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Development of Housing Environment Assessment Methods Using Diverse Big Data and Artificial Intelligence for the Formation of Sustainable Residential Areas

Research Project

Project/Area Number 22K04490
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 23030:Architectural planning and city planning-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

沖 拓弥  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (40712766)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小川 芳樹  東京大学, 空間情報科学研究センター, 講師 (70794296)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords街路印象評価 / 深層学習 / 街路全方位画像 / Webアンケート / ウォーカビリティ / 空き家 / 建物外観 / コンピュータビジョン / GAN(敵対的生成ネットワーク) / 回答者属性 / ビッグデータ / 人工知能 / 住環境 / 持続可能性 / 根拠に基づく政策立案
Outline of Research at the Start

本研究では,近年普及が進む街路全方位画像などの多様な建築・都市ビッグデータと,画像判別や回帰,画像生成などを目的とした人工知能(AI)技術を用いて,①任意の住宅地における住環境(「そのまちらしさ」や魅力,課題)を定量化・可視化する技術,および,②住宅地や街路の構成要素を変動させる施策の効果を検証するために,将来像を数値と画像の両方の形式で予測する革新的シミュレーション技術を開発する。

Outline of Annual Research Achievements

【1.街路の印象評価】前年度に構築した「街路印象評価推定モデル」や他の関連研究における使用画像は,主に天候の良い昼間に撮影されたものに限られ,また,自動車が進入できない細街路での画像収集に課題があった。そこで,小型アクションカメラを搭載した自転車で走行しながら街路画像を収集した上で,2022年度と同様に行ったWebアンケート結果を学習させた,新たなモデルを構築した。そして,夜間に特定の項目の印象評価スコアが上昇する街路などを定量的かつ詳細に把握できることや,重回帰分析によって街路印象評価における天候や時間帯の重要性を検証した。
【2.建物外観の印象評価】前年度に構築した「建物外観の印象評価推定モデル」を用いて様々な応用分析を行った。①建物外観操作のシミュレーション:バルコニーやピロティ柱などの要素を追加した場合や,窓の配置・配列を変更した場合,屋根形状を変更した場合,外壁のテクスチャを変更した場合などにおける外観印象の変化を,定量的に検証した。②地域分析への応用:ある地域内の「趣がある」印象の建物の分布傾向の把握や,緊急輸送道路沿道の耐震化・不燃化建替が建物外観の印象に及ぼす影響を,定量的に検証した。
【3.ウォーカビリティの評価】オープンなGISデータから得られる情報と,街路画像から画像認識技術を応用して機械的に抽出した空間構成要素に基づく情報をもとに,評価項目の階層性を考慮したウォーカビリティの定量化手法を構築した。
【4.建物単位の空家判定】東京都大田区の3地域を対象に建物悉皆調査を実施し,うち1地域の町会の協力の下,空家に関するアンケートを実施した。これらのデータと建物・道路のGISデータ,および人口や災害リスクなどのデータを用いて,建物1棟単位で各建物が「空家である確率」を推定可能なモデルを構築したところ,学習データ(約90棟)に対する空家判定精度は約9割に達した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

街路印象評価AIに関する論文が予定よりも早くIF=9.1の英文ジャーナルに採択された。また,予定になかった建物外観評価AIについても,採択率20%以下の査読付き国際学会発表論文に採択され,空家分析についても,複数の新聞やテレビに紹介されるなど,成果が表れ始めている。さらに,好印象街路画像生成AIについても,学会発表や論文投稿には至っていないが,最新の画像生成AIの一つであるStable Diffusionを用いた検討などを進めており,最終年度に向けて計画以上の進度で研究が進んでいると自己評価できる。

Strategy for Future Research Activity

街路印象評価については,属性別の印象評価傾向の違いを定量化する手法を確立することに引き続き取り組む。
そして最終年度は,街路印象,建物外観,ウォーカビリティ,街路画像生成という,これまで並行して進めてきた研究成果を統合することで,持続可能な住宅地形成に向けた住環境評価技術を確立し,主に空家問題の観点から施策検討への応用可能性を示したいと考えている。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Evaluating the subjective perceptions of streetscapes using street-view images2024

    • Author(s)
      Ogawa Yoshiki、Oki Takuya、Zhao Chenbo、Sekimoto Yoshihide、Shimizu Chihiro
    • Journal Title

      Landscape and Urban Planning

      Volume: 247 Pages: 105073-105073

    • DOI

      10.1016/j.landurbplan.2024.105073

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] People Flow Trend Estimation Approach and Quantitative Explanation Based on the Scene Level Deep Learning of Street View Images2023

    • Author(s)
      Zhao Chenbo、Ogawa Yoshiki、Chen Shenglong、Oki Takuya、Sekimoto Yoshihide
    • Journal Title

      Remote Sensing

      Volume: 15 Issue: 5 Pages: 1-26

    • DOI

      10.3390/rs15051362

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MODEL FOR EVALUATING IMPRESSION OF STREETS IN RESIDENTIAL AREAS BASED ON IMAGE BIG DATA AND A LARGE QUESTIONNAIRE SURVEY2022

    • Author(s)
      沖 拓弥、木澤 佐椰茄
    • Journal Title

      Journal of Architecture and Planning (Transactions of AIJ)

