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理解城市环境对人类感知的影响,对城市合理规划及布局具有重要的人文参考价值。城市环境是一个动态变化的复杂系统,具有空间异质性的特点。由于研究方法的限制,在复杂的城市环境中,以往基于街景图像的城市感知研究难以全面精细地分析环境关键要素对人类感知的影响。本研究以武汉市中心为研究区,首先利用全卷积神经网络将街景图像分割为城市地物类型,耦合感知打分数据和随机森林算法建立6类城市感知模型;然后基于沙普利值方法分解在随机森林模型中各类城市地物对人类感知的影响,并识别城市环境关键要素;最后结合分解结果,探究在非线性模型中沙普利值方法的适用性和优势。结果表明：沙普利值方法能够有效考虑环境异质性,精确地定量表示在不同场景中各类地物对人类感知的影响;城市高楼、天空、绿地空间是对人类感知影响最大的3类地物,且地物的体积和分布与其对人类感知的影响有关,图像占比大、分布连续的地物对人类感知的影响比图像占比小、分布离散的地物对人类感知的影响大;受城市环境空间异质性的影响,主要地物类型对各类感知的影响程度和形式有显著不同;高楼与人类感知为非线性关系,且具有明显的单调递增或递减的形式;绿地空间与积极感知呈非线性关系,与消极感知呈线性递减的关系。基于可解释性方法,本研究主要分析城市环境关键要素对人类感知的影响特点,探究了城市感知模型中的可解释性问题,能够为城市感知相关研究提供方法参考和理论依据,同时也可为城市规划和景观设计提供参考。 相似文献
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街面犯罪对公众的生活安全构成一定的威胁。以往对于公共盗窃和寻衅滋事等街面犯罪的研究往往停留在社区甚至更宏观的层面,难以向微观尺度深入,它们忽略了通过环境设计预防犯罪（Crime Prevention Through Environmental Design, CPTED）理论中所主张的地址级的建成环境的精确特征。地址级的微观建成环境被广泛认为对各类犯罪的发生有着直接或间接的影响,然而对微观建成环境的度量一直是一个挑战。先前的大多数研究都是通过调查样本来表征建成环境,会受到两方面的限制：① 建成环境特征描述不完整的限制;② 数据在空间覆盖方面具有稀疏性的限制。百度街景图像作为一个新的数据来源,可以被用来提取地址级的微型环境的建成特征,从而使犯罪研究可以聚焦在更微观的尺度中。本研究使用深度学习全卷积图像分割算法从百度街景图像中提取地理位置的环境变量,共选取树木、通车道路、人行道等8种变量来表现研究区微观建成环境的差异。在控制了与街面犯罪有关的其他因素后,采用贝叶斯逻辑回归模型来评估微观建成环境影响因素对公共盗窃和寻衅滋事案件的影响。结果表明加入了微观建成环境物理特征之后的模型表现更好。对比寻衅滋事案件,树木多的隐蔽地方更容易发生公共盗窃案件,通车道路、人行道多的地方更不易发公共盗窃案件,这也说明了更隐秘的地方公共盗窃案多发。总的来说,全卷积深度学习图像分割算法可以有效地提取街景衍生变量,这些变量为微观空间尺度的犯罪分析增加了新的维度。本研究不仅对于犯罪地理文献具有贡献,而且为基于CPTED原则的犯罪预防提供了新的视角。 相似文献
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用户生成内容（User Generated Content,UGC）作为感知旅游地物质空间的新型地理大数据,以使用者的视角描绘了旅游地的客观环境,是探索旅游目的地感知的重要途径。然而,传统的旅游研究对旅行摄影照片处理能力有限,深度学习图像语义分割技术的发展,为挖掘旅游者视觉行为模式,探索旅游地环境感知提供了有力支持。本研究提出了整合在线旅行照片大数据与问卷调查小数据的旅游者视觉行为模式与感知评估框架,并将其应用于鼓浪屿案例。