基于空間句法的歷史文化街區空間形態研究
——以昆明市文明街歷史文化街區為例

周峰越，何為軍，仇同斌，胡清碧

引言

文化是一個國家、一個民族的靈魂，文化自信是一個國家、一個民族發展中更基本、更深沉、更持久的力量，而空間作為文化的重要承載地，具有重要的研究意義[1]。歷史文化街區是城市歷史文化資源集中的片區，是大量的歷史信息和文化價值的承載地[2]，是特色空間的重要展示地，是推動我國歷史文化傳承與發展的重要發生地。因此，歷史文化街區的空間特征研究具有十分重要的現實意義。

大數據時代的到來，讓人們對事物的判斷依據從復雜的模型工具，過渡到基于簡單直觀的大規模數據分析，而且建成環境學科因為其空間性和面向未來的特點，利用大數據支持學科發展已經得到了更多認可[3]。運用新技術研究分析歷史文化街區，可更直觀地認知歷史文化街區的空間形態特征，為未來更科學地進行歷史文化街區的保護與發展提供理論基礎。

空間句法理論在我國發展了已有近40年，近10年來逐步被我國學者重視，近幾年更是成為研究熱點，尤其體現在研究內容與技術方法上。在研究內容上，主要集中于歷史文化空間形態特征研究[4-7]、城市服務類設施及空間的優化布局[8-10]、城市空間活力提升[11-12]等方面。此外，空間句法理論開始逐步運用到韌性城市建設中，如城市避難場所防災效能評價[13]、站域地下空間防災研究[14]、隱患風險區識別[15]等，以及地鐵站域空間的優化研究中[16-17]。

隨著空間句法理論得到廣泛關注，越來越多的學者開始通過理論融合與技術融合的方式來研究空間句法的應用路徑，如空間句法和POI（興趣點）數據[18-20]、空間句法和MSPA（形態學空間格局分析）[21-22]、空間句法和CPTED（通過環境設計預防犯罪）理論[23]、空間句法和AHP-TOPSISPOE（層次分析法-優劣解距離法-使用后評價）法[24]等。通過理論結合與技術疊加的方式，不僅拓寬了空間句法的應用場景，還使得各理論與方法間相互補充，研究結果更具科學性。

空間句法的城市模型認為空間形態與交通之間的關系是城市產生和發展的原動力[25]，交通網絡格局在一定程度上可以反映出區域的空間形態特征。綜上所述，本文引入空間句法，通過整合度、選擇度、可理解度及協同度分析，并結合高德POI開放數據與Arcgis中的核密度分析，研究當前文明街歷史文化街區的空間形態特征，為未來街區的進一步更新改造提供借鑒。

1 研究范圍與方法

1.1 研究范圍

文明街歷史文化街區又稱昆明老街，位于昆明老城區的核心地帶，街區內現存眾多明清時期的傳統建筑，擁有濃厚的歷史文化氣息，是昆明歷史文化名城核心的組成部分之一。文明街歷史文化街區如今的空間格局自清代起開始逐步形成，整體呈現出6條主街15條小巷的街巷格局。清末，文明街片區內的商業活動開始逐步興起，出現了王熾等聞名中外的富商名流。如今，文明街歷史文化街區已成為昆明市商業活動最頻繁的區域，是市民閑暇時間購物娛樂的好去處。基于《昆明歷史文化名城保護規劃（2014—2020）》的文明街歷史文化街區劃定范圍，結合實地調研，采取以道路劃分的原則，劃定本次研究的范圍，面積共計27.56 hm2（圖1）。

圖1 研究范圍

1.2 研究方法

1.2.1 空間句法

空間句法理論最早是由英國學者比爾·希利爾（Bill Hillier）在20世紀70年代提出，作為一種數學方法用來描述城市空間的模式與關系[26]。空間句法指的是以空間拓撲結構描述和可見性分析為基礎，通過對包括建筑、聚落及景觀在內的人居空間結構的可達性或連通性等特征的量化描述，揭示空間形態演變的內在機理，研究空間組織與人類社會之間關系的理論和方法[27]。本研究主要運用了空間句法中的整合度、選擇度、可理解度及協同度分析方法，采用Depthmap軟件對繪制好的文明街片區軸線地圖進行上述的量化分析并進行可視化表達。

