测量与评估大学校园户外节点空间的形象感知度：一项基于空间感知的研究

《BUILDING AND ENVIRONMENT》：Measuring and evaluating the place imageability of university campus outdoor nodal spaces: A spatial perceptive study

校园户外节点空间形象可识性评估体系构建及预测模型研究，通过整合主观感知与客观空间特征数据，建立包含视觉量化、基础设施、空间句法等多维度的综合评价系统，采用熵权TOPSIS方法进行主观评分，利用XGBoost模型挖掘客观指标与形象可识性的非线性关系，发现主观主导性与命名及客观天空可见性、地标景观为关键影响因素，预测模型测试准确率达72.22%，为校园空间优化提供量化依据。

　　

马远红|刘家豪|傅本晨|童欣|西耶蒂·库德雷蒂

中国深圳大学建筑与城市规划学院亚热带建筑与城市科学国家重点实验室

摘要

受知识经济和信息化的推动，中国对高等教育的需求激增，导致校园建设规模的扩大。然而，在校园扩建和改造过程中，大学户外节点空间（UCONS）面临着规模过度、功能忽视以及缺乏活力的问题。本研究提出了一种用于评估UCONS形象力的方法。我们从中国南方四所大学中选取了250个UCONS样本，通过实地调查、空间句法分析和机器学习方法，开发了一个综合考虑主观和客观指标的UCONS形象力评估系统。对于主观指标，我们通过问卷调查收集了人们对凯文·林奇总结的城市特征的感知评价，并运用熵加权TOPSIS方法为各指标赋予权重，计算出节点的综合形象力得分；对于客观指标，我们从空间规模、视觉量化、基础设施和空间句法四个维度对其进行了量化分析。随后，我们使用XGBoost算法探索了客观指标与UCONS形象力之间的非线性关系，提取关键指标并构建了一个预测模型。研究结果表明，主观因素中的“主导性”和“名称与含义”，以及客观因素中的“天空可见度指数”和“地标景观”是影响UCONS形象力的关键因素。经过特征选择后，该预测模型在测试集上的准确率为72.22%，结合SHAP分析，可为校园空间设计提供初步的定量建议。本研究丰富了形象力理论在校园环境中的应用与理解，为校园空间质量研究提供了新的理论框架和实践指导。

引言

全球约有45,000所大学，校园面积从几百万平方米到约660平方公里不等。作为城市或城镇公共空间的独特形式，大学校园的户外空间不仅连接了校园内的各个功能区域，还展示了校园的文化和精神[1]。这些空间对知识社区具有多重功能和象征意义，形成了丰富的视觉形象[2]。形象不仅仅是一种感觉或印象，它是一个复杂的概念，融合了情感和感知，受到信念、思想、情感和记忆的影响。用户在校园内活动时所形成的形象会影响到大学的竞争力，与人类行为和物理环境密切相关[2]。

户外节点空间对空间的活力至关重要[3]。在凯文·林奇的《城市的形象》中，节点被定义为广泛的感知概念，不受规模或形式的限制——它们是可以进入和体验的焦点区域[4]。只有当节点具有形象力时，空间才具备可供探索的深度[5]。然而，校园扩建和更新往往导致规模过大、功能被忽视以及活力低下，从而造成空间质量不均衡和场所感薄弱，难以培养学生的身份认同感和归属感。

以往关于提升空间形象感知的研究主要集中在城市公共空间上。基于凯文·林奇《城市的形象》中提出的城市形象理论和方法论[4]及其五个要素，学者们进一步探讨了影响城市形象的具体因素。库克评估了城市形象并提取了相关的景观因素[6]；理查兹讨论了重大城市事件在提升城市形象中的作用[7]；吉尔博亚开发了一个全面的城市形象评估量表，涵盖了文化、安全和体育设施等维度[8]。其他因素如土地利用、容积率以及各类兴趣点（POIs）的密度也受到了研究[9,10]。与城市公共空间相比，大学校园内的公共空间具有独特的特点，影响校园节点空间形象力的因素也应有所不同。首先，校园的主要功能是教育和居住，使用类型相对单一，商业兴趣点较少。因此，人们对校园空间的关注点与城市有所不同[11]。其次，校园交通以步行为主，路径沿线的人口密度较高[12]。此外，校园人口的人口构成与城市空间不同：学生年龄相对同龄，但地理来源多样，导致校园空间活动更为活跃[12]。

