空间句法在成都少城空间优化中的应用

2018-10-23钟婷

重庆建筑 2018年10期

钟婷

（成都市规划设计研究院，四川成都 610081）

0 引言

当下，城市规划的核心问题越来越趋向于“人”，城市发展越来越突出了人性化的趋势。城市规划的方法，随着规划任务的扩展和科学思维与认识方法的发展而变化，随着信息网络化和计算机有关软件、硬件的大量开发和升级，进行信息化数据收集、分析建模、模拟等量化方法已经成为城市规划技术的重要手段。

“空间句法作为一种空间理论与方法，从拓扑网络的角度理解空间，以实证方式从各个尺度上重点研究空间形态结构对于社会经济活动的空间分布的影响。”[1]研究人的行为与空间形态的互动规律，桥接人与物的城镇化。自上世纪70年代创立以来，空间句法在建筑、规划领域得到了较多应用，并取得了较好的效果。自上世纪90年代引入我国以来，空间句法的理论与研究方法逐渐被中国城市规划学者们所熟知。

图1 空间句法应用思路

1 空间句法介绍

空间句法理论由英国伦敦大学学院巴特莱特建成环境学院（University College London Bartlett Faculty of the Built Environment）的比尔·希列尔（Bill Hillier）教授提出，是一种从空间形态出发理解人类社会、经济和文化行为的城市空间理论。其核心观点是人们塑造了空间，同时空间也影响了我们的行为，空间与社会关系相互映射，空间布局反映社会模式，空间塑造社会模式[2]。

空间句法软件是一种以空间拓扑形态为基础的空间分析及计算软件，用于进行空间句法模型分析，并实现了与Arcgis平台的集成，大大提升了空间模拟和研究能力[3-4]。Depthmap从空间的构型入手，分析街道和道路的网络，以及所有在此基础上附加的空间所组成的空间结构形态特性。作为拓扑关系的度量，空间句法较为常见的度量值为连接值、控制值、深度值、整合度以及选择度。其中整合度是用来度量城市中心性的值，多用来进行城市公共空间的实证研究。

从方法论来讲，空间句法研究的方法不是简单的“分析-归纳”或者验证，空间句法通过数据收集与分析来增强规划科学性，是一种基于空间数据分析明确问题、需求和各相关现象的因果关系，并通过建构数据链来确定设计相关参数体系关系的设计方法[5]。具体来讲就是在对城市空间现象和社会经济活动进行分析、提出假设的基础上，通过社会经济数据构建的模型与空间句法网络模型进行实证检验，然后优化或否定假设，将结论应用于下一步的规划决策以及方案中。在这个过程中，通过观察提出假设或研究问题是整个研究的基础，而相关性分析是整个研究的重点所在。

详细的空间句法应用思路见图1。

2 成都少城空间句法实证研究

2.1 基本情况

成都少城片区位于城市中心历史悠久的区域，面积约1.5km2。在两千年的历史中，成都一直延续着大城套小城的格局，少城则延续了清代以来的空间格局，一直延续着街巷平行式的鱼骨式结构，延续着北方院落以及闲适的生活氛围[6]。自2003年宽窄巷子开业成为热门景区后，少城呈现了两种不同的面貌：一种是居住区的闲适宁静，一种是商业区的热闹喧嚣。

2.2 实证研究

1）主要思路

空间句法在微观层面主要应用在以下四个方面：街区内公共空间及公共设施的优化布局及多方案比选、社区安全与空间的关系研究及相应的社区安全的提升策略、辅助城市设计确定景观节点及标志物的具体位置、辅助公共建筑平面布局以及室外场地设计。

该研究想借助于空间句法这一理论工具，通过现场调研获取公共空间活动人数数据。利用Depth Map软件进行空间句法整合度分析，公共空间人流数据与空间句法整合度的相关性分析，寻找研究少城公共空间活动人数分布与城市空间结构的关系。在探求关系的基础上，辅助进行少城片区内居住片区与商业旅游片区公共空间的设置及优化。

图2为少城周边控制性详细规划拼合图，图3为应用思路图。

图2 少城周边控制性详细规划拼合图

图3 应用思路图

2）建立空间句法模型

该次工作空间句法建模范围包含整个少城片区范围，南至少城路、东至东城根街、北至八宝街、西至西郊河向外延伸1～3km；建模深度精细到城市道路、步行通道、绿地广场等公共空间（图4）。

图4 建模范围示意图

由于微观城市尺度涉及到的空间尺度较小，需使用视域分析与线段分析两种方法（图5）。因为两个区域呈现明显不一样的空间特质，该研究采用两种建模方式，一种是视域模型，一种是线段模型。通过验证不同类型模型与现实情况匹配度之后，再选取最佳模型作为后续方案比较提升的使用模型。

表1 全局整合度与人数密度数据相关性分析相关性

图5 少城片区空间句法模型（左视域分析、右轴线分析）

通过视域法分析建立模型，栅格大小为4mx4m。选取视域整合度进行分析。通过线段法分析，角度模式建立分析模型。选取整合度进行分析。

3）建立社会经济模型

数据获取以解决城市研究或者规划问题为目的。数据能够被空间化、能够获取、易于操作。考虑到该研究属于城市微观尺度的研究，对于数据点位的空间分布精准度要求很高，现有的大数据手段并不能达到如此高的精度，本研究采用实地调查统计的方式进行行人计数，图6为调查手稿。选取3个工作日上午10—12时调查少城片区公共空间人数的空间分布（图7）。通过实测落点图可以看到，在宽窄巷子区域人流分布更为密集集中，而周边的居住区域分布则较为均质与稀疏。