1.2.2 高德POI數據爬取

高德開放地圖作為開放的數據信息平臺，可以通過其爬取一個區域內所需要的POI信息，并可以將其導入Arcgis進行下一步分析。本文將借助高德開放地圖平臺爬取文明街歷史文化街區內的商業POI數據。

1.2.3 核密度分析

核密度分析是GIS（地理信息系統）分析中運用廣泛的空間分析方法，用于離散數據的空間連續表達[28]。本研究將獲取到的商業POI數據導入Arcgis進行核密度分析，并將得到的商鋪密度數據進行可視化表達。

2 文明街片區空間句法分析

本文采用文明街片區的現狀CAD（計算機輔助設計）數據作為底圖，并通過實地調研來更新已有的CAD數據，以保證文明街片區底圖數據的時效性。基于空間句法的軸線繪制原則，在CAD中繪制出文明街片區的軸線地圖。由于在采用Depthmap軟件進行句法分析時無法排除邊界效應影響，因此本文將軸線地圖的分析范圍擴大到文明街片區外300 m，以減小研究結果受到的邊界效應影響。將繪制好的152條軸線導入Depthmap軟件中生成軸線地圖，并進一步進行相關的空間量化分析。本文句法分析結果以彩虹色階表示軸線的整合度與選擇度數值高低，紅色代表數值最高，紫色則代表最低。

2.1 整合度分析

整合度是空間句法分析中最常使用的分析類型之一，是用來描述在空間系統中目標空間與其他空間的聚集或離散程度[29]，可以衡量一個空間吸引到達交通的潛力，可作為街道活力的象征。整合度數值越高的空間，其可達性越好，說明此處通常是人群大量聚集的空間。整合度還可分為全局整合度與局部整合度，局部整合度可以更好地體現出街區核心區域空間形態特征。由于文明街歷史文化街區內的人群流動方式主要以步行為主，而在空間句法中，3個拓撲距離可作為近似模擬人群步行活動的距離，因此本次研究中的局部整合度將以3個拓撲距離來進行句法模型限定分析。

將前期繪制好的CAD軸線地圖導入Depthmap軟件進行空間句法分析，得到文明街片區全局整合度分析圖（圖2）與局部整合度分析圖（圖3）。圖中紅色表示整合度最高，紫色表示整合度最低。

圖2 文明街歷史文化街區全局整合度

圖3 文明街歷史文化街區局部整合度

由全局整合度分析可知（表1），全局整合度最高的是正義路，說明其交通可達性最好。其次，整合度較高的是光華街、景星街、文廟直街與文明街。光華街與景星街作為街區東西向的核心街道空間，起到橫向組織人流聚集的作用。文廟直街與文明街為街區內部南北向的核心街道空間。這5條街道共同構成街區“兩橫兩縱”的空間結構。傳統老街甬道街與新建的錢王街的可達性相對較差。從整體上看，文明街歷史文化街區內部6條傳統主街的可達性較好，但其他小街小巷的可達性普遍較差。

表1 文明街歷史文化街區整合度分析參數

通過現狀調研可知，受到機動車與商業業態的影響，景星街以北的正義路街道上集聚的人群并不多，但其作為文明街片區東側人流進出與車輛通行的重要區域，人群大多選擇從此進入文明街內部，這也說明正義路在整個文明街片區的交通核心地位。由主街發散出去的小街小巷大多是斷頭路，主要作為本地居民入戶道路，其中作為將文廟直街、文明街與錢王街相連通的小巷，部分因其連通著歷史文化節點，會有一定人群在此聚集，其他小巷基本無人問津。

在局部整合度分析中，街區內部的文廟直街、光華街、文明街的可達性較好，并可以更清晰地發現由這3條街道構成的街區內部十字形結構，說明“十字街”是文明街歷史文化街區內部的中心，街區內部的人流較多聚集于此。其次，可達性較好的主街是景星街、甬道街與錢王街。從現實情況來看，人群多聚集在“十字街”上，其次是景星街、錢王街與甬道街，與空間句法分析結果基本相符。

