王顥穎 卓 琦 莊大春 吳楊梅 程淑珍

（吉首大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院 湖南張家界 427000）

城市藍(lán)綠空間是指擁有城市中的藍(lán)天、水體與綠色植被的空間面積占比統(tǒng)稱(chēng)。城市藍(lán)綠空間作為城市景觀生態(tài)的重要組分，是支持城市景觀生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、保障和改善市民高質(zhì)量生活品質(zhì)的關(guān)鍵要素[1-3]。藍(lán)綠空間為市民提供了豐富多彩的生態(tài)空間，增強(qiáng)了城市生態(tài)系統(tǒng)的各種服務(wù)，降低了自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)，更重要的是它可以改善和提高居民的身心健康程度[4]?？疾斐鞘兴{(lán)綠空間在空間上的展布格局，分析藍(lán)綠空間在空間上的變異規(guī)律，總結(jié)藍(lán)綠空間與相關(guān)的自然地理要素、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要素之間的關(guān)系，這對(duì)于城市的規(guī)劃者、建設(shè)者、生活者來(lái)說(shuō)，都具有重要意義。

營(yíng)造人與自然和諧相處的生態(tài)文明城市，是全球化時(shí)代城市發(fā)展的新潮流。2012年，聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展大會(huì)（RIO+20）倡導(dǎo)世界各國(guó)建設(shè)“綠色城市”；2016年，香港特別行政區(qū)政府規(guī)劃署提出藍(lán)綠空間概念性框架。綠色城市建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容之一就是規(guī)劃和營(yíng)造人與自然和諧相處的生態(tài)空間，確保城市的藍(lán)綠空間向更加節(jié)能、更加宜居和可持續(xù)發(fā)展[5]。近十年來(lái)，中國(guó)城市的管理者、居住者對(duì)于城市良好生態(tài)空間的營(yíng)造日益重視。2018年間，《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》、《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》、《北京市牌匾標(biāo)識(shí)設(shè)置管理規(guī)范》等實(shí)踐表明國(guó)家重視城市藍(lán)綠空間可持續(xù)發(fā)展，明顯增強(qiáng)人民的藍(lán)天幸福感。來(lái)自民間的調(diào)查也表明，56%以上北京商務(wù)人士購(gòu)房時(shí)重視具有良好的生態(tài)環(huán)境。擁有開(kāi)闊視野的藍(lán)天、賞心悅目綠色植被，已經(jīng)成為城市管理者和城市市民的共同愿望。

2000年以來(lái)，隨著智能手機(jī)等移動(dòng)智能終端在全球的廣泛普及，研究者們可以通過(guò)實(shí)地踏勘，運(yùn)用數(shù)碼相機(jī)或手機(jī)拍照方式獲取城市藍(lán)綠空間信息，并在街道和小區(qū)尺度上開(kāi)展深入研究[6-7]。但是，研究者個(gè)人實(shí)驗(yàn)所能得到的相片數(shù)量終究有限，并且基于人工目視判讀的方式也極為耗時(shí)[8-9]。因此很難推廣應(yīng)用到城市尺度、更加難以推廣到區(qū)域尺度、國(guó)家尺度開(kāi)展研究。也有學(xué)者通過(guò)車(chē)載激光LiDAR立體掃描三維立體空間結(jié)構(gòu)來(lái)獲取信息，探索多源遙感技術(shù)應(yīng)用于城市綠地研究的有效性[10]。提出的街景圖像分類(lèi)方法對(duì)城市綠地視覺(jué)價(jià)值的定量化表達(dá)提供了新視角，推動(dòng)城市綠地研究向立體拓展的重要載體是車(chē)載激光LiDAR。但LiDAR數(shù)據(jù)的城市天空視域開(kāi)闊度分析過(guò)程復(fù)雜、效率很低、成本過(guò)高，無(wú)法快速獲取大規(guī)模圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，難以在全球經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展推廣應(yīng)用。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著研究理念和支撐技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，研究人員從基于城市規(guī)劃地圖和市政調(diào)查數(shù)據(jù)的城市綠地?cái)?shù)量統(tǒng)計(jì)研究，發(fā)展到基于衛(wèi)星和航空遙感影像數(shù)據(jù)的城市生態(tài)空間分布及其生態(tài)效應(yīng)研究。對(duì)城市藍(lán)綠空間信息的提取主要是通過(guò)高分辨率的衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)以及城市三維測(cè)量和建模來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的規(guī)劃導(dǎo)控對(duì)城市街道藍(lán)綠空間數(shù)據(jù)采集仍以衛(wèi)星影像為主，大范圍獲取城市自然環(huán)境變化的圖像資料和基本數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在空間上分布均勻；缺點(diǎn)是成本高、分辨率低。精細(xì)的城市綠地分析通常需要更高空間分辨率和時(shí)間分辨率的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，當(dāng)前研究者廣泛使用的免費(fèi)數(shù)據(jù)源分辨率較低，對(duì)于城市研究來(lái)說(shuō)并不適用。此外，受航空管制等原因，無(wú)人機(jī)航拍監(jiān)測(cè)無(wú)法在所有城市、所有地區(qū)進(jìn)行采集地面信息。因此，由于缺乏高空間和高時(shí)間分辨率的對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)，大大降低了研究結(jié)果的時(shí)空針對(duì)性和有效性。但這種自上而下鳥(niǎo)瞰視角無(wú)法與從人本視角的感受感官進(jìn)行對(duì)比，而觀察視角的差異則導(dǎo)致研究成果很難直接指導(dǎo)“以人為本”的城市生態(tài)空間營(yíng)造。

