劉一曼,李伯華,2,周 鑫,楊家蕊,3,陳 馳
(1.衡陽師范學院 城市與旅游學院,湖南衡陽421002;2.湖南省人居環境學研究基地,湖南 衡陽421002;3.華南師范大學 地理科學學院,廣東 廣州510631)
基于空間句法的傳統村落空間形態與優化研究
——以張谷英村為例
劉一曼1,李伯華1,2,周 鑫1,楊家蕊1,3,陳 馳1
(1.衡陽師范學院 城市與旅游學院,湖南衡陽421002;2.湖南省人居環境學研究基地,湖南 衡陽421002;3.華南師范大學 地理科學學院,廣東 廣州510631)
基于空間句法理論,結合實地調研資料,利用AutoCAD和Depthmap運算形態變量解讀了張谷英村空間形態特征及其內在社會文化邏輯,為聚落空間形態優化提出了可行性建議。研究表明:①從空間形態組織效果看,張谷英村形成“串聯”狀整合度核心,組織框架不成熟、交通承載力差;②從空間形態智能水平看,空間形態物質性和功能性結構具有良好的智能性水平,核心軸線可使感知主體形成對村落空間形態的整體理解;③從空間形態社會屬性看,村落的自然發展與外來文化的沖擊,使“龍形”結構遭到破壞,“雙核”核心發生位移。④從空間組織優化看,應積極活化景觀基因,合理規劃空間組織,建立圈層式空間結構。
傳統村落;空間形態;空間句法;張谷英村
空間句法理論是由Bill Hillier在20世紀70年代提出,并在其著作《The Social Logic of Space》中對空間句法的理論基礎、核心概念和研究方法等做了闡述[1,2]。空間句法是一種通過量化描述人居空間結構,并研究空間組織與人類社會關系的理論與方法[3],它通過構建空間拓撲模型,在復雜系統中分析空間關系,量化評估空間形態、揭示物質空間的內在社會文化邏輯[4,5]。目前,國外關于空間句法的研究已進入方法創新與社會服務階段[6],研究尺度多為建筑本體、虛擬空間或城鎮地域,研究視角側重于空間認知、空間塑造、空間模擬、商業服務、社會服務等[7]。國內目前已有大量關于空間句法的研究成果,研究方法以定量研究為主,研究內容主要涉及空間形態特征[8,9]、空間認知研究[10]、空間組織與人類活動的關系[11]、方法創新與技術集成[12]等,應用領域主要涉及土地利用[13]、街道交通布局[14]、空間通達性[15]、人流量預測等方面。
空間形態是人類社會與自然環境交互作用的外化表征,反映了本土自然環境特點及人類社會的文化邏輯。快速城鎮化背景下,關于傳統村落空間形態的研究引起了學術界的廣泛關注。20世紀90年代,傳統村落空間形態研究開始引起了學術界的關注,研究內容涉及概念界定、形態類型、影響因素、演變機制、空間結構等方面[16-18],研究方法由描摹性的定性闡釋轉變為評價性的模型分析。夏淑娟認為,傳統村落空間形態是自然條件、風水學說、徽商經濟和宗法觀念等綜合作用的結果[19];任映紅等研究了城市化進程背景下傳統村落變遷的條件基礎和作用機理[20];胡燕等通過深入分析傳統村落的特質,對其概念界定、文化內涵、構成要素等進行了詳細分析[21];徐洪濤等以南寧市傳統村落為例進行了價值判斷和旅游開發模式探討[22];劉沛林等通過構建古村落鄉村性傳承評價層次分析模型,評估了爨底下村的鄉村傳承性情況,發現其傳承具有選擇性[23]。上述研究均難以準確反應空間組織結構社會性質。空間句法作為一種能量化評價空間形態和內在關聯的方法,近年來逐漸被應用于傳統村落空間形態研究中,研究焦點多集中于空間形態及演變規律、空間認知及感知評價、影響因素及作用機制等方面[9-10],關于空間組織效果及智能性水平評價、空間社會屬性等方面少有涉及。基于此,本文試圖以空間句法理論為基礎,以中國傳統村落張谷英村為例,綜合運用多種計算機分析軟件,運算空間形態變量,研究空間構型關系,以期揭示傳統村落空間形態及其社會性質,為優化傳統村落空間布局,挖掘傳統村落景觀價值,促進村落保護性開發提供理論和實證借鑒。
張谷英村位于湖南省岳陽市的渭洞筆架山下,保留有1700多座明清建筑、200多個天井、60多條巷道,12個門頭和58座石橋[24],有著“明清湘楚民居的活化石”等諸多美譽(圖1)。

