通过老年人感知为适老化文化景观管理提供信息:南京的一项可解释多源分析

《Journal of Environmental Management》:Informing age-friendly cultural landscape management through older adults’ perception: An interpretable multi-source analysis in Nanjing

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月20日 来源:Journal of Environmental Management 9.2

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   摘要景观感知日益被视为环境管理的重要依据,特别是对于社会不同群体使用的日常城市景观而言。在人口老龄化的背景下,文化景观不仅支持日常户外活动和情感依恋,还提供了可以告知适老化景观管理的感知和体验价值。然而,现有关于老年人景观评估的研究主要集中在单一的视觉或自然要素上,而地表热背

  

摘要

景观感知日益被视为环境管理的重要依据,特别是对于社会不同群体使用的日常城市景观而言。在人口老龄化的背景下,文化景观不仅支持日常户外活动和情感依恋,还提供了可以告知适老化景观管理的感知和体验价值。然而,现有关于老年人景观评估的研究主要集中在单一的视觉或自然要素上,而地表热背景、空间形态、与绿色度相关的视觉属性以及感知场景质量之间的综合关联仍未得到充分了解。为弥补这一不足,本研究开发了一个多源且可解释的分析框架,以考察南京长江文化景观廊道沿线老年人的景观评估。构建了一个节点关联数据集,包含 58 个景观节点,整合了 22,924 张街景图像、遥感指标以及嵌套在这些节点内的 174 份问卷回复。利用计算机视觉从街景图像中提取人类尺度环境特征,基于 Place Pulse 2.0 模型推导本地校准的感知代理变量,并比较了六种机器学习模型进行探索性分类。Extra Trees 模型表现出相对均衡的探索性能,被选中用于基于 SHAP 的解释。结果表明,地表温度、空间开阔度、街道围合度、绿色视域比例和感知安全对模型的贡献相对较大。这些变量显示出不同的模型推导响应模式,包括候选拐点、边际效益递减和单调模式。基于 SHAP 的聚类进一步揭示了沿廊道空间分异的响应类型。这些发现为差异化的环境管理、城市绿化和适老化文化景观规划提供了探索性的、基于感知的依据。

引言

随着城市化和人口老龄化的持续,越来越多的关注集中在微观环境设计如何支持老年人的景观体验和满意度 (Li et al., 2024a; Urra-Uriarte et al., 2024)。现有研究主要强调具有恢复力的视觉和自然要素,如绿色度、天空可视度、美学质量和感知自然度 (Gu and Ryan, 2008; You, 2024)。基于注意力恢复理论和压力减轻理论,高绿色度、天空可视度和美学质量与减少疲劳和增强恢复相关 (Kim et al., 2015)。然而,老年人的景观满意度也受物理环境条件的影响,包括地表热背景,因为他们的户外活动对环境压力更为敏感 (Au et al., 2020; Portegijs et al., 2023)。因此,视觉、空间、感知和热相关因素之间的综合和非线性关联仍未得到充分了解,需要可解释的分析方法 (He et al., 2025; Huang et al., 2025)。
相比之下,学术关注主要集中在界定的公园环境中,这意味着日常城市公共空间的内在复杂性 largely 被忽视 (Plouffe and Kalache, 2010; Zuo et al., 2024)。事实上,老年人通常表现出较低的大型城市公园访问频率,并表现出偏好居住在附近和沿水岸的文化景观空间 (Beard and Petitot, 2010; Jiang et al., 2025)。与固定的观景地点不同,这些节点通常位于线性路径沿线,允许老年人将其作为连续旅程的一部分来体验,而不是孤立的地方。在此过程中,不同节点的视觉开阔度和地表热背景可能有助于老年人对廊道的整体感知,表明沿连续路径存在潜在的累积效应 (Rui and Cai, 2025)。因此,为了全面理解老年人在城市公共空间体验的连续性和其感知反应的积累,有必要将路径分布的城市文化景观节点作为研究重点。
由于老年人在基于路径的空间中的感知可能涉及多个因素之间的非线性关联,传统线性模型可能无法完全代表这些关系 (Chen et al., 2024; Lawton, 1983)。机器学习方法可以捕捉这种非线性模式,但模型选择和解释仍然是重要的挑战 (Dubey et al., 2016; Naik et al., 2014)。大多数研究依赖于单一机器学习模型,对模型间的系统比较关注较少,这使得模型选择不那么确定 (Gebu et al., 2017)。此外,许多机器学习方法可以捕捉非线性关联,但它们往往难以就关键变量和潜在响应模式进行解释 (Lui et al., 2009; Yuan et al., 2016)。因此,本研究整合多模型比较与基于 SHAP 的解释,以识别相关的环境因素和模型推导的响应模式。
以南京市为案例研究区,本研究采用多模型机器学习策略,考察传统模型不易捕捉的复杂关系。模型结果使用可解释模型进行解释,以支持初步的、基于感知的解释用于规划和设计讨论 (Guo et al., 2023; Wahl et al., 2012)。本研究重点关注以下问题:(1) 在城市文化景观节点中,地表热背景、空间形态、与绿色度相关的视觉属性和感知变量如何与老年人的景观满意度相关联?(2) 哪些环境变量对较高景观评估的探索性机器学习分类贡献最大?(3) 基于 SHAP 的解释可以识别出哪些非线性响应模式和候选拐点,这些模式如何为差异化的景观管理和适老化环境规划策略提供信息?本研究旨在揭示文化景观感知的空间异质性和非线性环境模式,从而为基于感知的环境管理、适老化景观规划以及城市文化景观的适应性治理提供证据 (Wen et al., 2022; Yang et al., 2024)。

