导读
2024年9月8日，2024中国城市贪图年会之学术研讨会“城乡并吞发展与东说念主居优化”在合肥召开。中国城市贪图学会总体贪图专委会委员、中山大学地舆科学与贪图学院讲授李郇作题为《搬动中的东说念主居环境变化——基于传统民居建筑特征的视角》的学术敷陈。
本笔墨数：4948字
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李 郇
中国城市贪图学会总体贪图专委会委员
中山大学地舆科学与贪图学院讲授
研究以中国传统民居建筑为视角，运用遥感智能解译要领揭示了东说念主口搬动中的东说念主居环境特征变化。
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传统民居的传承与变化
起初，东说念主居环境传承与变化的研究发源于中国农房一张图。研究团队基于高差异率遥感影像，结束了对宇宙2.78亿栋农房建筑行踪的智能解译，总面积约为3000亿平时米，蕴含了丰富的建筑特征信息。
图1 中国农房一张图【李郇等.基于遥感解译的中国农房空间漫衍特征分析.地舆学报,2022.】
图2 中国各地的农房建筑行踪漫衍
农村研究最大挑战是周折可靠的数据。面前，我国乡村数据主要依赖拜访统计，存在资本高、漫衍寥落难题。
与此同期，农村东说念主口的流动性较大，使得统计责任更加复杂。而农村实践上所以农房为中心的，农房行动固定钞票，不像东说念主口那样具有流动性。因此，通过对农房的研究，粗略较为安定地响应统共这个词农村的实践情况。团队通过遥感智能解译期间精确绘画的宇宙范围内的农房建筑行踪数据举座精度达到了85%傍边，与宇宙农房普查效用基本一致，结束了对宇宙不同地区农房漫衍形态的精确描画。
农房建筑行踪的全面解译粗略更好地匡助理解中国农房形态的区域相反。中国各地的农房因阵势、地形和风尚的相反而呈现出各种性。举例，朔方的农房时时布局中正舒展，有游廊贯串，庭院内常见植树；而南边的农房则更加紧凑，建筑密度更高。这些王人是东说念主地联系的凯旋体现。
通过对宇宙农房形态的研究，不错深入理解东说念主居环境同天然环境的互动流程。实践上，这类研究畴昔常以个案拜访的款式呈现，但如果仅以静态视角单独不雅察，就无法呈现出农房形态为了符合环境变化而逐要领整的流程，周折举座性。
陆元鼎先生指出，华夏地区的建筑形态在侨民南迁的流程中渐渐发生了变化。起初，华夏的建筑作风较为宽绰舒展，但跟着侨民向南边鼓励，迥殊是到达岭南地区后，建筑形态变得更加紧凑，以至带有昭彰的珍摄性设想，但基本的建筑单元并未变化。近似的征象也出面前好意思国早期侨民中。早期好意思国殖民者在安宁向内陆搬动的流程中，建筑作风也安宁从以符合海洋阵势为主的滨海小屋发展演变为更为实用的仓储式建筑。
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从个案研究到图数智能解译
对于民居的研究已有较为深厚的累积，是建筑学领域中的基础内容，但在更为宏不雅的视角上，我国版图豁达，领有约2亿栋屋子和300多万个天然屯，在这纷乱的数目背后是否存在某种总体性特征呢？在研究流程中不同地区的相反性时常被强调，举例黄土高原、岭南和朔方华夏的建筑作风显耀不同，但如果反过来想考，是否也存在某种相似性呢？尤其在我国资历了大领域的东说念主口迁移流程中，哪些建筑形态特征发生了变化，又有哪些恒久不变？这一想路促使研究重心转向对大领域东说念主口迁移中的民居特征变化的热心。
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在民居特征变化同东说念主口搬动联系的研究中，很多地区已进行过个案研究，但仍周折一个宇宙的、系统性的举座端正。从全局的角度登程，探讨在面对天然环境和社会变化时，是否粗略找到一些并吞的、具有共同特征的建筑形态呢？事实上如实存在这么的特征，在民居史关联的经典研究中不错发现，农房建筑特征举座上一直是有传承的，其中具备共通之处。
图3 中国各地传统民居的区域相反和相似性（图源：《中国居住建筑简史：城市、住宅、园林》）
这种共通的特征有望通过农房一张图获取揭示。
起初构建了一个可诡计乡村的研究框架，通过整合多种乡村时空数据，包括遥感数据、无东说念主机影像再到实地相片，变成了从高空视角到大地视角的多维度数据层。这种\"太空到东说念主的视线\"的三维立体分析，不仅粗略从宏不雅上理解乡村建筑的漫衍和形态，还不错通过微不雅视角深入探讨每栋农房的细节，同期还结合官方问卷数据，进而变成一个全面、多端倪的数据体系。
将刻下看到的农房全景图回荡为一套可量化数据的计算，指标是科罚在960万平时公里范围内、掩盖300多万个天然屯的数据统计难题。但愿通落伍间技能，将每一张图像王人回荡为具体的数据信息。基于此开展系统性研究，构建一套深度学习和大模子为主体的研究框架，对建筑形态的中枢信息、景不雅品性等进行量化分析。
