基于空间句法的城市空间形态特征对比研究

程晓楠 张 昉

(湖南工业大学,湖南 株州 412099)

1 研究方法概述

1.1 空间句法概念

空间句法是对城市形态空间结构进行量化分析的理论和技术，可以直观清晰地让人感受到空间与人的发展关系，通过这种量化分析，来研究处理建筑、城市空间和人之间的关系。

空间句法理论由比尔·希利尔和朱丽安妮·汉森提出。空间分割方法有三种：轴线方法、凸多边形和视区法。本文运用轴线法，主要的量化指标是平均连接值和平均集成度。

空间句法在当下已然变成一种主要的城市空间形态分析方法，在公建设计、城市公共开放空间设计、商业设施规划、住宅小区规划以及交通规划等方面得到了比较广泛的应用。

1.2 城市空间句法分析

空间句法通过软件进行数学计算来分析城市形态特征，本文采用Depthmap软件来定量的分析空间构成的紧凑与联系程度。

运用空间句法对城市空间提取的轴线连接图进行分析计算后，得出如下几个重要的指标：

1)连接值(connectivity value)。

连接值是指与一点相连接的节点的个数。其计算原理是描述当前道路与其他道路之间的连接关系。设n代表连接的条数，则：

C=n。

连接值的大小表明在城市空间中城市渗透性的程度，二者呈正相关。

2)控制值(control value)。

用来描述节点之间互相控制的深浅，数值越大，则代表当前道路就越重要。即:

T=1/C。

3)深度值(depth value)。

把两个相连接的节点之间的间隔定义为一步，则从一节点到另一节点的最少步数就是这两个节点之间的深度。整个空间中某个节点到其他所有节点的最少步数的平均值，就叫做该节点的平均深度值(MD)。即：

MD=(∑深度×该深度上的节点个数)/(节点总数-1)。

整个空间中的总深度值就是各个节点的平均深度值之和。

4)集成度(integration value)。

“深度值”在一定大的程度上取决于空间中节点的数量。所以，为去除空间中节点数目的干扰，P.Steadman改良了计算方法，用相对不对称值来将其标准化，即:

RA=2(MD-1)/(n-2)。

其中，n为节点总数。为了与真正意义成正相关，将RA取倒数，叫做集成度。

集成度表达的是某空间节点的可达性。集成度的值越大，反映的空间可达性和渗透性越好。

2 分散型城市

2.1 分散型城市特点

分散型城市的空间形态上大都呈松散、组团式，城市空间被自然绿楔分割。南方很多城市受到河流、山体的影响使得城市空间出现被分割的状态，很多有名的旅游宜居城市均有良好的自然城市景观。

2.2 分散型城市空间形态特征

本文选取了有鲜明特征的株洲市城市中心区来进行研究，如图1所示，因为城市中心区有湘江穿过，即形成优美的湘江沿岸风景，美丽的湘江也把株洲装点得精美秀丽；良好的自然城市景观又使城市发展旅游宜居城市增添了依据。

株洲，古称建宁，是湖南省辖地级市。坐落于湖南省东部偏北，湘江的下游，“株”字可能取自株田之“株”。

株洲市城市中心由天元、芦淞、荷塘以及石峰这四区组成，“一水四区”的开阔空间，使得城市建设与自然开敞空间均衡有致。

3 聚集型城市

3.1 聚集型城市特点

由于经济技术的快速腾飞，现在正处于一个信息快速发展的大时代，城市开始日新月异，城市新城区的建设与老旧城区的改造也在许多城市进行着，城市以同心圆的方式向外围扩张，新旧城区以“摊大饼”的形式集中连片发展，城市空间的发展缺乏创新性。

本文选取了中原城市群中具有代表性的三个城市，河南郑州市中心区、河北邯郸市中心区、山西长治市中心区。如图1所示。对比郑州、邯郸、长治三个城市中心区的空间卫星地图，不难发现，中原城市群的城市空间发展状态很类似，横平竖直如棋盘式的城市道路，以车站客运站等城市人流量最大的地方为城市中心，然后向四周扩展，随着城市职能的发展，城市更多的是在土地上的扩张，从而忽视了绿地空间对城市发展的重要性，所以城市空间后期变更城市形态变得十分困难。