圖1 張谷英村區位
明洪武年,張氏祖先張谷英定址渭洞盆地西南部,至張氏第八氏,村落重心轉移至渭溪河附近,形成了背靠三峰、面朝兩河、前耕后居的“龍形村落”空間形貌和“山環水繞,負陰抱陽”的風水格局[25]。20世紀80年代末,張谷英村因其“聚族而居”的宗族文化、湘楚特色的家風民俗、玄妙莫測的風水內涵和獨特古樸的建筑風格引起了學術界的廣泛關注[26-28]。隨著城鎮化和工業化的快速發展,張谷英村旅游資源被不斷挖掘,吸引了大量的旅游投資商和外來旅游者,為了迎合旅游者多樣化和個性化的需求,滿足自身生活質量的需要,張谷英村村民不斷調整自身行為,以適應外部環境的變化。在內外作用力的推動和城鄉文化交融的影響下,張谷英村空間形態開始伴隨著村落發展不斷變化與重組。
利用空間句法理論對傳統村落空間形態進行測度與評價,主要包括以下兩方面:首先,依據空間劃分原則進行空間分割,目的是提取傳統村落空間形態基本特征,提取方法包括軸線模型法、凸多邊形模型法和視區分割法,本文采用的是軸線模型法[14];其次,利用Axwoman和Depthmap軟件運算空間形態變量,通過研究空間中各要素位置及其相互連接關系來評價各要素空間屬性[12]。本文主要采用三種形態變量。
整合度(Integration):反映一個空間相對于系統中其他空間的集聚或離散程度,計算公式為:

式中,n為空間系統內總軸線數或結點數;MD為平均深度。MD的計算公式為:

智能度(Intelligibility):反映了由局部空間的連接性感知整體空間的能力,計算公式為:

式中,I(3)為步數 n = 3 時的局部整合度值為三步整合度平均值;I(n)為全局整合度值;為全局整合度平均值。
平均深度(Mean Depth):指空間系統中一個空間到其他所有空間最小步數之和的平均值,深度值越低道路越便捷。除此之外,部分數據需要實地調研獲取,如需通過部門走訪和田野調查法獲取張谷英村的重要空間元素及其連通路徑的空間位置、形態、規模、功能、修建時間、保護狀況等信息,了解張谷英村旅游開發情況,村落發展歷史及趨勢等。
本文所需的基礎數據來源于國家基礎地理信息網站(nfgis.nsdi.gov.cn),先后獲取了湖南省張谷英村的地理地圖數據和ENVI遙感影像圖,并根據實地調研進行驗證取舍,作為句法分析底圖,然后將底圖導入AutoCAD軟件,對主要道路及關鍵節點進行矢量化,構建軸線模型;再將軸線模型導入空間句法分析軟件Depthmap和Axwoman中運算整合度、智能度和深度值等形態變量。根據計算結果,分析張谷英村的空間形態特征及其內在社會文化邏輯。
以2016年張谷英村遙感地圖為底圖,在AutoCAD中繪制軸線圖,利用Axwoman和Depthmap進行拓撲學分析,得到張谷英村空間句法軸線圖(圖2),分析張谷英村空間形態組織效果,得到以下結論:①巷道交錯,通達性高,但尚未形成成熟的結構框架。整合度反映了局部空間與其他所有空間的連接程度。在全局整合度軸線圖中,軸線灰度越高,該軸線整合度越高,空間可達性越強,吸引穿越交通的潛力越大,人流越易聚集,是村落活動最集中的地方。從圖2可知,張谷英村巷道眾多,交錯分布,獨有的文化特質吸引了大量旅游者在主要觀光線路集聚。其中,當大門扇形廣場前的分岔路口整合度數值最大,可達性最高,與牌坊、祖先堂、百步三橋、龍涎井和畔溪走廊空間要素形成了多個“整合度核心”,呈串聯分布,但未形成較大規模的環狀結構,組織框架不完善。②重要空間要素分布集中,具有較高的吸引力和可達性,形成了線形核心區域。百步三橋和龍涎井位于主干道至景點區的交匯處,屬觀光必經之地,具有較高的通達性和吸引力,整合度分別為0.8476和0.8437,其次為張谷英村的標志性建筑——當大門。當大門作為張谷英村的禮制和精神文化核心,具有獨特的觀光價值,整合度為0.8305,這些獨具特色的景觀要素附近形成了明顯的集聚核心,是張谷英村社會性、功能性和流動量最強的地區,以乘數效應帶動了張谷英地區的社會經濟發展,是該村落的核心區域,呈線形分布。③整合度和平均深度不協調,道路所承擔的交通職能超出了自身的承載能力。整合度值越大,平均深度值越小,空間結構越合理,故對平均深度值進行不影響其數學內涵的處理,取其倒數,得到與整合度具有相同作用方向和數量級的新參數1/平均深度,將兩者放入二維坐標系,生成折線圖(圖3)。從圖3可見,部分軸線的整合度和平均深度的擬合效果不理想,說明張谷英村部分道路的便捷性不夠,疏散能力較差,所承擔的交通壓力超出了自身的承載力。這可能與張谷英村游覽線路單一、巷道狹窄、承擔經濟功能與生活功能的道路高度重合有關。

