孫庚，周興，周雯，李成強(qiáng)，陳杰

(中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083)

0 引言

商業(yè)街道在城市公共空間中扮演者十分重要的角色，既是重要的城市開(kāi)放空間，又是人們進(jìn)行商業(yè)活動(dòng)的重要場(chǎng)所。對(duì)商業(yè)街道的公共空間品質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，有助于提升城市形象和公共生活質(zhì)量，具有十分重要的意義[1]。

目前，街道公共空間品質(zhì)的研究主要分為兩類，分別是公共空間品質(zhì)指標(biāo)的研究和公共空間品質(zhì)評(píng)價(jià)。其中，公共空間品質(zhì)指標(biāo)的研究指的是確定影響街道品質(zhì)的因素，并使用一定的方法，測(cè)量評(píng)估該因素。周進(jìn)等[2]較早探索了城市公共評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究；Robinson[3]從主觀評(píng)價(jià)的角度，構(gòu)建了城市設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系；唐婧嫻等[4]以行人停駐意愿來(lái)反映街道空間品質(zhì)的整體情況；王彥春等[5]采用定性與定量相結(jié)合的方法，構(gòu)建了以物質(zhì)要素為主要評(píng)價(jià)對(duì)象的城市街道空間品質(zhì)評(píng)價(jià)體系；唐婧嫻等[6]構(gòu)建了綠視率、界面圍合度、街道開(kāi)敞度和機(jī)動(dòng)化程度四個(gè)大城市街道空間品質(zhì)指標(biāo)。這些評(píng)價(jià)體系都從不同的角度對(duì)街道品質(zhì)的因素進(jìn)行探討分析，積累了很多可供參考的街道品質(zhì)評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系。街道空間品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究也取得了一定的進(jìn)展。李智等[7]在對(duì)街景圖片分類的基礎(chǔ)上，基于城市收縮理論，對(duì)街道品質(zhì)的變化進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)；甘欣悅等[8]將機(jī)器學(xué)習(xí)方法與人工打分相結(jié)合，量化評(píng)價(jià)了北京歷史街道的非正規(guī)性；徐磊青等[9]對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，探討了步行者活動(dòng)量與街道空間特征之間的關(guān)系；姜蕾[10]則對(duì)街道環(huán)境特征和人群活力的聯(lián)系進(jìn)行了探索。但是，這些研究一般都是使用街景圖像、POI數(shù)據(jù)或地圖數(shù)據(jù)，以人的視角記錄城市的立體剖面景象以及用戶交互內(nèi)容?；谶@些數(shù)據(jù)的街道品質(zhì)評(píng)價(jià)往往是針對(duì)街道的局部狀態(tài)，對(duì)街道公共品質(zhì)進(jìn)行量化分析，而遙感影像從高空以鳥(niǎo)瞰的視角記錄城市面貌，從整體視角為人們帶來(lái)城市的直觀感受，是街道品質(zhì)信息的重要來(lái)源，卻未得到很好的利用。

因此，本文充分利用遙感影像以及街景圖像、POI數(shù)據(jù)、地圖等數(shù)據(jù)，基于代表性指標(biāo)體系，進(jìn)行局部-整體角度的商業(yè)街道品質(zhì)聯(lián)合評(píng)價(jià)。具體基于層次分析法和多元線性回歸對(duì)街道品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)三條街道品質(zhì)進(jìn)行對(duì)比分析。

