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

杨家婷，谢超，曾晨帆，乔丹

（西北大学城市与环境学院）

1 引言

在我国高速城市化进程中，城市普遍面临着快速的无序扩张问题，作为地区文化记忆的载体，历史街区的生存空间压缩滞后，而新型城镇化要求，在城市建设过程中传承城市记忆[1]，故需要不断的更新和发展来增强街区活力，以提供独特文化的展示空间。在存量规划设计的背景之下，为了精准提高复杂社会经济条件下人们的生活质量，城市设计逐渐作为一项重要的空间干预手段[2]。为了描述空间生长逻辑下的经济社会活动，空间句法作为经典的空间形态定量分析理论与方法，成为循证城市设计的一种手段[3]。基于此，文章将综合空间句法与GIS核密度分析方法，对西安市北院门一带历史街区空间形态与空间活力进行分析，对历史街区的规划设计、建设及管理有重要作用。

2 区域概况

研究区位于西安市明城墙内北院门一带，北至大皮院，南至西大街，西至广济街，东至北院门（见图1）。道路有西大街、北院门、大皮院、广济街、西羊市及若干组团级道路。地块内有西安化觉巷清真大寺、北院门风情文化街等重要节点。整体功能空间复合，集居住、商业、文教、医疗于一体。新旧建筑密集交织，路网杂乱。

图1 研究范围及轴线图

3 研究方法

3.1 区位条件分析

通过实地调研，结合GIS核密度分析方法，将餐饮、交通、科教、住宅、购物、住宿、医疗、体育、生活、风景、公共设施等11个因子赋予权重，对其设施数量及空间分布状况进行综合分析，使空间上离散点密度的变化平滑，突出活力的聚集程度与变化趋势。

3.2 空间形态分析

空间句法是一种以定量指标表述建筑和城市空间网络特征及其对应的社会经济影响的理论，通过社会效应改善的优劣来决定城市形态干预的途径[4]。文章运用CAD及Depthmap软件进行图像绘制与功能分析，建立研究区轴线拓扑关系，采用轴线及视域分析的方法，对研究地块的街道网络进行连接度、穿行度、整合度、可理解度、协同性等的量化评价，探讨街区空间形态及存在的问题。

4 结果分析

4.1 区位活力分析

参考文献并结合基地现状，将餐饮、交通等11类因子赋予权重（见图2）。发现：活力较高点大多分布于基地的四周边界，与明城墙内其他地区相比，活力值适中偏低，区域内各类设施与服务仍需完善。

图2 核密度分布图

4.2 空间句法分析

4.2.1 高穿行度影响未来街道发展潜力

穿行度表达系统中某一空间被其他最短路径穿行的可能性。基地内穿行度最高的分别为西大街、广济街、西羊市，其次为大皮院，北院门较低，地块内组团级道路则最低（见图3）。实地调研发现，北院门人流相比大皮院及西羊市更多，即人群有更大的可能性选择穿行北院门。分析其原因在于北院门作为回民街打造的回坊文化风情街，有着更高的知名度和街道宽度可供人流的选择和通过。西羊市及大皮院整体街道尺度及立面整饰程度都较弱。参考穿行度，说明它们都具有较高的行人及车辆穿行潜力，未来可考虑提高立面整饰，打造回坊街区完整的商业闭环。

图3 穿行度图

4.2.2 高局部整合度刺激生成次一级商业活力点

全局整合度（r=n）与局域整合度（r=2/3）的差别为：前者计算每条线到其他所有线的拓扑深度，而后者仅计算与每条线距离3个拓扑距离的线的平均深度。传统空间句法研究认为，全局整合度可以反映出全城的商业中心；局域整合度可以避免边界作用的影响，反映出商业次中心。

研究得知，广济街拥有最高的全局整合度，其他道路及组团级道路次之（见图4），这说明广济街拥有更高的商业发展潜力，人群会集聚在广济街进行商业活动和互动联系。但实际上，北院门及西羊市拥有更高的人流和集聚活动，主要原因在于广济街的街道尺度及整体立面整饰较差。北院门及西羊市则可以考虑设置更多的停留设施以聚集人群空间。

局域分析以步行对象为主，选定r=3。结果显示，局域整合度最高的为西大街，其次为大皮院及西羊市等（见图5）。意味在步行条件下，存在更多的商业活力点，次一级的商业活力点可以存在与中心商业活力点不同的商业业态及集聚人群规模，未来可以根据地段功能划分生活圈要求，完善次一级的商业活力点。

图5 局域整合度图

4.2.3 可理解度的增强，提升地区可辨识度

可理解度衡量从一个空间所看到的局部空间结构是否有助于建立起整个空间系统的图景、能否作为其看不到的整个空间结构的引导，表达了连接度与全局整合度的相关性。分析得到R2=0.606657，拟合方程y=0.106475x+1.15329。此时R2大于0.5，说明横轴与纵轴是相关的（见图6）。可知这是一个可理解性好但不够突出的空间系统，原因在于部分街道狭窄脏乱。

图6 可理解度图

4.2.4 协同度高的街区需注重触发街区整体活力

协同度表达了局域整合度和全局整合度之间的关系，分析得到R2=0.790055，拟合方程y=0.349747x+0.800442。此时R2大于0.7，说明横轴与纵轴显著相关（见图7）。那么，这就是一个可理解性好的空间系统。协同度高的街区网络倾向于具有单一核心的轴线结构。街区空间核心为北院门步行主街，集中人流汇集使主街的空间活力较高。各街巷空间品质差别较大，凌乱的空间影响了人的直观体验，影响了街巷的聚集效应。未来可以加强引导，使人流向周边街巷分散；通过功能触媒诱发整体街区活力。

图7 协同度图

4.2.5 集聚系数低的节点引导人流的快速通过

视域集聚系数表达了空间边界在视觉限定效果强弱中的判断。集聚系数越高，表示这一范围内的视点在系统中受到的遮蔽越多，空间中视线受压迫程度更强烈，同时能够接收到的信息越多。分析图8可知，视域集聚系数低的区域主要集中在主要街道的交汇处，而视域集聚系数较高的点则主要集中在区域内部组团级道路中段。结合实际情况，在街道活力提升过程中，在集聚系数较低，信息易丢失的道路交汇点处，适量设置路牌引导人流的快速通过。

图8 视域集聚系数图

4.2.6 视域整合度高的节点加强空间与人流互动

视域整合度表示每一个视点能够看到的空间多少，值越高代表空间的开放程度越高。由图9可知，基地整体视域整合度较低，西大街作为基地整合度较高的区域，易被游客察觉和感知，因此，应注重对北院门回坊风情文化街的空间引导，利用视域整合度的优势，吸引更多游客进入地块内部。在西羊市的部分节点处也存在整合度较高点，在这些点中更适宜进行节点空间的打造，结合游客休憩时不希望被看到的心理，设置少量半开放空间，增加整体空间可停留度。

图9 视域整合度图

5 结语

本文选取西安明城墙内北院门历史街区部分地块，运用GIS核密度及空间句法理论下的轴线及视域分析方法，对地块的空间形态与空间活力进行研究。发现了区域在设施配置、街道尺度、业态分布、空间引导等方面的不足，并提出完善配套服务设施、组织开发地块周边道路、分级业态激活、关注空间引导与节点停留空间的打造等建议。以期为城市历史街区的更新与活力的重塑提供一些思路。