一種全息的城市空間結構研究初探
——以蘇州戰略規劃工作為例

范嗣斌 楊 滔 鄧 東

一種全息的城市空間結構研究初探
——以蘇州戰略規劃工作為例

范嗣斌 楊 滔 鄧 東

范嗣斌（中國城市規劃設計研究院）

FAN Sibin, China Academy of Urban Planning & Design, Beijing, China

楊 滔（北京市建筑設計研究院有限公司）

YANG Tao, Beijing Institute of Architectural Design Co. Ltd, Beijing, China

鄧 東（中國城市規劃設計研究院）

DENG Dong, China Academy of Urban Planning & Design, Beijing, China

本文簡要介紹空間句法和多尺度的城市空間現象，并回顧關于空間句法的實踐運用；進而以蘇州的工作為實例，探討在多重尺度上，空間句法在城市空間特征判斷、挑戰揭示、機遇識別、方案校驗等方面的實踐運用。這種全息性的解析更能夠揭示蘇州城市空間的發展規律。

空間句法；多重尺度；空間結構；全息；蘇州；運用

1 引言：城市空間研究

近年來，在我國快速城鎮化進程中，隨著土地低效利用、交通擁堵、資源耗竭等問題日益突出，有關城市空間的問題引起高度關注。中央城鎮化工作會議提出“由擴張性規劃逐步轉向限定城市邊界、優化空間結構的規劃”“嚴控增量，盤活存量，優化結構，提升效率”等政策方針；國土部門也提出“嚴格控制城市建設用地規模，確需擴大的，要采取串聯式、組團式、衛星城式布局”等通知。如何解讀、評估和優化城市的空間特性，提高城市空間的使用效率和品質，從而實現精細化空間規劃、設計和管理？這已成為今天的城市研究者需要重點關注的課題。

城市空間是城市規劃設計學科研究的首要對象。一方面，城市空間和城市功能相互作用，共同塑造了城市形態及其社會構成。這一直都是城市研究和實踐的重點之一。另一方面，城市空間還具有多重尺度屬性。從宏觀的區域、地理空間到微觀的社區、建筑群空間，都屬于城市空間。因此，國內外諸多有關城市空間的研究和實踐，都涉及從區域到社區的多重尺度變化。這對于認識、優化城市空間結構有重要的意義。

不過，很多研究要么偏向社會經濟意義上的宏觀空間結構規劃，要么偏向物質形態意義上的微觀空間結構設計，對于多尺度之間的關聯或相互影響著墨不多。大部分實踐活動也還是依賴于個人經驗判斷，缺乏定量的評估、優化模型工具；因此，城市空間結構多重尺度的復雜性并未清晰地揭示出來，導致了決策過程缺乏科學性。那么，如何采用定量技術判讀并評估城市空間結構的多重尺度變化，從而優化之？

圖1 / Figure 1城市空間是規劃設計研究的首要對象作者自繪.

圖2 / Figure 2街道的區位特性取決于它與其他所有街道的關聯作者自繪.

2 空間句法與多重尺度

在眾多空間理論中，空間句法在國際上相對較為活躍。由英國學者比爾·希利爾（Bill Hillier）教授及同事們創立的空間句法理論和方法，延續了劍橋數理科研的傳統，從空間營造活動的角度去解釋建筑物、社區、城鎮、區域等不同尺度的空間形態及其社會經濟活動。其理論核心與老聃《道德經》的一段論述密切相關，即“埏埴以為器，當其無，有器之用。鑿戶牖以為室，當其無，有室之用。故有之以為利，無之以為用”。空間句法將純粹的空間作為其研究對象，基于此通過數學拓撲模型，并結合大量的調研校核來解析空間與社會經濟活動的內在關系。但由于空間句法理論較晦澀、難理解，目前在國內的運用還處于初步階段，筆者將盡量用較通俗易懂的語句，結合一些實踐工作，將空間句法及其運用作一簡述。

2.1 空間句法簡介

空間句法理論涵括3塊基石。

第1塊基石：空間不是社會經濟活動的靜態背景，而是人們實現社會經濟文化目標的手段，并體現在具體的空間結構建構和體驗之中。人的活動與空間形態本身之間存在內在的邏輯關系，兩者是不可分割的整體。例如，直線對應于行走，而凸形對應于聚集。