由于这些因素，审美视觉感知在校园空间中起着主导作用[11,13,14]。校园——尤其是有围墙的校园——不仅仅是一个简单的城市街区[15]。人们对校园空间的感知受到影响他们对城市公共空间感知的因素的影响。因此，对形象力的理解和校园空间的感知体验与城市空间有所不同，不能不加批判地将城市公共空间的理论直接应用于校园空间。

关于校园户外空间，最近的研究开始探讨提升校园空间评价的因素，发现校园设施会影响人们对校园空间的满意度[13]，校园景观会影响心理恢复[11]。然而，在形象研究方面，目前仍主要基于林奇的五个要素[4]，更详细的因素尚未完全明确[2]。

因此，我们将形象力的概念引入到校园户外节点空间（UCONS）中。这旨在更客观、更科学地识别影响UCONS质量的因素，并揭示它们之间的关系。在大学户外空间的背景下，形象力应理解为用户对校园的心理印象。它代表了用户在該空间中的活动所产生的联想和想象，从而形成实际的感知体验。人们对“校园形象”的主观感知印象构成了他们对校园整体形象的记忆，并影响他们的行动路径和空间使用模式。本研究旨在实现以下目标：首先，通过从感知调查中提取空间形象元素，建立UCONS的主观形象力评估系统，利用主观和客观指标量化环境质量，以识别影响空间质量的关键因素；其次，探讨UCONS的形象力与其环境质量之间的关系，为校园设计提供重要的规划依据；最后，构建一个可靠的预测模型，为优化UCONS的设计方法和技术策略提供科学指导。

研究部分

户外空间要素的研究

研究表明，户外空间的各种客观要素与用户的空间感知之间存在关联，这些要素可分为四类：空间规模[16]、视觉感知[17]、基础设施[18]和空间句法[19]，为研究户外空间提供了多维度的切入点：

(1) 空间规模：研究表明，距离市中心和街道长度等因素对城市形象有积极影响，而建筑密度和街区规模则表现出相反的趋势

研究框架

本研究采用了混合方法，结合了问卷调查、空间数据量化和机器学习技术来揭示UCONS的空间形象力。

首先，基于文献回顾，我们定义了需要评估的主观和客观指标。接着，我们选择了校园案例并拍摄了UCONS的照片以收集节点图像，利用语义差异法（SD）将主观指标转化为问卷条目。

空间形象力的主观评分

对所有250个UCONS的7个主观指标的问卷得分进行了分析，分析方法如3.3.3节所述。四所大学所有节点的总体统计分析结果如下（表8）：

“形式简洁性”（平均分：3.48）和“方向区分度”（平均分：3.49）得分最高，标准差均为0.30，表现一致。“连接清晰度”（平均分：3.43）也表现出较强的表现和一致性。

UCONS与城市公共空间的形象力差异

如上所述，UCONS的形象力在焦点和形成机制方面与城市公共空间有显著差异[6, [7], [8]]。本研究的结果进一步揭示了这两个方面的具体内涵。

首先，两者的焦点不同。城市公共空间的形象力通常依赖于多种要素：混合土地利用、商业和文化活动、重大活动的频率以及街区规模的辨识度[9,10]。

局限性

通过对四所大学250个UCONS的系统性分析，本研究将主观感知评价与客观环境数据相结合，以识别影响UCONS形象力的关键因素。该研究丰富了校园环境行为和空间感知理论。通过熵加权TOPSIS进行主观评分，使用XGBoost模型进行客观预测，我们得出了UCONS形象力的定量排名，并提出了相应的设计建议。

结论

通过对中国南方四所大学的校园节点空间进行研究，我们开发了一个基于广泛主观和客观指标的UCONS形象力评估系统。采用熵加权TOPSIS方法评估主观指标，XGBoost算法分析客观指标，并初步构建了校园户外节点空间形象力的预测模型。研究结果表明，某些主观指标

作者贡献：CRediT

马远红：撰写初稿、方法论设计、数据分析、资金申请、概念构思。

刘家豪：撰写初稿、数据可视化、数据整理、数据分析、调查研究

傅本晨：项目指导、方法论设计、资金申请、项目管理

童欣：方法论设计、撰写审查与编辑

西耶蒂·库德雷蒂：撰写审查与编辑

资助

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号52278026和62207008）的支持。

数据获取

数据可应要求提供。

CRediT作者贡献声明

马远红：撰写初稿、方法论设计、资金申请、数据分析、概念构思。

刘家豪：撰写初稿、数据可视化、调查研究、数据分析。

傅本晨：项目指导、项目管理、方法论设计、资金申请。

童欣：撰写审查与编辑、方法论设计。西耶蒂·库德雷蒂：撰写审查与编辑、概念构思。