的城市街道空間品質(zhì)評(píng)價(jià)框架，可兼顧街道形態(tài)特征以及使用人群的感知與行為特征。

上述研究大多是從街景智能識(shí)別、街道品質(zhì)和街道活力等角度進(jìn)行探索，但并未研究個(gè)體心理感知與人群活動(dòng)特征及其相關(guān)視覺(jué)要素的關(guān)聯(lián)性。行人在空間中的活動(dòng)與感知之間有何特征？街道的哪些視覺(jué)要素會(huì)影響行人的感知體驗(yàn)？解決這些問(wèn)題，將有助于街道環(huán)境的人性化設(shè)計(jì)。基于此，本文從行人的主觀感知出發(fā)，以昆明老城為對(duì)象，研究街道空間感知與街道活力特征。

1 研究方法

1.1 技術(shù)路線

對(duì)街道空間感知與街道活力特征的研究可分3 步進(jìn)行：①在獲取昆明老城OSM 路網(wǎng)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以20 m 為間隔距離，采集街景數(shù)據(jù)，并通過(guò)深度學(xué)習(xí)方法測(cè)度街道主觀感知和街道視覺(jué)元素；②利用百度熱力數(shù)據(jù)表征街道人群的活力程度，提取高活力高消極的街道分布情況；③分別從高活力下街道視覺(jué)元素的統(tǒng)計(jì)分析以及基于全部街景感知質(zhì)量與視覺(jué)元素的多元回歸分析兩個(gè)層面，解析行人感知質(zhì)量與街道活力分布的空間特征，探尋街道視覺(jué)元素和使用者主觀感知的相關(guān)性（圖1）。

圖1 技術(shù)路線

1.2 研究范圍

本次研究選取昆明老城為對(duì)象，面積為 4.7 km2（圖2）。研究范圍內(nèi)有2 個(gè)歷史文化街區(qū)和3 個(gè)歷史地段，沿用傳統(tǒng)的城市空間形制，保留有歷史街巷空間，是在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)空間發(fā)展與人群相互作用的結(jié)果，對(duì)于昆明老城街道空間感知與活力研究具有典型性。另外，昆明老城內(nèi)已經(jīng)編制多個(gè)保護(hù)與整治提升規(guī)劃，重點(diǎn)提升歷史地段及歷史文化街區(qū)內(nèi)的街道環(huán)境品質(zhì)，因此，昆明老城內(nèi)的街道空間感知與活力空間特征研究具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

圖2 昆明老城研究區(qū)位圖

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

1.3.1 基于百度地圖的街景數(shù)據(jù)獲取

在昆明老城范圍內(nèi)繪制道路中心線，并且每間隔20 m 采集并制作街景點(diǎn)數(shù)據(jù)，共獲得949 個(gè)街景點(diǎn)數(shù)據(jù)（圖3）。利用百度API 爬取街景圖像數(shù)據(jù)，提取街景點(diǎn)的地理坐標(biāo)位置，并將地理坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為百度街景BD-09 標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系；同時(shí)，為符合人的視角，將俯仰角度設(shè)為20°、水平視場(chǎng)角設(shè)為90°，采集4 個(gè)方位的視圖并進(jìn)行圖像拼接，得到全景街景圖像。在此基礎(chǔ)上，對(duì)獲取的街景圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，去除無(wú)效的街景點(diǎn)數(shù)據(jù)，最終采集到946 張全景街景圖像、3 784 張街景圖像數(shù)據(jù)，保證了街道感知評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的可靠性。

圖3 昆明老城街景點(diǎn)數(shù)據(jù)采集分布圖

1.3.2 人口熱力數(shù)據(jù)

基于百度熱力數(shù)據(jù)，對(duì)人群在街道空間中的行為活動(dòng)進(jìn)行分析。城市生活中，人群行為具有規(guī)則性活動(dòng)和自發(fā)性活動(dòng)的特征，具體體現(xiàn)在工作日上下班和周末休閑時(shí)間[13]。因此，本文選擇獲取昆明老城在2023 年3月26 日（周末）和2023 年3 月27日（工作日）8:00、11:00、15:00、19:00、22:00 的百度熱力圖數(shù)據(jù)。