首先将744条旅游轨迹,聚类为6类视觉行为模式,并可视化与时空分析;其次基于全卷积网络算法,量化22 507张旅行照片语义,探索不同视觉模式的旅游者关注要素的空间分异;最后通过照片语义与场景感知问卷调查的相关性分析和多重线性回归模型,评估旅游地整体视觉感知满意度,并提出相应的空间优化建议。研究表明：① 鼓浪屿旅游者视觉行为模式聚类为单点游、海岛风光游、环岛游、街巷空间游、遗产建筑游和全岛游6类;② 不同视觉行为模式的旅游者视觉兴趣区存在空间集聚现象,视觉空间转移遵循地理邻近效应;③ 相关性分析与模型结果表明,旅游者偏好空间开敞度较高的区域,感知满意度越低的区域摄影行为越少,是环境提升的重点;④ 出行时间和成本效率最大化、建成环境、心理环境与社会环境是影响旅游者视觉感知的主要因素。本研究延伸了人工智能技术在旅游者视觉感知研究中的应用,为旅游地空间优化提供参考。 相似文献
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街道空间是旅游者在旅游地的主要接触空间,良好的街道视觉品质对旅游产业的可持续发展至关重要,而如何建构视觉品质评价方法则需要进一步探索。本文以厦门市鼓浪屿作为研究区域,首先建立街道空间视觉品质量化模型,采用人工模拟旅游者行进的方式采集街景数据,进行成像参数校正和图像编码;其次,采用全卷积网络进行图像语义分割和视觉要素提取,获得街道环境视觉参数;最后,根据量化模型将视觉参数聚合到地理要素中,建立地理信息数据库进行街道空间视觉品质评价。结果表明：(1)鼓浪屿街道空间视觉品质存在明显的空间分异性;(2)建筑密度、街道宽度与植被小品是塑造街道空间视觉品质的基础视觉要素;(3)植物类公园、主要交通枢纽、主要商业设施的分布对街道空间视觉品质产生显著影响。本文为街道视觉品质评价工作提供了可供迁移应用的数据采集方式和研究方法,基于全卷积网络的街景图像语义分割精度较高,能够为街景图像以及其他类型的图像数据分析提供参考。在管理实践上,本文可以为旅游地街道空间的管理与规划、资源整合与配置、人流引导与调控等工作提供有价值的借鉴。 相似文献
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城市生态景观功能主要是绿色植物对人的视觉作用。绿视率被认为是一种比较好的衡量绿色空间视觉感受的描述因子。目前绿视率的估算主要基于静态的图像或者街景数据,而绿视率是一种动态的量,不同视点有不同的值,且植物是生长变化的。因此,本文提出一种基于数据和模型综合驱动的园林树木三维模拟景观的绿视率计算方法,其利用虚拟地理环境、虚拟植物等技术,通过道路、建筑物等硬质景观数据和树木模型驱动,建立城市园林树木三维景观;根据视觉成像原理,构建虚拟相机,模拟不同视点园林景观的视觉图像,然后识别表征植被信息的像素,从而计算绿视率。本文研发了园林树木景观三维模拟及绿视率估算原型系统,并以城市道路树木景观为例,模拟分析了机动车道中车辆乘客可获得的绿视率,与街景图像提取的绿视率值相近。该方法和系统可用于包含时间变量的不同生长阶段园林树木景观的绿视率评估,支持交互设置不同的视点参数,估算城市任意位置和任意方向的绿视率,评价过去、现在和未来的园林景观绿化质量,以人的视觉感知角度为城市绿地规划提供参考。 相似文献
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住宅价格的空间分异是城市空间资源配置不均衡的外在表现,理解住宅价格的主导影响因素及其空间分异特征对于住区规划及房价调控政策的制定具有重要意义。既有研究较少考虑环境品质对住宅价格的影响和影响因素的作用尺度差异,针对以上问题,本文引入街景图像,在特征价格模型的基础上拓展环境特征,构建多尺度地理加权回归（MGWR）模型,研究环境特征对住宅价格的影响效用,并通过分析其他控制变量的系数空间格局,总结各变量的空间分异特征规律。主要结论为：① 街景图像测度的环境特征更符合人们对居住环境的真实感知,研究结论可为居住环境品质提升提供更加精细化的设计策略; MGWR模型对变量的空间分异现象具有更接近于真实值的拟合效果,可描述不同变量的作用尺度差异,这有助于为特定地区制定针对性规划策略。② 厦门本岛住宅价格呈现显著的聚类特征,并沿城市核心发展轴呈“带状”结构分布。③ 3个环境特征变量对于住宅价格均为显著的正向影响,且作用接近全局尺度,街景绿视率的影响最强,其次是天空开敞度和相对步行指数。④ 总结各变量的系数空间分异规律,发现不同特征地区住宅价格的主导影响因素不同,核心地区主要受交通、教育因素的影响;老城地区主要为环境品质、建筑质量因素;新城地区则为区位、生活设施因素。 相似文献
