基于空間句法的城市空間形態(tài)特征對(duì)比研究

程曉楠 張 昉

(湖南工業(yè)大學(xué),湖南 株州 412099)

1 研究方法概述

1.1 空間句法概念

空間句法是對(duì)城市形態(tài)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行量化分析的理論和技術(shù)，可以直觀清晰地讓人感受到空間與人的發(fā)展關(guān)系，通過這種量化分析，來(lái)研究處理建筑、城市空間和人之間的關(guān)系。

空間句法理論由比爾·希利爾和朱麗安妮·漢森提出。空間分割方法有三種：軸線方法、凸多邊形和視區(qū)法。本文運(yùn)用軸線法，主要的量化指標(biāo)是平均連接值和平均集成度。

空間句法在當(dāng)下已然變成一種主要的城市空間形態(tài)分析方法，在公建設(shè)計(jì)、城市公共開放空間設(shè)計(jì)、商業(yè)設(shè)施規(guī)劃、住宅小區(qū)規(guī)劃以及交通規(guī)劃等方面得到了比較廣泛的應(yīng)用。

1.2 城市空間句法分析

空間句法通過軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算來(lái)分析城市形態(tài)特征，本文采用Depthmap軟件來(lái)定量的分析空間構(gòu)成的緊湊與聯(lián)系程度。

運(yùn)用空間句法對(duì)城市空間提取的軸線連接圖進(jìn)行分析計(jì)算后，得出如下幾個(gè)重要的指標(biāo)：

1)連接值(connectivity value)。

連接值是指與一點(diǎn)相連接的節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)。其計(jì)算原理是描述當(dāng)前道路與其他道路之間的連接關(guān)系。設(shè)n代表連接的條數(shù)，則：

C=n。

連接值的大小表明在城市空間中城市滲透性的程度，二者呈正相關(guān)。

2)控制值(control value)。

用來(lái)描述節(jié)點(diǎn)之間互相控制的深淺，數(shù)值越大，則代表當(dāng)前道路就越重要。即:

T=1/C。

3)深度值(depth value)。

把兩個(gè)相連接的節(jié)點(diǎn)之間的間隔定義為一步，則從一節(jié)點(diǎn)到另一節(jié)點(diǎn)的最少步數(shù)就是這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的深度。整個(gè)空間中某個(gè)節(jié)點(diǎn)到其他所有節(jié)點(diǎn)的最少步數(shù)的平均值，就叫做該節(jié)點(diǎn)的平均深度值(MD)。即：

MD=(∑深度×該深度上的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù))/(節(jié)點(diǎn)總數(shù)-1)。

整個(gè)空間中的總深度值就是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的平均深度值之和。

4)集成度(integration value)。

“深度值”在一定大的程度上取決于空間中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。所以，為去除空間中節(jié)點(diǎn)數(shù)目的干擾，P.Steadman改良了計(jì)算方法，用相對(duì)不對(duì)稱值來(lái)將其標(biāo)準(zhǔn)化，即:

RA=2(MD-1)/(n-2)。

其中，n為節(jié)點(diǎn)總數(shù)。為了與真正意義成正相關(guān)，將RA取倒數(shù)，叫做集成度。

集成度表達(dá)的是某空間節(jié)點(diǎn)的可達(dá)性。集成度的值越大，反映的空間可達(dá)性和滲透性越好。

2 分散型城市

2.1 分散型城市特點(diǎn)

分散型城市的空間形態(tài)上大都呈松散、組團(tuán)式，城市空間被自然綠楔分割。南方很多城市受到河流、山體的影響使得城市空間出現(xiàn)被分割的狀態(tài)，很多有名的旅游宜居城市均有良好的自然城市景觀。

2.2 分散型城市空間形態(tài)特征

本文選取了有鮮明特征的株洲市城市中心區(qū)來(lái)進(jìn)行研究，如圖1所示，因?yàn)槌鞘兄行膮^(qū)有湘江穿過，即形成優(yōu)美的湘江沿岸風(fēng)景，美麗的湘江也把株洲裝點(diǎn)得精美秀麗；良好的自然城市景觀又使城市發(fā)展旅游宜居城市增添了依據(jù)。

株洲，古稱建寧，是湖南省轄地級(jí)市。坐落于湖南省東部偏北，湘江的下游，“株”字可能取自株田之“株”。

株洲市城市中心由天元、蘆淞、荷塘以及石峰這四區(qū)組成，“一水四區(qū)”的開闊空間，使得城市建設(shè)與自然開敞空間均衡有致。

3 聚集型城市

3.1 聚集型城市特點(diǎn)

由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速騰飛，現(xiàn)在正處于一個(gè)信息快速發(fā)展的大時(shí)代，城市開始日新月異，城市新城區(qū)的建設(shè)與老舊城區(qū)的改造也在許多城市進(jìn)行著，城市以同心圓的方式向外圍擴(kuò)張，新舊城區(qū)以“攤大餅”的形式集中連片發(fā)展，城市空間的發(fā)展缺乏創(chuàng)新性。

本文選取了中原城市群中具有代表性的三個(gè)城市，河南鄭州市中心區(qū)、河北邯鄲市中心區(qū)、山西長(zhǎng)治市中心區(qū)。如圖1所示。對(duì)比鄭州、邯鄲、長(zhǎng)治三個(gè)城市中心區(qū)的空間衛(wèi)星地圖，不難發(fā)現(xiàn)，中原城市群的城市空間發(fā)展?fàn)顟B(tài)很類似，橫平豎直如棋盤式的城市道路，以車站客運(yùn)站等城市人流量最大的地方為城市中心，然后向四周擴(kuò)展，隨著城市職能的發(fā)展，城市更多的是在土地上的擴(kuò)張，從而忽視了綠地空間對(duì)城市發(fā)展的重要性，所以城市空間后期變更城市形態(tài)變得十分困難。

