城市形态学的发展与转型.pdf

135236|2023|11城市设计摘要：国内外学者对城市形态学的研究已经有了众多丰硕的成果，文章整理和总结了与城市形态学研究最密切的学者及其相关贡献，全面地描述了城市形态学概念的历史发展。同时，文章在评估了现今的学术状况后，从不同角度归纳了当下城市形态学分析方法的革新与学科最新发展方向，以量化思维、弹性理论、可持续发展等为基础的城市形态学研究正快速发展，逐渐与传统城市形态学区分开来。Abstract：This paper collates and summarises the contributions of the scholars most closely associated with the study of urban morphology and its related contributions and provides a comprehensive account of the historical development of the urban morphology concept.At the same time,the paper assesses the current state of scholarship.It summarises the current innovations in the analytical approach to urban morphology and the latest developments in the discipline from different perspectives,with urban morphology research based on quantitative thinking,resilience theory,and sustainable development developing rapidly and gradually,differentiating itself from traditional urban morphology.关键词：城市形态学；学派；欧洲；演变Keywords：urban morphology；school of thought；Europe；evolution文邓思莹都灵理工大学建筑与设计学院硕士研究生胡若彤都灵理工大学建筑与设计学院硕士研究生林阳都灵理工大学建筑与设计学院博士研究生李鹏乾都灵理工大学建筑与设计学院硕士研究生DOI：10.19875/ki.jzywh.2023.11.0431 城市形态学研究的起源1.1 形态学概念的形成伟大的诗人和哲学家歌德最初在他的著作中表达了形态学的基本思想。歌德用“Morphology”这个词来指代那些处理自然界中的形式的科学。形态学是研究生物体的形态和结构的学科。随着动植物解剖学比较研究的发展，“Morphology”成为生物研究中的主要术语。随着形态学的不断发展，形态学的概念被广泛用于各学科的研究中，如人类学、考古学、历史学等1。后来，形态学的概念演变成了对形态的构成逻辑的研究。相关学者对形态学进行总结并得出两个基本概念：从构图到整体的分析过程和强调客观事物的演变1。1.2 城市形态学概念的演变城市形态学自 19 世纪初开始发展。随着城市研究的发展，形态学的概念最初被建筑学、地理学和人文科学领域的学者们引入。此后，城市形态学的思想经历了一个漫长的演变过程，至今仍在进一步发展。演变的主线从 A.Q.Quiny、C.Sette 和 J.Fritz 在 18321894 年期间撰写的一些先驱作品开始。后来，这些作品成为O.Schl ter研 究 的 灵 感 来 源。O.Schl ter、W.Geisler 和H.Bobek 的研究在第二次世界大战前创造了该领域的重大进展。二战后，康泽恩为城市形态学的研究奠定了基础，同时形成了三个有影响力的学派：康泽恩学派、意大利 Muratori-Caniggia 学派和法国凡尔赛学派。如今，国际城市形态研讨会（ISUF）这一组织于 1994 年成立，城市形态学的基本理论和方法正在逐步融合和发展。2 二战之前的城市形态学发展2.1 以城镇规划为起点从 18 世纪开始，地形图和平面图的广泛使用趋势推动了城市形态学术研究的发展。这些城镇规划展示了老城区的演变过程和历史变迁，正如 Gauthiez 和 Bernard 所言：“建筑群、广场和街道的规划让我们能够欣赏到一个城镇的空间结构。”2同时还包括中世纪城镇的治理形式和管理模式。