基于ANP 和GIS 的传统聚落保护评价体系研究——以河北井陉中部聚落为例

彭鹏，黄宇轩，胡文利，栗坤

（石家庄铁道大学 建筑与艺术学院，河北石家庄 050043）

0 引言

传统聚落作为人类历史遗留的宝贵物质文化财产，是由多样历史价值要素所组成的一个复杂综合体。但目前，我国现行传统聚落保护方式，多基于问卷调研、专家评判等经验性要素进行传统村落的保护修缮，缺乏对聚落发展过程的量化考量[1]。国内当前的传统聚落数量多、分布广，但保护类型较为简单，历史价值判断标准较为模糊。现行保护体系下传统聚落保护同质化，缺乏对其历史价值的认识。传统聚落包含历史见证、学术研究、欣赏、怀旧及旅游等多重价值[2]。因此，在系统地剖析了历史上传统聚落的价值特点与各种影响历史传统聚落价值因素之间的相互关系的基础上，通过探讨和建立一种切实可行的传统聚落价值评估系统与办法，对准确地找到传统聚落价值保护中存在的重大问题，对科学合理地制定规划措施，促进人们对历史文化遗产的保护与传承，都将产生非常关键的意义。

从当前国内外的遗产保护评价研究来看，遗产保护评价的数据信息多从人为感知的角度进行评价，缺乏对客观统计数据的分析与评价，遗产保护评价中不仅有主观的认知要素，客观的环境因素也应该是影响历史遗产评价的重要组成部分，并且主观评价因素受专业背景、评价目的、价值观念的影响，往往有所偏差，在普遍代表性意义上还存在欠缺。但由于历史遗产的人文属性，社会调查也应是评价体系的重要组成部分。具体到国内传统聚落保护评价研究，主要集中在问卷调研与统计方法的应用方面，关于历史文化聚落应用客观环境要素进行量化评价的研究还较为鲜见；而从当前国内外GIS 技术在传统聚落的应用来看，GIS 技术多用于对传统聚落景观基因的提取，缺乏对不同聚落遗产评价的要素提取及横向对比。GIS 技术在聚落的遗产评价中可以直观地反映聚落形态的特点，应用GIS 技术将有利于传统聚落评价的客观环境因素的提取。

1 井陉地区评价指标体系的构建

1.1 景观评价因子的选取原则

传统聚落历史资源评价指标体系的合理性依存于指标选取的全面性和合理性。另外，历史资源评价指标选取突出“历史”“文化”“地理”等方面的指标，使其具有一定代表性。并且在选择指标时也应根据客观性和科学性、系统性和层次性、地域性、可操作性等原则来选择。

1.2 确立评价指标体系

指标体系的建立会在一定程度上影响研究结果的合理性及正确性，故而，指标的选取应以国家认可的评价指标体系为基础，结合现有研究成果和研究案例的指标体系，通过实地调研深入了解研究区域概况的基础上综合确定。国内现有相关评价体系作为相对成熟的评价指标体系，经过反复认证和实践检验，是较为科学的评价体系，其中均包含对村落价值方面的评价标准，这类指标便具有较高的公信度。对制定关于村落价值方面的指标时具有借鉴意义，不足之处在于这类指标涵盖的内容较为宽泛，缺乏针对性，且专家眼中认定的价值和保护者心目中认定的价值，两者评判标准存在一定差异。需要在类似评价指标的基础上，进行适当的调整。

以国家政策作为框架基础，制定多个层级的保护规划，提出保障措施。从文化线路保护的理念、原则、格局层次和保护战略等方面规划历史文化的保护体系建设，并针对整体构建目标，提出切实有效的实施对策。进行规划制定时，应打破过去历史文化保护规划的地域局限性，以文化线路价值体系为基础，综合遗产特性与地域来进行划分[3]。

在选择评价指标时遵循指标选取的全面性、针对性、可比性、可操作性和以人为本等原则[4]，结合已有的评价指标体系，并根据无人机采集的统计数据情况以及问卷调研情况，采用网络分析法（ANP）结合GIS 技术，构建主客观相结合的历史文化聚落保护评价体系。