1 區(qū)域及數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)域

本文選取長(zhǎng)沙市的黃興街、太平街和麓山南路街道及其周邊輻射范圍30 m以內(nèi)的區(qū)域作為研究對(duì)象。其中，黃興街是長(zhǎng)沙最著名的步行街，是集購(gòu)物、休閑、娛樂(lè)、餐飲、文化及旅游等多項(xiàng)功能于一體的綜合性場(chǎng)所，全長(zhǎng)838 m。太平街是長(zhǎng)沙古城保留原有街巷格局最完整的一條街，是以老字號(hào)、字畫(huà)、民族工藝品、文化休閑產(chǎn)業(yè)、特色旅游產(chǎn)品為主的江南小街，全長(zhǎng)375 m。麓山南路貫穿湖南三所知名高校，是一條新改造完成的，具有濃厚文化氣息的大學(xué)城商業(yè)街，全長(zhǎng)2 500 m。基于街段的均好性與完整性，本次研究將黃興街和太平街各劃分為兩段，共三個(gè)研究區(qū)域。麓山南路劃分為南中北三個(gè)大段，每個(gè)大段又里被分為三個(gè)小段共計(jì)九個(gè)研究區(qū)域，如表1所示。

表1 研究區(qū)域分段及范圍

1.2 研究數(shù)據(jù)

本文的研究數(shù)據(jù)主要包括街景數(shù)據(jù)、問(wèn)卷數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)、遙感影像。

1)街景數(shù)據(jù)。利用騰訊地圖API獲取研究區(qū)域的街景圖片，每隔約10 m獲取一張，一共得到241張街景圖片，部分街景圖片如圖1所示。

圖1 街景圖片示例

2)問(wèn)卷數(shù)據(jù)。通過(guò)發(fā)放100份問(wèn)卷調(diào)查，獲得大眾對(duì)于各個(gè)商業(yè)街道品質(zhì)微觀評(píng)價(jià)指標(biāo)及其因子間的相對(duì)重視程度，部分調(diào)查結(jié)果如圖2所示。

圖2 空間視覺(jué)感問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果

3)POI數(shù)據(jù)。利用高德地圖API獲取黃興街、太平街和麓山南路兩側(cè)50 m范圍內(nèi)的POI點(diǎn)位，包括名稱、類型、坐標(biāo)信息，數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 部分POI數(shù)據(jù)

4)遙感影像。從天地圖獲取三條研究街道的遙感影像并按照研究區(qū)域進(jìn)行裁剪。和價(jià)格昂貴的無(wú)人機(jī)影像相比，地圖數(shù)據(jù)具有免費(fèi)、獲取方式簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。而且，其分辨率可以達(dá)到米級(jí)，完全能夠滿足目視解譯的需要。部分遙感影像數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 遙感影像示例

2 街道品質(zhì)評(píng)價(jià)

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)

影響街道品質(zhì)的影響因素有很多，在借鑒前人工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)黃興街、太平街、麓山南路三條典型商業(yè)街道的實(shí)際情況構(gòu)建了本文街道品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，主要包括商業(yè)街道品質(zhì)“整體指標(biāo)”和“具備指標(biāo)”，具體的單項(xiàng)指標(biāo)分別如表3和表4所示。

表3 商業(yè)街道品質(zhì)整體評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表4 商業(yè)街道品質(zhì)局部評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1)局部評(píng)價(jià)指標(biāo)量化。區(qū)位條件通過(guò)在高德地圖中用測(cè)距工具直接測(cè)量街道中心到大型綜合商業(yè)體的直線距離。步行可達(dá)性在高德地圖中以街道中心為圓心，搜索出半徑為1 000 m范圍內(nèi)公交站點(diǎn)的數(shù)量。周邊地塊開(kāi)發(fā)強(qiáng)度利用遙感影像目視解譯出建筑物所占研究區(qū)域的比例。規(guī)模因子由遙感影像目視解譯出商業(yè)建筑物得到。功能混合度與功能密度分別表示相應(yīng)街道中POI類別的混合度與POI數(shù)量的密度。公共服務(wù)設(shè)施是指街道公共服務(wù)類別的POI數(shù)量與街道長(zhǎng)度的比值。視覺(jué)感受因子利用街景圖像依托城室科技平臺(tái)(https：//www.citorytech.com/)，利用監(jiān)督學(xué)習(xí)方法對(duì)街景數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。各指標(biāo)數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 局部評(píng)價(jià)指標(biāo)量化數(shù)據(jù)

