空間句法在成都少城空間優化中的應用

鐘婷

（成都市規劃設計研究院，四川成都 610081）

0 引言

當下，城市規劃的核心問題越來越趨向于“人”，城市發展越來越突出了人性化的趨勢。城市規劃的方法，隨著規劃任務的擴展和科學思維與認識方法的發展而變化，隨著信息網絡化和計算機有關軟件、硬件的大量開發和升級，進行信息化數據收集、分析建模、模擬等量化方法已經成為城市規劃技術的重要手段。

“空間句法作為一種空間理論與方法，從拓撲網絡的角度理解空間，以實證方式從各個尺度上重點研究空間形態結構對于社會經濟活動的空間分布的影響。”[1]研究人的行為與空間形態的互動規律，橋接人與物的城鎮化。自上世紀70年代創立以來，空間句法在建筑、規劃領域得到了較多應用，并取得了較好的效果。自上世紀90年代引入我國以來，空間句法的理論與研究方法逐漸被中國城市規劃學者們所熟知。

圖1 空間句法應用思路

1 空間句法介紹

空間句法理論由英國倫敦大學學院巴特萊特建成環境學院（University College London Bartlett Faculty of the Built Environment）的比爾·希列爾（Bill Hillier）教授提出，是一種從空間形態出發理解人類社會、經濟和文化行為的城市空間理論。其核心觀點是人們塑造了空間，同時空間也影響了我們的行為，空間與社會關系相互映射，空間布局反映社會模式，空間塑造社會模式[2]。

空間句法軟件是一種以空間拓撲形態為基礎的空間分析及計算軟件，用于進行空間句法模型分析，并實現了與Arcgis平臺的集成，大大提升了空間模擬和研究能力[3-4]。Depthmap從空間的構型入手，分析街道和道路的網絡，以及所有在此基礎上附加的空間所組成的空間結構形態特性。作為拓撲關系的度量，空間句法較為常見的度量值為連接值、控制值、深度值、整合度以及選擇度。其中整合度是用來度量城市中心性的值，多用來進行城市公共空間的實證研究。

從方法論來講，空間句法研究的方法不是簡單的“分析-歸納”或者驗證，空間句法通過數據收集與分析來增強規劃科學性，是一種基于空間數據分析明確問題、需求和各相關現象的因果關系，并通過建構數據鏈來確定設計相關參數體系關系的設計方法[5]。具體來講就是在對城市空間現象和社會經濟活動進行分析、提出假設的基礎上，通過社會經濟數據構建的模型與空間句法網絡模型進行實證檢驗，然后優化或否定假設，將結論應用于下一步的規劃決策以及方案中。在這個過程中，通過觀察提出假設或研究問題是整個研究的基礎，而相關性分析是整個研究的重點所在。

詳細的空間句法應用思路見圖1。

2 成都少城空間句法實證研究

2.1 基本情況

成都少城片區位于城市中心歷史悠久的區域，面積約1.5km2。在兩千年的歷史中，成都一直延續著大城套小城的格局，少城則延續了清代以來的空間格局，一直延續著街巷平行式的魚骨式結構，延續著北方院落以及閑適的生活氛圍[6]。自2003年寬窄巷子開業成為熱門景區后，少城呈現了兩種不同的面貌：一種是居住區的閑適寧靜，一種是商業區的熱鬧喧囂。

2.2 實證研究

1）主要思路

空間句法在微觀層面主要應用在以下四個方面：街區內公共空間及公共設施的優化布局及多方案比選、社區安全與空間的關系研究及相應的社區安全的提升策略、輔助城市設計確定景觀節點及標志物的具體位置、輔助公共建筑平面布局以及室外場地設計。

該研究想借助于空間句法這一理論工具，通過現場調研獲取公共空間活動人數數據。利用Depth Map軟件進行空間句法整合度分析，公共空間人流數據與空間句法整合度的相關性分析，尋找研究少城公共空間活動人數分布與城市空間結構的關系。在探求關系的基礎上，輔助進行少城片區內居住片區與商業旅游片區公共空間的設置及優化。

圖2為少城周邊控制性詳細規劃拼合圖，圖3為應用思路圖。

圖2 少城周邊控制性詳細規劃拼合圖

圖3 應用思路圖

2）建立空間句法模型

該次工作空間句法建模范圍包含整個少城片區范圍，南至少城路、東至東城根街、北至八寶街、西至西郊河向外延伸1～3km；建模深度精細到城市道路、步行通道、綠地廣場等公共空間（圖4）。

圖4 建模范圍示意圖

由于微觀城市尺度涉及到的空間尺度較小，需使用視域分析與線段分析兩種方法（圖5）。因為兩個區域呈現明顯不一樣的空間特質，該研究采用兩種建模方式，一種是視域模型，一種是線段模型。通過驗證不同類型模型與現實情況匹配度之后，再選取最佳模型作為后續方案比較提升的使用模型。

表1 全局整合度與人數密度數據相關性分析相關性

圖5 少城片區空間句法模型（左視域分析、右軸線分析）

通過視域法分析建立模型，柵格大小為4mx4m。選取視域整合度進行分析。通過線段法分析，角度模式建立分析模型。選取整合度進行分析。

3）建立社會經濟模型

數據獲取以解決城市研究或者規劃問題為目的。數據能夠被空間化、能夠獲取、易于操作。考慮到該研究屬于城市微觀尺度的研究，對于數據點位的空間分布精準度要求很高，現有的大數據手段并不能達到如此高的精度，本研究采用實地調查統計的方式進行行人計數，圖6為調查手稿。選取3個工作日上午10—12時調查少城片區公共空間人數的空間分布（圖7）。通過實測落點圖可以看到，在寬窄巷子區域人流分布更為密集集中，而周邊的居住區域分布則較為均質與稀疏。