圖2 張谷英村空間句法軸線

圖3 整合度和平均深度倒數數值分布
智能度反映的是由局部空間感知整體空間的能力,將Depthmap運算得到的全局整合度和半徑為3的局部集成度以CSV格式導入SPSS17.0軟件進行相關性分析,得出表1,以此來衡量張谷英村空間形態智能度。軸線的全局整合度與局部整合度的相關系數r為0.664,顯著性概率水平小于0.01,說明兩者具有中度相關性,智能度較高。從張谷英村的物質性結構來看,張谷英村整體空間感知度較好,村民和游客可由局部空間連通性獲得空間可達性信息,通過局部空間特征感知村落整體空間形態。
我們將張谷英村重要建筑牌坊、當大門、祖先堂、百步三橋、龍涎井、畔溪走廊、王家土段、民俗館和上新屋疊加到張谷英村軸線圖(圖2),發現村落空間范圍不大,重要建筑群體位于村落中軸線和旅游開發的主干線上,同時也是全局集成度的核心軸線,吸引物的布局與核心軸線具有很高的協同性。因此,從張谷英村的功能性結構來看,核心軸線具有極強的吸引穿越交通的能力,以核心軸線為主導的局部空間的意象空間能力較強,對全局具有良好的可識別性和可意象性,有利于村民和游客由局部空間意象感知空間整體特征。

表1 全局整合度和局部整合度相關性分析
為了進一步揭示傳統村落空間形態的深層社會屬性,本文綜合分析了空間主體參與者與空間形態的關系。根據實地調研所得出的人口分布狀況,繪制居住功能熱力圖,熱度值越高表明居住功能越強,居住人口分布越密集。此外,在調研中發放了230份繪有張谷英村景觀要素的調查問卷,得到張谷英村景觀要素的居民感知數據[27],導入ArcGIS中繪制出景觀要素辨識度空間分布圖,將兩張圖進行疊加(圖4)得出以下結論:①景觀基因日趨弱化,“龍形村落”結構破壞。整體來看,張谷英村傳統空間形態呈現出以村口巨石為龍珠,以當大門為龍頭,王家土段為龍身,上新屋為龍尾的“巨龍戲珠”形態;局部來看,建筑群體呈現出“十”字形、“豐”字形、“井”字形和“向心型”組織結構,體現出恪守禮法、忠君親祖、人丁興旺、知書達理、尊師重教、官運亨通等家族期望。但隨著城市化的不斷推進和旅游業的快速發展,張谷英村空間形態發生了較大變化,破壞了原有的“巨龍戲珠”形態。一方面,村落人口不斷增加,原有居住空間不能滿足村民生產生活需求,村落自發向四周擴張;另一方面,受到城市文化影響和鄉村規劃制約,村民生產生活要求發生了重大變化,傳統宗族血緣意識不斷減弱,造成原有空間形態的內在社會文化邏輯被破壞,景觀基因日趨弱化。②外來文化加速入侵,“雙核模式”核心位移。張谷英村傳統村落形態,受“尊親孝祖、孝友傳家、友睦鄉鄰、天人合一”禮俗規范和特定的外顯物質影響,形成了以“當大門”為中心的具有生產生活功能的“村落核心”和以“張氏宗祠”為中心的具有宗族凝聚功能的“禮制核心”,呈現出“雙核心”模式。但隨著新型城鎮化的快速發展,村民生產生活觀念發生變化,原有的小農經濟生活方式和古老的建筑形式不能滿足村民日益增長的物質文化需求。因此,在自組織與他組織綜合作用下,形成了以“當大門”為中心的具有旅游功能和經濟效益的“村核心”和以新設“張谷英鎮”為中心的具有生產生活功能的“鎮核心”,核心位置和核心功能發生了改變。