2.2 選擇度分析

在空間句法中，選擇度也稱穿行度，是指在空間中任意兩個節點之間的最短拓撲路徑中，某個街道在此路徑上出現的頻率總和，可以反映出街道的被穿行潛力。選擇度越大，說明街道越容易被選擇穿行；選擇度越小，則說明街道越難被選擇穿行。

將軸線地圖轉變為線段地圖后進行選擇度分析，采用線段模型是因為其在計算前會先根據軸線被連接情況將軸線模型打斷成若干線段，每個線段將作為一個獨立元素進行計算分析，使得計算的結果更加精確。

由分析結果可以發現（圖4），正義路的選擇度是最高的，說明正義路在整個街區中最容易被選作為穿行的街道。從現實情況來看，正義路連接著街區內各個主要街道，并作為連接東風西路南北兩側商業區的咽喉要道，較多人群都會選擇由正義路進入街區內部，情況基本與句法分析結果相一致。人民中路作為城市主干道，連接著文廟與南側街區，故其被穿行頻率也較高。在街區內部，作為街區核心街巷空間的文廟直街、光華街、文明街及景星街的選擇度相對較高，人群的流動基本在這4條主街中進行。由于錢王街是將部分建筑西移而形成的新街巷，其內部短而曲折的街道空間較多，導致其整體的選擇度較低，特別是光華街以北的街道。雖然甬道街是街區內部的傳統老街之一，但其選擇度較低。

圖4 文明街歷史文化街區選擇度分析

根據實地調研發現，街區內部的人群流動基本發生在5條傳統老街（文廟直街、光華街、文明街、景星街及甬道街）與新建的錢王街中。對現實情況與句法分析出現差異的街巷進行分析：對于甬道街來說，造成這個差異的主要原因是其北側街巷入口的軸線轉折角度較大，加之甬道街長度較短，造成句法分析的數值較低，但由于甬道街的商業設施布置、景觀環境與建筑界面設計較好，在一定程度上吸引游客進行穿行；對于錢王街來說，出現差異的原因基本與甬道街一致，錢王街作為新建的街巷，與正義坊商業區相鄰，環境優美、商業娛樂設施與文化節點豐富等優勢吸引了一定的人流。

2.3 可理解度分析

在空間句法中，可理解度分析是指將連接值與全局整合度進行函數相關性分析，相關性結果用擬合度R2表示，當R2＜0.5時，說明兩者相關性較差，可理解度低，值越低表明人越難從局部的空間感知來理解整體的空間特征；當R2＞0.5時，說明兩者相關性較好，可理解度高，值越高表明人越容易從局部的空間感知來理解整體的空間特征。

文明街片區的擬合度R2=0.462 385＜0.5，說明文明街片區的可理解度較低，當人們在文明街片區內部活動時，很難從局部的空間結構來感知街區整體的空間特征，街區整體空間特征的可識別度較低。由散點圖可知，街區內部分小街巷是造成街區空間特征難以被感知的主要原因，在未來街區空間更新過程中應關注對小街巷空間識別度的提升（圖5）。

圖5 文明街歷史文化街區可理解度分析（上圖）與協同度分析（下圖）

2.4 協同度分析

協同度分析是指將全局整合度與局部整合度進行函數相關性分析，相關性結果用擬合度R2表示，當R2＜0.5時，說明兩者相關性較差，協同度低；當R2＞0.5時，說明兩者相關性較好，協同度高。文明街片區的擬合度R2=0.866 716＞0.5，說明文明街片區的協同度較高，整體空間結構與局部空間結構的特征較為相似，正義路、文廟直街、光華街及景星街共同構成整體與局部空間的核心軸線結構（圖6）。在整個街區的空間組織中，主街街道的空間中心性較強，是匯集與組織整體人流與局部人流的主要空間。

圖6 文明街歷史文化街區空間結構

3 空間句法關聯分析

3.1 街區規劃結構與空間句法關聯分析

文明街歷史文化街區作為昆明市重點保護與更新的區域之一，2013年《昆明文明街歷史文化街區保護規劃》發布，軸線規劃方面，形成一條城市級重要軸線與兩條街區級重要軸線，即將正義路打造成歷史文化名城中軸線，將文廟直街—文明街與甬道街分別打造成文廟軸線及抗戰勝利紀念堂軸線；街巷格局規劃方面，由文明街片區圍繞重要公共建筑而設的2個“酒杯形”主干道路和承擔交通任務的方格網狀次級道路形成街區的街巷格局[30]。

