基于AHP-GIS的歷史性城市景觀價值評估量化研究
——以歷史文化名城太原為例

雷澤鑫，羅俊杰，曹 磊

(天津大學 建筑學院，天津 300072)

2020年5月12日，習近平總書記在山西考察過程中，給予太原的城市建設肯定與勉勵：“太原自古就有‘錦繡太原城，三面環山，一水中分’的美譽，如今錦繡太原的美景正在變為現實”[1]。太原作為一座具有悠久歷史積淀和豐富文化遺產的國家級歷史文化名城，要實現“高質量轉型發展”[1]勢必要納入其獨具特色的地域歷史文化保護概念。以文化響應來強化系統戰略構架，催化發展的同時，城市的歷史文化也會得到進一步的激活。

聯合國教科文組織在2011年提出的《關于城市歷史景觀的建議書》[2]進一步提高了對城市歷史文化遺產的認識：提倡以“歷史性城市景觀”(historic urban landscape，HUL)的理念，“層積性”(layering)地看待城市現存的文化遺產，展示城市歷史遺產的“歷時性”與“共時性”。換言之，城市文化景觀是持續性的動態演進。在演進過程中不同時期的景觀疊加沉淀，才是城市文化景觀的內涵與價值。正如芒福德所說，“城市與文物不同，文物體現的是本體的價值，而城市作為一種文化的容器，則是一種過程的價值”[3]。

城市文化景觀的層積保護需要基于對城市歷史景觀科學量化的認知與評估。現有研究成果很好地代表了國內學者對于城市歷史景觀定量研究的探索：通過問卷調查和市場定價參照的方式，對文物、歷史建筑等遺產單體提出定性定量定價的估值[4]；運用德爾菲法或借鑒生態因子評價方法構建城市特定類型文化遺產如工業遺產的價值評價體系[5-6]；以城市片區為研究范圍，對城市文化景觀進行圖表整理賦值，實現對特定城市空間及其文化存量和文化增量的量化研究[7]，以及城市歷史街區的定量價值評價體系的構建[8]和城市歷史廊道的遺產資源價值評價[9]。但是，隨著遺產保護理念的不斷深化和學科專業技術的日益進步，一方面，HUL引領了城市文化景觀的價值轉向，應當從時空的綜合角度看待整個城市單元文化景觀的價值與保護，通過對其歷時性分析，把握其共時性特征，從而實現遺產的全方位的整體性保護[10]；另一方面，當代風景園林的發展趨勢強調設計與建造過程的科學化，突出環境空間、場所、功能、文化及技術支撐的一體化整合設計,徹底突破設計要素、層面與方法彼此游離或簡單疊加的設計模式[11]。因此，需要在HUL的視角下，通過“定量化”的科學研究方法將城市歷史景觀的評價結論“可視化”地回歸到城市格局圖示語境中，才能提出有邏輯依據的城市歷史景觀保護策略。

本文選取具有典型“歷史層積性”遺產特征的國家級歷史文化名城太原為研究對象，提出定量化構建城市歷史文化景觀遺產價值評價體系和可視化識別篩選城市歷史文化景觀價值空間兩個研究問題。將地理信息系統(GIS)與層次分析法(AHP)結合使用，梳理典型城市的文化景觀在時空序列上的“有機秩序”，以期為城市的歷史文化復興與相關規劃建設提供科學直觀的依據。

1 研究對象與研究方法

1.1 研究對象選取

山西省會太原牽系南北，位置獨特。從春秋戰國以來，太原因其走廊地帶的區位地勢成為“南耕北獵”的草原文化和中原文化的交接點[12]。在歷史變遷中，各種政權在山西犬牙交錯、頻繁興替，最終形成了晉陽(太原)北方地區軍事、文化與經濟的中心地位。可以說太原兩千多年歷史文化演進的重要驅動力來自于不同文化圈層與生產生活模式在這一地區的搖擺交替。太原悠久的城市歷史恰恰能夠非常典型地表現出一種文化的多元性和沉積的過程[13]。這種“文化層疊”歷史特征為太原留下豐富多樣、能夠體現歷史沿革和地域性格的文化遺存。太原的歷史文化遺產形象有力地體現了“以人類本身的遷徙流動和文明圈層的重疊來顯示過渡性質的地域文化的完整性和特殊性”[14]。基于此角度，太原可作為具有典型性歷史性城市景觀的研究對象。

