建筑遺產價值評估方法

張軍，王室程

(東北林業大學 土木工程學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

建筑遺產價值評估方法

張軍，王室程

(東北林業大學 土木工程學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

本文分析了現有研究成果中影響建筑遺產價值評估的因素以及建筑遺產價值權重的計算方法，構建產多維價值的建筑遺產價值評估方法。在雷達圖法和熵值法的理論基礎上，構建了一種強調遺產多維價值的建筑遺產價值評估方法。本文選取建筑遺產綜合評價因子，并給出建筑遺產綜合價值權重的計算方法。將該方法用于橫道河子建筑遺產保護中，所得到的綜合價值評估結果與因子分析法相比較，結果表明：

中東鐵路建筑遺產； 多維價值評估； 雷達圖法； 熵值法； 遺產價值評估因子； 遺產價值權重

建筑遺產價值評估是建筑遺產保護工作的基礎。早在1933年的《雅典憲章》中便提出了建筑遺產的價值類型包括藝術價值、歷史價值、科學價值。隨著時代的變化，對建筑遺產價值的認知也隨之改變與發展，國際上對遺產價值的闡述越來越拓展，但主要圍繞著藝術、歷史、科學3個領域展開[1]。通過對建筑遺產價值的評價，可以在有限的資源條件下，對建筑遺產進行分級保護、有針對性的利用，同時也有利于科學地指導建筑遺產所在地的城市建設。而評價方法的合理運用是建筑遺產價值評估的基礎。

1 建筑遺產價值評估方法研究概況

建筑遺產價值評估的方法很多，隨著學科之間的滲透與交叉，不同領域的知識方法相互影響，主要體現在以下幾個方面[2]：綜合評價方法構成如圖1所示。

圖1 綜合評價方法構成Fig.1 The composition of comprehensive evaluation method

1)于20世紀60年代應用于綜合評價中的模糊數學法，形成了模糊綜合評價方法，適用于主觀或定性指標評價。

2)基于多元統計分析而產生的主成分分析法、因子評價法及聚類分析等分析方法。

3)由于評價對象的復雜性與多樣性，綜合評價領域也融入了多目標決策方法，進而產生了功效系數法、層次分析法(AHP)等方法。

4)基于信息論與灰色系統理論的熵值法、灰色關聯度法等。

近年來在建筑遺產價值評估中的主要應用方法則有以下3種。

1.1層次分析法

層次分析法，是一種定性與定量相結合的分析方法。它改進了專家綜合評價法中定性分析評價的主觀性問題，使評價結果增強了客觀性。層次分析法根據專家調查法選取歷史建筑價值評估指標，將各個層級指標賦予不同的權重，凸顯其重要程度，并以此構建評價體系。但是層次分析法在確定指標因子權重時仍存在主觀隨意性較大的問題，確定的權重與所選擇的評價主體人群的評價傾向有較直接的關系，對不同價值特點的所有建筑遺產類型都采用統一權重指標分析，確實不能反映遺產的價值多樣性特征。

1.2多指標綜合評價法

多指標綜合評價法以統計資料為依據，對性質不同的內容進行綜合評價，可以反映事物的本質，分析其發展規律，近年來呈多元化發展。建筑遺產價值的構成是多維的，每一價值維度都有其自身的特點，其評價量值和評價標準均不相同，把各維度指標通過科學處理進行綜合，能夠使評價結果直觀、明了。

1.3熵值法

在信息理論中，熵是系統中不確定因素的量度，可以準確的度量出數據所提供的有效信息。熵值法最鮮明的特色是將各指標差異傳達給決策者，以信息量的多少來確定指標權重，在建筑遺產評價中，當評價指標的差異越大，說明該指標傳輸的信息就越多，相應的權重也越大，即熵值越小。反之則亦然。評價結果相對客觀。

2 基于熵值法與雷達圖法的價值評估方法

2.1權重計算-熵值法

傳統價值維度權重確定多采用主觀賦權法，如層析分析法。這種方法在確定建筑遺產價值因子權重時是先驗的，是憑借專家的經驗和價值取向通過數學方法統計確定的，這種主觀的先驗權重賦值抹殺了建筑遺產多維度價值最初的平等性。建筑遺產的多維價值在遺產的初始價值構成中只存在邏輯的先后，并不存在權重的高低，權重的取值只是一定的評價主體為了特定的評價目標反映遺產價值的相對重要性而確定的，被賦予的權重值存在一定的主觀隨意性，而熵值法的權重確定則是根據對被評價遺產的數據分析而產生的。