19 世纪中叶，R.Eitelberger 和 J.Stlibben 有了新的研究方向，他们开始关注美学、建筑类型学分析和交通网络研究等课题。此外，J.Stlibben还观察了历史演变过程中出现的社会现象：“领土扩张、新干道的开辟、投机性开发和住宅区。”22.2 以 Johannes Fritz 为二战前城市形态学发展的先驱J.Fritz 被认为是建筑学学术领域的先导，他的思想和研究方法对城市形态学有很大的影响，特别是对德国、意大利以及 20 世纪初的法国等欧洲国家的城市形态研究。Fritz 认为，城镇规划是城市历史最可靠的原始资料3。他确信中世纪城镇规划图的形式和特征是建立在立法地位上的，这与传统历史学家的理论相悖。当时，比例尺为 1 2500 的规划图可用于精确分析，但除政府相关用途外，任何人都无法访问，例如房地产或工程项目。因此，军事地图Generalstabskarte 成为 J.Fritz 的主要来源，尽管它的比例为 1 25000。他提出了编写“地图集”的重要性。1894年，他出版了一本名为 Deutsche Stadtanlagen的小册子，里面有德国城镇的布局案例资料2。随着在 20 世纪传遍欧洲，J.Fritz 的学说无论在历史还是地理领域都产生了重大影响。这一趋势后来被法国学者所追随，这反映在 Lavedan 的著作中：根据Fritz的分类研究“建立的城镇”与“创建的城镇”之间的差异，平面形式与时间顺序立法过程之间的关系，此外，Lavedan 致力于研究殖民权力在平面形式上的体现。同一时期，意大利也有相同的发展趋势，G.Giovannoni 在 1922年的地理类型地图集中的作品以及 L.Piccinato 的许多关于中世纪城镇的计划都证明了这一点。2.3 德国学派的贡献第二次世界大战前，德国的城市形态学研究是被德国的城市地理学主导。O.Schl ter 和他的学生 W.Geisler、R.Martiny 和 H.Bobek 的研究在19 世纪 90 年代和 20 世纪 50 年代之间产生了显著的影响。O.Schl ter 在受到 J.Fritz 著作的影响后，提出了一个新学科：人文地理学，他也对人文地理学方法论作出了巨大贡献。此外，他考察了不同类型的建筑和城镇的原始形态，并将其划分为地理或城市区域。W.Geisler 和 H.Bobek 的 研 究Dazig:ein sidlungsgeographischer Versuch（1918）主要是关于聚落地理学的研究：对城市形态的各个方面进行了详细调查，并在表现技术方面进行了改进。W.Geisler 在他的著作Die deutsche stadt ein beitrag zur morphologie der kulturlandschaft（1924）中提出了广泛的形态学研究：德国城市The Development and Transformation of Urban Morphology城市形态学的发展与转型1363.3 法国凡尔赛学派意大利的建筑类型学研究启发了法国的城市形态学。直到 20 世纪 60 年代末，建筑学家P.Panerai、J.Castex 和社会学家 J.C.Depaule 建立了名为凡尔赛学派的城市形态学学派。20 世纪 70 年代初，凡尔赛学派的建筑师们将意大利学派的先进的方法和理论与有关法国的城市社会空间的最新研究相结合，得出一个崭新的学术成果，并为城市形态学研究作出了贡献。凡尔赛学派有两个区别于意大利学派的普遍特征：城市形态与社会行为之间的辩证关系，以及现代与非现代之间的辩证关系。由于 H.Lefebvre的大规模影响，与凡尔赛学派的其他因素相比，社会因素是优先考虑的。法国学派研究类型学和城市形态学的方法与意大利的方法相比，是一种更加理论化和规范化的方法。其差异可以表现在两个方面。首先，它起源于美国的社会学研究和意大利的建筑研究。这一部分是由 Ladrhaus 完成的，他将城市变化描述为一个动态的社会空间过程。其次，它被称为“类型形态学”6，建立在 C.Aymonino 和罗西的研究之上。一个典型的例子是工业城镇 Le Creusot，它阐述了有必要逐步分析社会经济背景下的历史原因和功能。4 21 世纪初城市形态学的新方法4.1 ISUF 的创立及其后续影响在 20 世纪末，学者们意识到，为了超越其原有的城市形态学的扩展，将三个“学派”的理论放在一起讨论是必要的。由此，国际城市形态研讨会（ISUF）于1994年成立，它由来自三个“学派”和许多其他国家的城市形态学家组成。