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基于景感生态学的城市 视觉空间定量化研究

文献类型:学位论文

作者张永霖
答辩日期2019-06
文献子类博士
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师赵景柱 ; 董仁才
关键词景感生态学,城市 视觉空间 深度学习, 场景解析 ,街景 图像 Landsenses Ecology, Urban Visual Space, Deep Learning, Scene Parsing, Street View Pictures
学位名称理学博士
学位专业环境经济与环境管理
其他题名Quantitative Study of Urban Visual Space Based on Landsenses Ecology
英文摘要

        城市生态系统服务是维持和提高居民福祉的基本条件,也是促进城市可持续发展的重要 基础 。随着社会经济发展,人们对居住 品质 的要求越来越高。城市视觉空间要素作为城市生态系统中的重要组分,不仅在生态功能和城市意象功能方面发挥重要作用,还在提升城市街道品质和人居环境质量上扮演主要角色。人们倾向驻足于优美的 林荫大道 和开敞整洁的城市公共空间;反之, 阴郁昏暗 的城市视觉空间甚至会对人们的生理和心理健康造成负面影响。因此, 如何定量化描述城市视觉空间要素,进一步分析视觉景观布局和结构对 我国 城市 生态 空间规划 具有重要意义 。
        在我国 城市化快速发展和扩张过程中, 城市 生态空间不断被占用 人本尺度的视觉空间 出现收缩现象 ,人居环境质量 在感官上受到较大影响 。 景感生态学强调土地利用规划、建设与管理过程中, 应 更多地关注自然要素、物理感知和心理感知。 本研究 以景感生态学理论与方法为依托, 基于海量街景图像、兴趣点和互联网房价等多元异构的开 源 数据,利用先进的深度学习和计算机视觉技术对城市场景信息进行 人本 视角 上的 场景语义解析 。 在此基础上提出了城市视觉空间可视率的计算公式和概念, 用以 表达 道路空间内多种场景要素的可视程度和空间分布情况。论文研究内容分为两个核心部分: 1探究 视觉空间与住房价格之间的定量关系; 2 探索城市视觉空间对安全感的影响。首先,以北京市和上海市为研究区,通过构建数学模型来探究城市视觉空间对住房价格的影响,进一步分析人居视觉环境质量与住房价格关系。其次 以美国马萨诸塞州 波士顿市 为例 通过构建 最小二乘法 回归模型 分析了城市视觉空间对人居安全的影响 对 提升我国人居安全感具有 积极 意义。
        研究结果显示 第一, 街景图像可以直观表征城市道路公共空间的 视觉信息 能够 为记录城市动态、现象和变化规律提供了新的视角。 同时, 由于其携带精确的地理元数据和空间信息,并且在数据量和区位覆盖面上具有优势,正逐步成为推动城市景观研究向立体扩展的重要数据载体,在分析城市立体空间、场景视觉价值的定量化描述方面具有巨大潜力。 第 二 小区周围绿视率和天视率的升高对提升房价有正向作用,平均而言,绿视率和天视率每上升 1%会导致 小区内平均 房价上涨分别约 0.17%和 0.064%(北京)以及 0.117%和 0.02%(上海);而建筑视率在模型中的表现均不显著,说明建筑视觉 对房价的贡献并不显著 。 第 三 绿视率对于居民和行人安全感的提升具有显著 影响 ,说明合理地配置 绿化 对于维护社会稳定和改善出行体验具有重要作用 并且 该结论对于促进 我国 城市公共环境健康和安全 具有 一定借鉴意义 。
        本研究利用海量街景图像和多种 开源 数据 开发了 能够高效获取数据的自动化工具,创新地结合深度学习和计算机视觉技术来量化城市 视觉空间要素的可视程度 。 提出了可复用、高可比性的研究框架和数据分析范式,便于通过 构建数学模型来 展开定量分析 。在精确评价“大尺度 -细粒度”的城市视觉感知状况和空间分布规律的同时,为提升城市视觉空间质量、优化可视要素布局和空间结构提供了技术和数据支撑 ;并 为城 市景观设计居住区视觉环境优化等提供了科学依据和方法参考。通过对视觉要素的量化分析,对景感生态学的发展起到促进作用。

语种中文
页码167
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/42355]  
专题生态环境研究中心_城市与区域生态国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
张永霖. 基于景感生态学的城市 视觉空间定量化研究[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2019.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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