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新数据环境下的城市公共空间综合质量评价体系研究

2020-07-07旻,

关键词:指标空间环境

高 旻, 洪 杰

(苏州科技大学 建筑与城市规划学院,江苏 苏州215011)

1 新数据环境中的城市公共空间

近年来,伴随大数据、“互联网E+”、数据云计算等概念快速兴起,人类社会正进入一个全新的信息时代。高精度、广覆盖、多维度的数据信息正在改变我们认识城市的角度、思维、行为与社会交往方式。 这些改变对城市公共空间的使用功能、空间环境、运行方式提出新的变革需求,对城市公共空间综合质量的评价也相应提出多维度的、更高的要求。 如何利用获取数据的新途径来精准研究变化、快速解决城市公共空间的各类问题成为当下的研究关键。 因此,利用新数据环境创建综合质量评价体系对城市公共空间现状问题做出快速识别与分析,并提出与时俱进的应对方法,及时纠错完善,使城市公共空间回归以人为本,才能有效引导人们参与城市公共活动,提高城市活力。

1.1 城市公共空间综合质量的概念与内涵

城市公共空间综合质量是指城市公共空间建成环境的状况与使用质量,既反映空间属性,也反映空间与城市居民的需要的内在联系。

城市公共空间综合质量集中体现为构成城市公共空间的各要素在物质性、社会性、功能性、认知性和可持续性五个方面的内涵。 物质性指城市公共空间的物理环境质量和人们使用物质空间的水平,是综合质量的首要内涵;社会性是指城市公共空间承载的城市社会生活和城市文化;功能性即满足城市居民的使用活动需求和心理需求,是人们建设城市公共空间的目的;认知性是指使用者在安全性、方便性、舒适性等方面作出的判断,是使用者选择不同城市公共空间的前提;可持续性是指城市公共空间在使用过程中的服务管理和运行维护,是城市公共活动可持续开展的保障。

1.2 新数据环境的概念

当前信息通信技术与物联网技术的发展,智能终端、频射识别(RFID)、无线传感器等装置产生的数据量与日俱增[1];各类网站、社交平台、网络游戏、搜索引擎等时刻生成着海量的覆盖城市生活的大数据[2];各种开放数据,如政府数据、商业数据、志愿者地理信息数据等在源源不断加入到庞大的数据库中。 这三类数据共同形成了新数据环境(New Data Environment),它是信息时代快速发展、补充升级传统数据环境的产物。

1.3 新数据环境的特点

新数据环境主要具有以下三大特点。

(1)数据样本优势,数据误差小、来源广,反映普遍情况;

(2)调研的时间成本大大降低,同等时间内获取的可用信息大大增加;

(3)获取的数据存在于网络数据库,不易丢失,部分数据能做到实时更新,使分析结果符合城市发展的历时性。

除了数据资源量的显著增加可供分析研究以外,更透过数据映射出人的行为活动以及复杂的城市信息。将新技术手段下获取的数据与传统数据相结合,再次进行科学的数据筛选与分析,得出更准确的分析结果来反馈设计,是进一步研究的可行方向。

2 现阶段城市公共空间综合质量评价研究的局限性

国内外现阶段的城市公共空间评价方法虽然在评价指标的选择和评价应用上已有一定的成果,但仍存在以下三个方面的局限性。

2.1 评价指标的局限性

由于研究思维受到技术条件与数据条件的限制,过去的评价体系往往将定量指标与定性指标分开建立不同的评价体系。 这就导致当以定量指标为主时,因数据独裁使得结果不能真实反映城市居民的使用意愿;当以定性指标为主,定性指标自身的定义难以明确且指标数量过于繁杂,继而导致数据难以获取、评价不可量化等问题,难以应用于实际评价中。 此外,部分影响力较大的指标因地理覆盖面积广、信息量大、难以获取数据而得不到实际应用。

2.2 研究方法的局限性

以往研究者采用传统调研方法,并结合个人的专业知识经验开展研究工作。 因数据获取困难,导致调研样本过小或样本带有调研对象明显的个性特征等问题。 传统样本难以保证真正做到随机,其随机性得不到量化评价,往往使得评价结果浮于表面,不能真实反映人们的意见。 另外,定性指标不仅限于技术评价,同时也涉及到社会层面和个人层面,评价结果首先基于评价主体的价值观,因此其客观性与科学性仍有待检验。

