基于ArcGis與MATLAB等數據可視化平臺的街區“規劃”

李巖斌

摘 要 本文集中于研究城市空間環境與傳統街區、胡同、巷子的“規劃”、“再生”、“改造”、“優化”設計研究，主要基于生態學范疇中的“共生”理論、柯林·羅所提出的“拼貼城市”理論、吳良鏞先生提出的“有機更新”理論、吳明偉教授提出的“系統性”舊城更新原則與“自上而下”、“自下而上”兩種城市更新模式，主要研究案例集中于田子坊歷史街區的涅槃重生、成都寬窄巷子、北京菊兒胡同危舊房改建試點工程、北京南鑼鼓巷歷史街區的可持續性再生設計、北京小后倉、蘇州號街坊改造等，設計實踐集中于汴京御河傳統街區、大武東五胡同的再生設計研究，通過三年來對城市空間環境與傳統街區、胡同、巷子的“再生”、“改造”設計研究與經驗總結，其對傳統街區的優化、改造之策略、方法及研究技術路線等有了初步認知，并對今后的研究方向有了初步把握，其希望在今后的有關研究中更多的引入ArcGis與MATLAB等數據可視化平臺、文獻計量學、知識圖譜、人因與功效學等工具以增強設計的科學性、說服性、邏輯性。

關鍵詞 ArcGis Matlab 可視化平臺 數據可視化

中圖分類號：TP311.13 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2020）03-0020-02

1 概況

國內有關街區環境的“規劃”、“再生”、“改造”、“優化”之議題上可溯源至先秦，梁思成于《中國建筑史》中記載：至堯之時（公元前23世紀），則“堂崇三尺，茅茨不剪”，后世雖以此頌堯之儉德，實亦可解為當時技術之簡拙。至舜所居，則“一年成聚，二年成邑，三年成都”。舜“賓于四門，四門穆穆”，初期之都市已開始形成。《周禮（先秦），冬官考工記第六》中記載“匠人營國，方九里，旁三門。國中九經九緯，經涂九軌，左祖右社，面朝后市，市朝一夫。”下可尋跡至2017年由住建部、城鄉規劃司等部門提出的以“生態修復、城市修補”為核心的“城市雙修”。國內關于街區環境的提質項目較著名的有強調“小規模、漸進式”的“菊兒胡同”等。自“菊兒胡同”再生實踐以來，歷史街區中強調的“小規模、漸進式”的可持續再生模式逐漸得到廣泛認同并付諸嘗試，而多主體介入的方式較好地切合了這一模式。小規模、漸進式是可持續再生的要點[1]。國外有關街區環境的“規劃”、“再生”、“改造”、“優化”之議題上可溯源至古埃及園林之宅園、圣苑、墓園，據朱建寧之《西方園林史——19世紀之前》記載：古埃及園林大致有宅園、圣苑、墓園3種類型。宅園：古埃及宅園的建造，在第十八王朝時期出現高潮。王公貴族的宅邸旁，都建有游樂性的水池、四周有各種樹木花草，掩映著休憩涼亭（Kiosks）。下可尋跡至20世紀以來之西方國家城市更新。國外關于街區環境的提質項目較著名的有：（1）西班牙城市畢爾巴鄂（Bilbao）的古根漢姆博物館（Guggenheim Museum）。（2）都柏林的坦普爾街區（Temple Bar——該區東西1千米，南北約0.2千米）。國外富有代表性的、關于街區“規劃”、“再生”、“改造”、“優化”的設計理論集中于：物質形體決定論影響下的大規模重建、福利主義城市更新、內涵式城市更新、市場導向型城市更新等。

2 基于ArcGis與MATLAB等數據可視化平臺的街區“規劃”的研究策略構建

在有關研究策略構建方面，其立足差異化的視域背景，立足于當代科學探索新范式——跨學科研究，意圖擘肌分理的對“傳統街區環境再生”、“城市空間優化”等方向給予富有科學數據支撐的、富有史料證實的、富有縝密邏輯的、富有理性結構的研究。如筆者于攻讀碩士學位期間為《第二屆遼寧省研究生“智慧人居與健康城市AUL創新研究競賽》及《津發科技HFE Award全國人因與工效學創新大賽培育項目》所撰寫的研究報告中所采用的論述邏輯那樣——其對于城市空間優化的研究所采用的方式方法首先基于成熟、完備的理論基礎（如生態學范疇中的“共生”理論、柯林·羅所提出的“拼貼城市”理論、吳良鏞先生提出的“有機更新”理論、吳明偉教授提出的“系統性”舊城更新原則等），因為沒有理論指導與支撐的實踐性研究就不具備科學性、邏輯性;其次，為增加人文社科學類研究的說服性、可信性、可視性，其引入文獻計量學、知識圖譜、MATLAB數據可視化平臺、層次分析法、ArcGis等工具，試圖把“共生城市”這一抽象概念量化、具體化，以此來分析推動該街區空間軌跡演化、街區機理的歷史蛻變及街區風貌革新的內在動力機制;再次，其結合當代文化視域下該街區的街區基因、傳統文化、物質與非物質文化遺產等文化內容，提出沈陽西塔街區的“共生”優化策略;最后，城市空間優化、改造的核心是基于人本主義的，為使研究方案人情化、合理化、科學化，上述兩篇研究報告中的研究策略試引入“人因與工效學”，如1959年霍爾提出的4種人際交往距離（親昵、個人、社會、交往距離）及人之觀察尺度（45、27、18度仰角）與人之行為習慣（步行模式、活動群體）和人的活動類型（必要、自發、社會性活動）、日本當代著名建筑師蘆原義信（1918—2003）在《外部空間設計》與《街道的美學》中對街道空間寬度及構筑物高度之間的辯證關系等，希望以此對具體的規劃指標加以明確，并通過上述人因與工效學理論的限定，使所提出的沈陽西塔街區的“共生”優化策略與人的生理和心理特點相契合，以提高整個共生系統之效能。

