基于空間句法的城市空間形態特征對比研究

程曉楠 張 昉

(湖南工業大學,湖南 株州 412099)

1 研究方法概述

1.1 空間句法概念

空間句法是對城市形態空間結構進行量化分析的理論和技術，可以直觀清晰地讓人感受到空間與人的發展關系，通過這種量化分析，來研究處理建筑、城市空間和人之間的關系。

空間句法理論由比爾·希利爾和朱麗安妮·漢森提出。空間分割方法有三種：軸線方法、凸多邊形和視區法。本文運用軸線法，主要的量化指標是平均連接值和平均集成度。

空間句法在當下已然變成一種主要的城市空間形態分析方法，在公建設計、城市公共開放空間設計、商業設施規劃、住宅小區規劃以及交通規劃等方面得到了比較廣泛的應用。

1.2 城市空間句法分析

空間句法通過軟件進行數學計算來分析城市形態特征，本文采用Depthmap軟件來定量的分析空間構成的緊湊與聯系程度。

運用空間句法對城市空間提取的軸線連接圖進行分析計算后，得出如下幾個重要的指標：

1)連接值(connectivity value)。

連接值是指與一點相連接的節點的個數。其計算原理是描述當前道路與其他道路之間的連接關系。設n代表連接的條數，則：

C=n。

連接值的大小表明在城市空間中城市滲透性的程度，二者呈正相關。

2)控制值(control value)。

用來描述節點之間互相控制的深淺，數值越大，則代表當前道路就越重要。即:

T=1/C。

3)深度值(depth value)。

把兩個相連接的節點之間的間隔定義為一步，則從一節點到另一節點的最少步數就是這兩個節點之間的深度。整個空間中某個節點到其他所有節點的最少步數的平均值，就叫做該節點的平均深度值(MD)。即：

MD=(∑深度×該深度上的節點個數)/(節點總數-1)。

整個空間中的總深度值就是各個節點的平均深度值之和。

4)集成度(integration value)。

“深度值”在一定大的程度上取決于空間中節點的數量。所以，為去除空間中節點數目的干擾，P.Steadman改良了計算方法，用相對不對稱值來將其標準化，即:

RA=2(MD-1)/(n-2)。

其中，n為節點總數。為了與真正意義成正相關，將RA取倒數，叫做集成度。

集成度表達的是某空間節點的可達性。集成度的值越大，反映的空間可達性和滲透性越好。

2 分散型城市

2.1 分散型城市特點

分散型城市的空間形態上大都呈松散、組團式，城市空間被自然綠楔分割。南方很多城市受到河流、山體的影響使得城市空間出現被分割的狀態，很多有名的旅游宜居城市均有良好的自然城市景觀。

2.2 分散型城市空間形態特征

本文選取了有鮮明特征的株洲市城市中心區來進行研究，如圖1所示，因為城市中心區有湘江穿過，即形成優美的湘江沿岸風景，美麗的湘江也把株洲裝點得精美秀麗；良好的自然城市景觀又使城市發展旅游宜居城市增添了依據。

株洲，古稱建寧，是湖南省轄地級市。坐落于湖南省東部偏北，湘江的下游，“株”字可能取自株田之“株”。

株洲市城市中心由天元、蘆淞、荷塘以及石峰這四區組成，“一水四區”的開闊空間，使得城市建設與自然開敞空間均衡有致。

3 聚集型城市

3.1 聚集型城市特點

由于經濟技術的快速騰飛，現在正處于一個信息快速發展的大時代，城市開始日新月異，城市新城區的建設與老舊城區的改造也在許多城市進行著，城市以同心圓的方式向外圍擴張，新舊城區以“攤大餅”的形式集中連片發展，城市空間的發展缺乏創新性。

本文選取了中原城市群中具有代表性的三個城市，河南鄭州市中心區、河北邯鄲市中心區、山西長治市中心區。如圖1所示。對比鄭州、邯鄲、長治三個城市中心區的空間衛星地圖，不難發現，中原城市群的城市空間發展狀態很類似，橫平豎直如棋盤式的城市道路，以車站客運站等城市人流量最大的地方為城市中心，然后向四周擴展，隨著城市職能的發展，城市更多的是在土地上的擴張，從而忽視了綠地空間對城市發展的重要性，所以城市空間后期變更城市形態變得十分困難。