本研究將太原市的物質文化遺產作為主要研究范圍，以太原市文化和旅游局提供的文物保護單位數據為基礎，利用Python爬取高德地圖文化遺產POI信息形成完善的基礎數據庫；通過實地勘察與衛星遙感影像人工判讀的方法對存疑的POI經緯度數據進行修正校對；最后獲得研究范圍內的有效歷史遺存POI信息點共357個：其中包括國家級文保單位38個、省級文保單位18個、市級文保單位151個、縣級文保單位150個。

1.2 研究方法概述

相較國外對于AHP-GIS方法的研究探索起步較早、成果較多的現狀，國內對此方法的應用主要集中在生態環境、交通規劃、防災救援、視覺審美等方面的空間評價，鮮有涉及文化景觀保護方向。作為一套多指標集成的系統算法，AHP有助于捕捉決策的定性和定量要素，并提供一種強大而簡單的加權選擇標準的方法，從而減少決策中的偏差[15]。GIS支持的概化空間能夠更好地理解場地的特定特征[16]。GIS和AHP的結合使用，使得多準則程序可以在GIS環境中實現，尤其是在AHP支持下的圖層加權線性組合(WLC)，被認為是最直接和最常用的工具[17]：一方面可以利用信息將景觀數據轉換為連續的空間梯度[18]，另一方面，實施有效的程序能夠有效分析專家和其他利益相關者表達的偏好和評估[19]。

太原從1954-2020年共經歷了4次城市總體規劃[20]，從“工業圍城”的北方重工業基地，到如今轉型“錦繡太原城”的綠色人文定位。在這一過程中，豐富而珍貴的歷史文化遺存經歷了人為毀損、自然衰敗、保護性破壞后，呈現出“神不散形散”的破碎化現象[21]。面對這些問題，通過AHP-GIS方法能夠有效地將城市歷史景觀的價值落到城市空間格局中進行識別和評估，從而實現HUL理念下的歷史景觀“歷時性”可視性識別和“共時性”定量化評價。因此，AHP-GIS結合應用是具有實操性和針對性的研究方法。

1.3 研究平臺搭建

1.3.1評價要素選取

識別和篩選價值評價要素是構建評價體系的第一步。參照前文中提到的關于城市歷史遺存價值評價的研究成果，以此為基礎征詢城市規劃、遺產保護等方面的專家意見，結合文化遺產保護原則，確定城市歷史景觀價值評價目標下的中間準則層與對應因子層。因子篩選必須保證每個賦值的可定量和易操作，且具有明確歷史文化價值指征。

城市歷史景觀價值評價體系的準則層分為文化遺產的保護現狀、本體價值和城市結合度三部分(見圖1).

圖1 城市歷史景觀價值評價體系Fig.1 Evaluation system of urban historical landscape value

1.3.2指標判斷矩陣

由于各項評價準則在城市歷史景觀價值衡量過程中所占比重不同，所以應當對歷史文化評價指標的相對重要性進行判斷并賦值。首先征求專業人士對于各層次的因子重要性普遍衡量標準，并以此為依據引用數字1-9及其倒數作為因子重要性的評價標度。然后利用合積法計算出各層次因子相對重要性的權重值，完成層次單排序以及測算一致性比例RC(consistency ratio)(式1).如果RC<0.10則認為矩陣一致性可接受(表1-表5).完成計算和驗算過程即可得出城市歷史景觀價值指標體系及其權重賦值(見表6).