3.2 聚集型城市发展的困境

“集聚型”城区发展模式可以推进城市化，带来的好处是市政设施与公共设施的集约化。但这样的发展模式带来的负面效应也有很多，总结为以下三点:

1)人口和资源的连片聚集，使得城市居民的生活半径变长，城市趋于向心发展导致交通拥堵，城市运行效率低；2)都市土地大量用于建设，导致都市缺少完整绿楔，没有连续的“绿氧空间”；3)发展布局趋于横平竖直，对后期城市风貌的改变无疑是个难题，忽略了对未来城市整体形象的前瞻性与城市居住的舒适性，城市设计单调乏味，缺乏特点。

4 城市空间形态的空间句法分析

城市不仅是用来发展生产的物质载体，更是承载着为人类提供优质居住生活与工作环境的功能，人们每天在城市中生活、工作、休闲娱乐，城市的设计是为了人们更好更舒适地生活，在此城市的绿楔起着关键作用。针对有着天然绿楔形的株洲城市中心区与平原地区有着典型集聚型特征的郑州城市中心区、邯郸城市中心区、长治城市中心区的城市空间形态，运用空间句法进行对比探讨。

4.1 城市空间句法连接值与集成度图

对比四张现状卫星图，可以清楚地看出株洲市中心城区与郑州城市中心区、邯郸城市中心区、长治城市中心区形成了鲜明的对比。通过Depthmap进行分析计算得出四个城市城区的连接值和集成度如图2所示(具体运算依据Depthmap软件，其过程略)。由图2可知，无论是分散型还是聚集型城市都有自己暖色和冷色的部分，并且暖色部分集中在中心，冷色部分集中在外围。

株洲市城市中心区的集成度和连接值图对比其他城市中心区颜色较淡，主要是与株洲市区有一条较宽的水域(湘江)阻隔有关；河南郑州市城市中心区、山西长治市城市中心区、河北邯郸市城市中心区集成度与连接值图暖色较多，说明了城中区呈现聚集发展状态，可达性较好。

4.2 城市空间句法平均连接值与集成度值定量分析

通过Depthmap软件对株洲城市中心区、郑州城市中心区、邯郸城市中心区、长治城市中心区这四个城市的平均连接值与集成度值进行计算，得出郑州城市中心区、邯郸城市中心区、长治城市中心区这些集中型的城市的连接度平均值几乎一致，处于2.8～3.0之间，株洲城市中心区为2.3比他们低很多。郑州城市中心区、邯郸城市中心区、长治城市中心区这三个城市的集成度平均值几乎一致，处于0.6～0.8之间，株洲城市中心区的值却比他们低很多(见表1)。因此株洲城市中心区的集成度与连接值都比其余三个城市低很多。

表1 平均连接值与集成度

由此可以推断：集成度与连接值并不是越高越好，应该做到适宜，这样城市之间的虚实空间才能均衡。城市绿楔并不是阻止城市集成度与连接值变大的唯一原因，城市各片区自身道路系统的完善也能起到促进提高集成度与连接值的作用。

5 结语

中等城市的发展要结合自身特色，相比于大城市来说，中等城市少了很多城市职能，要切实考虑自身特点，以人为本。打造山水宜居、景色优美的城市迫在眉睫，这也是中小城市发展的一个契机。景色优美、宜居的城市具有一致的连接值与集成度，这不是偶然，城市的绿化、自然河流以及山脉等形态影响，所带来的集成度与连接值的降低，反而促进了城市的宜居性。未来平原城市的城市设计，规划绿色隔离空间打造适宜居住的城市是非常有必要的。本文基于空间句法理念，研究城市空间的不同形态发展对人们生活的影响，对未来城市形态扩展提供方向与借鉴。