第2塊基石：空間結構不僅需要從鳥瞰的角度去觀看和體驗，而且需要從人瞰的角度體會和理解（圖1）。從鳥瞰的角度，看到的是遠離空間場所的幾何圖案特征，這是對圖案“完形”的思考，與人們在空間中行走和使用時所認知的形態和功能特征常常有較大的差異；從人瞰的角度，看到的是日常生活中具體的局部場所構成，而連續性行走所獲得的感知則體現了對日常空間的整體性感受。從鳥瞰的角度，可縱覽大局，不過容易忽視日常的空間認知；從人瞰的角度，可獲得局部的感知，而容易缺乏對整體圖形的認知。因此，空間句法將這兩者結合起來，從整體和局部兩方面優化空間認知，實現基于日常生活的“完型”。

第3塊基石：局部空間（如街道）的區位價值取決于該空間與其他所有空間之間的聯系，而非該空間本身的局部特征（圖2）。例如，主路和支路不同的區位體現在它們與城市中其他道路的連接方式不同，而導致更多的人更容易選擇使用主路。因此，空間句法重點關注空間之間的關系，以此作為評判空間區位價值的重要依據。

簡而言之，空間是社會經濟活動的組成部分和載體，它的價值取決于它與其他所有空間的關聯，因為這種關聯影響到它的特性，包括活力、潛力、影響輻射能力等。

還要介紹一下空間句法中的兩個常用變量：到達性（Integration）和穿越性（Choice）。到達性被定義為到達某個目標空間的最短距離，度量人們到達那個目標空間的難易程度；而穿越性則被定義為穿過某個目標空間的最短路徑的頻率，度量人們穿越那個目標空間的概率。用通俗的話解釋，到達性一般反映的是點要素（組團、單元、節點等）的特性，體現它的等級、活力、潛力等；穿越性一般反映的是線性要素即空間網絡的特性，體現空間網絡的聯系、格局等。具體運用時，可根據不同的需求將其單獨解析或兩者綜合疊加解析。

2.2 空間句法與多重尺度

基于前述原理，空間句法在利用數學拓撲關系建構模型時，建立的即是一個具有空間整體性、系統性的模型，能反映全息性特征，即一點的改變可能對全局帶來影響。與此同時，創始人希利爾教授還認為，城市是多種尺度的空間現象的集合。同一城市空間在不同尺度上顯示的特性及所起的作用是不同的。比如，某一空間可能在社區尺度上是中心，但在城市尺度上則無足輕重；而另一些空間則可能在更大尺度上具有更大影響力。

然而，空間句法作為一種整體性、系統性和全息性的空間研究模型工具，可以度量不同尺度的空間結構，從而辨析其互動聯系，探索優化策略。當被賦予不同的尺度變量時，模型即可對城市空間進行全景性的解析，揭示不同尺度上的城市空間特性。

以北京的空間解析為例，以3km的社區尺度計算，顯示的是社區尺度上的結構特征，可顯示出不同社區的等級、潛力等；而以50km的城市尺度計算，則顯示的是城市尺度上的空間網絡格局、聯系等特征。筆者也進一步嘗試在更大尺度上運用空間句法的解析。在50km的城市尺度上計算，全國的城鎮組團格局、等級初步顯現；而在3,000km的國家尺度上計算，全國的城鎮網絡格局、空間結構、幾橫幾縱的聯系等得以顯現。

3 空間句法合作應用回顧

空間句法目前在歐美國家較多應用，如大倫敦規劃、倫敦千年橋設計、倫敦金融城規劃、住宅區設計、美國華盛頓前廣場設計、沙特吉達總規等；在國內近年來開始有所介紹研究，但也并未深入地應用。筆者所在機構自2008年前后與倫敦大學學院希利爾教授進行交流協作，探討空間句法在實踐中的運用。在這一階段，工作主要是在中觀、微觀的尺度，在蘇州、北京的實踐中探索這一工具的運用，用于空間特征識別、趨勢與潛力預測、空間方案校驗等。

