基于空间句法的拙政园和留园空间结构对比研究

2020-07-22王海涛张昊雁

山东林业科技 2020年3期

王海涛，周庆*，张昊雁

（1.天津城建大学建筑学院，天津300384；2.苏州科技大学建筑与城市规划学院，江苏苏州215011）

中国江南私家园林的精髓在于园林空间的组织，塑造了以小见大、步移景异、开合有度、虚实相间的丰富空间变化。不同的空间组织形式营造出不同的空间感受，表达出园主人和造园家不同的精神追求。造园技术部分已经失传，但探索园林空间结构，将其运用在现代景观设计中，仍有积极意义。苏州博物馆采用现代材料表达的就是传统空间意境和山水格局，成为现代园林建筑典范。传统园林空间的认知往往采用描述的定性方法，属于仁者见仁的主观判断，难以服众。随着现代科技的发展，空间句法理论以定量分析手段出现，采用几何拓扑学为基础，针对空间之间的逻辑关系进行分析，为理解传统园林空间结构奠定了基础。

1 研究地概况

拙政园和留园位于江苏省苏州市，同属于中国四大名园和世界文化遗产，江南古典园林的代表作品。拙政园的研究范围为20934 m2，建筑面积7682 m2，水体面积5800 m2。留园的研究范围为23100 m2，建筑面积7580 m2，水体面积3000 m2。两个园林用地面积和建筑面积均比较接近，水体面积相差一倍左右，具有较强的可比性。从总平面图可以看出，拙政园水体较多，有分有聚，形体各异、参差错落的亭台楼榭围水而建，折线形的小桥和走廊将各个景点连接起来。留园水体较少，位于全园中心，水中建有小蓬莱岛，以有限空间塑造小中见大的意境，追求神仙思想。建筑上分布极不均匀，有些地方极其稀疏，有的地方则十分稠密，对比强烈。

2 研究方法

空间句法理论由比尔·希列尔于20世纪70年代提出，研究空间本身之间的逻辑关系，从量的角度深化对空间的认识[1]。空间句法研究不同的空间组织与人的行为活动之间的规律，其将理性的逻辑与感性的情感结合起来，探寻空间结构与人行为活动的内在联系[2]。空间的组成方式决定了空间中人的行为方式，而不是人的行为方式影响空间的结构。空间句法的分析模型包括凸空间模型、轴线模型和线段模型，分析指标有连接度、整合度、深度值、选择度和控制度等。

经过多年发展，空间句法已经广泛应用在建筑[3][4]、城市规划[5][6][7]、园林[8][9][10][11]等领域的空间分析中，在近些年才开启其在空间复杂的中国传统园林空间分析[12]。陈明采用空间句法分析了以拙政园和流芳园为代表的中外传统园林，剖析了空间结构上的差异[13]。林辉以历史为主线，采用空间句法技术分析了拙政园的空间演变[14]。杨琪瑶利用空间句法对场地空间几何结构与游人对场地的感知方面的优势，对狮子林假山曲径空间进行拓扑空间划分后，发现狮子林主假山树状链接和网状链接相组合的"迷宫式"路径模式是形成其空间神秘性与趣味性的主要因素[15]。

本文采用UCLDepthmap 软件和基于Grasshopper平台的space syntax 插件，对拙政园和留园进行凸空间分析和可视化分析，这些指标的数值随着颜色的冷暖变化而变化，颜色越暖，数值越高，从而分析园林游览路径及空间的层次关系。指标包括：

（1）连接度

连接度则表示与指定空间相交的其他空间的总数。反映某个空间与整个空间系统的紧密程度，即空间的渗透性，连接度越高，渗透性越强。

（2）平均深度

深度值是指某一结点距其他所有结点的最短距离。反映空间局部在拓扑意义上的可达性，深度值越大，可达性越弱。

（3）整合度

整合度表示一个单元空间与系统中所有其他空间的集聚或离散程度。当整合度值越大，表示该空间在系统中的便捷程度越大，也就是该空间在系统中处于较便捷的位置；反之，则空间处于不便捷的位置。