為了能更加準(zhǔn)確地描述街道的活力級(jí)別，結(jié)合道路等級(jí)與實(shí)際情況，對(duì)主干道、次干道和支路進(jìn)行成對(duì)緩沖，距離分別設(shè)置為40 m、30 m 和12 m，并通過(guò)掩膜提取工具提取街道的人群熱力值。為便于下文的數(shù)據(jù)分析，對(duì)提取后的人群“熱力值”進(jìn)行重分類，并將街道活力值分為1～9級(jí)，其中：7～9 級(jí)為高活力街道，4～6 級(jí)為一般活力街道，1～3 級(jí)為低活力街道。本文以街道1 d 的活力平均值代表休息日與工作日之間的活力差別，計(jì)算公式為：

式中，Hˉ 表示某條街道的活力值；Xi表示在i時(shí)刻街道的活力值（i=8:00，11:00，15:00，19:00，22:00），平均值越高，代表街道的活力越高，反映更多的人群集聚。

1.4 圖像語(yǔ)義分割

街景圖像中，場(chǎng)景語(yǔ)義提取的常見(jiàn)方法包括FCN 、SegNet、PSPNet等。其中，PSPNet（Pyramid Scene Parsing Network）是在FCN 基礎(chǔ)上改進(jìn)的模型，是通過(guò)金字塔模塊池化提出的金字塔場(chǎng)景解析網(wǎng)絡(luò)，可以提取淺層和深層信息，完成多層次的語(yǔ)義特征融合，且分割精度較高，是當(dāng)下使用較為廣泛的識(shí)別算法之一[15]。基于ADE20K 數(shù)據(jù)集的PSPNet 模型是將改進(jìn)后的ResNet50 和金字塔池化模塊分別作為編碼器和解碼器進(jìn)行場(chǎng)景解析，該數(shù)據(jù)集中包含有150個(gè)日常生活中的物體，分割精度達(dá)到79.73%，為城市信息挖掘提供了更多可能[16]。本文即采用這一模型對(duì)街景圖像的語(yǔ)義信息進(jìn)行分割。

1.5 街道感知預(yù)測(cè)

在2010 年麻省理工學(xué)院城市感知實(shí)驗(yàn)室推出的Place Pulse項(xiàng)目中，通過(guò)收集56 個(gè)城市超過(guò)10 萬(wàn)張的街景圖像，評(píng)估城市街道空間感知質(zhì)量，包括美麗、富裕、安全、有趣、無(wú)聊、壓抑等6 個(gè)維度。其中：美麗是衡量街道空間的漂亮程度；富裕是衡量街道的繁華程度；安全是衡量個(gè)體對(duì)于街道空間給人的安全感；有趣是衡量街道空間的給人的多樣性；無(wú)聊是衡量街道空間的無(wú)趣程度；壓抑是衡量街道空間給人的難受程度。這6 個(gè)維度細(xì)化了人的感知，可提供人們對(duì)城市街道空間心理感知的詳細(xì)圖景。此后，基于這6 類城市街道感知，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)城市的人類感知進(jìn)行了相關(guān)研究[17-21]。其中，姚瑤團(tuán)隊(duì)[18]研究的開源城市感知模型是基于隨機(jī)森林算法測(cè)度城市空間感知質(zhì)量的研究方法，該模型對(duì)城市感知的誤差低于10% ?；诖?，本文采用姚瑤團(tuán)隊(duì)提供的開源城市感知模型感知昆明老城的街道空間質(zhì)量，分別對(duì)上述6 個(gè)維度進(jìn)行感知質(zhì)量研究。