在中国传统民居的建筑行踪解译中，主要借助可解释机器学习期间，结合众人常识来索要民居建筑的特征。研究中起初运用宇宙超越8000个传统村庄的影像数据，对农房建筑行踪进行智能解译。随后结合众人常识筛选出与建筑形态和功能关联的关节特征。该要领粗略匡助理解建筑行踪的结构和形态，但仍濒临一些不安定身分，迥殊是在解译特征的语义信息上还有待进一步探索。
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建筑行踪特征智能解译
在这项研究中运用了多年累积的众人常识，涵盖了西南民居、朔方合院、广府民居以及潮汕民居等多种地域性建筑作风。通过将这些众人常识与机器学习的效用进行对比分析，咱们粗略更好地判断和理解建筑特征变化。这个流程实践上是众人常识与机器学习互相并吞的流程，既借助了众人对建筑传统和作风的长远理解，又运用了机器学习在大数据处理中的高效性和精确性。
特征分析效用表明，特征向量的相对距离粗略表征举座建筑形态的相似性。举例，佛山的C村与汕头的平行建筑陈设款式极度相似，而广州榔头村也体现出某些相似的形态特征。要理解这些形态特征间的联系，必须将图形之间的高维关联性回荡为具体的数值，通过量化这些图形的相似性，进而将图形与数值的联系明确化。
宇宙范围内的8150个传统村庄的分类效用表明，解译特征具有较强的表征智商粗略昭彰呈现出朔方民居、西南民居、江浙民居、客家民居和广府民居等传统建筑的特征。要领可明晰地展示不同类型村庄的形态特征，且这些特征不仅局限于建筑自己，还触及统共这个词村庄的形态。其中，天井（内院）行动一个热切的元素，统共特征图像中的高亮部分均位于天井，标的也存在不同。因此将这种特征视为村庄形态的关节点，并在特征分类中把天井行动一个热切标志。这实践上是将众人常识与机器学习效用相结合的流程，同期这一结合增强了对传统村庄形态的理解。
图4 建筑行踪分析中对天井特征要素的抒发（Li, Xun, et al. \"Explainable dimensionality reduction (XDR) to unbox AI ‘black box’models: A study of AI perspectives on the ethnic styles of village dwellings.\" Humanities and Social Sciences Communications,2023.）
特征解译的流程并非单纯依赖于机器学习的“黑匣子”，而是更多地基于几百年来的常识累积。对天井的相反分析不错识别出不同建筑形态中的关节特征。而在这个流程中，建筑形态中的形式和朝向两方面不异需要迥殊热心。方形的建筑往往具有较高的亮度特征，而长条形建筑则相对低亮度，进而产生不同的值。而纵向和横向的布局也展现了昭彰的标的性相反，对于农村的农房布局和村庄布局而言，迪士尼彩乐园3官网方朝上的相反有着迥殊的含义。这两者行动特征数据化之后便可进一步发掘背后的端正——东说念主口搬动在这一流程中饰演了热切变装。村庄并非天然则然变成的，而是在搬动和确立流程中渐渐组成的。建村的流程不仅体现搬动者的传统理念，也响应他们对东说念主居环境的理解。这意味着确立村庄的流程亦然构建优良东说念主居环境的流程，并吞了对天然的符合与对文化的传承流程。
图5 关节特征的语义（形式与朝向）
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建筑特征变化与东说念主口搬动
建筑特征的变化与东说念主口搬动存在某种内在关联。在农村民居的构建流程中，往往体现出集体的文化遗传和历史传承。这种对东说念主居环境的理念并莫得因为搬动而被切断，反而在搬动流程中被不停不竭和传承。基于这一认识运行寻找这些特征的具体施展，由于对广东地区较为老成，因此迥殊考中了广东韩江区域行动研究对象。这一地区是潮汕与客家两大文化群体搬动的交织点，具有典型的历史文化价值。韩江区域存在客家和潮汕群体的搬动，体现为典型的两条线。
图6 研究区域的遴荐（图片开首：李郇等.一种数据驱动的传统村庄聚落形态识别要领以发现历史搬动踪影，地舆科学，（已接管待刊）.）
对汀江到梅江的客家搬动流程，以及从汀江到韩江、汕头的潮汕与客家的交织旅途分析，粗略明晰地施展建筑特征分化和并吞的流程。这一研究的初志天然并非为了深入探讨民居自己，而是验证数据的灵验性，但最终呈现出的效用揭示了客家与潮汕建筑作风的显耀特征，不错分为三类特征（如图7-8）：第一类特征是客家的（蓝色的部分），第二类特征是潮汕的（红色的部分），第三类特征是汀江和韩江交织的部分（黄色的部分），与另外两种昭彰存在不同，况兼碰劲是客家民居和潮汕民居两种作风的结合，比如很经典的百鸟朝凤平面布局。