(1)

表1 平均隨機一致性指標IR取值表[22]Table 1 Value table of average random consistency index I

1.3.3空間分析評價

在GIS平臺中顯示構建AHP的分析結果。

表2 B層對A層的判斷矩陣計算過程Table 2 The calculation process of judgment matrix from layer B to layer A

表3 C層對B1層的判斷矩陣計算過程Table 3 The calculation process of judgment matrix from layer C to layer B1

表4 C層對B2層的判斷矩陣計算過程Table 4 The calculation process of judgment matrix from layer C to layer B2

表5 C層對B3層的判斷矩陣計算過程Table 5 The calculation process of judgment matrix from layer C to layer B3

AHP分析結果中的各種參數和權重包含在GIS的POI相關特征表中。利用GIS中的密度分析、核密度估計(KDE)等工具可以將城市歷史景觀的價值賦值生成連續梯度，實現空間化和可視化的表達和識別。值得說明的是，歷史遺產價值評價一方面關注城市歷史景觀價值的優劣，更重要的是關注城市歷史景觀的特征，強調城市歷史景觀在時空上的差異與多樣性。最終的評估成果包括：區域歷史遺存的GIS數據庫、城市歷史景觀特征分析以及以圖示語言顯示的研究區域的景觀特征和區域描述結果。

2 結果與分析

2.1 城市歷史景觀價值評價體系構建

來自天津大學建筑學院、天津大學設計院城市規劃、風景園林以及遺產保護方向的37位相關專業人士在太原理工大學與文物旅游局等當地單位的協助下完成了評價指標重要度調查。基于調查結果，進行矩陣判斷，得出城市歷史景觀價值評價體系及其權重評價體系(見表6).

表6 城市歷史景觀價值評價體系及其權重Table 6 Urban historical landscape value evaluation system and its weight

由圖2可知，在評價準則層中遺產點的本體價值(B2)對于城市歷史景觀價值的影響占比超過50%，是決定城市歷史景觀價值的主要因素。HUL作為城市景觀遺產保護的新方法，它強調以時間為脈絡，從城市發展的過程去認知城市歷史遺存，從而構建適地性的文化遺產保護體系。而在歷史遺存本體價值中年代時間(C9)和歷史價值(C10)成為整個評價體系中重要度最高的因子，占比分別超過或接近20%.這說明關注遺產本體的時間和其歷史價值是城市景觀理解和表達的基礎，對于城市從時間層面梳理歷史景觀的特征與內涵具有重要意義。

圖2 評價體系各項因子層權重對比分析Fig.2 Comparative analysis of the weight of each factor level in the evaluation system

此外，遺產點與城市的結合度(B3)以及遺產點保護現狀(B1)對城市歷史景觀資源價值的影響作用相對較低。在這兩項準則層下，最受關注的因子為歷史遺存本身的真實性(C3)以及與周邊環境的關聯，包括生態(C11)和交通(C13)兩部分。這體現出相關專業人士普遍對遺產保護自《威尼斯憲章》對歷史建筑的單體保護到《華盛頓憲章》擴展到歷史城鎮及城區的整體保護、再到《西安宣言》對歷史環境內容的豐富，這一過程的理解和認同。

但就目前調研結果來看，遺產點的規模大小(C1)、完整程度(C2)、已有級別(C7)以及與生活游憩(C14、C15)等的結合對城市歷史景觀價值的影響較小。這反映出目前城市歷史景觀價值被認為難以和人的行為活動產生聯系。但是筆者認為，只有通過人的行為活動才能賦予歷史遺存超出本身認知價值之上的歷史意義架構，這才是對城市歷史景觀價值解讀的關鍵。這也從側面說明，我們確實需要HUL這樣的理念來讓人通過碎片化的城市歷史遺產了解承載于其上的城市脈絡發展與延續。因為城市歷史景觀從開始形成到積淀至今，本就是人類和自然環境在過去幾千年里互動的結果。也正如《城市歷史景觀保護方法詳述》[23]提及的：“城市歷史景觀保護方針將城市理解為時間和空間的統一體。無數人民在其中留下自己的印跡，時至今日還在繼續留下。”

