【文章导读】街区建成环境感知影响因素研究——基于行为实验的证据

1

导言

随着我国进入新型城镇化阶段，城市规划工作从追求“量”的扩大转变为追求“质”的提升。如何通过更精细、个性化的规划设计提升城市空间品质，让居民感受到更多获得感、幸福感，成为城市规划领域的重要议题。在这一背景下，建成环境感知相关研究的重要性日益凸显。建成环境感知关注个体对建筑、街区、公共空间等微观尺度环境的主观认知感受，可为街道设计、社区生活圈规划等实务工作提供更精细的测度与评价，更符合“以人民为中心”的规划发展思想。

个体对建成环境感知受多种因素影响，且在不同场所中存在差异。信息通信技术（information and communication technology， ICT）的发展与普及促使传统邻里和熟人社会式微，居民个体对于邻里街区其他人的疏离感势必影响其建成环境感知。此外，城市社会环境，如一个街区的活力水平同样影响居民的空间品质评价，以及对社区和城市的认同感、归属感。探究居民个体心理差异和场所活力特征对建成环境感知的作用机制，对于提升城市空间品质和使用体验，实现精细化治理均具有重要意义。

建成环境感知的测度方法有很多。近年来生物医学技术的发展，促使城市规划领域研究者广泛利用生物传感器，获取直接反映个体环境体验的量化生理数据，以评价规划设计的人本价值和社会效益。作为其中具有代表性的一种，眼动追踪技术（eye-tracking）近年来在旅游管理、建筑和景观设计等领域的研究中得到了广泛应用。眼动仪实时采集个体观看真实建成环境或者相应图片、视频材料时的视觉轨迹数据。通过分析这些数据，研究者可以了解个体在注意分配、环境探索和疲劳程度等方面的实时特征，进而讨论不同设计方案对建成环境的感知影响。

本研究借鉴心理学的行为实验范式，综合利用心理量表法、眼动追踪和图像语义分割等多种前沿技术，从视觉信息加工和环境态度两个方面，精细测度个体尺度下的建成环境感知，探讨个体心理（人际信任感）和社会环境（场所活力）两种情境因素对街区建成环境感知的交互影响。研究通过获取受试者生理、心理的定量数据，精准地测度建成环境感知，并区分多种场所、多元情境对建成环境感知进行比较，从而为以人为本的规划设计提供精细化的实证证据。 

2

行为实验设计与方法

2.1 场所选择和指标计算

在北京市区内选择四个地点拍摄四组视频，每组分为高、低活力两种类型，时长均为150s，拍摄地点、时间等如图1所示。对于同一地点高、低活力两段视频，控制无关变量如拍摄地点或路线（即画面内容）、视频时长相同。对于王府井步行街和金融街两个白昼户外场景，控制天空光强度一致，视频中仅通过“操纵”人类活动强度（如人流量、车流量）不同来营造场所活力差异。

▲ 图1 | 拍摄视频的四个场所的街景照片

建成环境感知影响因素，即研究自变量，包括个体层面的信任感和社会层面的街道活力。场所活力水平表现为场所中人车流量的多少，离散化为哑变量，取值0和1分别对应了受试者观看低/高水平街道活力的视频。个体信任感因素通过中译人际信任量表（interpersonal trust scale, ITS）进行测度。经过反向计分后求平均值即为受试者的信任感得分，最低分为1，最高分为5。

本研究因变量是受试者对场所的建成环境感知，包括环境恢复力和视觉行为两大类，全部指标及其含义如表1所示。注意恢复理论(attention restoration theory)认为有助缓解个体心理疲劳、促进认知能力恢复的环境使个体产生舒适、放松的环境体验。恢复力包括四个维度：逃离(escape)、统合(coherent)、吸引(fascination)、相容(compatibility)，由改编的恢复力量表(perceived restorativeness scale, PRS)进行测度。量表经反向计分和平均值计算后，产生对应四个数值在1到7之间的得分。