直到 1994 年 ISUF 的第一次会议，不同的学派之间只有少数联系和学术交流。例如，由于Conzen 的儿子 M.P.Conzen 的参与，Conzenian小组在英国和美国地理领域之间架起了桥梁。另一方面，凡尔赛学派建立了与拉丁世界和阿拉伯世界的连接。法国人与北美有了更多的联系也是由于 Castex 在 20 世纪 60 年代在纽约的贡献和1988 年时对俄勒冈大学的访问。在 ISUF 的组织下，这些不同学派之间的微弱联系共同构成了城市形态学的谱系。此外，地耕期的测量早期阶段，随着新制度阶段的开始，建筑覆盖率和密度急剧下降，至此完成一个周期。Conzen还详细测量了地块的边界和尺寸，R.Slater受此影响开发了可用于重建地块边界历史的计量分析。Conzen 思考的另一个方面是边缘带的概念。“1936 年，边缘带的概念最早是被 Conzen的导师 Louis 所认可，但 Conzen 在对英国集镇Alnwick 和英国主要城市 Newcastle upon Tyne的研究中发展到了更高的复杂程度。”4边缘带、建筑周期、土地价值和创新采用之间的关系被建立并进一步发展：边缘带的出现与土地价值和形态要素有关。这种动态关系使得建成区向外扩张，边缘带是城市增长和变化的形态学理论的基础。正如怀特汉德在 2001 年所说：“被一些人描述为 Conzenian 的英国城市形态思想流派无疑是地理的很难设想比边缘带概念和形态区域更具有地理意义的想法。”根据Conzen的解释，为了探索一个城市地区最大的物质发展，必须划分不同的形态区域。形态区域图由独立的平面类型区域图、建筑类型区域图和功能区域图复合而成，可以用来阐明所选城市区域的历史发展。此外，形态区地图也可以成为未来城市景观管理的基础。3.2 意大利 Muratori-Caniggia 学派Muratori 的主题思想是分析和识别各种建筑类型的使用，将建筑类型纳入对历史时期的理解是有意义的，它可以作为城市结构历史分析的工具。另一项成就是“通过增加一些根据特定类型或变体确定的建筑来描述城市结构的特征，这些变体使这种类型能够适应物理限制，如靠边的地块、不规则的地形或地块”2。G.Caniggia 提出了一个名为“过程类型学”的历时模型。该模型根据城市结构的演变来展示城镇的形成过程。他关注的一个方面是将建筑类型视为城市形态学的基本因素。卡尼贾（G.Caniggia）撰写的Lettura di Firenze（1984）一文为这一理论体系提供了最好的发展，它也解释了城市的形式。由于后来在 1980 年罗西的经典作品从意大利语翻译成英语，S.Muratori 和意大利“学派”的意识形态都在全球范围内传播。罗西成功地推动了建筑向传统建筑类型学的过渡，建筑类型学的重要性也得到了提升。对文化景观形态的贡献以及德国城镇的场地、城镇规划和建筑类型的综合分类。H.Bobek 呼吁人们了解城市地理的重要性以及城市景观形成背后的逻辑。Bobek 还在地理上将城镇重新定义为一个大型居住地，可以表示为无边界区域内的一般经济、政治和文化交流中心，其典型特点是有向中心集中的倾向。20 世纪初，建筑师们开始关注社会经济背景的起源和中世纪城市的发展。除了 O.Schl ter之外，H.Hassinger 也是探索城市形态学研究方向的重要人物：古建筑和纪念碑的分布。H.Hassinger 在 他 的 论 文tiber Aufgaben der Stadtekund（1910）和E.Berhummer的论文 Der Stadtplan seine Entwicklung und geographische Bedeutung（1907）中讨论了城市规划发展和地理学在城市研究中的适用性问题，同时考虑了古代制图师的精确性和古城规划的可靠性。3 二战后的城市形态学发展在战后时期，德国传统研究的成果得以延续。陆续出现法国的 Versailles 学派、英国的 Conzen学派和意大利的 Muratori-Caniggia 学派。这些学派是那个时期最有影响力和主流的学派。同时，三个学派开始发展，尽管每个学派之间没有太多交流。3.1 Conzen 学派Conzen 的 城 市 形 态 学 思 想 源 于 德 国。M.Conzen的工作始于对最早可靠平面图的研究，同时也试图调查居住地的起源。关于突出城市空间立体形态的部分，他以“Townscape”作为研究对象引入了术语。Conzen 认识到城镇景观的三方划分，可以介绍为：城镇规划或平面图（包括街道、地块和建筑物的街区平面图）、建筑结构以及土地和建筑物利用。