      Volume: 87 Issue: 800 Pages: 2102-2113

    • DOI

      10.3130/aija.87.2102

    • ISSN
      1340-4210, 1881-8161
    • Year and Date
      2022-10-01
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Predicting Impression Evaluation of Building Exterior Appearance Using Street Image Big Data2023

    • Author(s)
      Yusuke Imadegawa, Takuya Oki, Yoshiki Ogawa, Chenbo Zhao
    • Organizer
      2023 IEEE International Conference on Big Data (Big Data)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 街路全方位画像から抽出した建物外観の印象に基づく地域分析:深層学習ベースの建物外観印象評価推定モデルの応用2023

    • Author(s)
      今出川祐亮, 沖拓弥, 小川芳樹, 趙チン渤
    • Organizer
      第68回土木計画学研究発表会・秋大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Capturing Walking-related Perceptions and Willingness within Tokyo's Station Areas: Leveraging Crowd-sourced Methods and AI Approach2023

    • Author(s)
      LU HUANG, TAKUYA OKI, SACHIO MUTO, YOSHIKI OGAWA
    • Organizer
      International Association of Geo-informatics (IAG'i) 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 建物悉皆調査と住民アンケートに基づく建物単位の空家確率推定2023

    • Author(s)
      沖拓弥, Yujia Yao, 小松なのか, 斎尾直子, 深川正浩
    • Organizer
      第32回地理情報システム学会学術研究発表大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 機械学習を活用した広域かつミクロな空家分布推定手法の構築 その 1:東京都大田区の一部地域を対象とした学習データ作成のための建物悉皆調査2023

    • Author(s)
      尭裕佳, 沖拓弥, 斎尾直子, 深川正浩
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Automatic Evaluation of Street-Level Walkability Based on Computer Vision Techniques and Urban Big Data: A Case Study of Kowloon West, Hong Kong2023

    • Author(s)
      Lu Huang, Takuya Oki, Sachio Muto, Hongjik Kim, Yoshiki Ogawa, Yoshihide Sekimoto
    • Organizer
      The 18th International Conference on Computational Urban Planning and Urban Management (CUPUM)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 街路全方位画像ビッグデータを用いた建物外観の主観的印象評価推定モデル2023

    • Author(s)
      今出川祐亮, 沖拓弥, 小川芳樹, 趙チン渤
    • Organizer
      2023年度 人工知能学会全国大会(第37回)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 天候や時間帯の違いが人々の街路印象評価に及ぼす影響のモデル化2023

    • Author(s)
      原田慶紀, 沖拓弥
    • Organizer
      2023年度 人工知能学会全国大会(第37回)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 街路印象評価に見られる年代差・性差の要因分析: 街路印象評価推定モデルの応用2023

    • Author(s)
      沖拓弥, 小川芳樹, 趙チン渤
    • Organizer
      人間・環境学会第30回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 建物外観の印象評価と構成要素の関係:街路全方位画像ビッグデータに基づく建物外観印象評価推定モデルの応用2023

    • Author(s)
      今出川祐亮, 沖拓弥, 小川芳樹, 趙チン渤
    • Organizer
      人間・環境学会第30回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 人々の空間認識・評価の特徴を学習させた空間設計支援AI2023

    • Author(s)
      沖拓弥
    • Organizer
      超異分野学会 東京大会2023
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Basic Analysis of Characteristics of Vacant Houses in Ota Ward, Tokyo2022

    • Author(s)
      Yujia Yao, Takuya Oki, Naoko Saio, Masahiro Fukagawa, Shoma Tamba
    • Organizer
      CSIS DAYS 2022「全国共同利用研究発表大会」
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 街路全方位画像ビッグデータを用いた街路景観の主観的印象評価に見られる属性別傾向2022

    • Author(s)
      沖拓弥, 小川芳樹, Zhao Chenbo, 今出川祐亮, 清水千弘
    • Organizer
      CSIS DAYS 2022「全国共同利用研究発表大会」
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 街路全方位画像ビッグデータを用いた街路景観の主観的印象評価モデルの構築2022

    • Author(s)
      小川芳樹, 沖拓弥, Zhao Chenbo, 関本義秀, 清水千弘
    • Organizer
      第31回地理情報システム学会学術研究発表大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 街路全方位画像ビッグデータを用いた街路景観の主観的印象評価の属性別傾向2022

    • Author(s)
      沖拓弥, 小川芳樹, Zhao Chenbo, 今出川祐亮, 清水千弘
    • Organizer
      第31回地理情報システム学会学術研究発表大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 東京都大田区における空家の特徴に関する基礎的分析2022

    • Author(s)
      尭裕佳, 沖拓弥, 斎尾直子, 深川正浩, 丹波奨真
    • Organizer
      第31回地理情報システム学会学術研究発表大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 街路全方位画像ビッグデータから抽出した建物外観画像に基づく汎用的な印象評価手法の検討2022

    • Author(s)
      今出川祐亮, 沖拓弥, 小川芳樹, Zhao Chenbo
    • Organizer
      第31回地理情報システム学会学術研究発表大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 街路景観画像と印象評価値の変化を統合的に予測可能なシミュレーション手法の開発2022

    • Author(s)
      山中理沙, 沖拓弥
    • Organizer
      2022年度 人工知能学会全国大会(第36回)
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 街路画像ビッグデータを用いた印象評価アンケートにおける属性差について2022

    • Author(s)
      今出川 祐亮, 沖拓弥
    • Organizer
      人間・環境学会第29回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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