历史文化街区绿视率研究.pdf

712023 No.5历史文化街区绿视率研究Green Viewing Rate of Historical and Cultural District吕兆文 李晓晨 王凡 LV Zhaowen LI Xiaochen WANG Fan摘要以北京大栅栏历史文化街区为研究对象，以其街道的历年街景照片采集为基础，分别从二维平面信息及三维绿视率数据方面，分析传统绿化覆盖率与基于街景图片识别绿视率的关联，进而从新视角探讨大栅栏街区的绿地空间品质变化。关键词绿视率；历史文化街区；街景地图AbstractTaking the streets in Beijings Dashilar Historical and Cul-tural District as the research object,based on the collec-tion of street view photos over the years,the correlation between traditional green coverage and green view rate recognition based on street view pictures was analyzed from the aspects of two-dimensional plane information and three-dimensional green view rate data,and then the changes of green space quality in Dashilar block were discussed from a new perspective.Keywordsgreen visual rate;historical and cultural district;street view map1研究背景随着大量游客与商业经营者涌入，大栅栏历史文化街区的公共空间被严重压缩，城市生态环境面临严峻挑战，故需对其进行绿化基础设施建设。绿化基础设施建设既可净化城市空气，又可美化环境，增加公共空间的愉悦性与舒适性，缓解人们的焦虑心情。绿视率可衡量人在三维空间内的视觉范围对景观的感受与感知，并将景观绿化从二维提升至三维，是观察者设身处地感知的绿量，其代表城市景观绿化的新高度1。本文研究对象为大栅栏历史文化街区，其面积为1.26km2，是具有北京特色的历史文化街区，内部聚集人群包括：本地居民、商业经营者、游客等，其地理区位显著，位于中轴线以西2。研究手法的创新点在于使用更客观、精确、严谨的手法，减少人为干扰，如采用ArcGIS判断街道的商业性质、Python获取百度地图街景图片、DeeplabV3+对街景图片进行分析并直接输出数据、SPSS建立绿视率与绿化覆盖率模型。2大栅栏历史文化街区二维空间分析2.1数据采集在LSV软件中用“高德POI抓取”选取目标区域中与商业、公服设施、文化娱乐、居住有关的4类POI信息，其年份为2021年。2.2确定街道性质街道性质分为商业型街道、居住型街道、文化发展型街道与混合型街道。用Arc-GIS对获取的POI进行核密度分析，确定各条街道的性质。前门西沿河街、樱桃斜街、煤市街等为以商业为主要功能的混合型街道；铁树斜街为以居住为主要功能的街道3。利用POI对街道进行定性分析，为街道的三维分析打下基础。3大栅栏历史文化街区三维空间分析3.1观测点设置人的视力相对稳定，随着物体距离拉近，视觉清楚；物体距离的拉远，视觉模糊。百度地图的前进距离约100m，两电线杆之间的距离一般为50m，将地块划分为网格状提取观测点，可确保客观性与准确性。故将地块划为100m100m，观测点之间的间距为50m。3.2观测点编号横轴为阿拉伯数字，纵轴为英文大写字母，如2，3，A，B形成的方格命名为A2B3，若有多个点，则编为A2B3-1，A2B3-2，若在3上，则编为3-1，3-2，若在C上，则编为C-1，C-2，以此为规则对观测点进行编号（见图1）。3.3绿化覆盖率数据分析将大栅栏的平面图置于PS软件中，点击选择色彩范围（颜色容差设为60），获得整个街区的绿化覆盖平面。提取平面中的绿化，再用PS构件的直方图功能（高速缓存级别设为1）获取每个方格网中绿化面积像素点的个数，用同样方法获得方格网中的像素点个数为8130，并相除，得出100m100m方格网中的绿化覆盖率。3.4街景图片采集自然情况下，人的视线范围约120，但在日常生活中，人的视线范围约25。因此通过街景地图截取的图片符合人眼观察规律，具有一定可行性。但人为截取观测点的街景地图视角会发生改变，本文以经纬度的设置为前提，通过代码编写和百度AK秘钥获取，从百度地图上抓取图片。若观测点位于十字路口，则获取东西南北4个方向的图像；若观测点位于街巷，则获取东西或南北图像。通过不同方向的观察，一定程度上可多维度反映公共空间绿量情况。3.5图像分割法通过DeeplabV3+解码器综合周边环境、周边要素和图形本身信息，捕捉更多尺度信息，相较于V1和V2提出更通用的框架，适用于任何网络，精确度较高。