將軸線、街巷格局規劃與街區全局整合度圖進行疊加分析，由圖7可知，正義路作為整個街區可達性最好的街道，基本符合區域中軸線的定位；文廟直街、文明街在街區內的可達性也較好，與街區軸線規劃的關聯性較強；甬道街雖然規劃為街區內的主要軸線之一，但其可達性相對較差，體現不出其作為街區內的核心街道空間的定位。由圖8可知，街區內的2個“酒杯形”街巷格局基本形成，但除了文廟直街、文明街可達性較好外，其他街道的可達性都相對較差，游客不易到達這些街道空間；作為街區內兩條東西向主要軸線的景星街與光華街可達性都較好，與街巷格局規劃中的定位基本符合。

圖7 街區軸線規劃與全局整合度疊加

圖8 街區街巷格局規劃與全局整合度疊加

3.2 商業空間分布與空間句法關聯分析

文明街歷史文化街區自清代以來，就逐步開始形成獨具特色的商業格局，現在已經成為昆明市最具市井商業特色的街區之一。街區內形成了具有濃郁歷史文化、民族文化，集珠寶美玉、花鳥奇石、特色小吃為一體的傳統特色商業中心。

通過高德開放地圖平臺對文明街歷史文化街區內的餐飲、購物、住宿和娛樂4種商業業態進行爬取，共收集到874條帶地理坐標的商業POI數據，將數據導入Arcgis進行核密度分析，并與街區全局整合度圖進行疊加分析，以探究街區商業空間分布與街道整合度的相關性。

街區內部商業空間分布比較集中在街區的東部、中部與西部，其他區域的商業聚集強度較低，商業主要分布在與正義路相鄰的正義坊購物中心和昆百大商業體內部；其次主要沿著文廟直街、文明街、光華街、景星街、甬道街呈帶狀分布（圖9）。可以發現商業空間基本位于整合度較高的街道上，由此可以得出街區的商業空間分布與街道的整合度有著密不可分的聯系，可達性較好的街道相對較容易將人群聚集起來，因此其商業價值較高，能吸引各類商鋪入駐，而更多的商業空間又進一步吸引著更多的人群，在兩者的相互作用下，使得文明街歷史文化街區的活力得到提升，但由于街區高整合度的街道分布不均，導致商業空間分布不均，會影響街區的整體活力。

圖9 商業POI核密度與全局整合度疊加

如圖10所示，街道整合度與街道商業業態的分布存在一定相關性。正義路作為街區內整合度最高的街道，與其相鄰的正義坊商業中心內的商業業態豐富，可以吸引更多的人群前來；景星街因其歷史原因及高整合度，現已成為特色購物街，每天到此購物參觀的游客絡繹不絕；文廟直街—文明街作為街區內部的核心軸線，其整合度相較于正義路、景星街及光華街而言并不高，因此通過將更多的餐飲業態布置到該街道上，形成一條獨具特色的文化美食街，吸引更多人群聚集于此；街區內的娛樂業態往往傾向于聚集在整合度高的街道上，住宿業態的分布與街道整合度的相關性不大。

圖10 4類商業POI核密度與全局整合度疊加（從左到右依次為餐飲、購物、住宿、娛樂）

3.3 歷史要素分布與空間句法關聯分析

文明街歷史文化街區作為昆明城市形成與發展的見證者，不僅擁有著不同歷史階段的文化資源，而且是多元民族文化的承載地。如今文明街歷史文化街區內擁有眾多文物保護單位，包括國家重點、省級、市級文保單位，同時擁有許多近現代的代表性建筑。因此，通過對街區內部歷史要素分布與街區全局整合度的疊加分析，嘗試探究街區歷史要素分布與街道可達性之間的關聯。

通過現狀調研，收集到街區內的歷史要素節點共計36處，將其導入Arcgis進行核密度分析后，再與街區全局整合度圖進行疊加分析（圖11）。街區內的歷史要素主要分布在可達性較好的街區中部街道周邊，即光華街與文廟直街—文明街交叉口附近。部分歷史要素位于甬道街及文廟周邊，雖然所在街道可達性較差，但有街道可以到達，未來可以通過設置指示牌引導游客到達。此外，仍有一些歷史要素無法通過街道到達，例如歐氏宅院、文明街幸福巷1號、文明街幸福巷4號。