熵值賦權法依據各價值指標提供的信息大小確定權重，改善了主觀賦權法等方法主觀性因素的缺陷，依據信息熵原理，如果用熵來對建筑遺產價值信息的有序程度進行度量[3]。則可以看到，價值信息的有序度越高，信息熵就越大，效用價值就越小，反之亦然；熵值法的這種特點能夠參考評價指標的效用價值來確定指標權重的方法，降低了主觀因素的影響。

傳統的熵值法綜合指標評價法是將評價客體的各項指標乘以所對應的指標權重得到評價客體各項的權重評分，再將所得各項權重評分進行簡單的相加得到評價客體的綜合價值。這種方法在權重賦值方面是通過對客體價值維度量值的強弱計算得到的，避免了權重值賦予的主觀隨意性，

2.2基礎雷達圖法

為解決熵值法綜合指標評價體系中的不足，引入雷達圖分析法與熵值法相結合。雷達圖分析法具有直觀、形象的特點，適合于對多屬性、多維度描述的對象作出整體性評價，它能夠清晰地反映建筑遺產多個價值維度指標的變化規律，直觀的看出各個指標間的差距，通過雷達圖的疊加還可以對評價整體情況和評價差異進行判斷，便于對指標進行歸類處理，簡化評價過程，提高評價效率。

雷達圖法在綜合評價中，可以用二維平面圖形對評價指標進行表達，圖形的面積的變化正態反映了各維度價值量值的變化，所以面積在一定程度上可以反映遺產的綜合價值。雖然面積本身從單位和數值上和遺產綜合價值沒有直接關系，但是它是基于每一維度上得出的真實量值而來的，它存在的基礎是面積的變化與各維度價值量值的變化成正比關系。

2.2.1 傳統雷達圖法

基于傳統雷達圖的綜合評價在《基于雷達圖的綜合方法》[4]中已有研究，但傳統的雷達圖法并不適用于與熵值法相結合的遺產價值綜合體系中，原因有以下幾點：

1)在雷達圖中，各指標數軸方向排序的不同將影響遺產價值綜合值的大小，從而最終影響到排序結果(圖2)。綜合指標就是綜合評價方法的量化結果。

圖2 不同的維度價值在軸射方向的順序影響評價結果Fig.2 The sequences of multi-dimensional value in the axis direction influence the evaluation result

2)傳統雷達圖的標軸夾角呈現出簡單的等分比例，弱化了差異指標在綜合評價中的作用。

3)評價綜合值不僅受各個指標的分值影響，同時受限于所繪制的雷達圖的形狀影響，圖形越接近圓其面積越大。

2.2.2 改進雷達圖法

鑒于以上分析，對傳統的雷達圖法做出適當修改，其改進的原理為雷達圖綜合評價方法存在單一維度面積多變的問題。

本文改進后的雷達圖形式如圖3所示。

圖3 改進雷達圖的指標唯一性Fig.3 The index uniqueness in the improved radar map

1)綜合評分計算所依賴的面積不再是三角形而是扇形，這一新的雷達圖繪制方法各維度所在區域面積不再是變化的而是唯一的[5]。改進的雷達圖面積為S′,則

式中:k為指標個數；nij為第i個指標和第j個指標形成的扇形面積，這里i=j。

2)雷達圖中各指標之間的夾角不再是等分關系，而是將指標所在權重引入其中，權重值由熵值法求出，指標間夾角的大小與權重呈正比，權重的引入使得所求面積值更有科學性，其中權重與角度的關系為

θj=wj×360

式中:θj為任意一個指標的夾角，wj為該指標的權重。

3)改進的雷達圖指標面積用扇形表示，從扇形公式中可以看出，隨著單一維度的價值量的增加對綜合評分的影響呈指數倍的擴大，強化了價值維度的變化差異，這和熵值法根據信息差異確定權重的道理相似，這種差異在遺產保護中的運用中更加具有針對性，如圖4所示。

圖4 改進雷達圖強化價值維度差異Fig.4 The intensified value dimension differences through improved radar map

基于雷達圖-熵值法的理論基礎建立了一種針對建筑遺產多維價值的評價方法，這種方法可以簡化價值維度，使之降維使用，以此求得遺產的綜合價值。其降維目的是針對建筑遺產的保護定級及確定遺產的綜合價值[5]。而不降維使用時強調遺產價值的特殊性和多樣的遺產保護方式相關聯。不同維度的價值反映在遺產身上會有一個價值排序，這種價值排序能夠反映出遺產的價值特性。

