基于Space Syntax与GIS的城市历史文化街区空间形态分析——以成都市少城片区为例.pdf

119236|2023|11城市设计Analysis of Spatial Form of Urban Historical and Cultural Blocks based on Space Syntax and GIS:Taking Shaocheng District of Chengdu as an Example基于 Space Syntax 与 GIS 的城市历史文化街区空间形态分析以成都市少城片区为例摘要：文章以成都市少城片区历史文化街区为例，总结归纳相关文献，运用空间句法与 GIS 相结合的方法，对少城片区的空间形态进行量化分析研究，选取整合度、协同度、选择度、商业 POI 等 4 个参数，探究其空间形态特征。结果表明，少城片区呈现出整体与局部相协调的空间形态，空间结构层次分明，特殊的鱼骨形路网具有较高的向心性和聚合性，展现出了一定的历史文化吸引力，商业业态分布与人群的聚集呈现出一定的相关性，以期为今后城市空间与历史文化的融合更新提供参考。Abstract：This paper takes the historical and cultural districts of Shaocheng District of Chengdu as an example,summarizes relevant literature,uses the method of combining Space Syntax and GIS to conduct quantitative analysis and research on the spatial form of Shaocheng District,and selects four parameters,namely the degree of integration,the degree of synergy,the degree of selection and the degree of commercial POI,to explore its spatial form characteristics.The results show that the Shaocheng District presents a coordinated spatial form of the whole and the part,with distinct spatial structure.The special fishbone road network has a high centrality and cohesion,showing a certain historical and cultural attraction.The distribution of commercial business forms shows a certain correlation with the aggregation of people.关键词：少城片区；空间句法；空间形态；城市更新Keywords：Shaocheng District；Space Syntax；spatial form；urban renewal文杨文意四川大学建筑与环境学院硕士研究生张鲲四川大学建筑与环境学院教 授（通讯作者）DOI：10.19875/ki.jzywh.2023.11.038引言在历史的不断更替下，现代化发展使得城市的空间越发紧张，街区作为城市居民日常活动交流的重要场所，有着不可取代的地位。历史文化街区作为城市中历史文明的见证者，记录与承载着城市的历史文化，是城市中具有重要历史意义的一种空间形式。而作为城市时代记忆的历史街区，融聚着城市的古今，在现代城市中诉说着曾经的故事，以历史的底蕴包容着现代文明，是城市中没有围墙的历史图鉴。对历史文化街区空间形态进行研究，不仅能避免历史文化街区出现空间形态破坏、传统文化消失等现象1，也能挖掘出城市的文化底蕴，从而塑造本土文化特色，延续城市历史发展脉络，同时期望为城市空间的更新建设提供可借鉴性建议。