江山八法：基于數字化信息圖譜的山水城市設計探索
——以杭州錢塘江兩岸地區為例

楊俊宴

熊偉婷

沈 旸

朱 驍

“山水”一詞具有很強的中文語境，一方面泛指山、江、河、湖、海；另一方面，還指代以自然為主要題材的山水畫的意境，如《荀子·強國》：“其固塞險，形埶便，山林川谷美，天材之利多，是形勝也。”中國城市營造講究依山傍水、利用自然，將城市選址、建設與山水環境相互融合，進而提升到形與意的契合境界。早在《管子·乘馬說》中就有“因天材，就地利”的相關論述，錢學森也于20世紀90年代起提出山水城市作為中國城市的典型特征[1]。吳良鏞認為“山水城市是提倡人工環境與自然環境相協調發展的，其最終目的在于建立人工環境(以城市為代表)與自然環境相融合的人類聚居環境”[2]。對于山水的文化語境，西方更多使用“場所精神”一詞，而非“意境”，兩者之間有相似之處，也有語義上的不同境界，但就強調城市營造活動作為生態學、城市氣候學、美學、環境科學的意義而言，已成為國際學者之間的共識。現代城市建設致力于通過城市規劃、城市設計、生態景觀規劃和城市特色風貌來建構，實現地域文化重塑，營造出“和而不同”的城市特色景觀，從而破解“千城一面”的問題，最終實現“讓居民望得見山，看得見水，記得住鄉愁”的目標[3]。山水城市是一類較為特殊的綜合復雜系統，是融合人類活動與自然過程共同作用最為強烈的地帶之一，將城市與山脈水體進行有機連接[4]。

圖1 城市景觀的數字化信息圖譜設計框架

山水城市的研究是一個龐大的系統工程，在語義層面幾乎涉及了人類知識系統的各個方面。如何科學地界定山水城市語義內涵、探尋山水城市的內在矛盾、合理評估山水城市復雜的地貌景觀、建立系統性山水城市認知模型并進而開展實例驗證，是真正落實山水城市研究的重大課題，也是城市設計中重要的研究內容[5]。由于山水城市景觀的非均質性和不確定性，使得系統性的科學評估顯得特別困難。近現代隨著大數據時代的來臨，數字技術憑借其大尺度化、高顆粒化、人本量化和經驗量化等諸多特性，為山水城市景觀量化評估提供了諸多可行的技術方案。作為一種基于數字技術的圖形量化分析方式，信息圖譜利用一系列的圖像將大量多源數據進行歸類合并，揭示內在驅動肌理，并表達其中規律。信息圖譜具有多維度、多尺度、多系統等特征，利用數字化方式構建信息圖譜具有自動化、全面高效及科學性的優勢。

1 基于數字化信息圖譜的城市景觀評估方法

相比于傳統的山水城市景觀研究與表達方法，數字化信息圖譜最顯著的特點是強調了源于人居環境語義構成的系統性、源于數字化的空間信息分析技術的定量性，以及源于信息圖譜內在規定性和空間性的統一。

基于數字化信息圖譜的山水城市景觀評估與設計是對城市山水環境、綠地生態等相關信息的數字化、圖形化的信息映射，具體包括地形地貌、山水形勝、人文文化、生態景觀、河湖水文、空間形態和城市風貌等各種要素特征。根據空間維度，可總結為區域空間尺度信息、市域空間尺度信息，以及城域空間尺度信息，同時也可以根據其科學范疇，歸納為自然環境系統、城市環境系統及人文環境系統。根據上述劃分標準，進一步可以細分為八大方法要素，本文將其稱為“江山八法”，包括氣法、形法、脈法、網法、市法、水法、畫法和象法等，完整的信息圖譜結構如圖1所示。