2 街道空間感知的活力特征

2.1 街道主觀感知質(zhì)量解析

基于開源城市感知模型，解析昆明老城街道空間6 個(gè)維度的感知質(zhì)量，并以不同色帶的飽和度漸變來(lái)表示街道空間6 個(gè)維度的感知程度（圖4）。可以看出：①在感知程度上，壓抑和無(wú)聊兩個(gè)維度高于美麗、有趣、富裕和安全維度，是由于部分街道環(huán)境未得到顯著改善提升造成消極感知強(qiáng)烈，如景虹街等；②美麗維度感知較高的區(qū)域多位于學(xué)校和綠地濱水路段，如一二一大街、巡津街、翠湖西路、圓通北路等；③有趣維度感知較高的區(qū)域集中在濱水空間和商業(yè)聚集區(qū)，如青年路南段、寶善街、同仁街、南強(qiáng)街等；④富裕維度感知較高的區(qū)域多位于城市商務(wù)用地周邊及繁華的商業(yè)街道，如金碧路、巡津路、金碧路等；⑤安全維度感知較高的區(qū)域多位于尺度適宜且底商多樣的街道，如翠湖西路、巡津路南段、東風(fēng)西路、錢局街等。

圖4 昆明老城街道空間6 個(gè)維度感知質(zhì)量分布圖

2.2 街道人群活力分析

對(duì)昆明老街休息日與工作日的街道人群時(shí)空分布變化進(jìn)行分析（圖5），可以看出：老街休息日的人群活力分布隨時(shí)間變化出現(xiàn)改變，而工作日人群活力分布并未隨時(shí)間變化出現(xiàn)較大差異。

圖5 昆明老城休息日與工作日分時(shí)段人群熱力圖

（1）休息日的人群主要聚集在潘家灣地鐵站附近，除8:00 時(shí)段，護(hù)國(guó)路和金碧路始終是人們集聚的主要道路。另外在15:00 左右，翠湖和昆明動(dòng)物園也出現(xiàn)了短時(shí)人群集聚?？傮w而言，休息日上午，以交通站點(diǎn)和醫(yī)院為人群活力的高度集聚區(qū)域，轉(zhuǎn)向商業(yè)密集道路；下午時(shí)段，在以休閑為主的街道上，人群活力出現(xiàn)陡增；晚間時(shí)段，人們又轉(zhuǎn)向商業(yè)步行街及商業(yè)集聚的街道。

（2）工作日8:00 時(shí)段的人群活力分布特征與休息日一樣，主要在潘家灣地鐵站和醫(yī)院附近街道出現(xiàn)高活力現(xiàn)象。在此后的時(shí)間段里，商業(yè)性街道附近活力平穩(wěn)上升，特別是人民中路南側(cè)的街道、護(hù)國(guó)路和金碧路這類大型商業(yè)集聚的街道，始終保持高活力特征。工作日的人群活力分布總體上比較平穩(wěn)，并未像休息日那樣在下午時(shí)段出現(xiàn)個(gè)別場(chǎng)所人群活力陡增的現(xiàn)象。這是因?yàn)橹苣┬菹r(shí)段，人們更愿意自發(fā)前往一些環(huán)境較好的休閑街道空間。

（3）不管是工作日還是休息日，在除8:00 以外的其他4 個(gè)時(shí)間段里，人群始終在人民中路、護(hù)國(guó)路和金碧路周邊的街道保持高活力。這主要是因?yàn)?，這里不僅集聚了多樣的商業(yè)空間，有眾多的公共資源；而且有兩個(gè)歷史文化街區(qū)，可吸引更多其他區(qū)域的人群來(lái)游玩。

2.3 街道主觀感知與街道活力的分布特征

高活力與高感知分析有助于精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)以往城市更新中難以發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。分別將6 個(gè)維度的街道感知質(zhì)量根據(jù)自然間斷點(diǎn)法劃分為5 類，每個(gè)維度得分最高的一類（即得分最高的前13%～18%的街景點(diǎn)）作為該維度高感知代表；在綜合工作日與休息日人群街道活力的基礎(chǔ)上，通過(guò)加權(quán)平均計(jì)算出昆明老城的街道綜合活力評(píng)價(jià)（圖6）；最終提取昆明老城內(nèi)高活力街道上的高感知街景點(diǎn)進(jìn)行疊加分析（圖7）。