“他的一些最富有成果的想法是与地块相关的，它构成了一个非常详细的、微观尺度框架，可以按照英国人文地理的标准进行分析。”4他的概念“burgage cycle”是基于地块和建筑物的街区计划之间的关系。术语“burgage cycle”可以解释为建筑物覆盖率，随时间的变化，它可以表示为以下几个阶段（图1）：从制度阶段开始，它建立地块结构的初始阶段。然后，在填充阶段，空白土地逐渐被建筑物填满。到高潮阶段，现有地块上的建筑密度最高。隐性阶段是城市休图 220112021 年城市形态知识地图（图片来源：参考文献 5）图 1康泽恩（1960）的布尔格周期的不同阶段（图片来源：参考文献 5）137236|2023|11城市设计参考文献：1OLIVEIRA V.Urban morphologyJ.Urban Studies,2020.2GAUTHIEZ B.The history of Urban morphologyJ.Urban Morphology,2004,8(02):71-89.3SIMMS A.Johannes Fritz and the origins of urban morphology A.SimmsJ.Urban Morphology,2016,20(01):62-64.4WHITEHAND J W R.British urban morphology:The Conzenian traditionJ.Urban Morphology,2001,5(02):103-109.5叶宇,黄鎔,张灵珠.量化城市形态学：涌现、概念及城市设计响应J.时代建筑,2021(01):34-43.5DARIN M.The study of urban form in FranceJ.Urban Morphology,1998,2(02):63-76.6MOUDON A V.Urban morphology as an emerging interdisciplinary fieldJ.Urban Morphology,1997,1(01):3-10.7FELICIOTTI A,ROMICE O,PORTA S,et al.from system ecology to urban morphology:Towards a theory of urban form resilienceJ.Proceedings of IFoU 2018:Reframing Urban Resilience Implementation:Aligning Sustainability and Resilience,2018.8HOLLING C S,GOLDBERG M A.Ecology and planningJ.Journal of the American Institute of Planners,1971,37(04):221-230.9段进,邱国潮.国外城市形态学研究的兴起与发展J.城市规划学刊,2008(05):34-42.理学和建筑学之间的自然差距，以及文化和语言上的差异，这些都是造成谱系复杂性的不可避免的重要因素。“ISUF建立了一个跨越地理、历史、考古、建筑和规划的领域，因此，人文、社会科学和专业、研究和行动、知识和决策、描述和处方。”7由于知识网络系统的复杂性，需要建立一个跨学科的城市形态学领域的基础，也给世界范围内越来越多的城市形态学家更多的机会来建立一个共同的理论基础。城市形态学家形成了一个共同的认识，即城市或城镇可以通过其物理形式的媒介进行分析。此外，为了概括谱系的复杂性，人们达成了一个共识：形式、决议和时间是城市形态学研究的三个基本组成部分。详细来说，它可以定义为以下三个原则：（1）城市形态是由三个基本的物理元素定义的：建筑物及其相关的开放空间、地块或地段，以及街道；（2）城市形态可以从不同的层次上理解，通常情况下，有四个层次被认可，分别对应于建筑/地块、街道/街区、城市和区域；（3）城市形态只能从历史的角度来理解，因为其构成元素在不断地转变和替换7。这三个原则在地理学家或建筑师进行的所有研究中都有所体现，无论他们关注的是哪种类型的城市，中世纪、巴洛克或当代城市。4.2 从欧洲到世界随着城市形态学研究的不断深入，就研究对象而言，大多数形态学研究都集中在欧洲历史名城，这在当今世界的实际应用中存在着局限性。人们意识到，研究不仅应该集中在欧洲城镇，还应该考虑到其他类型的城市形态。