图6 调查手稿

图7 少城公共空间人数分布

4）寻找关联性

在人数数据与整合度相关性分析中，由于少城片区宽窄巷子周边以商业旅游功能为主，其余以居住功能为主，两种片区功能不同，人流分布存在数量级上的差异，因此将两个片区分别加以分析。

在少城片区层面的分析中，在线段模型中，以线段为单位，统计人数和整合度数据，作为分析单元。通过轴线线段法进行活动人数数据与整合度相关性分析。初步选取1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000局部整合度及全局整合度进行建模分析（表1），通过整合度与人数密度数据（线段上每米的人数）相关性发现6000、7000、8000、9000局部整合度及全局整合度与人流相关性高，且数值相近，因此选定全局整合度进行分析。

在居住功能为主的片区中，人数数据与全局整合度数据相关性指数R=0.556（R2=0.305），表明居住功能片区人数与全局整合度有相关性，这说明在少城片区中人流更倾向于分布在可达性强的区域，这为后续的社区服务设施、公共空间的布局优化提供了辅助决策依据。图8为居住片区标准化全局整合度（对数）与标准化人数密度数据（对数）线性回归分析。

商业旅游功能为主的片区涉及的线段数量较少，无法得出统计规律，需要在视域分析中进一步阐述。

图8 居住片区标准化全局整合度（对数）与标准化人数密度数据（对数）线性回归分析

在视域模型分析中，将视域模型栅格化，以24x24栅格为单位，统计活动人数和整合度数据，作为分析单元。居住功能为主的片区中，人数数据与视域整合度数据相关性指数为0.228（R2=0.051），活动人数与整合度不具有相关性。图9为居住片区标准化全局整合度（对数）与标准化人数数量数据（对数）回归分析。

图9 居住片区标准化全局整合度（对数）与标准化人数数量数据（对数）回归分析

图10 商业片区标准化全局整合度（对数）与标准化人数数量数据（对数）回归分析

而在商业旅游功能为主的片区中，人数数据与视域整合度数据相关性指数R=0.597（R2=0.347），表明商业旅游功能片区人数与视域整合度有相关性，说明在宽窄巷子中的人流更倾向于分布在视线集中，可以被看见的区域。这为后续的功能改造、景观设置以及空间的优化提供了基础依据。图10为商业片区标准化全局整合度（对数）与标准化人数数量数据（对数）回归分析；图11、图12、图13分别是视域模型整合度示意图、视域模型分区整合度示意图、线段模型整合度示意图；图14为商业片区人数密度数据与全局整合度散点图。

图11 视域模型整合度示意图

图12 视域模型分区整合度示意图

图13 线段模型整合度示意图

图14 商业片区人数密度数据与全局整合度散点图

2.3 规律总结与研究建议

1）分析方法建议

微观层面模型选择上，线段分析适合的空间尺度较大，约1km2左右，视域分析适合的空间尺度较小，约10公顷左右；少城中，居住功能片区，线段分析中全局整合度与公共空间人的活动有相关性；少城中，商业旅游功能片区，视域分析中视域整合度与公共空间旅游人群的活动有相关性。因此可以通过对规划基础空间模型的分析给出适当的规划建议。

2）线段分析研究建议

作为具有传统格局的片区，少城以居住功能为主，在人民对于美好生活追求日益提高的今天，该片区存在着配套落后的问题，运用空间句法进行最优化公共服务设施的选址是一个新的思路。

对居住功能片区规划空间模型进行线段分析，全局整合度较高的线段集中在东城根街、西大街-八宝街、槐树街-东门街、同仁路、实业街、长顺街。这说明这些区域在整个网络中具有更强的可到达性，具有人流集聚的潜在条件，从城市发展的角度来讲，更适宜设置开放公共性的功能。综合考虑，现在东城根街、西大街-八宝街为城市主干道，承担机动车交通功能，建议在槐树街-东门街、同仁路、实业街、长顺上街设置与居住功能相关的公共空间及功能，如社区绿地、社区广场、社区中心、社区商业等。图15为空间句法引导方案设计。

图15 空间句法引导方案设计

3）视域分析研究建议

为了疏导宽窄巷子过于密集的人群，需要在可行的区域进行通道联通，运用空间句法对可能的打通通道方案进行比对，评价其效果。两种方案分别为，打通北部通道和打通南部通道。

采用视域分析模型，对不同的通道打通方案进行人流疏散效果的量化预测。结果表明打通南部通道连通西胜街，有2个栅格单元整合度提升，位于西胜街，提升幅度为16.79%；打通北部通道连通支矶石街，有2个栅格单元略微提升，3个栅格单元明显提升，位于支矶石街，提升幅度为27.75%；北部打通人流疏导效果更加明显，规划建议方案选择打通北部通道提升支矶石街人流。图16是对宽窄巷子进行视域分析，图17为向南（左）、向北（右）进行通道打通的结果。