圖4 居住功能與景觀要素分布
聚落景觀作為聚落文化的重要物質載體,具有鮮明濃厚的地域特色。形式上看,文化基因分顯性與隱性,顯性基因是以客觀物質形態為表現形式的(如村落形態布局、建筑樣式、重要節點等);隱性基因是融合人的主觀意向的基因類型(如信仰、圖騰、宗教和倫理等)。因此,挖掘和提取文化景觀基因應從景觀的建筑文化、形態布局、宗族倫理等方面入手。由此可見,空間景觀可通過重組變化來表達聚落文化,而聚落文化又反作用于建筑文化與形態布局。
為了保護傳統的空間景觀,利用Depthmap運算空間形態變量(表2),彰顯張谷英村空間景觀的重要性和節點現狀。結果顯示,整合度越高,軸線的可達性越高,百步三橋、龍涎井、當大門等著名景點的整合度分別為 0.8437、0.8476 和 0.8305,均布局在整合度核心區,說明景觀要素布局合理和軸線具有較高的中心地位。選擇度表達了從某一空間到其他空間的傾向程度,選擇度越高,吸引穿越交通的能力越強,因此選擇度高的地方往往在村路交匯處,如村口牌坊和游覽線路起點處的百步三橋、龍涎井等,其數值分別為31111、25289和21071。在百步三橋、龍涎井和當大門處,整合度和選擇度都較高,說明附近道路在聚落中有著重要作用,既是村民和游客出行時選擇的道路,也是承擔著更多功能的村落中心、旅游活動中心和村民活動中心。從表2可知,控制度較高的為張谷英鎮鎮口和當大門,其數值分別為 1.8333和1.6667,說明這兩個空間可控制其他空間范圍的能力更強,有利于對村落進行便捷有效的管理,他們分別為張谷英村生產生活中心和旅游活動中心。由此可知,張谷英村顯性文化景觀基因均位于軸線整合度核心、選擇度核心和控制度核心等重要位置,對提高村民及游客重視程度和理解度、保護傳統村落空間形態具有重要意義。但隱性文化基因的挖掘尚不充分,游覽線路以外的風土文化亟待保護,應通過合理的空間規劃來活化這些正處于弱化的隱性文化基因。
張谷英村空間結構變化主要發生在20世紀90年代的初步開發期和本世紀初的保護開發期。1990年,政府完善了張谷英村的基礎設施,修建了梅城線旅游公路和通往107國道的公路。此時,張谷英村旅游開發緩慢,但基礎設施不健全,道路形態變化不大,基本遵循傳統空間格局。2002年以后,張谷英村引進了企業資本投入,先后獲得了“中國歷史文化名村”、“中國傳統村落”等稱號,有一定的上撥經費。此階段,村內道路和村外主干道完全竣工,村內古建筑進行了保護性的整改與恢復,張谷英村旅游開發進入加速發展時期。以此為依據,利用Depthmap空間句法軟件繪制了1990年、2002年和2016年整合度散點圖(圖5),以揭示張谷英村空間組織演變過程,制定合理的規劃引導方案。


