葉宇，黃镕*

1 背景

隨著我國城市發(fā)展步入新常態(tài)，城市建設(shè)正逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐云焚|(zhì)提升為核心的存量更新階段[1]，人們對城市的空間品質(zhì)也提出了較高要求。因此，公共空間的設(shè)計亟需一套高效、多角度的評估體系，為空間品質(zhì)的量化測度提供操作參考。以往的城市品質(zhì)研究多關(guān)注于美學(xué)、效率等層面，而隨著人們?yōu)閮?yōu)質(zhì)的住區(qū)環(huán)境支付額外費用的意愿逐步強(qiáng)烈，如何量化高品質(zhì)城市空間所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，已成為近年來的研究熱點。

高品質(zhì)的城市設(shè)計可帶來經(jīng)濟(jì)效益提升已是普遍認(rèn)知，但對于空間品質(zhì)中各項要素對經(jīng)濟(jì)效益的影響權(quán)重及其變化趨勢，尚未有較明確的量化研究。近10 年間，新數(shù)據(jù)、新技術(shù)與城市設(shè)計深度融合，其中多源數(shù)據(jù)能支持城市設(shè)計領(lǐng)域更系統(tǒng)性、綜合化的建模與分析，而機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)能夠洞悉建成環(huán)境領(lǐng)域普遍存在的復(fù)雜、非線性關(guān)系，為空間品質(zhì)的經(jīng)濟(jì)效能解析提供了系統(tǒng)化測度的可能。

公共空間經(jīng)濟(jì)效益的組成要素較多，而二手房價是其中最能反應(yīng)居民對建成環(huán)境的選擇意愿的因變量之一。多年來，Hedonic 特征價格模型被廣泛用于研究城市環(huán)境特征對房價的影響，相關(guān)研究通過回歸模型的顯著性分析，判斷衡量所選的研究因子對住房價格的影響是否顯著及其影響程度[2]，已成為一套較成熟的研究方法。

2 研究設(shè)計

2.1 分析框架與關(guān)鍵指標(biāo)

本研究以上海市中心城區(qū)（外環(huán)線以內(nèi)）的街道公共空間作為研究對象，該區(qū)域空間形態(tài)豐富，能保證充足的空間形態(tài)代表，且上海二手房交易市場趨于成熟，數(shù)據(jù)量大且記錄全面，有助于研究分析市民對城市空間品質(zhì)要素的偏好。

經(jīng)典房價研究變量包括區(qū)位特征[3]、房屋特征[4]、服務(wù)設(shè)施特征[5]，其中區(qū)位特征包括行政區(qū)劃等3 個變量；房屋結(jié)構(gòu)與鄰里特征包括建筑面積、小區(qū)總建筑面積、小區(qū)容積率等15 個變量；服務(wù)設(shè)施特征包括餐飲購物、文化娛樂、公共交通、教育和醫(yī)療等5 類設(shè)施的密度與距離變量，計算考慮距離衰減。

本研究在此基礎(chǔ)上將城市空間品質(zhì)要素作為新增變量納入分析模型，具體為二維視角的路網(wǎng)形態(tài)變量與三維視角的視覺品質(zhì)變量，其中路網(wǎng)形態(tài)變量包括可達(dá)性等3 個變量，視覺品質(zhì)變量包括街道綠視率等7 個變量（圖 1）。

1 分析框架

2.2 數(shù)據(jù)獲取與模型分析

本研究抓取了2020 年上海市14,875 條房屋交易記錄作為因變量，并抓取了975,964 張街景影像數(shù)據(jù)計算空間品質(zhì)相關(guān)變量。

為研究空間品質(zhì)相關(guān)變量對房屋價格的影響權(quán)重，選擇多元線性分層回歸模型，通過對房價研究中相關(guān)變量的重要程度，分為4 組納入各類型變量，納入順序為：區(qū)位特征、房屋結(jié)構(gòu)與鄰里特征、服務(wù)設(shè)施特征、空間品質(zhì)相關(guān)特征。

進(jìn)一步，為探究相關(guān)變量對房價影響的非線性變化趨勢，選擇機(jī)器學(xué)習(xí)的梯度提升決策樹模型（Gradient Boosting Decision Tree，GBDT），納入線性模型中顯著相關(guān)的變量，并引入部分依賴圖（Partial Dependence Plot）理解單個特征對機(jī)器學(xué)習(xí)模型的預(yù)測結(jié)果的邊際效應(yīng)，并揭示非線性特征的變化區(qū)間及閾值。

3 結(jié)果分析

多元線性回歸模型調(diào)整R2為0.618，模型擬合顯著有效，結(jié)果顯示空間品質(zhì)變量組納入模型后R2更改量與服務(wù)設(shè)施變量組相近，表明空間品質(zhì)與含餐飲、娛樂、醫(yī)療、教育、交通等服務(wù)設(shè)施的影響權(quán)重相近。根據(jù)顯著相關(guān)的變量的回歸系數(shù)結(jié)果可對空間品質(zhì)中各變量的影響權(quán)重排序，結(jié)果顯示，適度的圍合度和較高的綠視率能帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，且居民更愿意犧牲車行可達(dá)性來保證靜謐的居住環(huán)境與社區(qū)安全，而街道商業(yè)氛圍與界面色彩也能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益（圖2）。

2 空間品質(zhì)相關(guān)變量的權(quán)重排序

通過梯度提升決策樹模型的部分依賴圖可探究空間品質(zhì)相關(guān)變量對房價的非線性影響，如圖 3 所示，整體而言房價隨綠視率提高而提升，當(dāng)綠視率＜0.175 或＞0.300 時，綠視率帶來的經(jīng)濟(jì)效益較小，當(dāng)綠視率位于[0.175-0.300]區(qū)間，提高綠視率帶來的經(jīng)濟(jì)效益較大，表現(xiàn)為房價隨綠視率提升而升高；而當(dāng)圍合度＜0.6 或＞0.82 時，改善圍合度帶來的經(jīng)濟(jì)效益較小；當(dāng)圍合度位于[0.60-0.82]區(qū)間，改善圍合度帶來的經(jīng)濟(jì)效益較大。

3 空間品質(zhì)相關(guān)變量對房價的非線性影響

4 展望

過去10 年，數(shù)據(jù)支持的城市設(shè)計從單一數(shù)據(jù)支持的現(xiàn)狀分析，逐步演變成多源數(shù)據(jù)支持的深度整合分析。本研究通過對空間品質(zhì)變量經(jīng)濟(jì)效益的探究，突破了傳統(tǒng)城市設(shè)計理論偏重于空間美學(xué)、社會效益的評價標(biāo)準(zhǔn)，有望使經(jīng)濟(jì)效益成為城市設(shè)計評價的新方向。同時，通過更深入的量化分析，探究了各類空間要素的經(jīng)濟(jì)效益影響權(quán)重，并進(jìn)一步解析了不同要素效用最大化的閾值區(qū)間，為更精準(zhǔn)的城市設(shè)計導(dǎo)控提供參考。這展示了當(dāng)前城市設(shè)計領(lǐng)域開始從定性描述到定量解析乃至深度預(yù)測的轉(zhuǎn)型過程，未來有望借助有“厚度”的多源城市數(shù)據(jù)和有“深度”的分析算法，探索由設(shè)計師的先驗經(jīng)驗難以發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，推動城市設(shè)計研究從“已知的已知”到“未知的未知”，從而呼應(yīng)當(dāng)下“設(shè)計科學(xué)”的新范式，探索科學(xué)、技術(shù)與設(shè)計融合的新方向?！?/p>