成都少城片区是成都市四大历史文化保护街区之一，历史文化底蕴浓厚，融合胡同型街巷、古建及现代建筑为一体，空间上融会古今。分析少城片区的空间形态，对今后城市历史文化街区的更新建设及保护具有重要意义。1 研究方法1.1 少城片区概况1.1.1 历史沿革少城片区始建于公元前 310 年，至今已有2300 年历史，少城史即成都文明史的缩影，少城片区作为成都文化发源地，承载着最正统的成都文脉。向历史追溯，最远可以追溯到秦朝时张仪在蜀修建的少城，经时代变迁，满清时在此基础上建立了专供满蒙居住的内城仍旧称作少城，而后辛亥革命爆发，清朝灭亡，少城也因此开放，只有宽窄巷子保留有最初少城的模样。民国时期，思想文化百花齐放，诸多文人匠士在城内修筑了大量的建筑，包含大量外来文化所带来的欧式建筑，以及传承下来的中式私家园林。无论是军事政客，还是文化信徒，包含严君平、曾孝谷、李劼人等在内的成都无数历史名人在这里留下了足迹。新中国成立后，成都大规模旧改，大多不复存在，少城片区仅剩了 2 个遗址、6 个文物保护单位、11 个不可移动文物、1 个工业遗产等。因此，其是古今中西碰撞后的空间结合体，既保留着老成都的底蕴，又展现着新成都的国际范，包容万象，具有跨时代的意义。1.1.2 研究范围成都市四大历史文化保护街区包括少城街区、文殊坊街区、大慈寺街区以及水井坊街区，本文研究范围所选取的是历史悠久、市井生活气息浓厚、新兴产业萌发的城区代表少城片区。其地处成都市一环路市中心内，东接天府广场，西临西郊河，北临新城市广场商业区，南边由蜀道大道串联，总面积约为 1.5km2（图 1），地理位置优越、环境优美、交通便利。纵观我国城市道路形状，大多数横纵交错，呈棋盘状，但在城市发展中，少城片区却出现了一种独特的空间肌理，呈现出了一种类似于鱼骨的形状。少城片区由东城根街、蜀都大道、八宝街、西大街、西郊河四周环绕围合而成，将军街、宽窄巷子、实业街、同仁路、长顺街等共同组成内部的东西南北向道路框架，由此产生了其独特的街区道路布局。1.1.3 空间肌理图底理论是把建筑物或建筑景观小品当作实体图形、把外部开敞空间当作虚底背景，剖析两者之间的比例关系的研究，以此为途径，获取空间的虚实关系，分析“图形与背景”的特征，寻找城市虚体空间与实体构筑物的规律，明确城市空间结构特征2。从图底关系（图 2）中可看出，少城片区整体呈现出状似鱼骨的空间肌理，由此坊间称呼为“千城皆如围棋局，唯有少城鱼骨肌”。整体空间尺度较大，其街区由新老建筑、院落空间和街巷纹理共同组合而成，建筑面积约占 55，片区边界清晰，由街道、建筑、水体围合而成，布局规整。片区内主次道路明确，东西南北主干道脉120明这部分地区的整体聚集程度较低。片区较高的协同度与空间肌理基本一致，鱼骨状路网具有一定的向心性和稳定性，整体街巷尺度宜人，虚实空间布局合理，有利于人流、车流的聚集。2.3 空间选择度分析选择度是指空间系统中某一元素作为两个节点之间最短拓扑距离的频率，是为了研究其作为出行最短路径所具备的优势，反映了空间被穿行的可能性，空间选择度越高，则代表人群通过的可能性越高。4如图 5 所示，少城片区选择度较高（1500）的道路为下同仁路（2674）、中同仁路（2002）、长顺中街（2015）、西马棚街（1614）、支矶石街（1551）、东城根下街（1804），表示以上道路的穿行程度较高。由实地勘察可知，东城根街、长顺街、中同仁路为成都市道路等级较高的交通主干道，车流量、人流量均较大；此外，支矶石街作为成都市最热门的旅游景点之一，其每日接待的游客不计其数，人流量大；西马棚街位于商业业态中心，人流量较大，均与空间句法所得结果一致。与此同时，少城片区内部有部分的建筑下的小巷道分布，例如西胜街、红墙巷等，道路四周被建筑簇拥，较为狭窄，难以通行，从而降低了行人的通行率。因此，少城片区中道路的选择度因道路等级性质以及地块业态的不同而存在差异。