圖11 歷史要素核密度與全局整合度疊加

4 結語

本文通過實地調研、空間句法分析、高德POI數據爬取及Arcgis核密度分析，并將句法分析結果與街區規劃結構、商業空間分布、歷史要素分布進行疊加分析，以探討當前文明街歷史文化街區的空間形態特征。研究表明：（1）文明街歷史文化街區的核心街道空間結構較為突出，由4條老街與正義路構成了“兩橫兩縱”的空間結構；（2）街區整體呈現出“大街有序，小巷雜亂”的空間特征，導致街區內部街巷可達性差異很大，影響人們從局部空間來感知整體空間；（3）街區商業空間分布與街道整合度呈現出正相關，商鋪多聚集在整合度較高的街道上，且整合度越高的街道，其業態相對越豐富；（4）街區內的歷史要素相對集中且位于整合度較高的街道附近，但仍有部分歷史要素的可達性較差甚至無法到達。

根據上述分析結論，為文明街歷史文化街區未來更新改造提出以下4點建議。

一是尊重歷史街區演變規律，延續街區歷史文脈。歷史文化街區的總體空間結構受歷史人文環境的影響，不僅是街區的核心框架，還是整個街區得以延續與發展的關鍵，具有極其重要的歷史價值與文化價值。因此，在未來文明街歷史文化街區的更新與發展規劃中，應首先考慮街區整體空間結構的延續與發展。

二是提升街巷通達能力，合理分離“居游路線”。對于街區內與主街連通但整合度仍舊很低的街巷，在保留原有街巷尺度的基礎上，對街區內的街巷進行梳理分級，通過增設次要巷道的方式，加強次要街巷與主要街巷之間的聯系，從而優化街區的街巷組織。在城市微更新理念下，對于部分街巷因建筑布局等原因無法與其他街巷連通的情況，可采用設置地面標識或者路牌標識的方式引導游客。在對街區內部的街巷使用情況進行調查的基礎上，合理分離街區內的居民活動路線與游客游覽路線，避免當地居民的日常生活與外來游客的游覽行為產生沖突（圖12）。

圖12 文明街歷史文化街區街巷組織優化

三是提升主街商業豐富度，依托歷史資源形成特色業態。主街作為街區內整合度較高的街巷，擁有較好的區位優勢，是商業發展的核心地段，而商業業態的豐富度與商鋪密度在一定程度上影響著人群步行的體驗感，從而影響著街巷的活力。比如在文明街內聚集了大量的餐飲類業態，使其成為昆明特色美食街之一，但單一的業態也在一定程度上限制了街區活力。在文廟直街的北側，商鋪分布較為稀疏，通過現場調研發現，即使其可達性較好，但街道活力卻較低。依托文明街歷史文化街區豐富的歷史文化資源，特別是街區內的眾多的歷史建筑、名人故居，形成具有地方特色的產業發展模式，不僅可以提升街區業態豐富度，還能進一步提升街巷活力（圖13）。

圖13 文明街歷史文化街區消費模式與場所分布

四是提升歷史要素可達性，完善街區游覽路線。歷史要素是人們接觸與感知歷史的重要場所，因此，歷史要素的可達性與游覽路線設計尤為重要。通過街巷梳理與節點標識的方式提升歷史要素的可達性。在歷史要素實現可通達后，通過路線設計、標識引導與路線宣傳的方式引導人們進行游覽，最終形成歷史建筑與文化老街互相連通的街區游覽格局（圖14）。

圖14 文明街歷史文化街區歷史要素游線優化

歷史文化街區受其所處年代、地域、人文環境等不同因素影響，形成了具有地方特色的空間形態，如今多數街區的空間格局已基本穩定。在大數據時代，將空間句法與大數據分析結合，可以為歷史文化街區空間形態特征研究提供新的思路與技術方法。當然，空間形態最終要服務于人，被人所感知，本文主要運用理性的技術方法，在后續的研究中，可以通過理性與感性相結合的方法對歷史文化街區的空間形態特征進行深入研究。