3.1 在蘇州市總體城市設計中的運用

2008年，蘇州市總體城市設計實踐伊始，項目組即運用蘇州城區的空間句法模型進行城市空間格局特征解析、潛力地區識別等。城市尺度的模型顯示（圖3）：蘇州老城與古城區空間潛力較高，但與其他地區聯系較弱，潛力較高的空間未形成一個整體空間結構，同時也缺少次一級的結構。因此，可判斷蘇州缺乏有力的中心，而這一判斷與蘇州市區中心性不強、中心體系不完整的客觀感受相吻合。同時，社區尺度的解析顯示（圖4）：老城區與周邊片區邊界處的空間潛力充足，特別是北部城區和東部工業園區的邊界，如果發展得當，可以很快收到效果。基于這種判斷，再結合其他的研究，總體城市設計工作進一步在老城區北面和東面進行了大量工作，并推動了一系列城市發展建設的重點工程，如北部的新城建設和東部的更新改造。

另一方面，項目組還運用該模型工具對城市局部的規劃設計方案進行校驗、比較。例如，對于蘇州高新區局部設計，項目組將比選方案輸入模型中進行效果校驗，并選取了更符合片區特質和發展目標的方案（圖5）。

3.2 在北京CBD東擴國際競賽中的運用

在2009年北京CBD東擴國際競賽中，項目組運用空間句法工具對場地現狀空間進行解析，分析在現有空間中，城市尺度和片區尺度上場地人、車流的活力度；同時，在方案構思階段，項目組對不同的草圖方案進行評估，對不同草案下的活力度進行預測；最后在方案深化演變階段不斷進行校核，為最終的方案形成提供有力的支撐。這次實踐是空間句法從空間特征辨析、過程評估預測到最終方案校核的一次全過程深入運用。

圖3 / Figure 3蘇州市區城市尺度上的解析作者自繪.

圖4 / Figure 4蘇州市區社區尺度上的解析作者自繪.

4 蘇州多重尺度的空間結構研究運用

上述的研究運用還主要是在中觀、微觀的空間尺度上。2013年，結合蘇州戰略規劃研究，項目組在原研究基礎上，進一步將研究的空間尺度擴大到區域。作為蘇州戰略規劃研究十個實證模型之一，空間句法研究的問題包括：在區域背景下，區域空間格局特征如何；區域視野下蘇州現狀的空間結構如何，有何問題、挑戰和新的機遇；現狀空間布局下蘇州及其周邊城鎮的關系（圖6）；現有的各種發展設想將如何影響蘇州本身的發展等。該研究分析過程不限定城鎮和鄉村的行政邊界，而是本著城鄉一體化、打破行政邊界的觀點，剖析多重尺度上的空間關系，從而探索其空間結構特征以及優化策略。

該研究包括3層分析范圍：區域、市域和市區；而對于每個層次分析范圍，則又可包括不同尺度的分析，模擬其特定距離尺度上的空間結構特征。例如，100km以上的區域尺度、30～70km的市域尺度，以及30km以下的市區尺度，再往小還有10km的片區、3km的鄰里、1km的社區等多種尺度（圖7）。由于篇幅有限，本文僅就其中較大尺度上涉及區域與城市的部分內容進行闡述。

4.1 區域空間特征判讀

對區域空間特征判讀方面，根據需要僅選取200km、100km、30km尺度上的空間穿越性模型進行解析。不同尺度模型計算后顯示出來的是不同尺度的空間網絡特征。200km尺度顯示的是包括上海、南京、杭州等在內的區域格局特征；100km尺度顯示的是蘇、錫、常至上海一帶的長三角核心區的空間格局特征；30km尺度則是單個城市尺度的空間格局特征。

在區域尺度上，空間顯示出網絡化與極化并存的特征。上海為中心的網絡化格局明顯，若干條區域外環線、放射通道等顯現；網絡化格局中上海重心偏西移；蘇州在此格局下是大上海西環上的一個節點。

在長三角核心區尺度上，極化的格局更為明顯，南北板塊也有顯現。以上海為中心的結構更加明顯，上海內部結構也更清晰完善；蘇州市區也位于節點位置，但結構不清晰，地位趨弱；蘇州市域則顯示被稀釋和弱化，北部被沿江板塊拉扯，南部也顯得弱化和空心化。

在城市尺度上，蘇州市域則顯現出松散的多中心特征。蘇州市域分為比較明顯的三大部分：蘇州城區、張家港+常熟，以及與上海空間關系更為緊密的昆山+太倉，在市區東側的工業園區是老城區與昆山之間的斷點。上海的結構更加清晰，且密集網絡已深入影響到昆山、太倉。

