基于街景大数据的秦皇岛街景舒适度研究＊

温 瑀

（燕山大学艺术与设计学院，河北 秦皇岛 066004）

0 引言

现阶段，我国的城市正逐渐朝大型化、高密度化发展，其对人民群众的身心健康有着巨大的影响。街景环境可以从方方面面影响居民的身心健康，而舒适度是其中的重要影响因素。良好舒适的街道环境，可极大地提升附近生活居民的幸福感，居民更愿意出门参加锻炼、遛弯等活动，有益身心健康。因此，无论是老旧街道的改造还是新街道的规划设计，都应将居民的舒适度考虑在内。

舒适度分为主观舒适度与客观舒适度两种，二者相辅相成，客观舒适度在一定程度上来源于对街景的主观评价，而这些主观评价往往来源于大量经验的积累。因此，可以通过居民对街景的主观评价，研究街景中影响居民主观舒适度的因素。

城市的街景包罗万象，面对不同的街道，人的主观舒适度评价往往不同，如何在这些街道中去寻找提升居民主观舒适度的因素，任重而道远。现阶段，随着信息技术的不断发展，大数据的应用越来越广泛，可以考虑通过以街景大数据为依托，对海量的街景数据进行分析研究，对街景数据进行分类，提取其中的共同因素，确定每张图片中的关键因素，再对街景进行主观舒适度评价，最终确认影响街景主观舒适度的因素。对于可以明确提升街景主观舒适度的因素，在老旧街道的改造以及新街道的规划设计中应予以酌情增加，对于降低街景舒适度的相关因素，应适量减少或重点改造，进而推动以人为本的新街道规划设计与老街道改造升级。

1 研究方法

选取秦皇岛市区内的街道作为研究对象，其数据来源于百度地图的实时街景。采取图像语义分割技术对实时街景进行分析，提取街景中的各种特征元素，最终提取了包括建筑、墙、植物等12类街景元素。这些街景元素基本囊括秦皇岛各处街道的全部特征。随后，根据每张实时街景中各种街景元素所占的比例，通过K-means聚类将实时街景照片进行初步分类。随后对分类好的街景照片再次进行分析，对相似度较高的街景照片进行剔除。最终，将各类街景照片根据各街景元素所占比例进行排列，选取队列中的中位数元素作为该类照片的元素特征量，再次进行K-means聚类，最终确定为12类街景元素。

考虑到实时街景照片只能从视觉上进行舒适度分析，由于成本、精力等因素，也无法让每位参与舒适度评价的对象身临其境地去体会，为了保证调查结果的真实可靠，经过文献调研认为，主观安全性感受以及个人的偏好与主观舒适度有较强的相关性，因此，在舒适度调查中加入安全性感受与偏好选项，三者互相验证，以确保对秦皇岛市街景舒适度的评价更加科学合理。

在12类街景图片中随机抽取图片，采用Likert scale进行评分，分数设置为0～5分，分别对应非常不认同、不认同、一般、认同、非常认同5个评价标准。要求评价对象通过观察图片从主观舒适度、安全性感受与偏好3个维度对图片进行评分。该调查问卷通过问卷星调查问卷软件进行问卷投放，发放问卷300份，收回问卷297份，其中有效问卷290份，问卷有效率96.6%。为确保问卷调查的准确性，抽取15份样本通过小范围重测法进行了验证，前后两次问卷调查结果相关性系数为0.94，两次调查结果高度相关。

2 调查结果与分析

随后对回收的调查问卷进行了皮尔森相关系数分析，以实时街景照片中的元素和主观舒适度评分分别作为变量，通过Python软件对皮尔森相关系数公式进行了实现，输入调查问卷数据求解二者之间的相关性系数，进而考察街景照片中的元素与主观舒适度的相关性，并进一步求解安全性感受和偏好分别与街景元素的相关性。相关性系数计算结果位于-1～1，越接近0，其相关性越弱，其绝对值在0～0.2可认为不具备相关性，在0.2～0.4可认为弱相关，在0.4～0.6可认为中等相关，在0.6～0.8可认为强相关，在0.8～1.0可认为极强相关。其计算结果如表1所示。

