通过老年人的视角评估城市街道的视觉步行舒适度：以上海为例的案例研究

《Applied Geography》：Assessing the visual walkability perceptions of urban streets via the lens of older adults: A case study in Shanghai

　　

作者：陈伟、曹凯、关梅波、冯秋实

单位：华东师范大学地理科学学院，地理信息科学重点实验室（教育部直属）

摘要

随着人口老龄化进程的加速和城市化的推进，建设适宜老年人生活的城市已成为促进老年人包容性空间的关键策略。步行对提高老年人健康状况起着重要作用，这凸显了开展大规模、低成本步行环境评估的必要性，以便为城市街道改造提供指导。基于一个捕捉老年人独特视觉步行体验（VWPs）的街景图像数据集，我们开发了一种新的定量评估模型，并采用了SHapley Additive exPlanations（SHAP）方法来进行模型解释。表现最佳的模型被进一步应用于预测上海中心城区的VWP评分并生成相应地图。此外，我们还从多个角度进行了全面分析。研究结果表明，随机森林算法在预测VWPs方面表现优异。植被、人行道、道路和地形是影响VWPs的关键街道要素。不同群体对这些街道要素的偏好因年龄、性别和地理位置而异。同时，VWP评分的空间分布显示出明显的尺度效应，随着地理单元规模的增大，空间异质性逐渐减小。此外，VWP评分的地理聚类揭示了上海中心城区在建设适宜老年人步行环境方面存在的显著空间不公平现象。

引言

全球人口老龄化已成为21世纪最严重的社会经济挑战之一。人口统计数据表明，2020年中国60岁及以上的人口占总人口的18.70%，65岁及以上的人口占13.50%（中国国家统计局，2021年）。中国正经历向老龄化社会的重大转变。人口老龄化加速的趋势要求我们更加关注保障老年人的健康和福祉（杨等，2026年）。适宜老年人的城市框架强调室外空间在鼓励老年人进行体育活动和积极生活方面的关键作用（胡等，2025年；世界卫生组织，2007年）。大量证据表明，持续的体育活动对提升老年人的身心健康有显著益处。作为短距离出行方式，步行已被广泛推广给城市居民（李等，2019年）。城市街道的设计至关重要，因为街道不仅是交通通道，也是人们休息和锻炼的场所。因此，通过居民的视角评估街道的视觉步行体验（VWPs）对于创建更具包容性的城市街道和制定创新政策具有重要意义。了解老年人对街道步行环境的视觉感知对于设计包容性街道以及提供基于证据的城市规划和政策制定至关重要。

在这方面，城市街道的步行环境可以从主观或客观的角度进行评估；每种方法都有其优缺点（邱等，2023年）。客观评估方法基于可以定量定义或测量的指标或要素。这些指标通常来自多种数据源，包括遥感图像、街景图像（SVIs）、统计数据和实地数据收集（刘等，2007年）。利用这些定量指标可以自动计算街道环境评分（刘等，2025年；张等，2025年）。虽然已经建立了用于衡量区级适宜老年程度的评估指标体系，但该体系在应用于其他城市时仍需进行适应性评估（魏等，2024年）。相比之下，主观评估方法依赖于通过问卷调查、访谈或感知量表获得的个人直接判断（林和穆东，2010年）。这些方法的优势在于能够捕捉到人们对街道环境的细微感知，包括舒适度、安全感和吸引力等。然而，传统的主观方法往往受到实地调研成本高、样本量有限以及调查设计不一致性的限制，这限制了它们的可扩展性和跨研究的可比性。因此，大规模环境评估与老年人主观步行体验之间存在方法论上的差距。

计算机视觉和机器学习的最新进展，加上众包街景数据集的日益丰富，为弥合这一差距提供了新的可能性。例如MIT Place Pulse等数据集表明，可以通过大规模地理尺度上的SVIs视觉判断有效捕捉人们对城市环境的感知。基于这一研究方向，视觉步行体验（VWP）作为一种基于感知的构建，反映了个人对街道环境是否适合步行的主观评价，主要依据的是视觉上可访问的街道景观特征（朱等，2026年）。与传统的主观调查相比，基于SVI的感知方法大幅减少了数据收集的工作量，同时保留了步行环境的体验维度。然而，现有的大规模感知数据集和模型主要反映了普通人群的偏好。尽管老年人对微观环境条件和视觉线索更为敏感，但他们在研究中仍然严重缺乏代表性。