2)整體評(píng)價(jià)指標(biāo)量化。商業(yè)街道品質(zhì)整體指標(biāo)體系包括活力感、綠視率、擁擠感和通達(dá)感。本文通過(guò)目標(biāo)解譯的方法，從遙感影像中獲取綠色植被、道路、彩色區(qū)域、道路的相關(guān)信息，得到各個(gè)指標(biāo)的量化數(shù)據(jù)。部分解譯結(jié)果如圖4所示。

注：1～4列分別代表道路、彩色區(qū)域、建筑物和綠色植被的解譯結(jié)果。圖4 遙感影像人工解譯結(jié)果

根據(jù)圖4中的人工解譯結(jié)果，依據(jù)道路、彩色區(qū)域、建筑物、綠色植被在各遙感影像中所占像素的比例，計(jì)算出每種指標(biāo)的解譯結(jié)果，如表6所示。

表6 整體評(píng)價(jià)指標(biāo)量化結(jié)果

2.2 評(píng)價(jià)方法

1)局部評(píng)價(jià)。局部評(píng)價(jià)涉及到的指標(biāo)較多，為了更好地對(duì)街道品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，這里使用層次分析法來(lái)判斷商業(yè)街道公共空間局部品質(zhì)。層次分析法(the analytic hierarchy process，AHP)能把復(fù)雜系統(tǒng)的決策思維層次化，把決策過(guò)程中定性和定量的因素有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，得到了廣泛的應(yīng)用[11-13]。通過(guò)判斷矩陣的建立、排序計(jì)算和一致性檢驗(yàn)，最后得到具有說(shuō)服力的結(jié)果。下面詳細(xì)介紹該方法。

(1)構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣的構(gòu)造一般采用一致矩陣法也稱為1～9 比率標(biāo)度法(表7)。該方法將因素兩兩相互比較并在對(duì)比時(shí)采用相對(duì)尺度，這樣做能盡可能減少性質(zhì)不同因素相互比較的困難，提高結(jié)果的準(zhǔn)確度。

表7 判斷矩陣標(biāo)度及其含義

一般地，隸屬于指標(biāo)Ai的指標(biāo)Bj(j=1，2，3…，m)，其判斷矩陣為一個(gè)m維方陣，判斷矩陣中的元素bij表示在隸屬于Ai的諸指標(biāo)中，指標(biāo)i與指標(biāo)j相比，對(duì)于指標(biāo)j的相對(duì)重要性程度。例如，認(rèn)為bi比bj同樣重要，則bij=1，bji=1；認(rèn)為bi比bj稍微重要，則bij=3，bji=1/3，…。然后，采用一致矩陣法依據(jù)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果，將表5中的商業(yè)街局部品質(zhì)指標(biāo)體系中隸屬于同一指標(biāo)的各指標(biāo)之間的相對(duì)重要性進(jìn)行比較，形成了判斷矩陣。各指標(biāo)的判斷矩陣如表8至表12所示。

表8 便捷性指標(biāo)間的判斷矩陣

表9 開(kāi)發(fā)度指標(biāo)間的判斷矩陣

表10 功能性指標(biāo)間的判斷矩陣

表11 空間視覺(jué)感指標(biāo)間的判斷矩陣

表12 一級(jí)指標(biāo)間的判斷矩陣

(2)層次單排序及一致性檢驗(yàn)。層次單排序是為同一層次因素對(duì)于上一層次某因素的相對(duì)重要性進(jìn)行排序，它需要計(jì)算出判斷矩陣A的最大特征值及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化的特征向量作為排序權(quán)值。

為檢驗(yàn)評(píng)判判斷思維的一致性，該部分引入判斷矩陣偏離一致性CI與判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI的比值CR。即若CR<0.1，則判斷矩陣滿足一致性的要求；否則，就需要修改判斷矩陣，具體檢驗(yàn)方法參考文獻(xiàn)[14]。

