La percepción espacial urbana influye de manera crítica en el comportamiento humano y las reacciones emocionales, enfatizando la necesidad de alinear los espacios urbanos con las necesidades humanas para mejorar la vida urbana. Sin embargo, la categorización de la arquitectura urbana basada en la funcionalidad es propensa a sesgos, que surgen de las disparidades entre el mapeo objetivo y la percepción subjetiva. Estos sesgos pueden resultar en una planificación y diseños urbanos que no satisfacen adecuadamente las necesidades y preferencias de los residentes de la ciudad, impactando negativamente su calidad de vida y la funcionalidad general de la ciudad. Esta investigación examina los sesgos perceptuales y las disparidades en la distribución de funciones arquitectónicas dentro de los espacios urbanos, con un enfoque particular en el distrito urbano central de Shanghái. El estudio emplea aprendizaje automático para aclarar estos sesgos dentro de la investigación sobre la percepción espacial urbana, utilizando una metodología tripartita: mapeo objetivo, análisis de percepción subjetiva y evaluación de desviación perceptual. El estudio reveló discrepancias significativas en los centroides de distribución entre edificios comerciales y edificios residenciales o públicos. Este resultado ilumina las características de organización espacial de las funciones arquitectónicas urbanas, sirviendo como una referencia valiosa para la planificación y el desarrollo urbano. Además, descubre las ventajas y desventajas de diferentes fuentes de datos y técnicas en la interpretación de la percepción espacial urbana, allanando el camino para una comprensión más completa del tema. Nuestros hallazgos subrayan la necesidad de estrategias de planificación urbana que se alineen con las necesidades perceptuales humanas, mejorando así la calidad del entorno urbano y fomentando un espacio urbano más habitable y sostenible. Las implicaciones del estudio sugieren que una comprensión más profunda de las necesidades perceptuales puede optimizar la distribución de funciones arquitectónicas, mejorando la calidad del entorno urbano.