3 空间句法与商业 POI 交叉分析商业业态由于其自身的特性，容易吸引到大在得出的分析图结果中，由轴线颜色表示程度，色彩越接近红色，则代表空间整合度越高，与之相反，色彩越接近冷色调的蓝色，则代表空间整合度相对较低3,4。由图 3 分析可知少城片区局部整合度较高（1.7）的地区为中同仁路（1.87）、支矶石街（1.74）、长顺中街（1.79）、西胜街（1.62）、东城根街（1.71）、西马棚街（1.70），表示以上地区的道路可达性以及渗透性强。根据实地勘察可知，东城根街、中同仁路、长顺中街为车流、人流较大的交通主干道，西马棚街、支矶石街、西胜街，为商业、文化旅游区的中心干道，人流量较大，这与空间句法的理论分析结果一致。如图 3 所示，少城片区中局部整合度较低的位于片区的边缘，以及巷道窄小、交通不便的地区，不便于外部人流的集聚，可达性和渗透性低。2.2 空间协同度分析整合度主要分为全局整合度以及局部整合度，在 DepthMap 软件当中，把 x 轴设定成全局整合度RN，y轴定义为局部整合度RN，N 的取值为5，即 R5，用 R5与 RN的比值表示拟合度 R2，用以表征协同度，比值越高，表明两者的关联性越强，若 0.7 R2 1.0，则整个空间系统协同度高5,6。少城片区 R2的值约为 0.78（图 4），属于较高协同值街区，表示整个空间具有一定的内聚性。对应的散点基本呈线性分布，大部分区域的局部整合度随全局整合度的增高而增高，说明少城片区整体空间系统的聚集程度较高，但仍有少部分空间随全局整合度的增加而保持较低的水平，说络清晰，将不同的空间功能区进行串联，巷道小路整齐排布，建筑有序，形成了层次感、秩序感强的空间肌理。此外值得一提的是，位于片区西南角的宽窄巷子排布紧凑，形态上呈现出特色的胡同制布局，虚实空间层次感、秩序感较强，具有整体性。1.2 数据来源及处理文章数据主要包括少城片区的轴线图数据以及 POI 大数据，利用 CAD 软件绘制少城片区所有的道路轴线，并将其导出为 DXF 文件，导入DepthMap 软件，对少城片区空间进行轴线法等相关分析，得出街区内部的整合度、协同度、选择度等指标。此外，通过利用 Python 工具在高德地图中爬取片区最新的餐饮服务、购物服务、民宿酒店、生活服务四类商业 POI 大数据，将其导入 ArcGIS 软件中，与少城片区空间范围进行相交，后利用空间分析中的核密度分析工具，分别进行可视化处理，并将轴线模型的整合度分析图与商业业态 POI 密度图进行叠加分析。2 少城片区空间句法基础分析2.1 空间整合度分析整合度一般被定义为一个空间单元与整体空间的聚集程度，所表示为空间的聚集性，其数值越高，则表明这个空间的可达性和渗透性越高，车人流在这一空间中的聚集能力越强。通过将CAD 轴线图导入 DepthMap 软件中分析，得到少城片区的整合度（R5）示意图（图 3）、全局整合度与局部整合度（R5）的散点示意图（图4）。图 1研究范围（图片来源：作者自绘）图 2少城片区图底关系图（图片来源：作者自绘）图 3少城片区整合度分析图（图片来源：作者自绘）图 5少城片区选择度分析图（图片来源：作者自绘）图 4空间协同度分析图（图片来源：作者自绘）121236|2023|11城市设计参考文献：1陈若天,张继刚.历史文化街区的空间形态分析以文殊坊街区为例J.建筑与文化,2022(05):245-246.2杨聆,徐坚.基于空间句法的历史街区空间形态研究以成都宽窄巷子街区为例J.四川建筑,2016,36(05):16-18+21.3杨家婷,谢超,曾晨帆,等.基于空间句法与GIS的历史街区空间形态研究以西安市北院门一带为例J.智能建筑与智慧城市,2021(06):38-40.4陈晓卫,赵一博,杨彩虹,等.基于空间句法的历史街区空间形态分析及更新策略研究以邯郸市彭城镇历史街区为例J.城市建筑,2020,17(31):24-27.5陈俊璋.基于空间句法的翠微村历史街区空间形态特征研究J.城市建筑空间,2022,29(03):94-97.6于波,郭鹏举.基于空间句法的鞍山市台町历史街区空间形态研究J.