2.3 研究维度的局限性

在传统的城市设计中,习惯于只考虑规划设计的终极愿景,而较少考虑时效性。 传统城市研究的数据状态多为静态数据,只能反映某一时刻或一段时间内城市所处的状态,且数据覆盖的空间范围较小。 城市的发展具有历时性,城市公共空间评价研究必须要在一个较长的时间维度上去考虑城市公共空间设计的问题,不能忽视时间因素。

3 新数据环境在城市公共空间综合质量评价中的应用优势

新数据环境主要通过在以下三个层面上的应用特点影响城市公共空间综合质量的评价方法并优化评价体系。

3.1 评价指标选取层面

根据城市公共空间综合质量的内涵,其评价既要评价“质”,也要评价“量”。 指标的含义、评分都应明确,定性定量结合。 新数据环境不仅具有以往的数据获取能力,更可以提供储存数据的平台、海量的城市物质空间与社会经济数据[3]、快速精确的数据分析技术,帮助实现评价指标的定性定量。 例如将GIS 的城市地理环境数据、道路数据等结合数据可视化软件分析,可算得城市的路网密度、连接度、整合度等指标。 对一些地图运营商(如高德、腾讯等)提供的POI(Point of Interests)数据进行可视化分析,可以看到城市中某种类型的空间的分布情况。 而这些指标极少存在于现有的城市公共空间评价体系中。

3.2 研究方法革新层面

新数据环境下因样本数量的大量增加,使全体样本虽然指标仍具有主观性,却可大大降低单个研究对象对结果的影响。 被收集的数据是日常数据,研究者或被调研者短时间的主观意识都不能干扰日常数据的生成。 全体数据成为研究样本,改变了人们研究思维和研究方法。

3.3 研究维度扩展层面

在研究维度扩展层面,新数据环境为城市公共空间综合质量评价提供了多维视角。 可以在城市环境中定位使用者的行为与情绪,从静态数据分析转为动态变化研究,这为研究城市公共空间特征与居民感知、行为的关联性提供了可能,从而可以推动构建动态的、立体的城市公共空间综合质量解析与研究构架。

4 评价体系的构建

4.1 评价方法

城市公共空间综合质量的概念和内涵决定了对其开展综合质量评价将涉及多个维度和多个影响因素,影响因素自身又具有定量模糊的特征。 新数据环境下,可以选择AHP-模糊综合评价法作为指标体系的评价方法,使指标涵盖多维度层的内容,又体现清晰的层次结构。 结合量表,将不可测量的指标转为可测量的数据,使评价具有明确的等级划分。

4.2 评价指标的选取与层级关系

城市公共空间综合质量的评价指标应包括对建成环境和使用质量两个方面的评价,建成环境和使用质量又同时受到不同时期社会经济环境的影响。 本文利用新数据环境的优势,构建“质”“量”结合的、易于操作的评价指标体系,如表1 所列。

表1 新数据环境下的城市公共空间综合质量评价指标体系

评价指标之间应具有清晰的层次结构,同一层次的指标共同组成一个方面的评价,但各指标本身应具有特殊性,指标之间存在差异性。 因此,新数据环境下的城市公共空间综合质量评价的指标涵盖了三个维度,即社会经济指标、物质环境指标和行为感知指标,这三个维度又涵盖各自的影响因素。 社会经济指标与功能相关,例如密度、用地多样性等指标;物质环境指标指城市环境反映在空间上的属性,包括区域内外的组织关系、区域内部建筑、道路和景观四个方面,具体体现在街区可达性[4]、街道宽度比、道路宽度、绿化覆盖率等;行为感知指标关注一些城市公共空间的具体设计要素以及使用者对这些要素的综合评价,包括空间的生理适应性设计、美观度、文化内涵和公共管理等。