圖6 調查手稿

圖7 少城公共空間人數分布

4）尋找關聯性

在人數數據與整合度相關性分析中，由于少城片區寬窄巷子周邊以商業旅游功能為主，其余以居住功能為主，兩種片區功能不同，人流分布存在數量級上的差異，因此將兩個片區分別加以分析。

在少城片區層面的分析中，在線段模型中，以線段為單位，統計人數和整合度數據，作為分析單元。通過軸線線段法進行活動人數數據與整合度相關性分析。初步選取1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000局部整合度及全局整合度進行建模分析（表1），通過整合度與人數密度數據（線段上每米的人數）相關性發現6000、7000、8000、9000局部整合度及全局整合度與人流相關性高，且數值相近，因此選定全局整合度進行分析。

在居住功能為主的片區中，人數數據與全局整合度數據相關性指數R=0.556（R2=0.305），表明居住功能片區人數與全局整合度有相關性，這說明在少城片區中人流更傾向于分布在可達性強的區域，這為后續的社區服務設施、公共空間的布局優化提供了輔助決策依據。圖8為居住片區標準化全局整合度（對數）與標準化人數密度數據（對數）線性回歸分析。

商業旅游功能為主的片區涉及的線段數量較少，無法得出統計規律，需要在視域分析中進一步闡述。

圖8 居住片區標準化全局整合度（對數）與標準化人數密度數據（對數）線性回歸分析

在視域模型分析中，將視域模型柵格化，以24x24柵格為單位，統計活動人數和整合度數據，作為分析單元。居住功能為主的片區中，人數數據與視域整合度數據相關性指數為0.228（R2=0.051），活動人數與整合度不具有相關性。圖9為居住片區標準化全局整合度（對數）與標準化人數數量數據（對數）回歸分析。

圖9 居住片區標準化全局整合度（對數）與標準化人數數量數據（對數）回歸分析

圖10 商業片區標準化全局整合度（對數）與標準化人數數量數據（對數）回歸分析

而在商業旅游功能為主的片區中，人數數據與視域整合度數據相關性指數R=0.597（R2=0.347），表明商業旅游功能片區人數與視域整合度有相關性，說明在寬窄巷子中的人流更傾向于分布在視線集中，可以被看見的區域。這為后續的功能改造、景觀設置以及空間的優化提供了基礎依據。圖10為商業片區標準化全局整合度（對數）與標準化人數數量數據（對數）回歸分析；圖11、圖12、圖13分別是視域模型整合度示意圖、視域模型分區整合度示意圖、線段模型整合度示意圖；圖14為商業片區人數密度數據與全局整合度散點圖。

圖11 視域模型整合度示意圖

圖12 視域模型分區整合度示意圖

圖13 線段模型整合度示意圖

圖14 商業片區人數密度數據與全局整合度散點圖

2.3 規律總結與研究建議

1）分析方法建議

微觀層面模型選擇上，線段分析適合的空間尺度較大，約1km2左右，視域分析適合的空間尺度較小，約10公頃左右；少城中，居住功能片區，線段分析中全局整合度與公共空間人的活動有相關性；少城中，商業旅游功能片區，視域分析中視域整合度與公共空間旅游人群的活動有相關性。因此可以通過對規劃基礎空間模型的分析給出適當的規劃建議。

2）線段分析研究建議

作為具有傳統格局的片區，少城以居住功能為主，在人民對于美好生活追求日益提高的今天，該片區存在著配套落后的問題，運用空間句法進行最優化公共服務設施的選址是一個新的思路。

對居住功能片區規劃空間模型進行線段分析，全局整合度較高的線段集中在東城根街、西大街-八寶街、槐樹街-東門街、同仁路、實業街、長順街。這說明這些區域在整個網絡中具有更強的可到達性，具有人流集聚的潛在條件，從城市發展的角度來講，更適宜設置開放公共性的功能。綜合考慮，現在東城根街、西大街-八寶街為城市主干道，承擔機動車交通功能，建議在槐樹街-東門街、同仁路、實業街、長順上街設置與居住功能相關的公共空間及功能，如社區綠地、社區廣場、社區中心、社區商業等。圖15為空間句法引導方案設計。

圖15 空間句法引導方案設計

3）視域分析研究建議

為了疏導寬窄巷子過于密集的人群，需要在可行的區域進行通道聯通，運用空間句法對可能的打通通道方案進行比對，評價其效果。兩種方案分別為，打通北部通道和打通南部通道。

采用視域分析模型，對不同的通道打通方案進行人流疏散效果的量化預測。結果表明打通南部通道連通西勝街，有2個柵格單元整合度提升，位于西勝街，提升幅度為16.79%；打通北部通道連通支磯石街，有2個柵格單元略微提升，3個柵格單元明顯提升，位于支磯石街，提升幅度為27.75%；北部打通人流疏導效果更加明顯，規劃建議方案選擇打通北部通道提升支磯石街人流。圖16是對寬窄巷子進行視域分析，圖17為向南（左）、向北（右）進行通道打通的結果。

圖16 對寬窄巷子進行視域分析

圖17 向南（左）、向北（右）進行通道打通的結果

3 結語

本文在總結了空間句法應用思路的基礎上，以成都少城為對象進行了空間句法的研究，針對不同的空間特質，對空間整合度和人流分布進行實證研究，深入挖掘空間網絡和行人使用的規律，并以此為基礎，輔助后續的片區公共服務設施提升策略，可為類似地區的實踐提供借鑒。