層次單排序及一致性檢驗(yàn)得到的是同一層元素相對(duì)于上一層中某元素的權(quán)重。但是，最終要得到的是最底層中各元素的貢獻(xiàn)率，所以，需要進(jìn)行層次總排序，得到最底層中各元素對(duì)于目標(biāo)的排序權(quán)重。

(3)各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算。各指標(biāo)權(quán)重輸出及計(jì)算結(jié)果使用 MATLAB軟件對(duì)構(gòu)造矩陣進(jìn)行運(yùn)算獲得，并求解各指標(biāo)權(quán)重及對(duì)矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。輸出及計(jì)算結(jié)果如表13所示。觀察表中一級(jí)指標(biāo)權(quán)重，可以發(fā)現(xiàn)，空間視覺(jué)感的權(quán)重最大，所以，該指標(biāo)在街道品質(zhì)評(píng)價(jià)中是最重要的，且該一級(jí)指標(biāo)中的美感感知和街道開(kāi)闊度也會(huì)極大地影響街道品質(zhì)評(píng)價(jià)。

表13 由判斷矩陣得到的權(quán)重

采用以上 AHP 法確定各測(cè)度指標(biāo)的權(quán)重，街道品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)作為另一個(gè)參數(shù)，最后評(píng)分如式(1)所示。

P=∑w*x

(1)

式中：x為各指標(biāo)的數(shù)據(jù)歸一化結(jié)果。

2)整體評(píng)價(jià)。以高分辨率遙感影像作為分析對(duì)象，采用多元線性回歸方法對(duì)商業(yè)街品質(zhì)進(jìn)行整體評(píng)價(jià)。采用多元線性回歸的方法能夠準(zhǔn)確地量化各個(gè)整體指標(biāo)與商業(yè)街局部品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果間的關(guān)系，可以得到正確的決策結(jié)果。多元線性回歸分析的應(yīng)用十分廣泛[15-16]，許多非線性回歸和多項(xiàng)式回歸都可以化為多元線性回歸來(lái)解決。

3 結(jié)果分析

3.1 局部評(píng)價(jià)結(jié)果分析

按照上文的評(píng)價(jià)方法，得到三個(gè)街道十三個(gè)研究區(qū)的街道品質(zhì)局部評(píng)價(jià)結(jié)果，如表14所示。

表14 街道品質(zhì)局部評(píng)價(jià)結(jié)果

從商業(yè)街品質(zhì)局部評(píng)價(jià)得分結(jié)果可以總體得出，商業(yè)街局部品質(zhì)中黃興街>太平街>麓山南路，但黃興街和太平街的得分差距不大，而麓山南路和前二者的差距較大。具體來(lái)看，黃興街南段太平街南段、黃興街北段、麓山南路北1段得分結(jié)果較高，均大于0.5，而麓山南路北3段、麓山南路中3段、麓山南路中1段和麓山南路南3段得分結(jié)果較低，均小于0.3。因此，可以得到以下結(jié)論。

1)公共服務(wù)設(shè)施在商業(yè)街品質(zhì)中占重要地位。與黃興街和太平街相比，麓山南路在公共服務(wù)設(shè)施上和二者還有很大的差距。在黃興街和太平街的街道附近有較多的社區(qū)公共服務(wù)中心以及公共廁所，而在麓山南路只有少量的停車(chē)場(chǎng)類的公共設(shè)施。但對(duì)于商業(yè)街來(lái)說(shuō)，顧客往往選擇步行或者公共交通到達(dá)，因此，麓山南路需要增加公交站和地鐵站的數(shù)量，以及更多供顧客步行的通道，同時(shí)，增加更多供顧客停留的公共服務(wù)設(shè)施，保障顧客能在商業(yè)街進(jìn)行適當(dāng)?shù)男蓍e和休息。此外，麓山南路在POI的功能混合度和功能密度上與前兩條街道也有很大的差距，功能性水平并不高，需要增加商鋪的種類和數(shù)量，提升街道功能性，以滿足消費(fèi)者們多元化的消費(fèi)行為。