2.3評價方法流程解析

評價模型的具體構建步驟如圖5所示。具體步驟如下所示：

1)分析各價值指標，并構建遺產價值評估指標矩陣：

2)由于熵值法測權重完全依據于基礎數據，為消除基礎數據極值對權重的影響，首先將對基礎數據無量綱化處理，本文所采用的方法是標準化處理。

3)運用改進熵值法的信息熵原理計算各維度量值的離散度，從而得到各指標權重。

① 第i個遺產在第j項指標中占的比重：

② 計算信息熵與冗余度：

dj=1-ej

③ 計算指標權重:

4)計算單指標評價得分：

5)將所計算的指標權重以扇形圓心角大小的方式代入改進雷達圖中，使雷達圖能夠體現出指標權重的大小:

θij=wj×360

6)根據遺產的不同價值繪制遺產指標雷達圖，所繪制雷達圖中各大小不一的扇形面積之和則為該遺產的綜合價值，將各遺產綜合價值進行對比從而對各遺產價值進行排序:

圖5 評價模型流程圖Fig.5 Flow chart of the evaluation model

由以上推導得出遺產的綜合價值和各維度價值如圖6所示。

圖6 遺產的綜合價值和各維度價值Fig.6 The comprehensive value and multi-dimensional value of heritage

多維價值評估方法建立的目的是為了建筑遺產保護，不同維度的價值應有相應的遺產保護對策。也可以說價值評估的目的不僅僅是為了分級，也是為了分類。不同維度的價值反映在遺產身上會有一個價值對比，這種價值對比能夠反映出遺產的價值特性。針對遺產的價值特性確定對遺產的保護方式，制定對遺產的保護設計方案，把遺產保護和遺產價值評估建立關聯。這樣的保護結果邏輯性強、有針對性、高效、節省、有利于遺產特色價值的傳承。方法圖示又可分為多維價值評估方法(圖7)和多維價值評估計算方法(圖8)，評價方法圖表明價值維度指標因子的關系和量值，計算方法圖表明指標因子量值和價值維度量值的計算過程。

圖7 評價方法Fig.7 Evaluation method

3 案例研究

3.1遺產背景介紹

本文以橫道河子建筑遺產為例的中東鐵路是俄國于19世紀末20世紀初在中國東北修筑的一條“丁”字型寬軌鐵路。其干線西起滿洲里，中經哈爾濱，東至綏芬河；全長 2 489 km。是我國國內現存的獨一無二的一條完整的、系統的鐵路遺產，它全面地展示了二十世紀初期的工業化、近代化進程，在全國范圍內顯示出了高度的代表性、唯一性[6]。橫道河子歷史建筑群，是中東鐵路建筑遺產的典型代表。橫道河子中東鐵路建筑遺產更是功能類型多樣，異域風情濃郁，共有遺產建筑97棟。運用多維價值評估方法對其中10棟建筑進行價值評估。

3.2確定遺產價值及指標因子

通過對中東鐵路建筑遺產特征的認知及對其價值內涵的梳理，同時依據《中華人民共和國文物保護法》(2014)中的文物價值類型劃分，對中東鐵路建筑遺產進行價值建構，把中東鐵路建筑遺產價值劃分為經濟價值和文化價值，其中經濟價值包涵了環境價值和使用價值和情感價值。而文化價值包涵了歷史價值、藝術價值和科技價值。中東鐵路建筑遺產價值共劃分為6大價值，分別為情感價值、歷史價值[7]、使用價值、科技價值[8]、環境價值及藝術價值。

圖9 十棟遺產建筑方位圖Fig.9 Ten heritage building location map

中東鐵路建筑遺產價值指標因子的選擇是立足于建筑遺產特征之上，將中東鐵路建筑遺產價值建構基礎上的價值細化，指標因子能夠全面的描述中東鐵路建筑遺產在每一價值維度上的內涵及特性，能夠反映出遺產的差異性信息。共確定了29項價值指標因子,如表1所示。

3.3遺產價值評分

以整體性原則和原真性原則為前提[9]，采用專家打分與公眾參與共同進行的方式為建筑遺產評分，專家以其擅長的專業知識對歷史價值、藝術價值、環境價值、科技價值這4大價值進行客觀理性的評分，而公眾參與則是以調查問卷的方式對情感價值、使用價值進行評分。