视觉行为指标中，平均注视时长是受试者观看视频全程中所有注视点时长的平均值，注视频率是平均每秒生成注视点个数，平均眼跳幅度是所有眼跳立体角的平均值，平均瞳孔大小是注视中瞳孔大小的平均值。上述四个指标分别量化受试者在建成环境中视觉加工的深度、注意力受要素吸引的频度、视觉搜索的强度和认知任务的难易程度。

研究还计算了社会性注意偏好指标，以反映情境因素对城市社会互动的影响：研究构建深度学习语义分割算法，利用基于城市景观（Cityscape）数据集已经训练好的Deeplabv3+模型，构建深度神经网络，在GPU内核上对8段视频逐帧做语义分割，确定每个注视点所注意的要素类别，如图2所示。

▲ 图2 | 图像语义分割和动态语义标注分析过程

计算注意行人和车辆的注视点总时长，然后按照如下公式计算得到社会性注意偏好：

 (1)

公式中，FD代表单个注视点时长，其中FD_H特指注意人、车等人类活动的注视点时长；Area_H 为视频帧上人、车区域所占的面积，w 和h 分别指视频帧的宽和高，i 和n 分别为注视点和视频帧序号。Preference_H 数值越大代表对人类活动的主动注意偏好越大。

▲ 表1 | 因变量指标汇总及其认知含义或解释

资料来源：笔者根据参考文献总结归纳。

2.2 实验流程和建模

招募72名大学生参与行为实验，其中男性17人，年龄在16～26岁之间（M = 20.53, SD = 1.97）。裸眼视力或矫正视力正常。受试者在性别内分别按照ABBA的顺序分配为两组，分别观看均为高活力或者低活力的四段街景视频，以避免性别作为无关变量与场所活力因素混淆。同一受试者观看四段街景视频的顺序随机化，以避免材料的顺序效应。受试者观看每段视频时，眼动数据被拓比“广谱”眼动仪（Tobii Pro Spectrum）采集，之后填写PRS量表。全部视频观看完毕后，受试者在移动端扫码填写ITS量表。

研究运用固定效应模型（fixed effect model）分析数据，假定场所类型差异不会影响信任感因素和场所活力因素的作用模式，仅造成因变量截距项变化，用方程可表示如下：

y_ij = β_0j + β₁ ITSScore_i + β₂Vitality_i + β₃Vitality_i × ITSScore_i + ε_ij    (2)

其中，对于第i 个受试者，y_ij 是表2中每个因变量在第j 个场所中的取值；ITSScore_i 指人际信任分数；Vitality_i 是街道活力的虚拟变量；ε_ij 代表随机误差。截距β_0j 受场所固定效应影响，在不同的场所分数不同，表示如下：

β_0j  = β₀+ ScenarioEffect_j   (3)

其中ScenarioEffect_j 代表第 j 个场所对因变量得分的固定效应。如果上述统计结果并不理想，说明场所类型和场所活力、人际信任作用机制之间存在更为复杂的交互作用，需要区分场所类型对因变量得分检验调节效应（moderation effect），以检测交互作用是否存在。在对ITS得分做Z 转换标准化后，在四个场所分别建立如下回归模型(4)、(5)，检验交互项系数是否显著，并且模型整体上有所提升。

y_i = β₀ + β₁ ITSScore_i + β₂Vitality_i + ε_i   (4)

y_i = β₀ + β₁ ITSScore_i + β₂Vitality_i + β₃Vitality_i × ITSScore_i + ε_i   (5)

3

结果

 3.1 不同场所建成环境感知指标

的描述比较

表2呈现了不同场所情境下建成环境感知各指标的平均值和标准差。中心商务区在四个场所中总具有最高的统合得分，且诱发对他人的主动关注，说明其景观要素规整有序且适宜社会交往；地铁车站中环境感知在高、低活力场景间差异最为明显，受其他旅客行为影响最大。表明其环境相对单调，设计时应增加审美趣味和文化价值；与地铁站相反，夜间交通流的建成环境感知受人类活动要素影响小；步行商业街相比其他场所表现出最强的逃离感、环境吸引力和个体相容性，表明其生活气息能给居民最强烈的治愈感和幸福感。

