清华大学学报(自然科学版)

作者：张一鸣, 朱学舟, 李庆斌

单位：清华大学 水利水电工程系, 水圈科学与水利工程全国重点实验室, 北京 100084

关键词：蓝色空间,虚拟现实,水域空间尺度,大脑状态,预测分类

蓝色空间与积极的身心健康有关。然而, 以往的研究缺乏对这些关联的定量证据。该文通过引入虚拟现实技术, 构建沉浸式水环境实验平台, 定量评估不同水域空间尺度对人脑综合状态的影响, 突破了传统问卷调查在蓝色空间研究中主观性强、缺乏生理依据的局限。通过采集受试者脑电图(EEG)和心率变异性(HRV) 2项生理指标, 结合Gauss过程回归(GPR)模型, 建立了可视水域面积占比与流速等水域空间特征与大脑状态之间的非线性耦合关系。进一步采用聚类分析识别出人群响应的显著差异性, 并构建基于支持向量机(SVM)的分类预测模型, 实现在个体背景信息基础上对其大脑响应模式的精准预测。结果表明, 水域空间尺度对大脑放松与创造性状态具有非线性影响, 不同个体对尺度变化的生理反应具有显著分型特征。该研究在水环境健康效益的量化评估方法上实现了突破, 为城市水域空间设计提供了科学依据, 推动蓝色空间从普适性营造迈向个性化优化, 展现出重要的技术增量与实践价值。

来源：2026年第2期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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