【作者】

洪齊遠，趙慧敏，龍瀛

1. 清華大學(xué)建筑學(xué)院

2. 清華大學(xué)恒隆房地產(chǎn)研究中心

【通訊作者郵箱】

ylong@tsinghua.edu.cn

【原文信息】

Hong, Q., Zhao, H., & Long, Y. (2025). A multi-source and multi-perspective imagery method for assessing the physical appearance of gated communities. Environment and Planning B: Urban Analytics and City Science, 0(0).

https://doi.org/10.1177/23998083251401677

內(nèi)容導(dǎo)讀

龍瀛教授和博士生洪齊遠、趙慧敏合著的研究論文“A multi-source and multi-perspective imagery method for assessing the physical appearance of gated communities”（多源多視角影像評估封閉式社區(qū)物理環(huán)境外觀的方法），在國際期刊Environment and Planning B在線發(fā)表。

社區(qū)的物理環(huán)境外觀顯著地影響著居民的生活質(zhì)量。傳統(tǒng)的客觀評估封閉式社區(qū)（gated community，GC）環(huán)境的方法主要依賴實地調(diào)研和基于街景影像的虛擬審計。前者成本高、勞動強度大，后者受限于空間覆蓋范圍有限且難以捕捉隨時間變化的特征，凸顯出構(gòu)建更具可擴展性的數(shù)據(jù)驅(qū)動評估方法的必要性。本文提出一種多源、多視角影像評估框架，綜合利用空中視角、外部視角和內(nèi)部視角影像，對GC的物理環(huán)境外觀進行評估。該框架圍繞統(tǒng)一的分析模型展開，并針對不同視角設(shè)計相應(yīng)的指標體系、評分規(guī)則與集成準則，從而實現(xiàn)跨視角的標準化測度。本文以方法論為核心，在中國牡丹江市西安區(qū)選取封閉式社區(qū)開展案例研究。結(jié)果表明，該方法與實地調(diào)研具有較高的一致性，同時顯著降低了時間和人力投入。研究發(fā)現(xiàn)，GC在安全性與私密性方面整體表現(xiàn)良好，但普遍存在公共資源與基礎(chǔ)設(shè)施供給不足的問題，凸顯了開展系統(tǒng)性空間監(jiān)測以識別優(yōu)先改善區(qū)域的必要性。通過兼顧開放獲取影像與主動采集影像，該框架在多樣化城市情境下展現(xiàn)出較強的適應(yīng)性。該方法為城市規(guī)劃與居住區(qū)管理中的數(shù)據(jù)驅(qū)動決策提供了一套標準化、可擴展的工具。

研究背景

社區(qū)的物理環(huán)境外觀被證明與居民主觀安全感、身心健康以及犯罪風險等多類結(jié)局密切相關(guān)，但現(xiàn)有評估方法仍以問卷、居民自報和專家實地查勘為主，成本高、效率低、覆蓋范圍有限。在城市大數(shù)據(jù)興起后，基于街景影像的虛擬審計逐漸流行，通過人工或計算機視覺識別街道綠化、立面維護狀況、物理失序等特征，為客觀評估提供了新工具。然而，這類方法依賴道路可見的外部景觀，難以覆蓋半私密或封閉空間，影像分辨率和更新頻率也難以支持對細微特征、時變特征的監(jiān)測，導(dǎo)致大量內(nèi)向布局、出入口受限的封閉式社區(qū)（gated community，GC）長期被忽略于環(huán)境評估之外。與此同時，以安全與隱私為賣點的GC在中國和其他快速城市化地區(qū)高速發(fā)展，其圍墻、門禁、內(nèi)部公共空間、無障礙設(shè)施等物理特征既關(guān)乎居民生活體驗，也關(guān)聯(lián)公共服務(wù)責任邊界和空間治理。現(xiàn)有針對GC的評估多為小樣本、主觀評價或定性研究，缺乏可在城市尺度推廣的、面向GC物理環(huán)境的系統(tǒng)化量化框架。該研究正是在這一背景下，提出面向GC的多源多視角影像評估方法，以填補數(shù)據(jù)覆蓋和方法體系的雙重缺口。

研究方法

本研究整體框架見圖1。首先從經(jīng)典城市設(shè)計等理論出發(fā)，以“安全與隱私、公用資源、維護、基礎(chǔ)設(shè)施”四個方面構(gòu)建GC物理環(huán)境外觀的概念維度，并系統(tǒng)梳理住房調(diào)查、城市體檢和社區(qū)審計文獻中的相關(guān)指標，將可通過影像直接觀測的屬性轉(zhuǎn)化為15個可操作指標，圖2給出了各類指標在影像中的典型可見特征。研究在此基礎(chǔ)上建立統(tǒng)一的分析模型（圖4），明確每一指標對應(yīng)的數(shù)據(jù)源組合、評分規(guī)則與集成方式，將不同視角、不同來源的觀測量匯總為0至1之間的規(guī)范化得分。