住宅科技,2021,41(11):13-16.7张心悦.基于空间句法的历史文化街区空间形态研究以济南明府城为例J.城市建筑,2021,18(36):19-21.量的人流车流，往往位于人群集散程度较高以及可达性较高的地段。文章通过利用 Python 爬取高德地图，得到少城片区餐饮服务、购物服务、民宿酒店、生活服务在内的四类商业 POI 数据，包含商铺名以及地理位置信息，将其导入 ArcGIS软件中，运用空间分析工具下的核密度分析工具，将餐饮服务、购物服务、民宿酒店、生活服务四类商业 POI 数据7分别进行可视化处理（图 6），并在此基础上，叠加少城片区的整合度分析图（图7）。通过将空间句法与 ArcGIS 相结合的方法，将少城片区的轴线模型与大数据进行对比分析，以更科学精准地呈现出片区内人群的聚集程度以及可达性。在核密度分析图中，颜色越接近深红色，核密度值越高，商业POI分布越密集。由图6可知，少城片区整体的商业业态分布与其整合度大体一致，其商业 POI 主要分布在整合度较高的区域，包括同仁路、支矶石街、长顺街、西胜街、西马棚街等。其中，同仁路、宽窄巷子片区（支矶石街、西胜街）、长顺上街为高密度地区，西马棚街、红墙巷、东门街呈现出中密度。中高密度型街巷由于其自身的空间属性及结构，使得其向心性、可达性较高，人群更倾向于通往此类街道，由此使得该区域的商业更加活跃，带动了整个片区的商业发展，与此同时，商业也为其吸引了更多的人流穿行、驻足，相互影响、相互作用，使得少城片区的人流呈现出如今的空间分布特征。例如，在宽窄巷子片区（支矶石街、西胜街等）中，其整合度低于东城根街，但由于其历史文化属性，吸引了大量丰富的商业业态，吸引了更多的人流车流。由此可知，商业业态的分布与人流聚集相互作用互相影响。此外，将餐饮服务、购物服务、民宿酒店、生活服务四类商业 POI 数据在 ArcGIS 分别可视化后（图 7），分析可得，每种商业 POI 分布不尽相同，其与道路的整合度相关性也不同，餐饮服务、生活服务、购物服务与整合度的分布大致一致，呈现出正相关聚集，而民宿酒店则大体呈现出不相关。由此可知，不同的商业形式与整合度的相关性不尽相同，对于人群的吸引不同。综上，少城片区内的商业 POI 主要分布在片区内部，即宽窄巷子地段（支矶石街、西胜街等）、上同仁街、长顺下街的道路两侧。整体商业 POI与街巷空间布局的相关性不高，但与整合度的相关性较高，相关性因商业业态不同而有所不同。结语在空间句法理论及城市形态学理论的基础上，运用DepthMap软件，将少城片区作为案例，从整合度和选择度的角度出发分析，进而探析少城片区的空间形态特征，并结合 ArcGIS 软件，叠加对于商业业态的 POI 分析图。经研究结果分析可得如下结论。（1）由四周的城市干道和河流相围合而成的少城片区，呈现出整体与局部相协调的空间形态，空间整体结构系统层次感强，道路等级分明，建筑排布有序，较为合理。整个片区街道尺度适宜，街道体系层次分明，鱼骨状路网具有较好的向心力和聚集性，有利于人群聚集。（2）少城片区整体的整合度、协同度、选择度较高，并且整合度与整体的商业业态分布大体一致，呈现出一定的相关性，商业业态的分布与人流聚集相互作用、互相影响。（3）其次，少城片区西南部的宽窄巷子旅游文化区域（支矶石街、西胜街等）、上同仁街、长顺下街的整合度、协同度、选择度较高，商业POI 分布较集中，人流量较大，街区道路可达性较高，与其空间肌理相吻合，体现出了一定的历史文化吸引力。（4）而位于片区东北及南部的红墙巷、西胜街等区域，由于道路狭窄、建筑拥挤，而整合度、协同度和选择度较低，多为生活型街道，商业业态分布较稀疏，较少的人流也避免了外来者对居民生活的干扰，以保证居住环境的私密性。研究结果可以为今后历史街区的更新改造提供一定的参考，更好地处理历史文化街区与城市空间的逻辑关系，调整历史文化街区中的商业业态分布，以期在城市空间中更好地将历史文化与现代文明相结合。图 6四类商业核密度空间分布图（图片来源：作者自绘）图 7商业 POI 核密度与整合度交叉分析图（图片来源：作者自绘）