表1 山水城市的信息圖譜技術方法

江山八法中各技術方法最顯著的特征在于將城市理論思想、山水人文要素及數字技術有機融合在一起，從而揭示內在驅動機制，并表達其中的規律(表1)。

圖2 錢塘江沿岸風環境模擬及分析

2 數字化信息圖譜的數據來源及技術方法

利用城市多源大數據分析方法準確而動態地建構山水城市的數字化信息圖譜，作為城市景觀評估的基礎，也是城市景觀提升策略的建構源頭。

2.1 案例選擇及概述

作為浙江省的最大河流，錢塘江是貫穿整個杭州城市的重要城市生態廊道，也是城市發展的引領性的線性要素。杭州的整體山水景觀格局，是三面群山環繞，一面跟隨錢塘江浩蕩流入大海，是開合有度的“大山水”格局。錢塘江在杭州承擔著越源之河、開放之河、繁榮之河和涵養之河的重要角色，但隨著杭州城市化推進及產業升級轉型，城市功能逐步東移，全面開始實施跨江戰略，使得杭州從“西湖時代”邁入全新的“錢塘江時代”。而杭州城市景觀價值的核心，便是處理好城市與西部群山、西湖、錢塘江之間的各種要素關系，理清從西湖時代到錢塘江時代的發展脈絡，體現杭州山水城市景觀的特有魅力。本文研究以沿岸各2個控規單元作為沿江功能區塊構成，劃定錢塘江沿線山水城市的景觀區范圍，總面積約720km2。

2.2 數據來源及分析方法

根據數字化信息圖譜的各類技術方法分析對象、尺度及要求，其數據類型及來源各異。總體而言，可分為3類數據來源：1)實地踏勘及部門訪談獲取數據：在實地調研及相關訪談的基礎上，對杭州城市主城區范圍內的空間形態微氣候等數據進行數據采集，獲取城市格局、建筑高度形態等城市空間形態數據，建立綜合性數據支撐平臺；2)大數據采集及過濾整合數據：通過網絡采集技術方法，對相關網頁關鍵詞及其出現頻次進行采集及整合，形成城市歷史資源點和詞頻大數據基礎數據庫；3)專業軟件模擬生成數據：利用Phoenics及Soundplan等分別進行城市風環境及聲環境的建成環境建模，并加入各項影響要素，通過模型計算及迭代計算，生成模擬基礎數據。

3 江山八法：錢塘江數字化信息圖譜的信息要素建構

3.1 江山氣法：基于城市物理環境數字地圖的沿江物理環境解析

利用物理環境分析軟件動態地模擬與預測城市風、熱、聲環境情景，是山水城市數字化信息圖譜的建構基礎。具體而言，根據不同類型的微氣候數字分析要求，通過實地踏勘、模擬、建模獲取適宜的基礎數據，在此基礎上，應用專業物理環境分析軟件進行模擬及最終的結果確定。以城市風環境的模擬及分析為例，運用Phoenics流體計算軟件模擬錢塘江規劃全域的風環境狀況，首先建立區域及周邊的三維空間形態模型，并導入FLAIR模塊，依據真實模型劃分計算網格，從而實時監控迭代步數與殘差，結合各季節風速圖，最終劃分出錢塘江沿岸的強風、弱風、靜風區，并結合其風貌進行通風廊道的設計(圖2)。同理可精準模擬錢塘江沿岸的熱環境、噪聲環境的分布與歷史演化，預判未來城市風聲熱物理環境惡化趨向點和消解優化策略。

3.2 江山形法：基于地形地勢地貌的城市山水格局解析

對于城市山水格局的分析，可從區域地理地勢、市域山水形勝、城域山水形態進行逐層解析。區域地理地勢是以城市及其相關聯的都市發展區作為研究的空間尺度，對區域內包括山地、丘陵、平原等地貌形態在內的地形地勢、水系演化等為基礎，建立宏觀層面的城市山水格局。市域層面的山水形勝是承接區域地理地勢的空間意向，強化城市層面的歷史演化進程、自然地貌特征、城市景觀空間感和人文底蘊。城域山水形態是以城市核心發展區為導向范圍，旨在承接中觀層面的城市山水形勝格局，建立由小到大、各層級、各系統的城市山水格局。

3.3 江山脈法：基于歷史包絡地圖的城市歷史文脈解析

研究歷史包絡地圖需要通過連接歷史遺存資源點生成包絡線，并根據包絡線的密集程度和形成的圖形趨勢來判斷資源點之間關聯程度，進而劃定關聯區和控制線，為實現歷史資源評價的科學理性分析提供了可能性。這一方法可以對資源點關聯度及更大范圍內的文化特色進行挖掘，從而為文化風貌體系、游憩活動體系和觀覽展示體系的結構設計提出指引，對城市人文要素和文化內涵作出多維度的綜合考察及定量評估。