图7-8 潮客建筑形态的碰撞和和会（图片开首：李郇等.一种数据驱动的传统村庄聚落形态识别要领以发现历史搬动踪影，地舆科学，（已接管待刊）.）
从这个小实验不错看出，建筑行踪分析对民居特征以及搬动流程王人有一定的解释力，迥殊是在汀江到梅江的区域，呈现出典型的客家民居特征，其相似性十分显耀。通过查阅当地的家支，发现两条主要的客家侨民清晰，一条所以邱氏和廖氏家族为代表，这些侨民清晰沿着客家搬动的旅途张开，如图9中蓝色轴线所示，民居建筑不竭了客家聚落的特征。另一条则所以吴氏和陈氏的家族为代表，在饶平、潮安、兴宁地区变成夹杂，也即是百鸟朝凤款式的结合地区。由此讲授，通过民居特征不错判断建筑和住宅、村庄在搬动流程中的历史变迁。
图9 建筑行踪特征与历史搬动轨迹的对比（图片开首：李郇等.一种数据驱动的传统村庄聚落形态识别要领以发现历史搬动踪影，地舆科学，2024.）
基于这一研究萌发了更大的指标：是否粗略对宇宙范围内的搬动进行系统性分析？事实上，客家在中国历史上曾资历过一次大领域的搬动，然则不竭于今的主如果清代以后的建筑与文化遗存，明代以前的已基本消释。通过对客家建筑特征在宇宙范围内漫衍情况的整合，咱们沿着古代遗说念回顾了客家搬动的门路，并对其特征进行分析。效用表明，建筑特征呈现出以1号轨迹为主要特征，安宁向北延长到2、3、4、5号轨迹，况兼跟着搬动门路的延长，尤其是向朔方转片时，建筑特征的关联性渐渐抑制（如图10-12）。
图10-12 客家搬动旅途与民居演变对比（图片开首：谷宇、李郇等.运用遥感智能解译臆想中国传统民居的相似性，地舆科学，（已接管待刊）.）
不外天井行动一种建筑特征在宇宙范围内王人无数存在，以至到湖南、河南信阳等地王人能找到不异的元素，从南到北也对应其领域从小到大的变化流程。1号轨迹是从湖南招引两广，一直到四川、重庆、云南腾冲，这条搬动旅途的建筑特征恒久保留着客家作风，跟着搬动的西进，建筑布局更加解放。
图13-14 客家搬动旅途与民居演变对比（图片开首：谷宇、李郇等.运用遥感智能解译臆想中国传统民居的相似性，地舆科学，（已接管待刊）.）
在研究客家建筑的流程中，不仅需要依赖于已有的历史记录，还试图从更大范围的建筑形态中探索新的搬动旅途。传统历史所记录的搬动清晰，大多是实线部分，明晰表明了从江西、福建至广东、广西，以至到云南、四川等地的搬动流程。然则，对建筑特征的分析指出一些未被统共记录的搬动门路，即为图中的虚线部分。这些虚线部分娇傲了客家东说念主在广西、云南地区的影响，尤其是在腾冲一带不错不雅察到从江西搬动而来的家族所带来的建筑特征。这些建筑特征所变成的轨迹粗略匡助分析出可能的搬动旅途。（如图15-17）
图15-17 客家搬动旅途与民居演变对比（图片开首：谷宇、李郇等.运用遥感智能解译臆想中国传统民居的相似性，地舆科学，（已接管待刊）.）
这一研究同期粗略揭示宇宙范围内建筑和聚落形态的变化。对于客家搬动的分析，罗香林曾在民国时期验证客家搬动门路，但由于贵府所限，尚未触及到西南边疆。不外从客家建筑特征漫衍娇傲，还可能存在着“四川到云南”和“广西到云南”的潜在搬动门路。建筑特征和聚落形态的分析粗略捕捉到客家东说念主搬动的竣工门路，并由此结束从个案研究到全局研究的诊治。这一研究不仅有助于填补历史上未被统共记录的搬动旅途，还粗略通过科技的越过，提供一个更全面的视角来理解东说念主口搬动偏捏对聚落形态的影响。
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商议和瞻望
借助建筑行踪的解译和机器学习期间不错不雅察到建筑文化与天然环境在不停碰撞、和会中的发展流程，以此为东说念主居搬动提供新的视角。建筑自己即是具备历史性的文化遗产，不仅凝合了共鸣性的集体操心，也体现了不同地域、期间之间的互动。
面前正在进行的是一项旧房识别的责任，主要针对宇宙范围内农村的旧房。尽管识别责任尚未完成，且部分效用存在极度，但一些集中漫衍的村庄内旧房承载着丰富的文化传统。对这些旧房去留的问题是一个复杂的决议流程，这需要证实房屋的历史文化价值、东说念主类行为特征，以及与当地环境和社会文化的互动流程来作念出判断。
总体来说，研究是想通过对单个地区研究的壅塞进而走向全体性的研究，通过将不同的乡村结合进行分析，从而获取宇宙举座的东说念主居环境在与天然并吞流程中的建筑和东说念主口特征。
供稿单元：清华大学建筑与城市研究所、东说念主居科学院、清华大学建筑学院
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