1.3 聚落保护评价体系综合模型

在传统评价体系中发展出确定指标权重的方法较多，主要包含层次分析法（AHP）法、网络分析法（ANP）法、专家打分法等主观因素赋权法以及包含主成分分析法、熵权法、灰色聚类法、标准离差法的客观因素赋权法。主观因素赋权法指对分析对象中的各个因素根据其重要程度和个人经验主观的判断权重，该类方法比较完善、应用最多，但客观性也较差，如AHP 法、ANP法、专家打分法等；客观因素赋权法指对客观获取的资料加以整理、统计与分类，以便获取资料权重的方法，此方法较主观赋权法而言形成时间较晚且不完整，这类方法包含熵权法、标准离差法、灰色聚类法等。由于文化资源评价的主观性不可避免，同时为了减少主观因素对评价的影响以便能客观、准确地确定历史文化资源评价体系权重，本研究采用主客观相结合的方法确定指标权重。首先利用ANP 法和熵权法分别计算各项指标权重，然后再用最小信息熵原理将两种方法的权重进行组合计算进而得到最终权重。通过多种方法的综合使用以最大限度地减少评价体系中主观因素的影响。

1.3.1 运用网络分析法计算指标权重

网络层级分析法（the Analytic Network Process，ANP）是在层次分析法（AHP）的基石上，加以延伸的一门全新的决策科学方式。ANP 比较于AHP 而言，其结构关系比较灵活，在解决问题时既考虑了元素内部的相互依存关系，即内部依存关系，也顾及到了元素集内部的相互联系与影响关系，即外部依存关系。因此，ANP 在处理决策问题时具有灵活、合理与可信度高的优势。

在ANP 模型建成后，在对目标层下准则层和元素集的优势进行判断时，选取相关领域专家或学者共 6 名进行打分，以总目标为基准，对准则层进行两两优势度比较，最终再将所得数据进行加权平均计算。

元素集则需要考虑元素集之间的相互影响，因此在进行元素集之间的优势度比较时，应通过比较矩阵以元素为准则进行相关组内元素之间的优势度比较，同时以准则层为基准进行元素集之间的比较。

1.3.2 运用熵权法计算指标权重

熵权法是类比物理学中熵值的概念反映系统混乱程度的方法，在本研究中主要利用熵值反映历史文化聚落保护评价体系调研信息的无序程度，信息越无序，则在该项指标上专家意见分歧越大，相应权重越低。信息越有序，则该项指标上专家意见分歧较小，则相应权重较高。具体计算公式如下：

设有m 个评价指标、n 个评价对象，则形成原始数据矩阵R=(rij)m×n。对第 i 个指标的熵定义为：

fij为第 i 个指标下第 j 个评价对象占该指标的比重；n 为评价对象的个数；Hi为第 i 个指标的熵。

定义第 i 个指标的熵之后，第 i 个指标的熵权定义为：

1.3.3 计算组合权重

综合指标的主观权重w1i和客观权重w2i可得组合权重iw，i=1～m。iw与w1i和w2i应尽可能接近。根据最小相对信息熵原理，用拉格朗日乘子法优化可得组合权重计算式：

通过以上步骤，即可确定不同方法下历史文化聚落保护评价体系中各指标的权重。对历史文化聚落保护质量进行综合评价时，采用组合法权重对历史文化聚落保护情况进行评价，系统层指标权重由指标层权重相加得到。单独对系统层指标的质量进行评价时，评价体系只含有系统层和指标层，不含目标层，指标层指标权重则通过计算原指标层权重与其对应的系统层权重的比值得到。

图1 各聚落卫星图

传统聚落历史文化资源保护评价综合计算模型：将指标组合权重iw与各聚落的指标无量纲化处理后的值iC进行合成运算，可得到各历史文化聚落保护评价及各指标的评价值。

2 案例分析

2.1 研究地区概况

井陉的传统聚落大多都是在迁徙过程中形成的，基于此本文选取当泉村、水峪村、地都村、小龙窝村、大梁江村为代表进行传统聚落保护评价调研（表1、图2），通过将调研细化分类成主观部分和客观部分，并采用不同的数据收集和分析方法最大限度保证分析的可靠性并减少主观因素对最终评价产生的影响。