3.2 聚集型城市發(fā)展的困境

“集聚型”城區(qū)發(fā)展模式可以推進(jìn)城市化，帶來(lái)的好處是市政設(shè)施與公共設(shè)施的集約化。但這樣的發(fā)展模式帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)也有很多，總結(jié)為以下三點(diǎn):

1)人口和資源的連片聚集，使得城市居民的生活半徑變長(zhǎng)，城市趨于向心發(fā)展導(dǎo)致交通擁堵，城市運(yùn)行效率低；2)都市土地大量用于建設(shè)，導(dǎo)致都市缺少完整綠楔，沒有連續(xù)的“綠氧空間”；3)發(fā)展布局趨于橫平豎直，對(duì)后期城市風(fēng)貌的改變無(wú)疑是個(gè)難題，忽略了對(duì)未來(lái)城市整體形象的前瞻性與城市居住的舒適性，城市設(shè)計(jì)單調(diào)乏味，缺乏特點(diǎn)。

4 城市空間形態(tài)的空間句法分析

城市不僅是用來(lái)發(fā)展生產(chǎn)的物質(zhì)載體，更是承載著為人類提供優(yōu)質(zhì)居住生活與工作環(huán)境的功能，人們每天在城市中生活、工作、休閑娛樂，城市的設(shè)計(jì)是為了人們更好更舒適地生活，在此城市的綠楔起著關(guān)鍵作用。針對(duì)有著天然綠楔形的株洲城市中心區(qū)與平原地區(qū)有著典型集聚型特征的鄭州城市中心區(qū)、邯鄲城市中心區(qū)、長(zhǎng)治城市中心區(qū)的城市空間形態(tài)，運(yùn)用空間句法進(jìn)行對(duì)比探討。

4.1 城市空間句法連接值與集成度圖

對(duì)比四張現(xiàn)狀衛(wèi)星圖，可以清楚地看出株洲市中心城區(qū)與鄭州城市中心區(qū)、邯鄲城市中心區(qū)、長(zhǎng)治城市中心區(qū)形成了鮮明的對(duì)比。通過Depthmap進(jìn)行分析計(jì)算得出四個(gè)城市城區(qū)的連接值和集成度如圖2所示(具體運(yùn)算依據(jù)Depthmap軟件，其過程略)。由圖2可知，無(wú)論是分散型還是聚集型城市都有自己暖色和冷色的部分，并且暖色部分集中在中心，冷色部分集中在外圍。

株洲市城市中心區(qū)的集成度和連接值圖對(duì)比其他城市中心區(qū)顏色較淡，主要是與株洲市區(qū)有一條較寬的水域(湘江)阻隔有關(guān)；河南鄭州市城市中心區(qū)、山西長(zhǎng)治市城市中心區(qū)、河北邯鄲市城市中心區(qū)集成度與連接值圖暖色較多，說(shuō)明了城中區(qū)呈現(xiàn)聚集發(fā)展?fàn)顟B(tài)，可達(dá)性較好。

4.2 城市空間句法平均連接值與集成度值定量分析

通過Depthmap軟件對(duì)株洲城市中心區(qū)、鄭州城市中心區(qū)、邯鄲城市中心區(qū)、長(zhǎng)治城市中心區(qū)這四個(gè)城市的平均連接值與集成度值進(jìn)行計(jì)算，得出鄭州城市中心區(qū)、邯鄲城市中心區(qū)、長(zhǎng)治城市中心區(qū)這些集中型的城市的連接度平均值幾乎一致，處于2.8～3.0之間，株洲城市中心區(qū)為2.3比他們低很多。鄭州城市中心區(qū)、邯鄲城市中心區(qū)、長(zhǎng)治城市中心區(qū)這三個(gè)城市的集成度平均值幾乎一致，處于0.6～0.8之間，株洲城市中心區(qū)的值卻比他們低很多(見表1)。因此株洲城市中心區(qū)的集成度與連接值都比其余三個(gè)城市低很多。

表1 平均連接值與集成度

由此可以推斷：集成度與連接值并不是越高越好，應(yīng)該做到適宜，這樣城市之間的虛實(shí)空間才能均衡。城市綠楔并不是阻止城市集成度與連接值變大的唯一原因，城市各片區(qū)自身道路系統(tǒng)的完善也能起到促進(jìn)提高集成度與連接值的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

中等城市的發(fā)展要結(jié)合自身特色，相比于大城市來(lái)說(shuō)，中等城市少了很多城市職能，要切實(shí)考慮自身特點(diǎn)，以人為本。打造山水宜居、景色優(yōu)美的城市迫在眉睫，這也是中小城市發(fā)展的一個(gè)契機(jī)。景色優(yōu)美、宜居的城市具有一致的連接值與集成度，這不是偶然，城市的綠化、自然河流以及山脈等形態(tài)影響，所帶來(lái)的集成度與連接值的降低，反而促進(jìn)了城市的宜居性。未來(lái)平原城市的城市設(shè)計(jì)，規(guī)劃綠色隔離空間打造適宜居住的城市是非常有必要的。本文基于空間句法理念，研究城市空間的不同形態(tài)發(fā)展對(duì)人們生活的影響，對(duì)未來(lái)城市形態(tài)擴(kuò)展提供方向與借鑒。