[發明專利]一種基于VR結合眼動跟蹤的城市風貌特征識別的方法

有效

• 申請號: 201910342548.7
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110070624B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 張樂敏;張若曦;曾子轅;王鵬宇;殷彪
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;G06F16/953;G06T17/05;G02B27/01
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種基于VR結合眼動跟蹤的城市風貌特征識別的方法，涉及城市設計規劃。建立當地城市風貌特征要素案例庫；構建既還原真實街巷風貌，又帶有風貌構件編碼信息的虛擬現實VR城市風貌場景；利用VR和眼動跟蹤技術對樣本進行深度視覺分析；對樣本進行大數據分析，識別風貌特征要素的權重關系和分類；根據典型風貌區獲取的街巷風貌特征要素的分類和權重關系為基準，對各級保護區中的現狀風貌情況進行綜合評測，根據風貌區實際保護要求，當發現某類型風貌要素情況偏離基準值時，有針對性對當地各級風貌保護區提出動態控制建議。是利用數字技術從感知城市和認知城市，到挖掘和發展城市風貌的新方法。

技術領域

本發明涉及城市設計規劃，尤其是涉及一種基于VR結合眼動跟蹤的城市風貌特征識別的方法。

背景技術

在當前宣揚城市文化的大背景下，為了突出城市地域風貌特色，許多城市常將具有一定城市地域文化代表的舊城或歷史街區進行整治和修復，使得本地居民和外地游客均能享受到濃郁的城市地方文化與現代生活相融合所帶來的樂趣。城市風貌識別是開展城市風貌保護及塑造工作的重要基礎，科學、系統和精確的城市風貌識別需要以人為本為中心，從多元視角了解不同文化背景人群對于城市風貌的感知，找出不同文化人群對建筑風貌特征感知的規律，進而在特定城市風貌規劃區內科學地搭配不同類型比例的風貌要素進行系統營造和保護。同時當下VR和眼動跟蹤技術的迅猛發展為城市空間模擬和交互研究提供了新的機遇，兩種技術結合應用可快速、全面和精確地了解體驗者對于城市風貌的視覺和心理感知，可為城市風貌識別保護提供廣闊的發展空間。

現有的城市規劃理論中對于建筑風貌的識別闡釋僅限于基本原則的論述，傳統的風貌保護設計過分依賴于規劃人員主觀判斷，缺乏以人為本對城市風貌的精準識別的技術操作方法。在城市空間風貌研究方面，王建國等(王建國，高源，胡明星.基于高層建筑管控的南京老城空間形態優化[J]，城市規劃，2005，1：45-51)的研究中，利用GIS技術對城市建筑空間形態進行較為系統的梳理和優化，但僅對南京老城景觀節點部分進行分級評價和簡要的理論闡述，未對具體的建筑風貌進行深入的研究。而在實際操作中，目前城市空間視覺研究較多的是對城市空間中的視線、視域的計算控制，并沒有從人群眼球運動的深度視覺數據出發對建筑風貌要素權重提出具體的識別依據和方法。目前國內有少量涉及建筑風貌的研究論文，例如周鈺等(周鈺，張玉坤，苑思楠.街道界面心理認知的量化研究，建筑學報，2012，S2：126-129)引入心理物理學及空間知覺理論，建立了“界面密度”與“貼線率”相結合的參數量化方法，對街道的界面的形態輪廓進行判斷。但是仍存在以下問題：一是該方法只能判斷街道界面的輪廓變化情況，不能對具體的建筑風貌要素做出判斷；二是論文中通過理想模型進行視覺分析，忽略了城市風貌是一個有機的整體，而將街道界面輪廓單獨抽離出來進行研究，僅從界面輪廓變化系數角度分析，不能全面解決實際問題；三是實驗場景通過佩戴傳統的立體眼鏡觀看屏幕投影進行模擬，缺乏真實的沉浸感，實驗方法通過單一的調查問卷數據，對于人的深層眼動視覺數據的挖掘為零，該方法簡陋而不具有實用性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺點，提供在城市規劃設計中識別城市風貌要素，通過建立城市在地建筑風貌案例庫、理論分析、實驗數據采集、數據公式分析、實際矯正等手段，精確識別城市風貌要素的權重關系，依靠要素分類簇群的數值為基準，動態平衡城市風貌控制區內的各類風貌要素的控制比例，科學系統地指導城市風貌規劃設計和保護的一種基于VR結合眼動跟蹤的城市風貌特征識別的方法。

本發明包括以下步驟：

1)建立當地城市風貌特征要素案例庫；

在步驟1)中，所述建立當地城市風貌特征要素案例庫的具體方法可為：根據自動化網絡爬蟲程序WebSpider抓取當地城市風貌網絡興趣點(Point of Interest)大數據，并綜合當地城市規劃與建筑領域的專家認定的當地城市最具有代表性風貌區的意見，選取當地城市最具有典型風貌代表的歷史文化街區一處，對當地城市風貌特征進行篩選和歸類，用于建立當地城市風貌特征要素案例庫。