表1 篩選后的中東鐵路建筑遺產價值評價指標體系

3.4遺產價值計算

3.4.1 價值及指標權重值計算

首先對通過專家打分法得到的數據進行標準化處理，由于指標分值均為正向指標且無負數出現，因此，此次標準化只采用無量綱化處理。

其次，采用熵值法對價值指標的權重值進行計算，以此得到表2。

將價值指標因子權重以雷達圖夾角度數的形式引入遺產多維價值評估的計算模型中，并通過雷達圖計算模型得出各維度價值的量值(表3)。

表2 各價值指標因子權重

以各遺產的遺產價值維度量值為基礎數據計算出遺產價值的權重，其結果為：歷史價值0.115 79、科技價值0.193 98、藝術價值0.086 42、情感價值0.154 99、環境價值0.171 34、使用價值0159 15。

將所計算的權重及遺產評分帶入計算模型中以此得到各遺產遺產綜合價值排序(表4)。

表3 遺產價值維度綜合量值

表4 遺產遺產綜合價值排序

3.5評價結果效驗

采用另外一種方法對評價結果進行效度檢驗，在保持專家評價分值的前提下，引入因子分析法檢驗代入公式。首先確認待分析的變量是否適合做因子分析，以評價得分作為變量進行分析， 將3.4.1節中歷史價值評估得分所得數據輸入SPSS軟件中，通過降維，因子分析處理， KMO(Kaiser-Meyer-Olkin,檢驗統計量)為0.706>0.6,接近于1,且sig(significance,顯著性)為0.49<0.5(圖10)，公因子方差中可以看到因子的變量相同度較高，即適合做因子分析。

圖10 KMO與Bartlett檢驗圖Fig.10 The test map of KMO and Bartlett

確定變量中的主因子，前兩個最大特征值大于1且共同解釋占80.420%，表示前兩個指標可分別解釋3.723和1.102個指標，丟失的信息較少，可共同解釋80.420%的指標，所以提取前兩個因子作為主因子。

采用主成分分析確定變量權重并計算綜合價值進行排序,如表5所示。

表5SPSS計算的遺產遺產綜合價值排序

Table5RankofcomprehensivevaleoftheheritagesdependonSPSS

遺產名稱綜合價值SPSS排序雷達-熵值法排序橫道河子教堂0.17411橫道俄式木屋0.16822橫道河子機車庫0.13233橫道7號住宅0.13044橫道火車站0.12256橫道衛生所(油畫村)0.12365佛山路72號住宅0.04578欣新路12號局宅0.04487滿山崗7-2號住宅0.03799欣新路34號局宅0.0251010

通過分析SPSS因子分析方法求得的綜合值排名可以發現，橫道教堂、橫道俄式木屋及橫道機車庫依舊排名前三，縱觀全表對比遺產排名與之前雷達圖綜合值法大體未變，唯一的兩處變動是橫道火車站與橫道衛生所及欣新路12號局宅和佛山路72號住宅排名互換且分值相近，究其原因有兩點，一是兩種求綜合值權重計算方法不同，評價模型采用的是熵值法按離散度來決定權重，而因子分析法則是根據主因子的方差貢獻率測得權重，雖然都是客觀求權法，但由于算法的差異會給結果帶來不一樣的變化；其二是評價模型的綜合值計算更偏向于維度特性，分值相當的兩個維度，特性更鮮明的遺產綜合價值評分更高。所以，此次驗證遺產價值評估模型評價數據經過效驗可信，評價模型可行，且計算方法更突出遺產價值特性，為遺產定性、定量分類研究提供了有力保障。

4 結論

1)建筑遺產多維價值評估方法能更加直觀地對遺產價值進行評價計算。

2)建立了相同數據尺度下的統一的建筑遺產指標體系, 通過熵原理的算法確定評價時的指標權重，簡化了數據歸一處理過程帶來的繁瑣，同時盡可能的降低了可能出現的信息丟失的風險，避免了專家確定權重的主觀性。

3)通過對雷達圖法的改進，增加指標權重與雷達圖扇形區域角度對應的方法處理，采用四邊形區域替代原始方法的三角形區域，解決了指標相對排列順序改變會影響評價結果的問題。利用此評價模型進行建筑遺產價值評估具有較好的直觀性，有助于更好地解決遺產價值評估中的多維性。

[1] 王一丁, 吳曉紅. 建筑遺產的價值與保護原則體系探討[J]. 建筑與文化, 2012(8): 72-73.

WANG Yiding, WU Xiaohong. Study on the value and protection principle system of architectural heritage [J]. Architecture and culture, 2012 (8): 72-73.

[2] 秦壽康.綜合評價原理與應用[M].北京:電子工業出版社, 2003.