3.4 江山網法：基于生境網絡技術的城市生態景觀本底解析

通過實地踏勘調研，發現錢塘江沿岸現狀生境網絡的最大的特點在于從西至東破碎化傾向，以及骨架已形成，但纖維尚缺。針對錢塘江沿岸采取多層次生境網絡的方法研究其生態景觀本底，從核心保護區、自然或半自然生境斑塊、具有連接作用的生態廊道及跳板結構4類基本要素所構成的“核-斑-廊-島”的規劃布局做出指引。

3.5 江山市法：基于既有建成環境評價的沿江空間形態解析

運用AHP層次分析賦分法，在獲取充足基礎資料的基礎上，對建設區域從建筑、用地及相關政策等方面，以GIS平臺進行統一數據處理并建構既有建成環境評價模型，針對評價模型采取了沿江功能分區、沿江港口經濟體系分析等因子進行評價，最終得出整個城市建成區的綜合評價結果，形成城市適建度分布。這一分析方法是將定性與定量相結合，定量評估城市可建設區域的適合建設程度，從而最終判定整個城市建成區的建設狀況，以期指導下一步的具體空間形態分區設計。

3.6 江山水法：基于生態修復技術的沿江水生態格局解析

山水城市的水系安全、水系活力及水岸景觀是保障其沿岸水生態景觀安全的重要挑戰。水容量是保障水系安全的核心指標，運用水容量評估法，綜合水體積、水質濃度和水流量來分析水容量現狀及其對污染物的承受能力。通過錢塘江及周邊水系的水容量分析發現，它作為最主要的污染物容納體，與周邊水系之間的水容量存在明顯差異。水活力的分析是從用地狀況、駁岸類型、植被狀況進行綜合因子評判，發現城市內外的多條水活力明顯不足的河流段，并提出加強錢塘江及支流的植被豐富度，特別是市區內河流的水生濕地植物以提高水系水生態活力。此外，通過對水災害風險和淹沒模型的分析，準確地認知錢塘江水災害風險，特別是因水位變化對兩岸可能造成的淹沒風險。

3.7 江山畫法：基于天際線錯落度的沿江空間特色解析

錢塘江現狀濱江界面較封閉且相對單一，沿岸大面積的板式高層住宅也造就了呆板封閉的天際輪廓線，垂江廊道在空間景觀尺度上缺少層次，同時沿江缺乏展現山水城市特色的景觀空間標志。針對這類問題，畫法以中國傳統山水畫的物質空間美學塑造方法為基礎原理，凝練以山水觀城的錯落交融特征，從天際輪廓線、垂江廊道，以及濱江標志等方面來強化錢塘江沿岸的山水城市空間特色。

沿江天際輪廓以分形序列量化步驟逐層展開，以分形指數對沿江720km2的城市天際輪廓全域量化，從而進一步對沿江天際線分形分析，挖掘出“融、掩、襯、抬、降、平”6類天際線空間意向。

圖3 錢塘江沿岸風貌感知解析

3.8 江山象法：基于單雙詞頻大數據的風貌意象感知解析

山水城市的風貌意象感知應從視覺感與心理認知2個層面綜合考慮，前者關注的是眺望體系及眺望方式對于沿江空間的視覺感知度，后者是通過網絡關鍵詞熱度大數據分析層面入手。1)錢塘江沿岸所有的觀景點分為標志高層類、交通門戶類、自然山水類等5類。進而從交通可達性、觀景可視度、公眾認可度等6個維度對錢塘江周邊眺望點進行評價分析，得到錢塘江周邊的一級眺望點。從而區分靜態觀覽層級及動態觀覽次序，并根據視覺原理，形成中近距離觀賞、遠距離觀賞、全城尺度鳥瞰。最終發現總體觀景方式單一，未利用江灣優勢形成觀景的空間深度，同時也對動態觀景缺乏考慮。2)心理認知層面，通過問卷篩選錢塘江周邊物質空間層面的城市要素，批量分析網絡搜索引擎中錢塘江地標的詞頻，獲取了輔助城市形態結構設計的量化數據。采用單關鍵詞詞頻熱度和雙關鍵詞詞頻關聯度分析，進而得出認知道路的熱點多為交通性道路，缺乏生活性道路，自然山水的網絡熱度遠高于新城中心區(圖3)。