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从生产-生活-生态功能角度划分城市空间格局,不仅是国土空间结构优化的基础,也能反映城市用地的内在功能形态和空间组合模式。然而,以往城市“三生空间”的识别主要利用遥感图像、兴趣点和土地利用数据进行,缺少城市内部的立体信息。街景图像可以体现城市内部街道特征,实现街道内部物理环境近距离大规模高分辨率的客观测量。因此,本文基于街景图像提取场景语义特征,提出一种中心城区“三生空间”的识别和特征重要性分析的方法。以成都市四环内为研究区,使用梯度极限提升算法识别城市“三生空间”,进行模型精度对比检验,从道路、格网和交通分析区3个尺度分析研究区“三生空间”的格局分布特征,并引入沙普利加和解释(SHAP)方法探索“三生空间”的特征重要性。结果显示：(1)本文提出的基于街景图像识别“三生空间”方法具有较好的效果,模型识别生产、生活和生态空间的R2均达到0.6,表明使用街景图像识别“三生空间”具有可行性;(2)分析研究区内的“三生空间”分布格局,研究区内以生产-生活空间为主,数量多且在区域内呈片状分布,以生态空间为主的单元数量少,主要分布在大型公园处;(3)分析7维场景层语义特征的重要... 相似文献
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街道是城市旅游的重要吸引物,探讨街道景观色彩特征对游客情感感知的影响,对城市街道景观合理规划和布局具有重要的参考价值。本研究以西安市主要建成区为案例地,运用全卷积神经网络（FCN）和随机森林（RF）算法,构建街景图像情感感知数据集,基于街景图像利用机器学习对街道景观的色彩特征进行提取,构建色彩量化指标并将其进行空间可视化;最后,运用随机森林回归算法探讨街道景观色彩特征与游客情感感知之间的关系,并得出最佳色彩特征参数。结果表明：(1)游客情感感知具有明显的空间分布格局,美丽和活泼情感由中心区域向外逐渐增加,安全和富有在主城区外二环以内区域得分较高,无聊在该范围内则较低,压抑情感由中心区域向外逐渐降低,游客在非惯常环境中的情感感知与居民在惯常环境中的情感感知在空间分布上具有一定的同质性;(2)街道景观色彩特征与游客情感感知呈现出复杂的非线性关系。色彩复杂度对美丽和活泼的影响小于色彩协调度,对无聊、压抑、安全、富有的影响大于色彩协调度,当色彩复杂度取值为0.86,色彩协调度取值为0.84时,游客在六个维度可以获得较好的情感感知;(3)一般情况下,街道景观色彩特征越显著,越能够带给游客较好的情... 相似文献
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作为城市的骨架，街道网络是人们日常活动的重要载体，其也在很大程度上影响着犯罪事件的分布。因此，街道微环境是研究街面犯罪空间格局及其影响机制的重要切入点。已有研究中基于街景影像的街道微环境度量，多采用语义分割单一技术提取各类环境要素在影像中的像素占比，但该方法不适宜提取行人等离散要素。近期有学者结合使用语义分割和目标检测2种技术来提取影像中复杂的环境要素，但2种方法提取的微环境要素对街面犯罪的解释还未有比较研究。为探究这一问题，本文将百度街景影像作为街道层级建成环境数据，采用上述2种做法分别提取并获得街道微观环境特征变量：第1种做法仅使用语义分割技术将所有要素以像素比例度量；第2种做法用语义分割技术将人行道、建筑、墙面、栅栏、树木和草地以像素比例度量，而用目标检测技术将街面行人和路灯以个数度量。在控制了土地利用混合度、集中劣势、街道长度和密度、犯罪吸引器和发生器后，构建零膨胀负二项回归模型以分析街道微环境特征与街面财产犯罪（如街面盗窃、扒窃）间的关系。模型中分别加入通过两种方式提取的街道微环境特征变量，并比较其对街面财产犯罪影响的差异。研究结果表明：(1)与采用语义分割单一技术提取的街道... 相似文献