QIN Shoukang. Principle and application of comprehensive evaluation [M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2003.

[3] 光輝, 祁術洪. 基于改進熵值法的建筑業發展水平綜合評價研究[J]. 工程經濟, 2015(8): 18-19.

GUANG Hui, QI Shuhong. Comprehensive evaluation of improved entropy method for construction industry development level of economy based on [J]. Engineering, 2015 (8): 18-19.

[4] 鄭惠莉, 劉陳, 翟丹妮. 基于雷達圖的綜合評價方法[J]. 南京郵電學院學報：自然科學版, 2001(2): 77-78.

ZHENG Huili, LIU Chen, ZHAI Danni. Comprehensive evaluation method based on radar map [J]. Journal of Nanjing College of Posts and Telecommunications：natural science edition, 2001 (2): 77-78.

[5] 王雁凌, 李艷君, 許奇超. 改進雷達圖法在輸變電工程綜合評價中的應用[J]. 電力系統保護與控制, 2012(5): 121-122.

WANG Yanling, LI Yanjun, XU Qichao. Application of improved radar chart method in comprehensive evaluation of power transmission and transformation project [J]. Power system protection and control, 2012 (5): 121-122.

[6] 劉潔.中東鐵路的修筑對滿洲里的影響[J]. 黑龍江史志, 2015(3): 280.

LIU Jie. Construction of the middle east railway′s influence on manchuria [J]. Heilongjiang history, 2015 (3): 280.

[7] 劉艷, 段清波. 文化遺產價值體系研究[J].西北大學學報:哲學社會科學版, 2016, 46(1): 23-27.

LIU Yan, DUAN Qingbo. Cultural heritage value system [J]. Journal of Northwestern University：philosophy and social sciences edition, 2016,46(1): 23-27.

[8] 司道光, 劉大平. 中東鐵路近代建筑技術價值解析[J]. 城市建筑, 2015(10): 47-49.

SI Daoguang, LIU Daping. Analysis of the value of modern architecture technology in the middle east railway [J]. Chinese architecture, 2015 (10): 47-49.

[9] 阮儀三, 林林. 文化遺產保護的原真性原則[J]. 同濟大學學報:社會科學版, 2003(2): 1-5.

RUAN Yisan. LIN Lin. The authenticity principle of cultural heritage protection [J]. Journal of Tongji University:social science edition, 2003 (2): 1-5.

[10] 蘇里云, 陳彩霞, 高紅霞. SPSS19統計分析基礎與案例應用教程[M]. 北京:北京希望電子出版社, 2012.

SU Yun, CHEN Caixia, GAO Hongxia. SPSS19 statistical analysis and case application tutorial [M]. Beijing: Beijing Hope Electronic Press, 2012.

本文引用格式：張軍，王室程. 建筑遺產價值評估方法研究[J]. 哈爾濱工程大學學報， 2017， 38(10): 1661-1668.

ZHANG Jun, WANG Shicheng. Study on multi-dimensional evaluation model of architectural heritage taking the architectural heritage of wangdaohezi as an example[J]. Journal of Harbin Engineering University， 2017， 38(10): 1661-1668.

Methodforevaluatingthevalueofarchitecturalheritage

ZHANG Jun, WANG Shicheng

(School of Civil Engineering, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China)

By summarizing the value evaluation methods for the architectural heritage in our country, this paper analyzed the factors that affect the value evaluation of architectural heritage. This paper also analyzed the calculation methods for the weight of the value of architectural heritage identified in current research to address multidimensionality in the evaluation of architectural heritage. On the basis of the theory of radar chart method and entropy method, this paper constructed a value evaluation method for architectural heritage. This method emphasizes the multidimensional value of heritage, including the selection of comprehensive assessment factors and the calculation of the comprehensive value weight of architectural heritage. The method was applied in efforts to protect the architectural heritage of Hengdaohezi. The results were compared with those of factor analysis to verify the practicability, advantages, and disadvantages of this method in evaluating multidimensional value.

architectural heritage of Mideast Railway; multidimensional value evaluation; radar map method; entropy method; factor for assessing value of heritage; weight of heritage value

10.11990/jheu.201612075

http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1390.U.20170816.1550.034.html

TU12

A

1006-7043(2017)10-1661-08

2016-12-21. < class="emphasis_bold">網絡出版日期

日期：2017-08-16.

黑龍江省自然科學基金項目(E201257).

張軍(1971-),男, 副教授.

張軍，E-mail: 13704515827@126.com.