视线整合度值越高的，表示这个元素只需要较少的转折就能看到全系统中的其他元素。视线整合度值越低，表示从这个元素出发，要看到其他元素，需要更多的转折。

（4）控制度

与某节点相连的节点的连接度倒数之和，就是该节点的控制度，反映该节点与其他节点相互控制的程度。

（5）选择度

选择度表示空间被穿越的概率，考察一个空间出现在最短拓扑路径上的次数。

3 拙政园和留园空间结构对比分析

3.1 凸空间分析

几何学中对于凸空间的定义是空间内任意两点的连线均处于该空间内部。在实际空间中，人的视线均可以贯穿空间内部的任意两个位置。凸空间是组成空间系统的最基本空间单元。在模型绘制中需要遵循最少且最大，用尽量简洁的方式对整体空间系统进行划分，划分出的各个凸空间即为空间节点，用直线将各节点连接起来。

选取拙政园26 个景观空间节点作为凸空间，计算各个空间的深度值。由表1 可见，以拙政园入口为起点，腰门位于第1 深度，远香堂和小沧浪位于第2 深度，梧竹幽居、玲珑馆、倚玉轩、小飞虹和玉兰堂位于第3 深度，荷风四面、绿漪亭、北山亭、海棠村坞、听雨轩、香洲、宜雨亭、二十六鸳鸯馆和别有洞天位于第4 深度，雪香云蔚亭、塔影亭、留听阁、柳阴路曲、见山楼和倒影楼位于第5 深度，浮翠阁位于第6 深度，卫生间位于第7 深度。

选取留园23 个景观空间节点作为凸空间，以门厅为起点，古木交柯位于第1 深度，明瑟楼和曲溪楼位于第2 深度，涵碧山泉、西楼和濠濮亭位于第3 深度，闻木犀香轩、活泼泼地、小蓬莱和五峰仙馆位于第4 深度，花房、远翠阁、缘溪行、还我读书处和鹤所位于第5 深度，卫生间揖峰轩和冠云台位于第6 深度，林泉耆硕之馆和冠云楼位于第7 深度，停云庵位于第8 深度。

拙政园连接度和整合度相关系数为0.749，比留园的0.629 高出0.12。拙政园整合度和平均深度相关系数为0.943，比留园的0.898 高出0.045。拙政园连接度和平均深度相关系数为0.706，比留园的0.553 高出0.153。

表1 凸空间分析表

拙政园和留园各个凸空间的连接度最小值和最大值均为1 和6，而拙政园的平均值（3.31）比留园（2.78）大0.53。拙政园和留园各个凸空间的整合度最小值和最大值亦近似相等，而拙政园的平均值（1.18）比留园（1.06）大0.12。拙政园平均深度最小值（2.4）比留园（2.23）大0.17，最大值近似相等，而拙政园的平均深度平均值（3.11）比留园（3.22）小0.11。

表2 凸空间分析属性表

由以上数据可知，拙政园的各个景观凸空间节点相邻连接空间比留园多，游览路线组合方案较多，可达性也较高，平均深度却较低。

计算拙政园和留园所有景观空间节点的整合度、选择度和控制度（见表3），以拙政园的玉兰堂、远香堂、玲珑馆和三十六鸳鸯馆，以留园涵碧山泉、五峰仙馆和林泉耆硕之馆，各四个主要景观节点为研究对象进行说明，分析其整合度、选择度和控制度。拙政园玉兰堂、远香堂和三十六鸳鸯馆整合度分别为1.547、1.547、1.278；留园西楼、五峰仙馆和林泉耆硕之馆整合度分别为1.057、1.422、0.756。拙政园玉兰堂、远香堂和三十六鸳鸯馆选择度分别为305、327、195；留园西楼、五峰仙馆和林泉耆硕之馆选择度分别为169、231、191。拙政园玉兰堂、远香堂和三十六鸳鸯馆控制度分别为1.433、1.617、1.567；留园西楼、五峰仙馆和林泉耆硕之馆控制度分别为0.583、1.417、1.667。