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在室内应急疏散的背景下,理解人们如何感知应急疏散标识以及他们的感知如何影响疏散行为十分重要。虚拟地理环境基于虚拟现实（VR）技术构建的沉浸式多维信息空间,是一个符合人类感知认知规律的三维、动态、可交互空间。而基于虚拟地理环境的虚拟地理感知/认知实验,则可以提供一个可定量观测的可控虚拟实验环境,通过设计多种实验方案,定量地获取与空间感知、认知行为相关的客观实验数据。本文将沉浸式虚拟环境与眼动追踪技术相结合,设计了VR眼动感知实验,以室内通道为例,采用定量观测、数据统计、可视化分析等方法,对不同虚拟火灾逃生场景下的疏散时间、眼动注视点、个体移动轨迹数据进行了处理与分析,最后对室内应急疏散标识布局进行评估并提出合理建议。实验结果表明：① 女性参与者比男性更容易被逃生起始位置干扰,拥有较差的虚拟空间感;② 3种场景类型（无标识无烟雾、有标识无烟雾、有标识有烟雾）在疏散时间之间存在明显差异,应急标识、烟雾与逃生起始位置对疏散时间有显著性影响;③ 通道墙贴标识的感知率最高为0.929,在火灾逃生中最容易被识别;④ 安全出口标识感知率最低为0.333,眼动注视点大多在安全门而非安全出口标识上,因此需要提升安全出口标识的视觉吸引力;⑤ 室内通道微观环境的不同（例如通道长度）对应急标识注视时长的变化有较大影响;⑥ 安全出口附近的标识布局、设计有待改进。虚拟眼动感知实验为评估室内应急疏散标识的合理性和布局优化提供了一个有效的科学途径。 相似文献
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城市行道树绿视量指数研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文立足于街道景观视觉质量定量研究不足,以行人的视觉感受为出发点,创新性地提出一种用于衡量城市行道树的绿量可视性的绿视量指数。该方法通过模拟人眼视野范围内周围树木的真实场景,定量描述了行人视角下所能捕获的行道树绿色面积,以及这种目视接触概率的空间分布差异。研究结果表明：对于复杂的城市街道景观,绿视量指数能够很好地反映出行道树的空间分布、树冠三维结构、建筑物遮挡、以及观察距离对行人感知城市绿量产生的影响。本方法充分利用多源信息,基于计算机的自动解译,实现了街道场景内任意位置的绿视量高精度计算,大大降低了人力成本,可用作大范围多区域间的对比评价。研究成果证实了多源遥感数据在评价道路绿化景观视觉效果上的有效性,可为环境规划设计、绿化精细化管理、人居环境改善提供技术支撑。 相似文献
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海量遥感图像的检索与管理,需要研究有效的基于内容的图像检索方法。目前,对遥感图像的CBIR研究,主要集中在颜色、纹理、形状等视觉特征检索方法上,尚缺乏实用系统。从面向实用的遥感图像检索系统(RSIQuery) 的体系架构设计入手,着重分析了CBIR遥感图像数据模型和数据组织方式,并给出了系统的初步实现。 相似文献