3.2 聚集型城市發展的困境

“集聚型”城區發展模式可以推進城市化，帶來的好處是市政設施與公共設施的集約化。但這樣的發展模式帶來的負面效應也有很多，總結為以下三點:

1)人口和資源的連片聚集，使得城市居民的生活半徑變長，城市趨于向心發展導致交通擁堵，城市運行效率低；2)都市土地大量用于建設，導致都市缺少完整綠楔，沒有連續的“綠氧空間”；3)發展布局趨于橫平豎直，對后期城市風貌的改變無疑是個難題，忽略了對未來城市整體形象的前瞻性與城市居住的舒適性，城市設計單調乏味，缺乏特點。

4 城市空間形態的空間句法分析

城市不僅是用來發展生產的物質載體，更是承載著為人類提供優質居住生活與工作環境的功能，人們每天在城市中生活、工作、休閑娛樂，城市的設計是為了人們更好更舒適地生活，在此城市的綠楔起著關鍵作用。針對有著天然綠楔形的株洲城市中心區與平原地區有著典型集聚型特征的鄭州城市中心區、邯鄲城市中心區、長治城市中心區的城市空間形態，運用空間句法進行對比探討。

4.1 城市空間句法連接值與集成度圖

對比四張現狀衛星圖，可以清楚地看出株洲市中心城區與鄭州城市中心區、邯鄲城市中心區、長治城市中心區形成了鮮明的對比。通過Depthmap進行分析計算得出四個城市城區的連接值和集成度如圖2所示(具體運算依據Depthmap軟件，其過程略)。由圖2可知，無論是分散型還是聚集型城市都有自己暖色和冷色的部分，并且暖色部分集中在中心，冷色部分集中在外圍。

株洲市城市中心區的集成度和連接值圖對比其他城市中心區顏色較淡，主要是與株洲市區有一條較寬的水域(湘江)阻隔有關；河南鄭州市城市中心區、山西長治市城市中心區、河北邯鄲市城市中心區集成度與連接值圖暖色較多，說明了城中區呈現聚集發展狀態，可達性較好。

4.2 城市空間句法平均連接值與集成度值定量分析

通過Depthmap軟件對株洲城市中心區、鄭州城市中心區、邯鄲城市中心區、長治城市中心區這四個城市的平均連接值與集成度值進行計算，得出鄭州城市中心區、邯鄲城市中心區、長治城市中心區這些集中型的城市的連接度平均值幾乎一致，處于2.8～3.0之間，株洲城市中心區為2.3比他們低很多。鄭州城市中心區、邯鄲城市中心區、長治城市中心區這三個城市的集成度平均值幾乎一致，處于0.6～0.8之間，株洲城市中心區的值卻比他們低很多(見表1)。因此株洲城市中心區的集成度與連接值都比其余三個城市低很多。

表1 平均連接值與集成度

由此可以推斷：集成度與連接值并不是越高越好，應該做到適宜，這樣城市之間的虛實空間才能均衡。城市綠楔并不是阻止城市集成度與連接值變大的唯一原因，城市各片區自身道路系統的完善也能起到促進提高集成度與連接值的作用。

5 結語

中等城市的發展要結合自身特色，相比于大城市來說，中等城市少了很多城市職能，要切實考慮自身特點，以人為本。打造山水宜居、景色優美的城市迫在眉睫，這也是中小城市發展的一個契機。景色優美、宜居的城市具有一致的連接值與集成度，這不是偶然，城市的綠化、自然河流以及山脈等形態影響，所帶來的集成度與連接值的降低，反而促進了城市的宜居性。未來平原城市的城市設計，規劃綠色隔離空間打造適宜居住的城市是非常有必要的。本文基于空間句法理念，研究城市空間的不同形態發展對人們生活的影響，對未來城市形態擴展提供方向與借鑒。