基于深度学习图像识别与时空分析技术的历史文化街区文化感知
01 内容导读随着历史的发展,人类留下了许多珍贵的精神宝藏,包括文化遗产。文化遗产的价值体现在历史、文化、艺术等各个方面。作为一个文明古国,中国有着独特而丰富的历史文化遗产。作为一种城市文化遗产,历史文化街区对于保存城市的历史记忆具有重要意义。它可以反映一个城市历史时期的特征,并保留其历史和文化。鉴于其文化,科学,教育和美学价值,历史文化街区具有非常重要的保护和研究属性。北京建城已有三千余年的历史,建都也已经有八百余年的历史。在历史长河的发展中,留下了众多历史遗迹,历史文化底蕴深厚,是一座拥有浓厚古都风貌的现代化大都市,同时是第一批中国国家历史文化名城。历史文化街区是体现传统生活,展现城市传统风貌的特色地区,构成了北京老城整体空间特色的最为重要的基底,是北京老城整体保护的重要地区。历史文化街区是一项非常特殊和重要的文化遗产,承载着北京老城的历史文化积淀,彰显了首都核心区域的文化内涵,发挥着不可或缺的作用。基于首都文化的定义,本研究构建了以微博照片为数据来源的文化符号感知体系。此外,借助基于深度学习的图像识别方法和GIS空间分析方法,从公众对每个街区文化感知的角度出发,探讨了当前公众对北京历史文化街区的认识,为研究历史文化街区的保护和利用提供帮助。02 研究方法本研究考察了北京老城区28个历史文化街区的文化感知。首先,基于首都的文化内涵,构建了文化感知符号识别体系。然后,将微博照片与文化符号识别系统相结合,进行人工分类。人工识别后,建立了基于文化分类的图像识别训练模型。基于精度测试,模型的精度达到81%。其次,将五种类型的文化照片根据照片的坐标在地理空间中呈现。最后,从街区文化类型数量、街区文化类型差异、不同街区文化组合、不同类型用户文化感知差异4个方面对结果进行了分析。研究框架如图1所示。图1 基于微博图片的北京历史文化街区文化感知研究框架03 研究结果首先,基于图像识别方法,本研究以81%的识别准确率有效识别了街区中的五种文化照片,取得了良好的研究成果。可以发现,虽然北京内城文化资源丰富,但由于历史原因和城市发展的客观因素,28个历史文化街区的定位不同,导致公众对这些街区的看法不同。这表明,在大数据时代,基于照片的文化感知研究是一个不错的选择。图2 北京老城区28片历史文化街区文化感知结果其次,对超过100万微博用户的数据分析表明,公众对历史文化街区的文化认知各不相同,首都文化的五种文化类型都存在于28个历史文化街区中;然而,不同的街区对不同文化的感知是不同的。将大数据与可视化技术相结合进行文化感知研究,可以直观地展示文化的复杂性,有助于对文化感知进行深度挖掘,为文化感知研究探索新的研究方向。图3 每片街区中各类文化的绝对数量,相对数量和四象限分布(a,b,c和d分别代表古都文化,红色文化,京味文化和创新文化的感知。第一、第二、第三列分别表示文化感知的绝对数量、文化感知的相对数量、文化感知特征的组合)图4 京味文化绝对和相对数量的四象限分类再者,通过对历史文化街区不同文化类型的感知综合分析,可以发现,北京老城区的28个历史文化街区,主要分为单一文化主导和复合多元文化主导两种。没有一个历史文化街区是五种文化平衡的,这反映了街区内文化多元化的特点。对于单一文化主导的街区,如西四北头条至八条街区,可以充分挖掘特色文化资源;对于复合多元文化占主导地位的街区,在继承历史文化的同时,还可以结合其他文化的特点,在保护方面进行创新,为街区寻求更好的发展。图5 北京老城28片历史文化街区文化感知分组聚类结果最后,除了街区文化资源的影响外,感知群体的不同属性也对感知的结果产生影响。北京本地文化特征突出,导致其在普通民众心目中占据主导地位。至于其他三类文化,本地居民不可能关注古都文化和红色文化,因为这些早已成为他们生活中的常态,因而会更关注创新文化。北京作为历史名城和首都,历史的古韵、对祖国的热爱是吸引游客来此旅游的主要原因,因此,游客对古都文化和红色文化的感知度会比较高。这些都表明,对文化感知的深入理解是必要的,这需要丰富的多元数据的支持。图6 不同属性用户的文化感知百分比04 总结与讨论本文以北京市28片历史文化街区为研究区,以北京首都文化中古都文化、红色文化、京味文化、创新文化为基础,构建了文化感知符号体系,并以此为标准收集微博图片。同时,借助深度学习图像识别方法,对公众对每个街区中五种文化的感知进行了识别和分析。本文提出的这种基于深度学习图像识别技术与时空分析技术相结合的综合集成研究方法,弥补了以往研究的两个不足:(1)与传统问卷相比,大数据以其广泛的公众参与,弥补了传统方法样本量小、成本高的问题;(2)将深度学习技术应用于历史文化遗产保护研究领域,促进信息时代历史文化遗产保护研究方法的更新。此外,结合GIS空间分析方法,可以全面了解历史街区的文化内涵。引用格式: Chen S, Meng B, Liu N, Qi Z, Liu J, Wang J. Cultural Perception of the Historical and Cultural Blocks of Beijing Based on Weibo Photos.Land.2022;11(4):495.https://doi.org/10.3390/land11040495