4 之江八策：基于數字化信息圖譜的錢塘江沿岸景觀提升工程規劃實踐策略

在杭州錢塘江兩岸景觀提升工程規劃實踐中，通過“江山八法”數字化信息圖譜的多維分析及整合應用，全面分析了物理環境、山水格局、歷史文脈、生境網絡、空間形態、水生態、空間特色和風貌意象等具體體系內容，并依據這一分析內容在規劃設計階段進行有針對性的策略優化提升，實現了數字化信息圖譜的聚合應用，為杭州山水城市設計研究提供有力支撐。具體明確未來數字錢塘的總體設計理念為錢塘觀潮圖、之江新語圖及富春山居圖，這3幅畫卷是對各體系的總結與整合，并構建出錢塘江整體的大山水人文畫卷(圖4)。

4.1 理氣：物理環境控制

在物理環境控制體系方面，通過對錢塘江兩岸的3類環境的具體實測及模擬，提出構建沿江通風廊道、連通濱河綠網體系和劃分聲環境功能區3個策略。具體建構“基于順應城市主導風向”的一級通風廊道空間，“基于消解城市熱場、促進空氣內部流通”的二、三級通風廊道；構建橫跨運河的生態綠廊，同時連通運河與周邊開敞空間，形成魚骨狀的綠網體系，擴大綠化降溫效應；劃分4類聲環境功能區，以及結合歷史文化、綠化慢行空間塑造濱河寧靜區。

4.2 通形：山水格局控制體系

在山水格局控制體系方面，進行了“闕-脈-簇”的3種山系體系分級保護，具體策略為兩闕開門戶：以富春江段的長山、天鐘山為門闕，作為杭州市域內錢塘江的重要自然門戶；四脈拱之江：昱嶺山脈、仙霞嶺山脈、大盤山山脈、會稽山山脈形成四脈拱衛之勢；八簇綴兩岸：以錢塘江為界，南北兩岸點綴8個山簇。以＜3、3～9、≥9km為尺度劃分近眺、中眺、遠眺，打造2個山-江近距視廊、4個山-山中距視廊、5個山-江遠距視廊、3個山-山遠距視廊。重點提升10條垂江水脈，連通9條沿江水系，打造“互通互導”的棋盤式水網體系。

4.3 承脈：多元文化控制

在多元文化控制體系方面，打造各具特色的文化體驗區，對留存歷史資源點進行整合與提升。具體區分了多元文化及古今文化的區別展示，形成五大一級文化體驗區及六大二級文化體驗區，并采用融合、包圍、分離與重疊4種發展模式對沿江資源點進行整合處理。開發模式上，結合不同類型的資源點按照整體開發、文化特色街區、景區開發等不同層級進行分類開發。最后將整合后的歷史資源分布按照時期劃分、等級劃分、包絡劃分3種方式進行疊圖，并將城市空間要素按交通路網、山體綠地、自然水系3種方式進行展示。

4.4 織網：水綠骨架控制

在水綠骨架控制體系方面，實行水脈生態-整體綠地-觀鳥基地-景觀大道的分級優化。提取出包括京杭運河、三工段橫灣在內的10條重要水系，分別呼應與各城市簇群核心，并規劃出相應的綠地與之銜接；劃分出汀州串珠段、沚汊溯源段、津河凝核段、江灣慧城段和海港聽潮段；根據鳥類習性將錢塘江沿岸觀鳥基地分為城市園林、河流濕地、河漫灘濕地及農田居民區4種類型；同時打造11條沿岸重點景觀大道。