吕兆文九廷城市规划设计（北京）有限公司助理城乡规划师李晓晨中国建筑科学研究院有限公司城乡规划院助理城乡规划师王凡中国建筑科学研究院有限公司城乡规划院助理景观设计师城乡规划/Urban&RuralPlanning城市建筑空间2023 05 0620.indd 71城市建筑空间2023 05 0620.indd 712023/6/26 17:16:132023/6/26 17:16:13722023 No.5与人眼识别相比，其优势在于不受季节限制，即使抓取图片为冬季也可根据树冠形状识别其绿视率。每个要素被不同颜色覆盖，直接输出数据，快速获取绿视率、天空率等要素占比。3.6绿视率数据获取及分析通过图像分割获取绿视率,若观测点压线，则观测点东西或南北方向的图片分别属于左右或上下方格网中绿视率的计算。3.7绿视率与绿化覆盖率关系模型建立1）煤市街 绿化覆盖率与绿视率以s模型进行回归拟合，模型建构准确率较高，为74.5%。当绿化覆盖率为20%时，绿视率趋近于16%，A点之后，绿视率增长较为平缓，因此对于煤市街来说，绿化覆盖率大于20%时，即使种植再多植物，街道的绿化率增长速度变慢，因此A点的经济性最强。当绿化覆盖率为40%时，绿视率为15%，且几乎不再变化。2）前门西沿河街 绿化覆盖率与绿视率以对数模型进行拟合，此模型准确率为88.9%。通过此模型看出当绿化覆盖率达30%时，绿视率约18.0%，B点之后绿视率逐渐随着绿化覆盖率的增加而增长速度变慢，当绿化覆盖率大于50%时，绿视率接近25%。3）铁树斜街 绿化覆盖率与绿视率以对数模型进行拟合，模型拟合度为36.7%，相对较低，仅反映36.7%的客观性。当绿化覆盖率达8%，绿视率逐渐随着绿化覆盖率的增加而减缓增加率。因此，绿化覆盖率约为8%时，绿视率几乎可达最高点6%，且经济性最强。4）樱桃斜街 绿化覆盖率与绿视率以指数模型进行拟合，二次曲线模型和三次曲线模型虽然拟合度大于90%，但不符合客观实际。当绿化覆盖率达10%时，绿化率快速增长，因此若想大幅提高街道空间内的绿视率，绿化覆盖率需大于10%。通过两者关系的模型建立，分析每条街巷绿视率增长速度最大点，减少盲目增加绿化，以增强绿化经济性，同时也可得出3条街巷的绿视率最高值。4影响绿视率的因素4.1自然因素1）植物搭配方式 绿视率的计算方式是植物所占图像面积与整幅照片所占图像面积之比。植物种类、建筑与构筑物的遮挡程度、树冠大小、分布等皆为影响绿视率的主要因素。绿视率高于20%的空间网格，其植物配置方式全部为“乔灌地被”，说明此种植物搭配方式可提高绿视率；绿视率低于20%的空间网格，其植物搭配方式较为单一，仅为“乔木灌木”“乔木地被”。可见，丰富的植物搭配方式对绿视率的提高尤为重要，如煤市街为以商业为主的混合型街道，商业性较强，且承担一定的交通功能，其植物搭配方式较丰富，绿视率较高。以居住为主要功能的混合型街道樱桃斜街和居住型街道铁树斜街植物搭配方式较为单一，绿视率较低。2）街道空间围合度 绿视率和建筑围合度存在负相关性。同等绿化种植条件下，若建筑围合程度较小，则树冠绿量较大，绿视率相应增大。大栅栏历史文化街区中的煤市街承担交通与商业功能，其宽度较大，周围建筑密度较小，不易被遮挡，则其绿视率较高。3）微景观塑造随着社会发展，历史文化街区建筑密度逐渐提高。提高绿视率需要微景观的塑造与设计。前门西沿河街作为以居住为主的混合型街道，绿视率较高的原因为街道两旁摆放花箱及在建筑物外立面增加藤本植物。除墙面绿化外，还可增加其他微空间绿量，如阳台和屋顶，以提高户外空间的绿视率4。4.2客观因素DeeplabV3+对于图像分割存在一定误差，经图片筛查发现，部分墙壁上的壁画或雕塑被识别为植物，从而增大了绿视率的数值。5结语为提升大栅栏历史文化街区绿视率，建议居住型街道应优先布置墙面、阳台、屋顶等垂直绿化。以商业功能为主的混合型街道可优先进行“乔木灌木地被”的植物搭配。对于其他承担交通功能的商业街道来说，应多布置大型乔木以隔绝噪声。道路交叉口可辟出小型地块进行微景观设计并配置休闲座椅，打造休闲空间，适当增加灌木与乔木，使绿化空间更富有层次感和趣味性5。参考文献史云曼，蔡情，施磊，等.福州市上下杭历史街区绿视率研究 J.热带农业程，2019，43（4）：160-163.骆凯.北京大栅栏历史街区街道景观研究及其保护D.北京：北方工业大学，2019.曹越皓.基于街景照片与机器学习的街道绿色景观测度方法研究以舟山海上花园城建设为例 C/共享与品质2018 中国城市规划年会论文集（05 城市规划新技术应用），2018.陈明，戴菲，李文佩，等.基于绿视率的城市绿化评估以武汉江汉区为例 J.中国城市林业，2019，17（3）：1-6.黄燕玲，于涛，彭晓娜，等.新媒体营销下的历史文化街区空间生产机制研究以南京老门东为例 J.上海城市规划，2022（5）：146-151.观测点设置及编号1 1 2 3 4 5 城市建筑空间2023 05 0620.indd 72城市建筑空间2023 05 0620.indd 722023/6/26 17:16:142023/6/26 17:16:14