3 基于ArcGis與MATLAB等數據可視化平臺的街區“規劃”的研究步驟及進度

3.1 第一階段——理論研究

首先調查、閱讀相關文獻，對傳統街區再生設計的當代背景——城市雙修做初步認知，明晰城市雙修的前后歷史背景及其與海綿城市的異同，明晰城市雙修的具體要求、理論內涵等。其次，基于“不了解歷史就不能深刻地洞悉現代，不了解歷史就不能準確的預測未來”這一論斷，進而對傳統街區再生設計的國內外研究現狀加以梳理，了解不同歷史時期、不同政治、經濟、文化背景下的城市更新特征、策略、優劣等，這些更新策略自然帶有深刻的歷史烙印，解決著特定歷史時期的城市發展問題。

再次，對有關傳統街區再生設計的專業理論，如城市“有機更新”理論、“系統性”舊城更新理論、柯林·羅之拼貼城市理論、“自上而下”與“自下而上”兩種城市更新改造模式等加以調研。明晰不同理論的側重點，明晰不同理論指導下的傳統街區再生設計之異同。

3.2 第二階段——案例研究

針對不同理論指導下所進行的設計實踐進行深入研討，對背景“菊兒胡同”、北京小后倉再生實踐、蘇州號街坊改造、西安的北院門改造、成都寬窄巷子等實際案例加以深入剖析，并對我國第一個成功按照“自下而上”城市更新改造模式之實際案例——田子坊創意產業園區進行研究，對其特征與存在的風險或問題給出明確闡述，以此進一步深化有關原有城市特色風貌、城市基因、城市文脈與傳統街區環境、空間肌理的理論研究。

3.3 第四階段——實踐研究

通過完成對上述有關理論、工具、案例的研究，其就對《基于ArcGis與MATLAB等數據可視化平臺的街區“規劃”》之策略、方法及研究技術路線有了清晰認識。

4 該研究的創新點

該課題的創新性在于其引入跨學科研究范式。首先，基于ArcGis、文獻計量學、知識圖譜或生態學范疇中的“共生”理論、柯林·羅所提出的“拼貼城市”理論、吳良鏞先生提出的“有機更新”理論、模糊綜合評價法、層次分析法、Matlab等一系列基礎性理論及原理、機理、算法、模型等，對場址環境進行深入調研，實現數據的獲取，從而更加精準的對場地及周邊數據進行分析、判斷，構架基礎算法與實施方案，以更加直接的表明、分析思路，使數據可視化。具體即對場址環境中的高程、坡向、坡度、匯水線、生態水文和光照、熱力密度、天際線等數據進行量化分析，通過文獻計量學、知識圖譜實現數據可視化，達到一圖勝千言，并通過數據讓設計更加“理性化”;其次，引入人因與工效學理論，使其成為檢驗或限定、完善上述成果、數據的工具，使擬定優化、改造的空間環境成為人、機、環境三者協調的人-機-環境系統。最終實現快速梳理各種空間結構關系，實現完成大尺度下的場地規劃+都市區域規劃。并期望以此將過去與未來統一于當下，將傳統與現代之間文脈的斷裂加以彌合，力求在二者間尋求一種多元協調、動態傳承的操作機制。

5 結論

該研究圍繞宋都古城，一方面擬對其重點區域、重點地段、重要節點等強化城市設計，塑造城市特色，彰顯城市魅力，凸顯城市風情和城市記憶，并建立健全城市設計及基礎設施規劃體系以開啟古都塵封的鄉愁。同時，擬積極穩妥推進歷史城區、歷史文化街區人居環境改善，開展歷史文化街區、歷史建筑掛牌和建檔工作，并進一步加強歷史城區風貌整體管控。

另一方面該課題致力于打造“全面保護、全域旅游、全城一景、全產業鏈”的宋都人文生活體驗區。希望基于河南百城建設提質背景的汴京傳統街區改造能為中國古城街區提質探索一條新路徑，為舊巷的整體改造奠定一個全新標準，同時為宋代美學在21世紀的應用開啟一個全新維度。

參考文獻：

[1] 戴林琳.北京南鑼鼓巷歷史街區的可持續再生[J].華中建筑，2009，27（05）：173-177.

沈陽理工大學，遼寧 沈陽