近年來(lái)，以 Google、Bing、Baidu、Tencent等為代表的國(guó)內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)商廣泛地派出信息采集車(chē)在全球和中國(guó)主要城市開(kāi)展巡航測(cè)量，提供商在城市地圖服務(wù)方面在城市高分辨率衛(wèi)星影像、城市實(shí)景照片三位建模方面，取得重大進(jìn)展。這些互聯(lián)網(wǎng)信息提供商通過(guò)街道巡航，積累了豐富的街景照片，為城市研究提供全新的、高清晰的信息源。以百度地圖為例，截止到2019年，百度地圖已經(jīng)在中國(guó)372座城市開(kāi)展了街景照片采集，街景照片總?cè)萘坑?00TB?？紤]到互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)商提供的街景照片具有全方位、多角度的特點(diǎn)；城市科學(xué)工作者從互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)商處獲得數(shù)據(jù)方便快捷，數(shù)據(jù)獲取成本幾乎為零；并且，基于城市街景照片的時(shí)間戳信息，還可以進(jìn)一步分析城市街景的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。因此，充分利用互聯(lián)網(wǎng)巨頭們積累的衛(wèi)星影像和街景照片，將是未來(lái)城市研究的重要的、基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)源。

然而，針對(duì)這些海量的街景照片開(kāi)展分析，則又形成新的技術(shù)關(guān)鍵。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，針對(duì)海量衛(wèi)星影像、街景照片開(kāi)展專(zhuān)題信息提取成為可能，這方面的研究在過(guò)去的5年里在全球范圍上獲得長(zhǎng)足進(jìn)展。特別是城市典型景觀庫(kù)的不斷豐富和完善，在大范圍區(qū)域內(nèi)，應(yīng)用人工智能方法開(kāi)展街景照片的信息提取和分析工作。毫無(wú)疑問(wèn)，將人工智能技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的地學(xué)研究中，開(kāi)展衛(wèi)星遙感土地解譯、高價(jià)值目標(biāo)識(shí)別、城市功能分區(qū)、城市水體和植被等關(guān)鍵生態(tài)空間信息的提取和評(píng)價(jià)，已經(jīng)成為地學(xué)分析的一個(gè)重要方向。

文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外學(xué)者們利用豐富的街景照片提取藍(lán)綠空間信息，有針對(duì)單個(gè)城市內(nèi)部的客觀要素構(gòu)成成分、街道可達(dá)性、綠化可見(jiàn)度等；有對(duì)大城市進(jìn)行城市環(huán)境評(píng)價(jià)研究；簡(jiǎn)單地將藍(lán)綠空間與城市居民健康狀況結(jié)合起來(lái)的關(guān)聯(lián)分析等開(kāi)展研究。對(duì)于城市藍(lán)綠空間在空間上的多尺度分異規(guī)律、城市藍(lán)綠空間變化與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展背景因子之間定量關(guān)系的研究，目前還沒(méi)有見(jiàn)到應(yīng)用街景照片信息源的相關(guān)研究。