4.3 评价指标释义与量化评分

4.3.1 社会经济指标

(1)密度

评价指标中的密度反映社会经济环境的特征,是每个城市公共空间得以形成的基础。 过去密度作为一个静态数值,很难反映城市的发展变化,继而难以反映城市公共空间综合质量的动态性和历时性,极少运用在城市公共空间评价中。 如今,在新数据环境下,我们不仅可以获得静态的统计数据,更可以通过实时手机信令、政府建立的数据开放平台等弥补以往调研数据的不足。

人口:本文提出人口密度相对变化率(F)的概念,反映人口变化的地域特征。 稳定增长的人口密度相对变化率是良好的居住、卫生及经济条件的反映。 计算公式如下

式中,Fj为j区域的人口密度相对变化率;djn为j区域在n年度的人口密度;djm为j区域在m年度的人口密度;Dn为j区域所在城市在n年度的人口密度;Dm为j区域所在城市在m年度的人口密度。

就业岗位:与人口密度相对变化率类似的,本文提出就业岗位密度相对变化率(P)的概念,表征就业岗位密度的变化程度,反映区域的吸引力。 计算公式如下

式中,Pj为j区域的就业岗位密度相对变化率;kjn为j区域在n年度的就业岗位密度;kjm为j区域在m年度的就业岗位密度;Kn为j区域所在城市在n年度的就业岗位密度;Km为j区域所在城市在m年度的就业岗位密度。

(2)用地多样性

城市用地布局是否合理关乎着区域的可持续发展,并直接影响城市公共空间的使用活力。 借助百度热力图、业态POI 等数据,可对城市局部区域的用地多样性进行分析评价。

用地混合度:本文应用张程远等提出的热力标准差[5]的概念,来评价用地混合度。 标准差低,表明区域不同时间的人口热度变化小,人口热度变化越平缓,区域功能混合度高。 反之表明区域不同时间的人口热度变化越剧烈,区域功能越单一。

业态积极性:城市公共空间中的商业业态对人流的引导具有重要影响,积极的业态能营造充满活力的空间。运用点评网的POI 数据,将3.5 星及以上的商业门店定为积极业态,结合百度地图数据,可计算城市公共空间的街道上,积极业态在单位长度内的数量(个/100 m)。

4.3.2 物质环境指标

(1)区域

对一处城市公共空间物质环境的评价不仅需要研究评价对象本身,也需要研究评价对象与其周边区域的关系,以了解评价对象在更大地理范围内的地位和作用。

可达性:通过研究街区中公共空间的服务半径来评价可达性,也是对街区尺度是否适宜的评价。

公共交通完善度:步行者在各城市各区域空间的交流活动主要依靠城市公共交通实现,一个街区对外公交线路的数量对这个街区的公共性和开放性有着重要影响。

(2)建筑

建筑的尺度一直是城市公共空间综合质量的重要评价内容,人性化尺度的公共空间才可以吸引人的活动。

建筑高度:通过地图网站提供的街景图像和地图平面距离测量工具,可以直观的测算出空间尺度。

建筑面宽:即街道W/D值,W指建筑朝向公共空间一侧的面宽,通常为临街面,D为公共空间宽度,或街道宽度。

视线通透程度:人的视觉感知是使用城市公共空间时最直观的体验。 将公共空间的出入口两端视为两点,将其道路中心线长度与两端点的直线距离进行比较,设比值为K,当K越接近于1,说明视线越通透。

(3)道路

出行功能是城市的四大基本功能之一,道路是城市公共空间的的基本组成部分之一。

车行交通:交通部门提供的实时交通运行指数(Traffic Performance Index,简称TPI)是道路拥堵程度和交通状态的量化表达。 通过记录TPI 数值并计算其平均值,可以实现对车行交通状况的跟踪评价,进而对车行道路尺度设计作出评价。