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主流地图检索方法多基于元数据文本匹配或图像内容相似度计算，缺乏对用户意图的主动理解，导致检索结果欠佳；而现有意图识别方法无法准确表达与识别复杂地理概念联合约束的地图资源检索需求。为此，本文提出一种顾及地理语义的地图检索意图形式化表达与识别方法，旨在利用相关反馈样本“感知”用户需求，以提升检索精度。该方法通过地理本体约束“意图-子意图-维度分量”模型的构建，实现检索需求的语义化描述；并将意图识别视为组合优化问题，基于最小描述长度准则、顾及地理概念从属关系的样本随机合并策略及贪心搜索实现最优意图识别。实验结果表明，相比基于频繁项集挖掘的RuleGO、决策树的DTHF算法，本文方法具有更高的识别准确度与噪声容忍度；随机合并策略可在不降低识别准确性的情况下有效缩短平均求解耗时；样本增强策略保证算法在样本规模仅为20时仍具有较高识别准确度。该方法可望应用于地理信息门户，提升各类地理信息资源共享与发现的服务品质。 相似文献
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面向多尺度、全要素、长时序“三区空间”形态效率格局解析及其演化机制分析，构建基于“四叉树”算法的“三区空间”识别方法，以“形态效率值”作为空间形态效率的核心衡量手段，构建统一、可比较的“三区空间”形态效率衡量渠道；运用Dugam基尼系数和空间计量回归分析方法，验证基于“四叉树”算法对国土空间形态描述的有效性，并挖掘形态效率及其变化的影响机制，为宏、中、微观各尺度国土空间的形态监测提供数据适应性强、判别精度高的基础支撑方法。以长江经济带为实证对象，对该典型区域“三区空间”形态效率的特征、变化差异及演化机制进行分析，研究发现：(1)近40年来，城镇空间成片开发水平快速提升，形态效率提升0.46，而农业空间集中连片水平剧烈下降0.17，生态空间基本不变；(2)长江经济带“三区空间”开发保护存在中西部后发地区城镇空间无序开发、全域农业空间形态破碎以及东部地区大规模侵蚀生态空间完整性的风险；(3)关注资源环境承载能力脆弱、社会经济处于高速发展阶段、区位条件相对较差地区的“三区空间”形态效率变化，并制定空间结构与形态优化的相关政策，是优化长江经济带三区空间形态效率的关键。 相似文献
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城市滨水空间作为重要的城市公共空间,是体现城市活力与形象的重要载体。然而,目前研究主要侧重于单一类型的滨水空间活力的影响因素研究,缺乏对不同类型滨水空间活力的差异影响因素及各影响因素间的交互作用研究,难以对城市不同类型滨水空间的精细化管理提供指导。基于此现状,本文拟以深圳市为例,以百度热力图人口数据作为滨水空间活力的表征,整合多源地理数据,利用地理探测器模型,探寻不同类型下滨水建成环境与活力之间的交互关系,结合地理加权回归分析进一步识别活力的驱动因素。研究结果表明：(1)各类滨水空间活力驱动因素存在较大差异,滨河空间中区位及可达性因子为主要驱动因子,q值高达0.757、0.720,滨湖空间区位、人口密度、滨水绿地率以及交通可达性因子活力的解释力更强,其中区位q值为0.807,海滨空间活力的驱动因子包括：区位、道路可达性以及建筑与水面的高宽比因子,q值分别为0.774、0.694和0.499;(2)任意2个影响因子共同作用的解释力并非均大于单独作用结果,与以往研究不同,研究显示功能混合度因子及滨水绿地率因子与其他因子的交互作用,对于滨水空间影响力提升最为显著;(3)活力影响因素空间差异大... 相似文献
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图像是视觉所及环境的自然再现,具有表达直观、内容丰富的特性,其已成为GIS空间数据采集与应用中一种重要的可视数据源。随着硬件终端的高速发展,集成的传感器愈加丰富,多源传感器信息融合已成为移动GIS数据釆集的发展趋势。针对移动终端获取方位角偏差问题,本文重点阐述了基于移动终端的重力传感器与磁力传感器获取镜头拍摄朝向的算法,并基于EXIF图像格式实现了图像元数据、定位信息、方位信息一体化采集生成可定位图像。