2.2 太原市歷史遺存空間識別與價值評估

對于已經獲取的357個遺產點信息，對應已建立的“城市歷史景觀價值評價體系”進行15個因子分項賦值。其中保護現狀(B1)、本體價值(B2)中的各項因子賦值來源于已有遺產信息數據資料，可通過Python獲得并進行數字化的模糊等級轉換；城市結合度(B3)各項因子的判別主要基于人工識別和實地調查，其中人工識別方法是基于GIS導入城市地圖，以遺產點為圓心在15 min步行距離(1 km)半徑內與城市道路、居住區、公園以及周圍建筑結合關系的數字化賦值。最后將所有遺產點的價值評價信息，集合為POI數據導入GIS平臺中，進行進一步的空間識別與價值評估。

2.2.1歷史性景觀空間識別

將城市歷史遺存POI點以年代時間(C9)進行歸類，可直觀看到太原市不同時期歷史遺存的分布規律見圖3.太原坐落于汾河河谷地上，汾河及其支流形成了這座山地平原城市的骨架，可直觀看出太原的歷史遺存主要延河網水系分布見圖4，以下分析可以解釋圖3中部遺產點顏色淺而密集，四周遺產點顏色深且沿河網組團式散布這一特征。

圖4 遺產點的年代熱力圖Fig.4 Age distribution of heritage sites

1) 汾河上游是新、舊石器時期的歷史遺存聚集區。

2) 河流由西向東進入平原河谷地后，形成幾個比較密集的遺存集中區。

首先，垂直于河谷地北部帶狀遺存為明清時期的關隘、寨堡。

其次，在中部盆地的東北方為明清、民國至解放后的太原府城遺存聚集區，西南方則是以唐朝至明清的晉陽古城歷史遺存為主的聚集區。南部開敞的平原地區主要為清代的民居大院等傳統村落遺存的聚集區。此外，西南方的遺產點沿山體線性分布，這與石窟、山寺道觀等宗教遺存因山而建有關。

通過應用GIS的緩沖區、地理集中指數等計量模型可得出太原市域范圍內的歷史景觀空間特征如圖5所示。太原市的歷史景觀空間以晉陽古城和太原府城為兩個核心板塊，周圍沿著河水流勢和地形山勢形成了以軍事防御、宗教祭祀、晉商經濟為主要性格特征的三條主要歷史文化廊道，在西北片區有一片上古早期人類文化遺址區。

圖5 太原城市歷史景觀空間特征分析Fig.5 Analysis of the spatial characteristics of the historical landscape of Taiyuan City

2.2.2城市歷史景觀價值評價

基于太原歷史文化空間的識別和AHP歷史景觀價值的分析，將賦值結果作為POI的信息疊加到太原市的Landsat TM影像上，可進一步結合太原城市建設現狀，更加直觀地判斷太原城市歷史遺存的本體價值、保護現狀和與城市的結合度，從而得出太原城市歷史景觀的總體價值。

太原歷史文化景觀保護現狀分析如圖6所示可知，太原地區保護程度最好的文化景觀集中在杏花嶺區和迎澤區，以太原府城和近現代工業遺存為主體。南部的晉陽古城和北部的青龍古鎮也是保護現狀相對較好的區域。一方面由于太原府城和近現代工業遺存距離現代時間較短，所以保存相對完整；另一方面由于很多工廠舊址和歷史文化建筑一直被使用，所以能夠得到較好的修繕和維管，例如太原市面粉二廠一直沿用民國面粉廠的場地廠房(2016年遷出)，督軍府一直是作為省委省政府辦公的場所(2017年遷出)，天主教堂至今仍在為教徒所使用。但是其他區域由于經濟水平較低，人民對于歷史文化遺產保護觀念淡薄，導致整體保護現狀不佳。

圖6 太原歷史遺存保護現狀熱力圖分析Fig.6 Analysis of the present protection of Taiyuan historical relics