4.2 揭示城市面臨的挑戰

通過空間句法的解析可以發現，在100km以下尺度上，蘇州市域面臨著被稀釋化、削弱化的風險挑戰。從100km或者50km的尺度都可看出，蘇州城區所在的位置出現了以冷色調為主的空心化態勢，結合其他分析，這一態勢可能是受區域南北兩大經濟板塊的拉扯產生。北面是江蘇重點關注的沿江發展帶、沿海發展帶等構成的北面發展板塊；南面是浙江重點關注的環杭州灣及沿海發展帶。然而，蘇州的區位正出于這兩大板塊之間，如不及早關注，將面臨被南北拉扯的尷尬局面，這也正是在區域格局下蘇州面臨的一個挑戰。

4.3 識別城市面臨的機遇

與此同時，多重尺度的解析也顯示出蘇州可能的發展機遇。在更大的200km區域尺度上，蘇州的地位顯示有進一步加強的趨勢，特別是“通蘇嘉軸線”南北向縱軸明顯顯現，從模型判讀，這一軸線區域將是未來區域中頗具潛力的地帶。結合不同尺度的解析來看，尺度越大，這一潛力地帶越發明顯，說明它在大區域的影響力要大于在小范圍內的作用。這對于我們思考蘇州的區域地位和辨識具有區域潛力的地帶都有啟發意義。此外，蘇州項目實踐中其他的實證分析，包括高速交通流量、交通模型、基于企業聯系的模型等，與空間句法的解析也有高度的印證關系。

圖6 / Figure 6區域主要城市建設用地示意作者自繪.

圖7 / Figure 7區域不同的空間尺度示意（單位：km）作者自繪.

圖8 / Figure 8蘇州市區空間結構規劃作者自繪.

模型對于空間網絡格局的顯示也有利于增強對區域空間格局的判斷，進而有利于對未來城市在市域、市區尺度上的空間優化提出更有針對性的策略（圖8）。也正是結合以上的這些辨析，蘇州項目中提出了“三橫兩縱”的空間結構：“三橫”分別指北部沿江發展帶、中部滬寧發展軸和南部江南水鄉帶；“兩縱”指運河文化旅游沿線和通蘇嘉發展帶。蘇州市區在空間方面的整合戰略強調“橫軸提升、縱軸積聚”，即以較為成熟的滬寧發展軸的優化和提升為主，而正在形成的、具有發展潛力的通蘇嘉軸線則強調核心功能的集聚和高效發展。

4.4 校驗城市現有的規劃

空間句法同樣可以對現有的各類規劃設想進行校驗和評估。以位于東太湖沿岸地帶的“太湖新城”為例，該新城跨吳中、吳江兩區（西北面屬吳中、東南面屬吳江），核心區域約100余km2，規劃意圖打造其為以商務、科研等生產性服務業為突出功能特征的服務綜合區與高品質居住區。

可以在現狀模型的基礎上，將“太湖新城”的規劃輸入模型后，同樣在多重尺度上模擬規劃實施后給城市帶來的影響。通過多重尺度上規劃前后的比較，可以發現以下一些現象。

在5km的片區和社區尺度上，可看到東南部結構有所優化改善，具有活力，東西向的聯系也加強了，活力區域從原來的吳江老城區西移。但是，太湖北面的部分結構依然不佳，這可能與該部分處于盡端位置有關。

在10km的吳江區尺度上，可看到片區的空間活力開始下降，吳江老城區原有的結構被破壞，活力中心開始弱化，整個新城的空間潛力降低。

再到30km蘇州市區尺度上，可看到整個格局沒有太多優化，中心活力反而弱化，區域影響力更是下降。南北向的軸線出現，但過于靠近生態敏感度很高的太湖；東西向的活力和聯系不暢，與東側的南北向軸線也沒有好的連接。

綜合多重尺度的解析，我們發現這一區域的規劃在小尺度上有一定效果，而在大尺度上則被弱化。這就是說，規劃如果僅從社區或小片區層面來看，能起到一定效果；但如果放到整個城區的尺度來看，卻無法承擔城市級甚至區域級的服務職能。因此，必須重新思考“太湖新城”的定位以及這一地區的規劃與整個城市、區域的空間銜接問題。