表1 街景元素与舒适度皮尔森相关系数分析结果

通过表1可以明确，主观舒适度与安全性和偏好具备较强的相关性，某类街景元素与主观舒适度的相关系数取值与该街景和安全性以及偏好的相关系数取值基本接近，尤其是偏好，其与街景元素的相关性取值与主观舒适度和街景元素的相关性取值几乎完全一致。这说明，居民对于街景的主观舒适度评价中，安全性与偏好具备较强的关联性与影响力。

观察表1可以发现，建筑元素与植物元素对秦皇岛市的街景舒适度具备强相关性，二者舒适度感受完全相反，其中，建筑具备最强的负相关性，植物具备最强的正相关性。经过对照片的分析以及对相关样本对象的询问分析可知，当实时街景的元素特征为建筑时，往往建筑在照片中的占比较大，对其他元素的压迫较强，使整个图片中的空间开阔度整体较弱，给观察者压迫、不舒适的感觉，同样地，建筑也会给人不安全的感觉，降低观察者的偏好程度。而植物元素确实可以极大地提高观察者的舒适度，这是由长久以来的外界主观评价灌输导致，这在以往的研究中已经得到证实。

从表1中发现，地形的起伏与骑行者2种元素也对主观舒适度有着中度的正向相关性。通过对调查样本的询问以及分析，地形的起伏可以增加实时街景照片的美感，使照片更丰富、更具层次感。而骑行者给观察者以健康的感觉，这可能是长久以来主流媒体关于绿色出行、健康出行的宣传导致。

其余的街景因素则大多对街景舒适度有着负相关性，墙因素对街景舒适度的影响与建筑类似，其面积较大，在街景图片中占比较大，考虑到秦皇岛街景中墙元素的占比远低于建筑元素占比，因此其负相关性低于建筑因素。电线杆因素与交通标志因素对舒适度也有负相关性，可以推断出，街道中的电线杆与交通标志会增加照片的混乱度，使观察者主观舒适度下降。交通标志的安全性感受负相关性远低于其主观舒适度与偏好度，交通标志元素最多的图片往往位于十字路口等事故多发地段，使观察者的安全性感受极大降低。

结合对调查样本的询问进行分析，可以得出行人、电动车、自行车对街景舒适度的负相关性类似，其原因可能在于这些因素会导致街景的混乱度提高，影响观察者的观察体验，导致主观舒适度的下降。卡车与公交车因素均对街景产生了中等程度的负相关影响，经分析可知，卡车、公家车等大型车辆在道路上行驶会加剧观察者对其危险性的担忧，导致其安全性感知的下降，进而使观察者的主观舒适度也随之下降。

3 结语

通过图像语义分割技术对秦皇岛全市地区的街景照片进行了分析，提取其中的关键街景元素，通过K-means聚类将秦皇岛市的街景元素分成12大类。最终通过问卷调查的方式和皮尔森相关系数分析的手段，研究街景元素对主观舒适度的影响，得出如下结论。

1）主观舒适度与观察者的安全性感知和偏好有较强的相关性。

2）植物可以有效地提升街景的主观舒适度，其相关系数高达0.76，地形起伏与骑行者也对街景的舒适度提升有一定的影响。

3）在降低主观舒适度方面，建筑可以极大地降低观察者的舒适度，其相关系数为-0.71，电线杆、交通标志以及行人、电动车、自行车等均会增加街景图片的混乱程度，导致观察者主观舒适度下降，卡车、公家车等大型车辆会加剧观察者对其安全性的担忧，进而使观察者的主观舒适度下降。

4）上述结论为旧街景的改造与新街景的设计提供借鉴，设计者可以考虑适当增加植物的数量、街道的起伏程度以及自行车道的设计，划定专属的自行车与电动车停车点，减少重型车辆的驶入并为其划定专属的行驶路线。