由歷史文化景觀自身價值分析(見圖7)，太原范圍內有價值的歷史景觀遺存點較多，包括汾河上游以童子崖遺址和古交遺址為中心的新、舊石器文明遺址，汾河東行出峽谷進入平原拐點上的多福寺—竇大夫祠—凈因寺的佛教文化歷史遺存，太原府城和晉陽古城歷史遺存，南部以西山古晉陽城為中心的祭祀、宗教遺存、以徐溝古城為中心的晉商民居遺存，北部以青龍鎮—古狼孟城為中心的關隘堡寨遺存。但是對于保護現狀而言，只有中心城區的太原府城、晉陽古城、青龍古鎮的保護評價相對較高。太原市域范圍內有價值的歷史文化景觀如何能夠盡快得到保護，應該成為有關部門和專業人士下一步關注的焦點。

圖7 太原歷史遺存本體價值熱力圖分析Fig.7 Annalysis of the ontological value of Taiyuan historical relics

如圖8所示“與城市結合度分析”可知只有太原府城歷史文化景觀片區與城市的結合度較高。這一結果反映出作為內陸傳統城市，市民相對內向保守的生活方式，導致太原中心城區表現出對傳統習慣的繼承傾向與強烈依賴度。而周圍地區由于經濟相對落后、人口相對稀少、對于歷史文化繼承或保護的觀念較弱等種種原因，導致了歷史遺存與城市之間的“弱銜接”。這也說明了只有將歷史文化融入生活，才是對這些文化遺產最有效的繼承和保護。

圖8 太原歷史遺存與城市結合度熱力圖分析Fig.8 Analysis of the combination between historical relics and city of Taiyuan

最后將三個分項結果按權重值疊加后可以看出太原城市歷史景觀的總體價值，如圖9所示可知：歷史景觀價值區域自東北至西南呈帶狀分布，其分布規律與地貌形態基本吻合。在“三山一原”的廊道空間中疊合貫穿了歷史上商旅、宗教、防御等多條文化脈絡，最后形成了以太原府城與晉陽古城為中心的兩個文化遺存價值高地。

圖9 太原城市歷史景觀總體價值熱力圖分析Fig.9 Analysis of the historical landscape value of Taiyuan

3 總結與展望

本研究首先歸納梳理了太原歷史文化遺存信息，建立了數字化數據庫。通過AHP-GIS結合的方法對太原城市歷史遺存進行了可視化空間識別和定量化價值評估，最終得出以下結論：

1) 太原城市歷史景觀呈現出多元景觀特征，與不同歷史時期和地貌形態差異密切相關，在太原市域范圍內，西北部以石器時代遺存與古村落景觀為主，東北部以明清軍事防御歷史景觀為主，西部以唐宋元時期宗教祭祀景觀為主，中部以清-近代太原府城景觀為主，南部以明清晉商大院與傳統村落景觀為主。

2) 依托汾河和東西山地，太原形成以軍事防御、宗教祭祀、晉商文化為文脈，山水-文化一體的帶狀歷史景觀廊道，其中太原府城和晉陽古城是廊道中的核心斑塊。太原府城的保護現狀和城市結合度明顯優于其他區域。

由于數據信息量大，且部分信息未公開，未核定的文保單位和部分縣級文保單位信息并未納入研究范圍。因為此類文保單位保護現狀較差且保護級別較低，對整個研究結果影響較小，且本研究結論與太原市發展特點吻合，并與已有研究成果一致。綜上，部分信息缺失的影響可忽略。

將HUL理念作為研究切入點，尋得以太原為代表的我國傳統城市歷史文化景觀格局的特征與規律，以期為城市高質量轉型發展提供文化響應。面對太原富有特色的地形地貌特征，將城市中多元多層多態的文化景觀，納入到東北-西南的線性廊道中。一方面，這條線性保護路徑是歷史文化遺存的時間、功能、類型在空間上的疊加，且能夠突出城市歷史文化與綠色生態的融合；更重要的是它能夠補充并完善“一帶一路”的歷史文化概念。太原乃至整個山西的發展需要順應時代趨勢。這條通道是歷史上兼具多重功能的出并古道，也是太原“三山挾水”地貌格局下的生態廊道，更是太原融合時代發展的通衢大道。