La vitalidad urbana es un reflejo de la "enfermedad urbana" en las ciudades. La investigación sobre la vitalidad urbana ha avanzado mucho en los marcos de evaluación; sin embargo, estos marcos no pueden tener en cuenta conjuntamente el rendimiento macro y micro de la vitalidad urbana. Es mejor establecer un marco de evaluación integrado para este tema. Este artículo define la vitalidad urbana como la fuerza integral para apoyar actividades densas y diversas basadas en el desarrollo urbano y el entorno urbano, y posteriormente desarrolla un marco integrado que incluye dimensiones económicas, sociales, culturales y espaciales. Con el modelo de evaluación no lineal de una red neuronal de retropropagación, presentamos además el resultado de una aplicación en la aglomeración urbana del Delta del Río Perla. Nuestros resultados de perfilado ilustran la estructura núcleo-periferia de la vitalidad urbana. Existen diferencias en el rendimiento de vitalidad dentro de las áreas construidas, lo que muestra que las áreas con paisajes urbanos y excelente infraestructura son más vibrantes. El marco integrado con buena aplicabilidad mejora la evaluación de la vitalidad urbana, que es crucial para el examen de la ciudad y la planificación urbana. Por lo tanto, este estudio proporciona una referencia integral para optimizar la asignación de recursos y promover el desarrollo sostenible.