章节摘要

研究区域

本研究选择中国江苏省南京市作为实证案例。作为六朝古都的代表和现代特大城市,南京是一座老龄化程度高、气候冬冷夏热、拥有丰富水岸文化景观和城市绿色公共空间的古都兼现代特大城市。这些条件使其适合考察老年人的日常景观评估 (Lei et al., 2024; Li et al., 2024b)。研究重点在于

问卷结果与空间分布特征

共收集到来自 58 个景观节点的 174 份有效受访者级别评估。基于 PRS–PAS 复合代理变量,121 份回复被归类为较高景观评估,而 53 份被归类为较低评估。
问卷样本的空间分布特征如图 3 所示。结果表明,不同景观评估水平的样本表现出明显的空间异质性。较高评估样本主要聚集在

长江文化景观中老年人的感知模式

结果表明,老年人的景观满意度是由多个环境维度的相互作用塑造的,特别是地表热条件、空间形态和情感感知,而不是由任何单一因素决定的。
在所选模型中,LST 与景观评估代理变量之间显示出非线性关联。这种模式表明地表热背景可能与老年人对文化景观节点的评估有关,但不应将其解释为

结论

在测试的模型中,Extra Trees 模型在当前探索性建模设置中表现出相对均衡的性能,因此被选中用于基于 SHAP 的解释。SHAP 分析表明,地表温度、空间开阔度、街道围合度、绿色视域比例和感知安全对模型的贡献相对较大。这些变量显示出不同的非线性贡献模式,包括候选拐点、边际效益递减和单调

CRediT 作者贡献声明

杨金培:可视化,写作 – 初稿,写作 – 审阅与编辑。卢安德:形式分析,资金获取,项目管理。吴子浩:概念化,数据整理,方法论,软件。李文茹:调查,资源,验证。何旭:调查,资源。许赋苏:形式分析,调查,资源。俞智超:调查,资源。孙可:调查,资源。

竞争性利益声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系,这些关系可能被认为影响了本文中报告的工作。

致谢

作者衷心感谢所有自愿贡献时间和观点的老年参与者。我们也感谢当地社区在促进与老年居民访谈方面提供的 invaluable 协助。此外,我们感谢南京市文化和旅游局提供文化景观数据,这支持了本研究的完成。这项工作由 江苏省重大项目 资助
杨金培 | 卢安德 | 吴子浩 | 李文茹 | 何旭 | 许赋苏 | 俞智超 | 孙可
南京大学建筑与城市规划学院,中国江苏南京,210093
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