圖5 1990年、2002年和2016年張谷英村整合度
研究結果顯示,張谷英村全局整合度和以3步為半徑的局部整合度呈均勻變化趨勢,點的離散程度逐漸變小,越來越趨近于一條直線。就擬合度R2而言,R2(1990)= 0.51 > R2(2002)= 0.46 > R2(2006)= 0.44,表明在低速發展期,張谷英村受外在他組織影響程度不深,全局整合度與局部整合度較協調,在一定程度上能由局部空間特征感知整體空間形態,村落各部分發展較協調。進入快速發展期后,全局整合度和局部整合擬合度有所下降,局部空間形態與整體空間形態差異加大,說明后期規劃調整對村落空間形態有一定的調整效果,強化了以當大門、畔溪走廊為代表的古建筑觀光區的特殊職能,完善了該地區的巷道建設,加大了該地區與村落其他部分的差異。同時,在實地調研中發現張谷英村的空間組織結構存在景點過于集中和單一、旅游線路缺乏、邊緣建筑失修破損、旅游旺期空間承載力不足等問題,加劇了村落發展的不平衡性,未來張谷英村的整合度隨著核心軸線的不斷強化,會日趨降低。因此,可從建立功能圈方面對張谷英村空間形態做出優化重構(圖6)。
以“村核心”和“鎮核心”為兩極,建立兩個一級圈層。即以“當大門”為代表的古建筑群為保護和旅游開發的一級圈層,作為開發核心區,由政府出資維護并嚴禁修改建筑格局;以張谷英鎮主干道為旅游消費的一級圈層,作為鎮商業區,用于滿足游客和村民日常消費所需。在以“村核心”為中心的圈層內,以下新屋到向家土段為第二圈層,作為旅游外圍區,可適度改造,用于接待游客文化體驗;以向家土段至牌坊處為第三圈層,作為居住功能區,滿足村民生活需要。在以“鎮核心”為中心的圈層內,以三岔路口至鎮政府為第二圈層,作為鎮居民居住功能區,滿足村民生活需要;以鎮政府至村牌坊為第三圈層,作為混合功能區,可用于滿足村民醫療教育和生產生活所需。

圖6 張谷英村圈層優化
本文利用AutoCAD和Depthmap空間分析軟件,以張谷英村為例,研究了其空間形態的組織效果、智能性水平和社會屬性,并為其優化重構提出了可行性建議,對傳統村落的物質遺產保護和精神文化傳承具有一定現實意義。
空間句法作為一種尚不完全成熟的研究方法,在數據處理及運算方面還具有很多的局限性,在生成線段模型時,Depthmap雖然可以自動生成軸線圖,但由于軟件的不穩定性,只能在AutoCAD中根據張谷英村的遙感圖進行手繪,因此軸線圖會存在著主觀上的偏差,且Depthmap軟件將軸線模型轉變為線段模型的功能不穩定,也對研究結果造成了一定程度的影響,后續研究如能對空間形態軸線模型的繪制和Depthmap軟件的不穩定性做出一定改進,以期取得更加嚴謹的研究成果。
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Spatial Morphology and Optimization of Traditional Villages Based on Spatial Syntax Theory——A Case Study of Zhangguying Village
LIU Yi- man1,LI Bo- hua1,2,ZHOU Xin1,YANG Jia- rui1,3,CHEN Chi1
(1.College of City & Tourism,Hengyang Normal University,Hengyang 421002,China;2.Research Establishment for Hunan Settlement,Hengyang 421002,China;3.School of Geography,South China Normal University,Guangzhou 510631,China)
Based on the spatial syntax theory,this paper analyzed the spatial morphology features and the inner sociocultural logic with field research data and operating morphological variables with AutoCAD and Depthmap,and then provided feasibility proposal for spatial morphology optimization of traditional villages.The results showed that:①From the perspective of organizational effectiveness of spatial morphology,Zhangguying Village formed a “tandem”shape integration core,the organizational framework was immature and the traffic carrying capacity did not match.②From the perspective of intelligence level of spatial morphological,the material and functional structure of spatial morphology had a good level of intelligence,the core axis could help the main body of perception forming general comprehension of villages′spatial morphology to a certain extent.③From the perspective of social attributes of morphology,the natural development and foreign culture shock of villages caused the“dragon- shaped”structure being destroyed and “dual- core”being displaced.④From the perspective of spatial organization optimization,the villages should revitalize landscape genes,plan spatial organization reasonably and establish circular space structure.
traditional village;spatial morphology;spatial syntax;Zhangguying Village
TU982.29
A
1005-8141(2017)11-1289-06
10.3969/j.issn.1005-8141.2017.11.002
2017-09-13;
2017-10-19
國家自然科學基金項目(編號:41571161、41501191);湖南省教育廳科學研究項目(編號:16C0229);大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目(編號:CX1618、CX1649、CX1650)。
劉一曼(1994-),女,河北省石家莊人,碩士研究生,研究方向為傳統村落人居環境。
李伯華(1979-),男,湖北省黃岡人,教授,碩士生導師,研究方向為鄉村人居環境學。