目前，更多的形态学研究倾向于在非欧洲文化地区进行，如北美和澳大利亚，以及越来越多的亚洲城市和非洲城市。通过最近在这些与欧洲背景完全不同的城市的研究，证实了三个“学派”的共同原则的有效性：城镇的基本要素是相同的，形成和转变的过程也显示出相同的特征。这表明，城市形态分析和研究方法的应用有可能解决未来几十年城市快速扩张的全球性问题，特别是巨型城市。如今，就研究的城镇类型而言，研究重点正从传统的古镇转向现代工业城市和后现代城市，从发达国家转向发展中国家，特别是前殖民地国家。4.3 融合科学、技术和设计的新举措传统的城市形态学研究主要是通过研究者的经验积累以及手工分析，传统的方式是依靠主观经验归纳认知，这很难实现城市形态学研究的进一步发展。如果继续采用传统的研究方法，难以推动城市设计的细化和进一步发展。当务之急是引入新的分析方法和技术支持，以获得更深入、更精细的发展。自 2013 年 ISUF 会议以来，定量分析技术的应用被认为是进一步发展形态学的方法之一。从20102019 年，陆续有论文和书籍发表，这表明城市形态学研究有量化转型的趋势。城市形态学量化领域的研究不再局限于对空间形态的精确分析，它正处于多种方法的不断发展和演变过程中。为了对城市形态学的发展范围和方向有一个清晰的认知。通过使用“CiteSpace”对现有的论文和文章进行分类和分析，可以将定量城市形态学的各个分支全部可视化，并进一步按其模式和分布进行分类，形成知识网络构架。通过对 Web of Science 和 Scopus 数据库中 20112021 年的200 多篇代表性论文和文章的分析，可以总结出城市形态学定量研究的三种主要发展方式（图2）。第一种方法是以数据分析为主的定量化分析。这种方法可以理解为以地理信息系统为代表的定量思维与传统城镇形态分析的紧密结合。数据支持的定量分析依然关注街区、街道、建筑和其他基本形态要素。另一方面，它也有 GIS 支持的创新方法的重要实施。由城市多源数据集支持的定量分析不仅可以对城市空间形态特征进行精确测量，还可以进一步阐述空间形态的非物质表现。第二种方法是通过具身性的循证分析。在虚拟现实技术和可穿戴生理传感器的运用下，分析人们的空间认知和他们在一定空间的行为。在这些先进设备的支持下，人们的主观感受可以被量化记录，而这在没有这些设备的情况下是难以实现的。有了这些设备提供的数据，城市空间的评估可以有更好的可信度和有效性。因此，基于循证分析的城市设计更具有可操作性。最后一种方法侧重于算法驱动生成的城市设计。在各种算法深度学习的支持下，城市设计生成的创新方法可以更有效。构建交互设计平台有助于实现以人为本的城市设计。此外，以生成对抗网络（GAN）为代表的深度学习算法可以在人工智能与设计之间建立更好的联系，自动化城市设计中特定对象的深度学习，为形态发生提供设计支持。总的来说，机器学习有能力分析城市内部要素的复杂非线性关系。4.4 迈向可持续与弹性城市随着城市规模和复杂性的增加，人们越来越关注城市如何在不可预测的情况下能够抵御、适应或共同发展。为了实现可持续的城市环境生态的发展，目前城市形态学已经将可持续和有弹性的城市概念作为其研究的一个主要方向。一些学者开始将景观生态学和城市形态学整合为一个共同的领域，采取生态学的理论模型来发展城市形态学的弹性理论。“弹性的概念起源于生态学，是处理生态系统中变化和不确定性的一种方式，特别是其进化的解释，在与城市系统的关系中获得了突出的地位。”8根据生态系统和社会生态系统的动态变化，在一个被称为“适应性循环”的循环过程中，有四个不同的阶段（图3）：增长或开发（r）、保护（K）、崩溃或释放（omega）、重组（alpha）。一些形态学家提出的理论认为，一个城镇发生的动态变化也遵循“适应性循环”的模式，经历了创造、增长、崩溃和恢复等阶段，典型的例子是康泽恩的“城堡循环”。一般来说，城市系统具有类似于生态系统的特征，包括它们的弹性。城市系统可以被认为是一个复杂的自我组织和自我适应的系统 5。城镇的形成不能被认为是一个静态的现象，相反，它是一个动态的固体形式，受其多变的周期限制，其发展历史和过去的状态也会对城镇产生很大的影响。因此，学者们建议在弹性理论和城市规划之间建立联系，以弹性的形式建设城市。结语本文按照时间顺序对战后至今的城市形态学进行梳理，全面阐述了城市形态学的发展历程及其在建筑领域的应用。随着建筑师对城市形态学认识的提高，城市形态学将继续发展下去，并与社会、科学和建筑创新紧密结合。图 3适应性周期（图片来源：https:/www.resalliance.org/adaptive-cycle）