本研究旨在提高老年人在城市规划和政策制定中的代表性，并提供一种实用的定量评估街道适宜老年程度的方法。具体而言，本研究利用SVIs和机器学习技术对老年人的VWPs进行建模，从而从老年人自身的视角捕捉他们对街道环境的视觉评价。进一步采用SHapley Additive exPlanations（SHAP）方法来解释影响VWPs的视觉环境特征的相对重要性。同时，考虑到感知体验可能因社会群体和空间背景而异，本研究考察了老年人群体之间的差异以及不同地理尺度上的差异，特别关注潜在的空间不公平现象。作为快速老龄化的大都市，上海积极推广支持老年人积极生活的各项举措，使其成为研究适宜老年人步行环境的理想案例。因此，本研究追求三个主要目标：首先，提出一种基于SVI的有效方法，从老年人的视觉感知角度预测城市街道的适宜老年程度；其次，探讨不同老年人群体和不同空间尺度上VWPs的异质性；第三，研究上海中心城区适宜老年人步行环境的空间分布是否存在不公平现象。这些目标由以下研究问题指导：

• (1)
  如何根据老年人的VWPs准确预测城市街道的适宜老年程度？
• (2)
  不同老年人群体和不同地理尺度之间存在明显的VWP差异吗？
• (3)
  上海中心城区适宜老年人步行环境的发展是否存在空间不公平现象？

通过回答这些问题，本研究旨在架起老年学研究与城市规划实践之间的桥梁，加深对视觉体验的理解，并推动更具包容性、公平性和适宜老年人城市的建设。

章节片段

街道通行性的演变

随着城市规划重点的转变，通行性的概念也在不断发展，旨在创造更加包容和适宜步行的环境。其起源可以追溯到20世纪60年代，当时简·雅各布斯提倡建设充满活力和多功能性的城市社区，将行人流动置于车辆交通之上（雅各布斯，1961年）。到了20世纪90年代，通行性受到了广泛关注，研究人员和政策制定者越来越认识到其在改善公共

研究框架

图1展示了本研究的研究框架。本研究共邀请了220名老年人参与配对比较实验，记录了他们对SVIs的视觉偏好。开发了一个评估VWPs的模型，该模型结合了具有不同人口特征的老年人的判断，以评估城市街道的适宜老年程度。使用SHAP方法分析了影响老年人VWPs的因素。

包含老年人VWPs的SVI样本数据集

先前的研究表明，参与者可以根据年龄、性别和地理位置进行分类（Salesses等，2013年）。考虑到老年人的多样性，参与者被分为六组：70岁以上（组1）、70岁以下（组2）、男性（组3）、女性（组4）、本地户籍（组5）和非本地户籍（组6）。本研究共有220名居住在上海的老年人参与了实验。如表1所示，老年人完成了22,447次配对

评估模型在老年人VWPs大规模评估中的有效性

尽管人们认识到街道是建设适宜老年人城市的关键组成部分，但由于耗时且劳动密集的现场调查限制，评估城市街道的适宜老年程度仍然不够充分。实地调研将研究范围限制在有限的地理范围内，使得在大城市范围内进行全面评估变得不切实际。利用SVIs和机器学习方法对老年人VWPs进行大规模评估的可行性

结论

尽管许多研究利用SVIs来预测人们对城市街道环境的感知，但专门针对老年人的研究仍然较少。本研究通过优先考虑老年人的主观感知，而不是仅依赖专家评估，填补了这一空白。基于从220名老年人参与者收集的SVI数据集，开发了一个有效的模型，用于定量评估VWPs，并将其应用于中国的上海城市背景下。

CRediT作者贡献声明

陈伟：概念构思、数据整理、方法论、数据分析、可视化、初稿撰写、审稿与编辑。曹凯：概念构思、方法论、数据分析、监督、初稿撰写、审稿与编辑。关梅波：初稿撰写、审稿与编辑。冯秋实：初稿撰写、审稿与编辑。

利益声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家自然科学基金的支持（项目编号：42471462、13901-41211D-22002）。