2)區(qū)位條件是影響商業(yè)街品質(zhì)的重要因素。黃興街和太平街周邊地鐵站和公交站數(shù)量都較多，且都位于長(zhǎng)沙市的中心區(qū)域，靠近地鐵一號(hào)線和地鐵二號(hào)線的交匯點(diǎn)。附近道路四通八達(dá)，距離長(zhǎng)沙最大的商場(chǎng)國(guó)金中心只有不到1 km。而麓山南路，位于湘江以西，交通相對(duì)不是很便利。麓山南路上的地鐵站只有一個(gè)，但對(duì)于麓山南路這樣一條長(zhǎng)達(dá)2.5 km的商業(yè)街，一個(gè)地鐵站顯然是不夠的。

3)街道開(kāi)闊度是影響顧客對(duì)街道進(jìn)行感知的重要因素。街道開(kāi)闊度較高的街道會(huì)讓行走在其中的顧客對(duì)街道有更加積極地評(píng)價(jià)。黃興街和太平街相比麓山南路街道的開(kāi)闊度較高，麓山南路的北3段因?yàn)榈缆穬膳缘臉?shù)木枝葉茂盛，導(dǎo)致該路段的街道開(kāi)闊度基本為0，商業(yè)街道局部品質(zhì)評(píng)分也是所有街道中最低的一個(gè)。麓山南路雖然有很多綠色植被，但是植物過(guò)多造成了顧客在街道中平視時(shí)的視野遮蔽，不僅沒(méi)有發(fā)揮植物的積極作用，反而帶來(lái)了消極的影響，這說(shuō)明綠視率的增加是有一定限度的。

3.2 整體評(píng)價(jià)結(jié)果分析

為了準(zhǔn)確地量化各個(gè)整體指標(biāo)與商業(yè)街道局部品質(zhì)結(jié)果間的關(guān)系，從整體角度分析局部的評(píng)價(jià)結(jié)果并對(duì)商業(yè)街品質(zhì)進(jìn)一步評(píng)價(jià)。將表14中得到的各商業(yè)街路段的局部品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果作為因變量，把上文量化得到的四種整體評(píng)價(jià)指標(biāo)作為自變量進(jìn)行多元線性回歸，得到的回歸結(jié)果如表15所示(以0.05為檢驗(yàn)水平，各個(gè)變量均顯著)。

表15 街道品質(zhì)整體評(píng)價(jià)結(jié)果

由表15可得，擁擠感與商業(yè)街道的局部品質(zhì)評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，且負(fù)相關(guān)程度較高?；盍Ω?、綠視率和通達(dá)感呈正相關(guān)，但綠視率的正相關(guān)程度很低，為0.003，接近于0。由此得到以下結(jié)論。

1)商業(yè)街道活動(dòng)空間是其高品質(zhì)的重要條件。通達(dá)感的正相關(guān)結(jié)果和擁擠感的負(fù)相關(guān)結(jié)果說(shuō)明，商業(yè)街建筑間需要留出充足的空間，或預(yù)留出更多供顧客步行的通道，以減小商業(yè)街的建筑物給顧客帶來(lái)的擁擠感。在實(shí)際生活中，顧客更青睞于乘坐公共交通或步行到達(dá)商業(yè)街，而不是駕駛汽車(chē)。人行道不僅能讓顧客在商業(yè)街自由漫步放松心情，還能夠增加與外界連接的通路，吸引更多的顧客步行來(lái)到商業(yè)街，這和局部評(píng)價(jià)中的區(qū)位條件的重要性是對(duì)應(yīng)的。因此，商業(yè)街附近要盡量修建道路干線，增加公交站和地鐵站的數(shù)量，保證更多的人能夠通過(guò)公共交通和步行到達(dá)。