表1 各聚落基本情况

图2 各聚落问卷调研结果

研究区域位于井陉县中部，秦皇古道南侧线路附近，聚落大都形成于明代人口大迁徙，因此聚落内大多为代代相传的单一宗族或若干大宗族，在聚落成型后人口迁入较少，传统宗法制度影响较为深刻，具有代表性[5]。

2.2 地区评价数据收集

根据历史文化资源保护评价体系来设计调查问卷，综合评价传统聚落的保护状况。基于村民调查，要求参与调查的专家以熟悉程度为标准，在5 个聚落中选择一个参照聚落，然后将其它聚落与参照物相比得出10 项指标的比较得分。问卷调查过程在2021 年的5 月份至6 月份，期间共发放200 份问卷，问卷依据评价体系框架编写（表2）。后经过分类审核，得到的有效问卷为147 份，调查结果见图2。

表2 问卷调查表

以往有传统聚落历史资源保护量化的研究中，常常因为过度偏重对传统聚落内部各个要素之间的相互关系进行比较，而忽略了宏观整体上的各个聚落之间的相互评估值比较，进而造成各个历史聚落之间的相互评估值无法实际相比。

在设计各聚落问卷调查表时，考虑到多个聚落横向对比，要求专家在进行调研后在调研范围内选取一个代表性聚落作为参照（表3）。由于选择于家村作为参照物的专家最多，所以将于家村作为本研究的参照。

通过调研问卷和实地调研相结合的方式，进行多个聚落的相互对比，最大限度地减少个人主观因素对调研结果的影响。

对于客观环境则通过GIS 对调研村落的高程、坡度、坡向、水文数据进行采集并结合实地调研数据对调研村落的客观环境进行数据化处理，将得到的数据进行无量纲化处理，主要实施方法就是使用线性比例变换法和聚落间对比的方法，该方法在考虑到指标差异值的情况下根据指标值取向处理数据，指标取向一般有取大值、取小值、取中值三种[5]。

设〔fk1，fk2〕为第k 个指标值的变化区间（即fk1为该指标在所有模式中的最小值，fk2为该指标在所有模式中的最大值）f0为适中值，则可用下列各式将样本值变换成无量纲值Cki∈〔0，5〕。

当指标要求“越大越好”时采用上限效果测度：

当指标要求“越小越好”时采用下限效果测度：

当指标要求“适中为宜”时采用中心效果测度：

由于本文选择的指标不存在取中值的指标，因此只对取大值的指标和取小值的指标进行处理。

最终将权重参数导入GIS，利用 GIS 叠加技术生成传统历史价值保护评价结果。多准则评价方法的计算公式为：

式中：Suit为传统村落历史价值保护综合分值，Wi为评价因子的权重赋值；Pi为评价因子对应的第i 个单因子分值，n 为因子总数。

通过GIS 对各个聚落历史资源评价进行可视化，以直观的方式对各个聚落的历史资源保护进行分析和评价。

3 评价结果分析

3.1 保护状况分值分析

通过GIS 对保护评价结果的整合，将传统聚落历史资源保护评价分值线性排布，并均匀的分成五段进行保护评价的可视化（1 为保护价值最低，5 为保护价值最高）。

水峪村是沿河而建的聚落，聚落沿地势呈放射状分布，历史建筑集中在聚落中心。非物质文化遗产传承完整，主要集中在古戏台附近，同时因为村民翻修等历史原因，部分建筑遭到较大破坏，形成沿中心“武举人院”逐渐扩散的历史资源分布状态。历史资源总体评分为0.651，聚落发展程度较高，基础设施建设较好。地理资源总体评分为0.425，村民自豪感较高与人居关系较和谐。人文资源总体评分为0.787，发展协调度为0.775，历史资源保护总体评分为1.86，其保护状态较为一般（图3）。

图3 水峪村历史资源保护评价图示

大梁江村是沿河而建的聚落。聚落以宗祠为中心向外辐射扩散，历史建筑集中在古唐槐至古戏楼这一条线上，保存最完好的历史建筑为“武举人院”。由县文物局牵头进行旅游扶贫，因此非物质文化遗产传承较好，主要集中在古戏楼附近，总体历史资源评分为1.214，相对较高。聚落基础建设方面也比较好，地理资源总体评分为0.576，历史资源保护与修缮较好，基础建设方面也比较好，村民自豪感强烈。人文资源总体评分为0.887，发展协调度为0.71，属于一般范畴，因此历史资源保护评价为2.67，相对最高（图4）。