▲ 表2 | 因变量描述统计结果

总体而言，受试者在步行商业街的恢复力评分最高、在地铁站最低，夜间交通流和中心商务区介于中间。场所间眼跳幅度和瞳孔大小基本没有区别，表明目前的规划设计不会带来很多疑惑，对空间可识别性的塑造还是比较成功的。

3.2 建成环境感知的塑造：

场所间同质性和异质性

模型结果表明，在四个不同类型的场所中，个体层面信任感因素和社会层面场所活力因素对受试者视觉行为都具有相同的作用模式，而对个体恢复力和社会性视觉偏好则具有场所间的异质性，其结果如表3所示，并对各个变量绘制散点图和回归曲线，如图3所示。根据模型结果，归纳不同场所的研究发现和规划政策启示，如表4所示。

▲ 表3 | 不同场所回归分析结果

注：†p<0.08，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001，n. s.表示不显著；未列出的其他眼动指标，回归系数均不显著。

▲ 图3 | 区分场所类型的各因变量受情境因素影响模式

▲ 表4 | 两情境因素作用在不同场所的统计发现和结果分析

4

 结语

本研究从个体视角对街区的建成环境感知进行了测度并分析其影响因素，表明信任感的个体差异和社会场景的活力水平两类情境因素对环境感知交互产生作用。理论上，研究验证了在建成环境感知中考虑个体自身差异和主观能动性的必要性。个体主观意识和个体间差异直接影响其空间体验，进而影响其决策及行为。这种认识突破了对行为主体所做的同质性、被动性的假设，更加符合日常生活的实际情况和行为地理学的基本观点。

方法上，研究与心理学相关理论融合交叉，采用行为实验范式和眼动追踪技术、图像语义分割等技术方法，为建成环境感知的测度、分析提供了新思路。作为一种精密生物传感器，眼动仪可以提供高度精准的量化数据，揭示个体在建成环境感知中难以口头报告的无意识视觉行为，将环境感知研究深入推进到人的视觉注意和环境认知层面。

规划应用上，本研究区分不同场所类型，分别进行基于个体视角的讨论，有助于规划师对特定建成环境空间进行有效设计，从主观感受层面提升空间品质和居民满意度，与当前规划工作精细化、个性化、异质化思想相符合。考虑大数据同城市规划设计工作深入融合的背景，通过在线平台大规模施测以获取城市居民的人格信息已初具可行性。环境心理学相关理论的突破，加之融合地理信息、人口学和个体心理多源数据的分析，将使满足个性化、多样化需求的“千人千面”的城市设计成为可能。

本文撰稿：武钰林  董卫华  张文佳

---

原文介绍

《街区建成环境感知影响因素研究——基于行为实验的证据》一文，刊载于《城市规划》2022年第 12 期第99-109页。

【doi】10.11819/cpr20221206a

武钰林，北京大学城市规划与设计学院，硕士研究生，[e-mail]。

董卫华，北京师范大学地理科学学部，地理学院副院长，教授，博士生导师。 张文佳，北京大学城市规划与设计学院副院长，研究员，博士生导师，本文通信作者。

【全文下载】文章已在知网发布，复制并搜索下方网址，或点击下方“阅读原文”，即可下载阅读全文。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=3uoqIhG8C44YLTlOAiTRKu87-SJxoEJu6LL9TJzd50l63v2hNcriO2NxmvucF_ob5zjpXF6jTzzf1r7ceQVQlQMeXdMPkAZV&uniplatform=NZKPT

---

欢迎在朋友圈转发，转载请在后台留言

---

官方投稿网址：http://www.planning.com.cn

微博：http://weibo.com/cityplanningreview微信号：chengshiguihuazazhi电子期刊：App Store搜索“城市规划”(支持iPad下载)国内统一刊号：CN 11-2378/TU国际标准刊号：ISSN 1002-1329【免责声明】本公众号推文目的在于信息交流与共享。若有来源误注或侵犯了您的合法权益，请持权属证明与本公众号联系，我们将及时更正、删除，谢谢。

关注、分享、在看与点赞，至少我要拥有一个吧~