圖1：研究框架

圖2：指標特征示例

圖3：分析模型：指標、數(shù)據(jù)源、評分策略和集成標準

在數(shù)據(jù)獲取與處理方面，如圖3，研究整合“航拍、外部街景、內(nèi)部人視”三類視角，并優(yōu)先利用開源數(shù)據(jù)，在可用性不足或更新滯后時輔以主動采集。航拍視角中，選擇高分辨率遙感影像或無人機主動采集。外部街景視角中，采用百度、谷歌街景或車載GoPro相機主動采集。內(nèi)部視角中，則從安居客、大眾點評等平臺抓取內(nèi)部照片和視頻，或在GC中使用運動相機進行內(nèi)部采集。所有影像通過Python和QGIS完成空間對齊，在Labelbox中以指標為單位進行人工標注。

為了驗證方法可靠性，研究在牡丹江市西安區(qū)13.9km2的范圍內(nèi)開展評估，并選擇8個樣本GC開展傳統(tǒng)專家實地查勘，采用五級量表評分并以混淆矩陣和RMSE作為精度評價指標，對比多視角影像評估與現(xiàn)場結(jié)果的一致性。

圖4：GC空間的三個視角和對應(yīng)數(shù)據(jù)源

研究結(jié)果

牡丹江市西安區(qū)190個封閉式社區(qū)的物理外觀總體狀況中等偏好，平均得分為0.166，大部分社區(qū)集中在0.1–0.2區(qū)間，僅有7個社區(qū)得分高于0.5（圖5）。

在四個維度上，基礎(chǔ)設(shè)施與公用資源問題最為普遍，主要表現(xiàn)為無障礙設(shè)施缺失、電梯配置不足、道路破損，以及體育活動設(shè)施和內(nèi)部綠化供給不足；相對而言，安全與隱私維度得分最低，說明圍墻、門禁、門崗等安全設(shè)施整體維護較好，維護維度則在清潔、違規(guī)外擴和停車管理等方面暴露出一定短板。

在時空分布上，GC建成年份與外觀得分存在顯著負相關(guān)，新建社區(qū)整體外觀狀況優(yōu)于老舊社區(qū)；從空間格局看，外觀問題較為突出的GC更多集中在城市中心區(qū)，而外圍新開發(fā)片區(qū)的社區(qū)得分相對較低。

在方法性能上，多視角影像評估在8個樣本GC上的整體問題識別準確率達到93.9%；在嚴重程度評分上，各視角與現(xiàn)場評分的RMSE均控制在0.1左右。效率對比顯示，在本案例所選數(shù)據(jù)源組合下，每個GC的評估人力成本約為0.38人時，理論范圍在0.216–0.99人時之間，顯著低于傳統(tǒng)實地調(diào)研。

圖5：研究區(qū)域評估結(jié)果 (a)空間分布；(b) 子維度結(jié)果；(c)分數(shù)分布；(d)分值與小區(qū)建設(shè)年份線性關(guān)系

總結(jié)與討論

本研究構(gòu)建以“安全與隱私、公用資源、維護、基礎(chǔ)設(shè)施”為核心的封閉式社區(qū)物理環(huán)境外觀指標體系，整合航拍、街景和內(nèi)部影像，實現(xiàn)多源多視角評估。牡丹江案例表明，封閉式社區(qū)安全設(shè)施較為完備，但公用資源和基礎(chǔ)設(shè)施存在短板，呈現(xiàn)“外部重安全、內(nèi)部弱服務(wù)”的格局。該方法在保證精度的同時明顯降低人力成本，為城市尺度封閉式社區(qū)常態(tài)化體檢提供了可推廣工具。研究也指出，目前框架尚未納入社會經(jīng)濟與行為層面的信息，未來可在多城市、多制度情境下進一步擴展，嘗試結(jié)合深度學(xué)習(xí)自動識別與居民感知數(shù)據(jù)，構(gòu)建更加綜合的封閉式社區(qū)環(huán)境評價體系。

【基金資助】

研究由國家重點研發(fā)計劃（項目號:2023YFC3805400）和國家自然科學(xué)基金（項目號:62394331和62394335）資助。

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