圖4 基于江山八法的錢塘江沿線城市形態綜合優化

4.5 營市：三維空間控制

在三維空間控制體系，為塑造錢塘江空間序列，在現狀江山市法的分析基礎上，進行多模式的空間形態引導。具體引進容積量(容積量=建筑的三維體積/體塊用地面積)作為主要量化指標。結合不同用地性質、不同街區容積量的空間形態模式差異，總結20種空間形態模式作為錢塘江空間拓展模式原型。最終對下沙大學城地區、白塔公園地區等進行濱江拓展空間形態進行引導。

4.6 治水：水岸景觀控制

在水岸景觀控制體系方面，進行岸線分類控制、岸線景觀滲透、雨洪景觀控制和兩岸植被配置4類具體設計。根據景觀特色劃分出城市景觀、山水景觀、濕地景觀及鄉村景觀不同岸線分段引導，同時增加景觀型、服務型、活動參與型3類景觀設施以提升兩岸的景觀豐富度。通過支流水系、沿岸公園和適宜慢行的道路3種方式形成河流滲透、公園滲透及道路滲透3類廊道，加強錢塘江與內陸聯系。通過管道和地表徑流的控制，增加對降雨的收集。通過增添喬灌木、花卉種類等形式豐富沿岸植物景觀層次，增加植物景觀多樣性。

4.7 入畫：特色空間控制

在特色空間控制體系，對整體水際線序列、特色彎頭天際線、沿江橋廊活力鏈及濱江提名標志點進行逐級優化。結合總體結構，整體水際線界面分為6段，并結合開合聚散的界面關系，分為八大局部界面序列；結合水際線展開序列，對9個灣頭聚集簇展開天際線優化，形成“映、層、抬、降、融、平、掩”在內的7種天際線意向；打造包括城市活力橋廊、橋頭節點、特色碼頭節點及橋頭慢行區在內的橋廊活力鏈；最后在沿江58個6類標志點的基礎上，重點打造包括城市客廳、之江新語等在內的12大沿江提名地標。

4.8 觀象：空間活力控制

在空間活力控制體系上，對濱江功能多樣性、分時段濱江游線、夜景分級點亮方面進行控制設計。將濱江空間劃分為8個組團，打造濱江活動空間體系，營造具有不同功能側重的活動中心區；策劃以游歷山水及歷史古鎮為主題的遠郊山水游，以農家樂、療養、主題樂園為主題的近郊樂活游，以游歷之江為主題的之江江中游，以觀潮為主題的觀潮游，以自行車、步行為主題的都市濱江游的多層次游線類型；根據離江面距離設置2層眺望分區，近江以平眺為主，第二層以依托高層或山體的俯瞰為主；策劃夜跑、廣場舞、夜間觀潮等夜間活動，打造濱江活力的全時性。

在上述江山八策的引領下，最終形成“雙峰立闕舞鳳凰、四山拱宸衛武林、九曲繞城起春江、十脈通江筑海塘”的整體設計理念(圖5)，并建構“定江灣”“聯古今”“顯山水”的空間營造策略。江山八法及之江八策的總體分析謀劃策略，對方案的空間結構、空間特色、平面布局、功能劃分，以及景觀體系等方面均有較強的支撐和指導價值。

圖5 錢塘江沿岸城市設計總體格局

5 結語

如何科學、合理、系統地進行山水城市景觀評估和規劃設計，保護和發展城市山水景觀脈絡，是當今城市設計的重要課題。本文建構的景觀數字化信息圖譜是基于多源數據的系列化數字圖形平臺，進而進行多維交互解析，揭示出山水城市景觀各要素的空間結構特征及時空變化規律，為后續城市規劃與設計提供決策建議。錢塘江作為杭州城市重要的線性山水景觀要素，在自然地理條件、人文經濟條件、建成環境條件等各方面都具有一定的代表性，針對錢塘江地區的山水城市景觀評估展開研究，易于進行實踐實驗并推廣使用。

從方法而言，山水城市景觀數字化信息圖譜的研究，能夠多角度、定性與定量結合研究，將山水城市中的復雜系統信息進行系統化的抽象和概括凝練，從而較好地將其中各學科景觀要素進行整合，形成完整的分析框架，為城市規劃與設計的科學決策奠定基礎。

注：文中圖片均由作者繪制。