2)建筑環(huán)境的活力有利于提升商業(yè)街道品質(zhì)?；盍Ω械恼嚓P(guān)結(jié)果說(shuō)明商業(yè)街的建筑環(huán)境要富有親和力及活力，不要被過(guò)于強(qiáng)勢(shì)的外部環(huán)境所壓迫，盡量避免高樓大廈、豪華裝修、醒目的禁止提示等，讓消費(fèi)者找到賓至如歸的感覺(jué)。在建筑上可以使用暖色調(diào)的顏色來(lái)提高顧客的興奮度減少疲憊感，如紅色、黃色、橙色等。增加公共服務(wù)設(shè)施數(shù)量、商鋪的數(shù)量和種類也能提高街道的功能性，吸引更多的游客。建設(shè)更多供顧客停留的公共服務(wù)設(shè)施，保障顧客能在商業(yè)街中進(jìn)行適當(dāng)?shù)男蓍e和休息，能給顧客帶來(lái)回家的感覺(jué)，達(dá)到提升活力感的目的。

3)商業(yè)街品質(zhì)的提升需要適當(dāng)數(shù)量的綠色植被。綠視率的正相關(guān)結(jié)果說(shuō)明商業(yè)街要適當(dāng)增加綠色植被。綠色植被可以很好地美化環(huán)境、凈化空氣，還能通過(guò)綠色植被的布置形成步行空間、休閑坐息空間、小型交往活動(dòng)空間等，滿足人們的不同需求，形成富有特色的商業(yè)步行街區(qū)。但是，在局部評(píng)價(jià)中街道開(kāi)闊度的評(píng)價(jià)結(jié)果表明，綠視率的提高范圍也是有一定限度的，超過(guò)了這個(gè)閾值反而會(huì)適得其反，這是因?yàn)檫^(guò)多的綠色植被會(huì)遮擋顧客在街道中平視的視野。此外，還可以通過(guò)穿插過(guò)渡性停留空間提升街道開(kāi)闊度和整體的通達(dá)感，進(jìn)而提升商業(yè)街品質(zhì)。例如，可以同時(shí)包容過(guò)路者短暫的停歇、市民的街邊象棋博弈、年輕人的滑板表演及流浪歌手的臨時(shí)駐唱等多元化的行為方式和非組織性圍觀。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文利用遙感影像、街景圖像、POI數(shù)據(jù)、高德地圖等多源數(shù)據(jù)，從局部和整體兩個(gè)角度對(duì)長(zhǎng)沙市太平街、黃興街、麓山南路的街道空間品質(zhì)分段進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)。本文首先使用街景圖像、POI數(shù)據(jù)、高德地圖等交互能力更強(qiáng)的數(shù)據(jù)，量化了便捷性、開(kāi)發(fā)度、功能性、空間視覺(jué)感四個(gè)局部評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用層次分析法得到了客觀性強(qiáng)的街道分段空間品質(zhì)局部評(píng)價(jià)結(jié)果。接著，構(gòu)建了以活力感、綠視率、擁擠感和通達(dá)感為指標(biāo)的整體評(píng)價(jià)體系，在遙感影像人工解譯結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行量化，并使用多元線性回歸法對(duì)街道品質(zhì)進(jìn)行了整體評(píng)價(jià)。

本文的研究結(jié)果表明，建造高品質(zhì)的商業(yè)街需要在建筑間留出充足的空間，而且建筑環(huán)境要親和并富有活力；同時(shí)，適當(dāng)增加綠色植被并設(shè)置足夠數(shù)量的公共設(shè)施；商業(yè)街附近盡量多修建道路干線。此外，與傳統(tǒng)方法相比，高分辨率遙感影像可以作為新的數(shù)據(jù)源成為分析商業(yè)街道的空間品質(zhì)的影響因素新思路和新方法。另外，在今后的工作中，研究者可以考慮把道路周?chē)鷧^(qū)域的功能產(chǎn)生的影響也納入到對(duì)商業(yè)街品質(zhì)評(píng)價(jià)中，以得到更加全面的評(píng)價(jià)結(jié)果。