圖6 昆明老城綜合活力評(píng)價(jià)圖

圖7 昆明老城街道高活力與高感知分析圖

2.3.1 高活力與高感知空間分布

由圖7 可以看出：①美麗與有趣維度在高活力街道上的空間分布相似，主要聚集在五一路南端、連接金碧廣場(chǎng)與南強(qiáng)街之間的正義路段與祥云街路段及金鷹購(gòu)物廣場(chǎng)附近的青年路，這些街道擁有尺度適宜的步行空間且富有生氣；②富裕維度在高活力街道上分布在文明街南部路段、護(hù)國(guó)路、青年路及金碧路上，這些街道主要都是商務(wù)和商業(yè)用地聚集的路段，繁華的商業(yè)空間使得個(gè)體感知更加強(qiáng)烈，這也是人群高活力的原因之一；③安全維度的高感知街道主要分布在寶善街、南強(qiáng)街、履善巷、云興巷等街巷尺度適宜、街道設(shè)施完善且具有綠化空間的街道；④無(wú)聊和壓抑維度的高感知在金碧路南部的路段都出現(xiàn)了聚集，如春雷巷路段和書林街等街道空間，這些路段由于大體量的建筑而缺少綠化且街道空間狹窄，導(dǎo)致消極感知強(qiáng)烈。

2.3.2 高活力高消極街道空間分布

在城市更新過(guò)程中，歷史城區(qū)范圍內(nèi)的街道空間不僅是居民交流活動(dòng)的場(chǎng)所，也是游客進(jìn)行城市空間感知的主要對(duì)象，因此有必要優(yōu)先改造高活力高消極街道空間，進(jìn)而為規(guī)劃人員和城市管理者提供決策依據(jù)。基于此，本文將6 個(gè)感知維度進(jìn)一步劃分為積極感知和消極感知兩類，其中：消極感知包括壓抑和無(wú)聊維度；積極感知包括美麗、有趣、富裕和安全維度。

昆明老城街道高活力與高消極感知的空間分布如圖8 所示。A 區(qū)域（東風(fēng)西路南段）與C 區(qū)域（人民中路區(qū)域）周邊都是以商業(yè)用地為主，大體量的商業(yè)建筑圍合、大尺度的街道空間及毫無(wú)特色的建筑更易感知消極；且A 區(qū)域比C 區(qū)域感知更加強(qiáng)烈，這可能是由于A 區(qū)域的非機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車混行，導(dǎo)致消極感知強(qiáng)烈。B 區(qū)域的石山巷至富春街路段和D 區(qū)域內(nèi)的石橋輔、后新街和司馬巷周邊都是老舊小區(qū)，街道空間尺度狹窄，大部分建筑風(fēng)格統(tǒng)一，小區(qū)圍墻和混亂的空間組織加劇了消極感知的程度。

圖8 昆明老城街道高活力與高消極感知的空間分布圖

3 街道空間感知與視覺(jué)元素的相關(guān)分析

本文分別從高活力高感知的街道視覺(jué)元素統(tǒng)計(jì)分析和街道空間感知質(zhì)量與街道視覺(jué)元素之間的回歸分析進(jìn)行研究。

3.1 高活力高感知的街道視覺(jué)元素分析

為了探尋高活力下街道感知質(zhì)量與街道視覺(jué)元素之間的相關(guān)性，對(duì)高活力下街道高感知質(zhì)量的街景視覺(jué)元素所占比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以此來(lái)表征該維度高感知的視覺(jué)元素特征。提取高活力高感知占比最高的8 類視覺(jué)元素，包括建筑物、車行道、樹木、人行道、天空、汽車、墻體及其他視覺(jué)元素（表1）。

表1 高活力下高感知街道視覺(jué)元素統(tǒng)計(jì)表

積極感知方面，樹木占比更高。樹木不僅能夠?yàn)樾腥颂峁┱谑a環(huán)境，還可以釋放O2，增加行人的舒適感。因此，增加樹木的覆蓋率，可以有效降低行人的消極感受。

消極感知方面，墻體和建筑物占比更高。這是由于圍合的墻體和擁擠的建筑物會(huì)增加行人的消極感知，并減弱人們對(duì)該街道的積極感知。此外，其他視覺(jué)元素在消極感知維度的占比也較高，場(chǎng)景中過(guò)多的視覺(jué)元素會(huì)顯得空間雜亂，使行人的消極感知強(qiáng)烈。