步行交通:步行空间的设计是提高城市公共空间质量的关键,其中,以人行道的设计最为重要。

公交站点:公交车站是城市公共空间步行系统中不可缺少的部分。

(4)景观

绿化覆盖率:用实际生态效益更强的林荫空间覆盖率(树冠覆盖面积占公共空间总面积的比例)取代绿化覆盖率来衡量绿化水平更为准确、真实。

山、水自然特质可亲近度:山、水自然特质可亲近度是指人在接近城市中自然环境时的难易程度[6]。

4.3.3 行为感知指标

(1)生理适应性

休憩设施:休憩设施包括为人们停留、休息、交谈等活动设置的可坐的设施,是充分体现人文关怀的公共设施,可提升步行系统的使用率。

照明设施:良好的照明设施能提高城市公共空间在夜晚的安全性,是重要的城市基础设施之一。 照明设施本身也具有美化城市公共空间环境的效果。

无障碍设施:无障碍,是指公共环境中的通畅性和无障碍设备运行的有效性,被认为是人性化环境的基本属性[7]。 城市公共空间中的无障碍设施主要包括路径系统无障碍、出入口无障碍、导向系统无障碍、公共卫生间无障碍。

(2)美观度

街道建筑色彩:城市公共空间的用色应具有一定的配色逻辑,从而使空间具有整体性,并产生均衡美。

植物配置:植物景观的配置,对城市公共空间具有多方面的重要作用。本文将生态角度和美学角度结合,共同评价植物配置的优劣。

(3)文化内涵

整体风格:文化性作为城市最具普遍意义的本质属性,是城市公共空间的灵魂所系。 城市公共空间文化内涵的整体风格应能体现以下三个方面:地域特色、历史文化、时代文化,而非千篇一律的设计。

文化保护:通过研究城市的历史沿革、历史典故等来挖掘文化内涵,运用现代的设计理念及技术材料,可在城市公共空间中对其加以保护和利用,使其具有教育意义和文化传递功能。 根据历史文化遗产数量、开放利用情况和游客评价,评价文化保护情况。

(4)公共管理

信息标识设施:信息标识分为交通类和信息类。 国家法规对交通标识有相关规定,因此,该项指标的评价主要是统计城市公共空间中的信息标识设施类型,其数据的收集主要通过查看城市街景地图来实现。

公共卫生设施:卫生设施主要包括垃圾箱、饮水器、公共厕所等,其中与城市公共空间设计关系最密切的是公共厕所的设计。

为构建易于在新数据环境下应用的评价指标体系,本文对评价指标作出释义与研究方法说明,并结合李克特五级量表法进行评级与量化评分(如表2 所列)。 评级共五个等级,各等级对应的量化分值分别为V1=5分,V2=4 分,V3=3 分,V4=2 分,V1=1 分。

4.4 确定指标权重的方法

在确定评价对象后,应邀请对评价对象有所了解的相关专家(包括高校教授、政府管理人员、城市设计师以及居民等)对指标体系中的3 个维度层指标、10 个因素层指标和23 个评价因子进行两两比较,确定各指标之间的相对重要性程度,得到所有指标相对于总目标(城市公共空间综合质量)的权重值。 将所有专家的判断矩阵数据输入分析软件中进行一致性检验。 对符合一致性检验的专家判断矩阵进行加权平均,最终得出各因子相对于目标层的权重。

表2 评价指标的量化与评级规则

4.5 评价结果分析方法

通过评价集合的隶属度结果,可根据指标层的实际打分和权重值,计算出维度层与目标层的实际得分。将得分结合李克特五级量表,将评价结果F按照以下标准进行评判:

(1)当F(Fj)>4 时,说明城市公共空间综合质量良好。

(2)当3<F(Fj)≤4,说明城市公共空间综合质量较高。

(3)当2<F(Fj)≤2.5 时,说明城市公共空间综合质量一般。

(4)当F(Fj)<2.5 时,说明城市公共空间综合质量较低。

5 结语

新数据环境下诞生了众多新的数据分析方式和城市设计研究方法,但是传统的调研方法和调研数据仍具有其独特的优势。 因此,本文在前人研究的基础上,利用新数据环境的优势对影响城市公共空间综合质量的各类要素加以新的解读,以建立更贴近当下城市公共空间特征的评价体系。 新数据环境帮助我们理解建成环境中人们的行为,从前期调研到后期实践,再到对建成空间的评价反馈,都可以充分发挥数据的价值。数据来自于城市居民,也将最终被应用到为城市居民提供更好的生活环境中去。

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