图4 大梁江历史资源保护评价图示

小龙窝村是依山势而建的聚落，历史建筑主要集中在观音庙、三官庙、戏楼、宗祠附近。该聚落旅游开发投资较少，建筑年久失修，历史资源总体评分为0.683。聚落环境保存一般，总体评分为0.459，聚落基础设施建设及聚落吸引力一般，但村民自豪感强烈。环境协调度较好，人文资源总体评分为0.649。发展协调度0.829 属于较好范畴，总体历史资源保护评价1.792 相对较低（图5）。

图5 小龙窝村历史资源保护评价图示

地都村保存完好的历史建筑都集中在村晋阳街两边。历史资源较丰富，但由于过度商业化开发，导致传统聚落历史风貌破坏严重。其历史资源评分为1.57，相对最高，但基础设施建设较好，地理环境评分为0.242。聚落历史风貌破坏严重，但文化习俗传承较完整。历史资源保存情况及聚落吸引力一般，村民缺乏自豪感。人文环境总体评分较低，为0.323，发展协调度为0.15，属于严重失衡的范畴。历史资源保护评价为2.135，相对较好（图6）。

图6 地都村历史资源保护评价图示

当泉村是依山而建的聚落，自井陉县开始着手传统聚落的保护以来，当泉村整体搬迁至河对岸建立新村。但是聚落发展有限，由于缺乏保护投资，历史建筑年久失修，文化习俗断层，历史遗物频繁失窃。旧村区域部分，历史资源以古戏台为中心向外辐射，总体历史资源评分为0.359。部分建筑损坏严重，基础设施建设较差，地理环境总体评分为0.307。聚落内旧建筑风貌因损坏而较差，但村民自豪感强烈，人文环境总体评分为0.859。发展协调度评分为0.502，属于勉强失调。聚落总体保护评分相对最低，为1.525（图7）。

图7 当泉村历史资源保护评价图示

就总体而言，从五个聚落的历史资源保护值可以看出，大梁江村历史资源保护情况最佳，其次为地都村和水峪村，最后为小龙窝村和当泉村，其中当泉村属于急需保护的历史聚落。历史资源保护评价得分存在差异，主要归因于聚落旅游开发是否成功、保护资金投入是否到位。大梁江村是第首批列入国家级传统村落名录的聚落，历史资源开发较早，并且因地处偏远，保存状况较为完好，现仍保存着不少老建筑和文化中心，其历史资源保护具有较大潜力和优势。当泉村得分较少的主要原因在于，其2019 年评上国家传统村落，历史资源开发较晚，人口流失较多，历史文化资源年久失修、频繁失窃，加之河流改道影响了当地生态环境，一定程度上破坏了原有历史风貌。

就村落发展协调度来看，小龙窝村发展协调度最好，其次是水峪村和大梁江村，当泉村和地都村较差。其主要原因为旅游开发缺乏规划，过度商业化对原有历史资源造成严重破坏，历史资源缺乏保护资金，历史建筑年久失修及历史遗物频遭失窃等。

4 结语

本文研究历史资源保护评价，收集到的数据分为主观数据和客观数据。在主观数据的收集中采用了问卷调研和实地调研相结合的方法，将收集的数据通过专家两两比较得到最终的数据并打出分数。客观数据收集方面则是采用无人机技术与GIS技术相结合的方法，实地测量与调研的方式得到聚落的实际情况，并将这些情况转换成数据通过两两比较的方式打分。然后以专家评价为基础用ANP 法结合熵权法得出网络分析法的各项权重并构建分析网络，利用分析网络分析聚落数据，最终得到聚落之间相对历史资源保护评价得分。

多种方法的结合是为了剥离传统历史资源评价中本身存在的客观因素，最大程度地减少个人主观因素对客观因素的影响，同时通过多方决策减少个人对主观因素的影响，最终通过网络分析法将两种因素联系到一起，减少主观因素对最终评价成果的影响。