3.2 空間感知與街道視覺(jué)元素多元回歸分析

識(shí)別街道空間感知質(zhì)量的相關(guān)視覺(jué)元素有助于提升城市街道空間品質(zhì)，營(yíng)造更加宜人的公共空間，故對(duì)街景數(shù)據(jù)中的視覺(jué)元素進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到7 類標(biāo)準(zhǔn)化要素，再與6 個(gè)感知維度之間的關(guān)系進(jìn)行多元回歸分析。在統(tǒng)計(jì)學(xué)中，以beta 系數(shù)表示各個(gè)自變量在回歸方程中的系數(shù)，統(tǒng)一量綱和取值范圍后，繪制標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)（表2）。對(duì)于回歸模型的相關(guān)性檢驗(yàn)，p值為拒絕原假設(shè)的最小顯著性水平。當(dāng)p＞0.05 時(shí)，不具有顯著相關(guān)性；當(dāng)p＜0.05 時(shí)，具有顯著相關(guān)關(guān)系；當(dāng)p＜0.01 時(shí)，表示具有非常顯著相關(guān)關(guān)系。

表2 主觀感知與視覺(jué)元素的標(biāo)準(zhǔn)化beta 系數(shù)表

由回歸分析結(jié)果可知：不同的視覺(jué)元素對(duì)于不同的感知維度之間有著不同的影響作用。人行道、天空、汽車等視覺(jué)元素對(duì)安全、富裕和有趣維度有顯著的正向影響，適宜的人行道、開闊的天空及通行的車輛都會(huì)增強(qiáng)行人的安全、富裕和有趣感受；植物對(duì)美麗維度有顯著的正向作用，可以在居民經(jīng)常通行的路段增加豐富多樣的植物和樹木，以強(qiáng)化行人在美麗維度的感受；此外，墻體與安全、有趣維度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，會(huì)使人產(chǎn)生沉悶和乏味感，可以在重要通行路段設(shè)計(jì)口袋公園或沿街商鋪，以降低無(wú)聊和壓抑的感受。

4 總結(jié)與討論

綜上所述，本文從人本視角出發(fā)，借助街景圖像數(shù)據(jù)分析行人的主觀感知和人群活力特征，解析街道視覺(jué)元素與街道活力之間的關(guān)聯(lián)，并對(duì)重要特征進(jìn)行分析。通過(guò)將行人的主觀感知質(zhì)量與街道活力進(jìn)行疊加分析，提取高活力與高消極感知的路段，發(fā)現(xiàn)東風(fēng)西路南段（A 區(qū)）、石山巷至富春街段（B 區(qū)）、人民中路東段（C 區(qū)）以及石橋輔、后新街和司馬巷（D 區(qū)）4 個(gè)區(qū)域是高活力高消極路段；通過(guò)對(duì)主觀感知與街道視覺(jué)要素的多元回歸分析，發(fā)現(xiàn)不同的視覺(jué)元素對(duì)于不同的感知維度之間有不同的影響作用，可據(jù)此選擇適當(dāng)?shù)拇胧?，提升人們的積極感知，同時(shí)降低消極感知。研究為街道空間感知提供了一套具有可操作性的分析方法，為存量規(guī)劃背景下街道空間環(huán)境的精細(xì)化更新改造提供了輔助支持。

當(dāng)然，本次研究也存在一定的局限性，如：行人的主觀感知測(cè)度是基于姚瑤團(tuán)隊(duì)的開源城市感知模型，并未測(cè)度昆明老城內(nèi)的本地人群的空間感知質(zhì)量；基于百度熱力數(shù)據(jù)的街道活力研究反映的是街道活力的相對(duì)分布情況，而并未表示精確的人群活力分布情況；分析人群街道空間感知相關(guān)因素的角度單一，僅從街道的物理特征進(jìn)行分析不夠全面。在后續(xù)的研究中，將進(jìn)一步完善模型，從街道的城市設(shè)計(jì)品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)功能、歷史文化特征等多角度進(jìn)行解讀，形成多層次的特征因素解析。