针对现有可定位图像以点代面建模方式的不足,本文以镜头视野范围AOV（Angle of View）模型为基础,提出了以图像元数据、位置信息以及方位信息构建图像可视域的方法,并采用多级网格方式对图像可视域面状特征建立空间索引,实现基于可视域的图像检索。在此基础上,针对福建省野外遥感核查采集的8022幅可定位图像,采用点建模及可视域建模2种方式建立检索图像集。从检索速度、检索结果2个方面进行对比分析,表明基于可视域图像检索方法不仅能检索出拍摄位置在检索区域内的图像,还可检索出拍摄位置在检索区域外但实际拍摄场景在检索范围内的图像。同时,通过多级空间网格索引可提升6.22-8.64倍检索速度。 相似文献
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地形是在内外营力的共同作用之下综合形成的,不同类型的地形具有不同的起伏形态特征,从全局或宏观的观测视角,可以视觉感知到这种地形起伏及其特征规律。纹理是众多物体表面呈现的有规律的线条组合,DEM作为地形的数据表达,不同地形类型区域的起伏形态具有纹理的显著表征。目前,对于DEM纹理研究主要是从DEM影像认知的角度出发,利用图像纹理的计算方法进行地形纹理对象描述和指标的提取,并基于获取的纹理对象进行区域地形特征分析和地貌类型的分类,在视觉上的反映存在不足。DEM起伏纹理作为一种基于某种观测视角和尺度的地形要素组合对象,首先需要对其进行系统的视觉认知,明确基于视觉认知的DEM起伏纹理构成要素和不同视觉变量控制的纹理要素组合结构,通过实现DEM起伏纹理的多维可视化建模,达到DEM数字地形建模的抽象与简化。基于此,本文以DEM地形起伏纹理为研究对象,对DEM起伏纹理进行视觉认知,明确DEM起伏纹理的涵义并建立提取方法,使用建立的方法实现了DEM起伏纹理的提取,取得了较好的提取效果。从视觉感知的机制出发,确定了决定视觉感知结果的视觉变量组合。确定了包含景深、长度和邻域等用于视觉综合的参数,设计建立了多变量的DEM起伏纹理消隐方法。最后设置视觉变量并使用该方法实现了DEM起伏纹理的消隐,消隐后DEM起伏纹理的数量分别降低了45.2%和53.2%,视觉上也取得了较理想的结果,具有一定的应用价值。 相似文献
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针对风机设备安全运输的道路智能化设计需求,建立了一种综合考虑风电场多维复杂地形环境的道路中心线规划网络模型,在此基础之上设计实现了顾及风电工程建设成本的道路中心线自动规划算法;同时分析计算了风电专题中风机设备的形态结构等参数特征对道路横断面宽度的影响,以实现多要素联合约束的风电场道路优化设计。突破了传统道路设计主要依托CAD辅助制图技术在多维空间整体表达上的局限性,实现了风电场道路的三维实景信息的完备表达。以两种不同地貌类型的风电场为例,验证了方法的实用性和有效性。 相似文献
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基于街景图像的城市环境评价研究综述 总被引：1，自引：0，他引：1
城市环境评价研究传统上采用基于现场调研的方法,难以在大范围、精细化的尺度上进行评估。街景图像具有覆盖面广、能提供街道层级景观信息,且数据采集成本低的优势,为城市环境评价研究提供了大样本数据源和新的研究思路。人工智能技术的不断突破和其在各领域的应用,使得在大范围空间尺度上,基于街景图像进行城市环境评价研究成为可能。本文首先对城市环境评价常用的3种数据源（街景图像、遥感影像和地理标记社交媒体数据）进行对比分析,归纳街景图像在城市环境评价中的优势;然后,从方法学的角度把基于街景图像进行城市环境评价过程中使用的方法分为4大类别（基于图像分析的方法、基于统计分析的方法、基于人工智能的方法和基于空间分析的方法）;接着,从城市物理环境、社会环境、经济环境、美学环境,综述了街景图像在城市环境评价中的应用研究进展;最后,对现有研究成果进行了总结并对未来研究方向提出展望。 相似文献