基于VR行为实验的寒地城市步行性分析与优化研究

Under the background of the rapid development of VR technology, the subject is aimed at restricting the unfavorable conditions of the walking environment in winter cities, and exploring the Urban spatial morphology analysis theory with VR behavior experiment as the technical carrier, the Walkability of the winter cities as the calculation object, the walking trajectory tracking and the perceptual statistics as the evaluation method. Based on the theory of spatial morphology analysis, this subject proposes a targeted optimization strategy to improve the public space quality of winter cities. The core research includes four aspects: constructing a virtual model library of typical urban morphological structure in cold regions through multi-source information data acquisition; statistical investigation of walking space perception through the tracking and recording of virtual motion and gaze trajectory, measuring and analyzing walking indicators; Through the correlation comparison with urban big data and survey data, the validity of the virtual behavior experiment conclusion is verified. Based on the conclusion of the virtual behavior experiment, the urban walking environment is optimized and the optimization scheme is verified by virtual experiment cycle. To confirm the achievement of the optimization goal. The research of this subject uses new technologies and new methods to intervene in the analysis and optimization of urban problems in specific regions. It has a fundamental role in the spatial shape control of urban design, and has theoretical and practical significance for the realization of new urban design technology system oriented by data and science.

在VR技术迅猛发展的背景下，课题针对寒地城市步行环境的不利条件制约，探索以VR行为实验为技术载体，寒地城市步行性为测算对象，步行轨迹追踪和感知统计为评估方法的城市空间形态分析理论，并以此为基础提出具有针对性的优化策略，从而提升寒地城市的公共空间品质。核心研究包括四个方面：通过多源信息数据获取，建构寒地典型城市形态结构虚拟模型库；通过对虚拟运动和视线轨迹的追踪记录，对步行空间感知的统计调研，测算分析步行性指标；通过分别与城市大数据和调研数据进行相关性比对，验证虚拟行为实验结论的有效性；基于虚拟行为实验的结论，有针对性地优化城市步行环境，并将优化方案进行虚拟实验循环验证，以确认达成优化目标。本课题的研究利用新技术和新方法介入特定地域的城市问题分析与优化，对于城市设计的空间形态控制具有基础性作用，对于实现数据化和科学化为导向的新型城市设计技术体系具有重要的理论和现实意义。

本课题以寒地城市为研究对象，聚焦于特殊地域环境对于步行性的制约，立足人本主义视角，通过对虚拟场景的具身体验评价城市空间的步行相关指标。研究以虚拟现实行为实验为技术平台，寒地城市步行性为测算对象，建立步行轨迹追踪和感知统计为评估方法的城市空间形态分析理论，并以此为基础提出具有针对性的优化策略，从而提升寒地城市的公共空间品质。研究挖掘寒地城市空间中具有典型性的步行区域，将复杂的空间物质形态进行量值化描述、参数化建模、数据化分析和针对性优化，建构以人本参与为评价维度的空间评价方法和优化策略。.课题研究的核心包括四个方面：一，建构典型城市空间步行信息模型。通过划分寒地城市空间类型，选取典型城市步行空间进行全信息采集和模型建构，搭建完整的寒地城市空间数据信息库，利用VR平台实现对城市空间现状的精准模拟和沉浸式体验；二，寒地城市步行性影响因子研究。探讨寒地城市空间在疗愈性、安全性和活力性三个方面的问题。研究以高中校园、通学空间和老旧住区作为问题的切入点，基于大量的实地调研，使用了SD法、SP法和Matlab软件作为研究的技术支撑，探究寒地背景下城市步行性的影响因子以及它们的权重排序；三，研究通过在虚拟现实设备中构建不同的步行场景，使实验被试处于不同变量控制下的步行体验中，通过叙述性偏好法和语义解析法等技术方法量化城市空间参与者的体验选择，在寒地背景下研究城市消极空间，城市开放空间和城市夜间空间的步行性评价体系；四，将处于方案阶段的城市设计和更新项目作为研究对象，在虚拟的设计场景中实时评估步行漫游的体验。以具身的视角促进公共项目的公众体验化参与和步行轨迹参数记录，以此为导向作为优化方案的依据，从而提出针对性的优化策略。.课题以提升城市步行空间的各层面体验为目标，建立一种城市空间步行性质化评价与量化描述相平衡的理论体系、空间策略和关键技术，为寒地背景下的城市设计与更新提供理论借鉴和实践方法。