由以上数据，可以很清楚地看出，拙政园主要景观空间节点的整合度、选择度和控制度均比留园高。这与拙政园可达性较高、有较多的游览路线可供游客选择的直观感受一致。

3.2 可行层分析

可行层主要绘制游览路径及建筑内部可达到的空间，可视层以成年人的平均视线高度（1.6 m）为基准，绘制对视线可造成遮挡的要素，如高大的乔木、建筑、假山等。

由表3 可知，连接度较高的区域集中在面积较大的开放空间。拙政园连接度最高的是远香堂，其次为香洲和三十六鸳鸯馆，再次为连接各个观景建筑的走廊，最低的为海棠村坞。留园闻木犀香轩处连接度最高，其次为入口走廊，再次为连接各个观景建筑的走廊，最低的为湖中岛小蓬莱。拙政园与留园连接度最高值相似在于均处于用地中央，位于水边，连接通达处。

表3 整合度、选择度和控制度分析表

拙政园整合度最高的为柳阴路曲、荷风四面、倚玉轩之间的走廊，其次为远香堂平台，最低的为入口处空间。留园整合度最高的为远翠阁右侧走廊，其次为远翠阁周边与闻木犀香轩、还我读书处、冠云台之间的走廊，最低的是西侧缘溪行入口处小路。拙政园与留园整合度最高值相似在于均位于走廊四通八达的节点位置。

拙政园深度值最高的为入口处，最低的为柳阴路曲、荷风四面、倚玉轩之间的走廊。留园深度值最高的为西侧缘溪行入口处小路，最低的为远翠阁右侧走廊。这也与拙政园和留园的整合度空间布局相反，互相验证，整合度高代表空间的可达性较好，深度较低。

表4 可行层分析

由表4 可知，拙政园的连接度最小值、平均值和最大值均比留园大数倍，表明拙政园各个相邻空间更多，游览路径可选择性也越多。拙政园的整合度最小值、平均值和最大值均比留园稍大，表明随着空间之间连接数量增加，各个观景建筑的可达性也随之提高。与连接度和整合度相反的是平均深度，拙政园的平均深度各项值均比留园小，这也与空间相邻程度和可达程度较高的空间结构一致。

表5 可行层分析属性表

对比拙政园与留园的可行层连接度和整合度值高的区域，基本上空间都较为宽阔，以增强与周围空间的渗透关系。而连接度和整合度低的区域往往是狭窄且长的游览路径，尤其是与周围空间没有直接联系的路径，空间渗透性最弱。

3.3 可视层分析

由表5 可知，拙政园可视层连接度在中部水体南北有两个高值分布区域，逐渐向周围呈减小趋势。说明这里是园林中最容易被看到的区域，由于水面面积较大，也不存在视线遮挡，景观节点也大多围绕着水面布置，这些节点既是景点，也是观景点。拙政园内部因存在假山、建筑等要素对视线造成一定的遮挡，所以其空间的变化层次更为丰富。

相比之下，留园没有大的假山遮挡，西北部和西南部空间较为开阔，因此视线容易穿透的区域更大。其次连接度较高的就是中心水面，留园的水面面积虽然较小，但比拙政园集中，呈现更高的可视性。连接度最低的区域在狭窄的入口空间序列，此空间内时间转角均在90°以内，导向性极强。在对空间的视觉感知上，入口空间序列分为两部分，入口前半部分为若干小庭院、小天井和狭窄走廊，可视性比较差，但行至古木交柯处，北方向的视线豁然开朗，将行人视觉引向留园主观景空间—中央水面区。

拙政园连接度最小值为1，平均值为627.23，最大值为2216。留园连接度最小值为1，平均值为1079.5，最大值为3486。拙政园连接度与第一和第二动点图的相关度为0.957 和0.865，比留园（0.938和0.759）稍高。

总体来看，拙政园水域较大，临水而建的景点分布更加均匀，游览路线更加多样；留园水体比较集中，临水而建，形成全园的中心景区，聚集性更高。但为了形成疏密变化的空间布局，在西北点种柏、柳杉和梧桐，在西南部种桦树、青枫和柿树，空间开朗，可视性最高，与中部密集的景点形成对比。