5 結語

空間句法利用數學拓撲原理所建立的模型提供了一種從宏觀到中觀直至微觀、從區域到城市直至社區的系統性、整體性和全息性的空間研究工具，并且將這種對空間的解析用清晰的、可視化的圖像語言展現出來。類似于我國傳統中醫“經絡”的概念，這種工具所展現的可視化圖像就像城市的“空間經絡”一樣，蘊含了城市空間與其中的城市活動的各種聯系和關系，也暗藏著許多對城市至關重要的“穴位”。對其解讀和運用，不僅可以提供一種解析城市的工具，還可以為認識城市的視角帶來啟發。城市是一個有機的整體，“牽一發而動全身”，在城市規劃設計研究和實踐中要避免“頭痛醫頭、腳痛醫腳”的片面性，而要時刻理解城市的有機整體性。

基于空間句法的多重尺度的城市空間研究，特別是大尺度空間下的實證研究，也還處于摸索階段。這一工具在蘇州的運用也還處于初步探索階段。隨著項目實踐的進一步深化，貫穿多重尺度的、上至宏觀層面、下到微觀層面的運用探索必將會進一步完善、豐富。

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SYNOPSIS

When we develop a maserplan of a city or an urban area, we usually need to investigate its spatial structure with respect to the contexts at different scales, in order to give us a better understanding of how the city or the area spatially interacts with the multi-scaled contexts and then depict the whole scenario of the city or the area with varying scales. The previous practices rely on the qualitative insights urban planners or designers gained from their working experiences, but lack of quantitative methods of examining the multi-scaled mechanism for structuring a city or an area, which is called a holographic structure in this article. This article argues that the theory and the method of space syntax offer a qualitative way of revealing the holographic structures of cities and areas.

At first, the article gave a brief introduction of the space syntax and the creating phenomenon of multi-scaled spatial structures, with an aim of explaining how urban spaces are configured at different scales from a point of view of the space syntax theory. In particle, it addressed the multi-scaled structuring theory that the spatial structuring and functioning of a city or an area are mainly characterized by the multi-scaled contexts in which they are embedded, besides their local features.

Second, it reviewed some syntactic practices conducted in Suzhou and Beijing, and proposed a four-stage method of identifying urban characteristics, revealing city challenges, detecting development opportunities and assessing proposed schemes. In this way, the holographic structures of the Suzhou city and the Beijing CBD were illustrated and intervened, and this was applied to the previous practice works.

Third, it further clarified how the four-stage method can be valid for use in the regional planning by introducing the regional planning of Suzhou. The spatial characters of the Suzhou city embedded in the context of the Yangtze River Delta (comprising Shanghai, Nanjing, Hangzhou and other neighboring cities) were illustrated at the regional, urban and neighbourhood scales, which helped us to bring to light the challenges that were not revealed by the previous studies. The city of Suzhou, located between two regional districts, namely the riverside district developed by Jiangsu Province and the Hangzhou Gulf district promoted by Zhejiang Province, seemed to be marginalized in the Yangtze River Delta. Therefore, the north-south corridor from Nantong through Suzhou to Hangzhou should be strengthened to provide more opportunities of integrating the two provinces at the regional scale, though the corridor from Shanghai through Suzhou to Nanjing is still vital for the development of Suzhou. Under this context, the different schemes were tested and assessed at different scales, with an attempt to give a better option for the Suzhou.

At the end, it drew an analogy between the space syntax method and the Chinese acupuncture idea, in that the latter not only focuses on an acupuncture point, but also gives weight to the collateral channel along which acupuncture points are distributed. It can be implied that the space syntax achieves a holographic way of investigating cities.

The Preliminary Study of Holigraphic Structure of Urban Space:
The Case of Suzhou

FAN Sibin, YANG Tao, DENG Dong

The paper gave a brief introduction of space syntax and multi-scale urban space phenomenon and reviewed some syntactic practices carried out before. By using the case of Suzhou strategic plan, it then explored the application of space syntax in identifying urban characteristics, revealing city challenges, detecting development opportunities and verifying proposed schemes. Based on which, it proposed a holographic structure of the urban space of Suzhou.

Space Syntax; Deferent Scale; Spatial Structure; Holographic; Suzhou; Application

2015年4月26日

Received Date: April 26, 2015