基于元胞自動機評估川西北地區藏羌傳統聚落空間演變信息

易俊

摘要：本文在GIS環境中，在元胞自動機結果的基礎上，收集羌藏村落數據，利用科學的統計方法和GIS空間分析等方法，揭示2008年汶川地震后川西北地區（阿壩州）羌族藏族傳統村落的空間演變的動力機制，詳細展示其空間演變過程。同時顧及少數民族背景進行羌藏聚落空間演變結果分析，以及對空間形態演變進行可視化分析展示，能夠為保護藏羌民族村落，傳承藏羌文化提供有利建議。得到空間演變的關鍵影響因素以及藏羌傳統聚落空間演化圖，思考總結出川西北地區藏族傳統村落景觀文化傳承的內容、方法和策略，為川西北地區旅游業發展，民俗文化的傳承以及傳統聚落的保護提供合理建議和可視化研究基礎。

關鍵詞：GIS; 元胞自動機; 川西北地區; 羌族藏族傳統村落; 空間形態演變

1引言

傳統村落蘊藏著豐富的歷史文化信息和自然生態景觀資源。2018年3月8日，習近平總書記在湖北考察時強調：“特別要保護好傳統村落、民族村寨、傳統建筑，以多樣化美打造各具特色的現代版‘富春山居圖’”。阿壩州被稱為“民族文化走廊”的核心地帶，藏羌文化歷史積淀豐厚、內涵博大精深、形態多姿多彩、地方特色濃郁。藏羌民族村落是阿壩州最主要少數民族——藏、羌兩個民族生活的根據地，承載著歷史傳統記憶、生產生活智慧以及文化藝術結晶。2008年5·12汶川大地震的十年以來，阿壩州境內的大部分藏羌民族聚落和土地利用類型發生了翻天覆地的變化，因此，利用科學的統計方法和GIS空間分析等方法探究大地震過后藏羌民族村落空間演化過程的影響因素，以及對空間演化進行可視化分析展示，能夠為保護藏羌民族村落，傳承藏羌文化提供有利建議。

近年來國內外有大量的學位論文專注于村落的相關研究：楊鋒梅等[1]從村落的生成環境、空間分布特征、村落的物質空間結構與文化與社會空間結構的特點幾方面入手，對山西傳統村落的空間特征與保護、利用價值進行了評述。賴彥君等[2]基于多種量化研究方法，揭示了桃坪羌寨不同時期空間形態的內在規律。J.Brunhes在《人地學原理》中寫道，房屋的形式，受傳統勢力和自然環境的影響[3]。Lisa Dwi運用建筑空間形態類型學和形態學方法探討了文化入侵和同化作用下巴厘島傳統村莊傳統居住模式的空間變化過程[4]。

川西北地區為阿壩藏族羌族自治州主要聚集區，其中藏族人口居住在丘狀高原上的居多;羌族人口多集中在高山峽谷地區，如汶川、茂縣。據不完全統計，5·12汶川地震過后，80%到90%的藏羌碉樓受損，桃坪羌寨局部垮塌，對藏羌村落的空間分布形式造成了巨大影響，伴隨著災后重建的進程加快，藏羌村落的空間分布發生了巨大變化，部分居民房屋搬遷導致新的居民點產生增多。

本文主要基于元胞自動機法以空間信息可視化技術，運用各種統計學方法進行定性分析和定量分析，探究符合羌藏地區民族特色的空間形態演變模型，對環境、人文、經濟因素進行相關分析，得到川西北藏羌村落空間形態演變的關鍵影響因素。

2 研究方法與數據

2.1數據收集與整理

收集衛星影像、交通地圖、受教育程度、傳統房屋分布、文化圖騰詳細信息等資，生成研究區多維數據庫。收集整理已接收和積累的川西羌藏地區Landsat、GF等遙感數據，進行輻射定標、標準大氣校正、幾何精糾正以及圖像融合、裁剪、鑲嵌等預處理，為后期的影像處理提供高質量數據源。

2.2數據方法

2.2.1理論分析法

基于地理因素與人文因素并存的傳統聚落空間機制及其基于生態因素的形成機制，并針對當前傳統村落空間演變之中的矛盾問題進行分析。

2.2.2歸納演繹法

對項目主要研究內容，從川西羌族藏族沿線傳統村落歷史演進特征，分析歸納出村落歷史發展的影響因素和形成機制。

2.2.3空間句法

空間句法的研究方法是將空間作為一個整體，對其進行尺度劃分與分割，將大尺度空間分割為小尺度空間，并將每個小尺度空間作為一個節點，通過繪制節點間的關系圖解，直觀地描述小尺度空間的結構與形態特征。

2.2.4元胞自動機

元胞自動機（Cellular Automata， CA）是一種自下而上的模型，通過轉換規則來決定元胞的狀態變化，即t+1時刻某元胞的狀態由其t時刻的狀態和其鄰域狀態所決定。其公式化表示如下：

式中：S為CA中所有可能狀態的集合;為轉換規則;是某元胞的鄰域。而具有先驗性的轉換規則是CA模擬的關鍵。

3 結論

本文以遙感數據為基礎，選取2008年汶川地震為時序起點對災后的空間演變進行了探索。本次考慮到災后傳統聚落恢復的時間連續性和空間相關性情況下，也結合了當地文化這一要素。僅從空間或者人文角度去挖掘演變背后的復雜邏輯是不夠全面的。所以本項目中用到了時間-空間-人文三位一體的多角度研究方法，為更加全面的看待事物的發展和探索空間演變機制背后的微妙邏輯提供了方法上的保障。另外，本項目將機器學習算法引入具有一定隱性邏輯的空間形成演變問題中。而造成隱性邏輯的主要原因是空間演變問題中運用的多因素關聯思維，這與機器學習模型中的非線性思維相統一，因此架起了空間形成探究與定量分析的橋梁。這也為空間演變問題的探究提供了另一套與之相契合的方法論。此外，受到事物辨證發展規律所啟發，研究中提出了關于空間演變形成的重復驗證方法。對文化線路這樣大尺度的對象進行研究時，不僅考慮到分析的廣度，更重要是強調對其的深度分析。所以本文在本項目的內容、構成要素和保護與發展策略中，嘗試使用“點—線—面”分層展現。首先，在“點”的層面分析各個傳統村落內容部特征;其次，在“線”的層面分析具有互補或相似發展特征的傳統村落之間的聯系、整條文化線路上傳統村落之間的聯系;最后，在“面”的層面分析羌藏沿線傳統村落與川西域內地質災害及各類文化資源保護與開發利用聯系，通過聯系與整合提出區域性發展意見。還將以傳統文化村落為重點，以災后空間演變為視角。將一些文化原本不關聯的村莊等串聯起來，形成特殊文化資源集合的線形或帶狀區域內的物質和非物質文化遺產族群，構成鏈狀的文化遺存狀態，力求真實再現歷史上人類活動的移動，物質和非物質文化的交流互動，并賦予作為重要文化遺產載體的人文意義和人文內涵。

參考文獻

[1]楊鋒梅. 基于保護與利用視角的山西傳統村落空間結構及價值評價研究[D].西北大學，2014.

[2]賴彥君，楊美玉，李源，熊穎，彭洋.羌族傳統村落空間形態演變的量化研究——以桃坪羌寨為例[J].四川建筑，2019，39（04）：63-67.

[3]Babel Martinho. Historic anthropogenic factors shaping the rural landscape of Portugal’s interior alenteio[M].Arizona：Arizona University Press，2001：1-4.

[4]Saleh， M. A. The decline vs the rise of architectural and urban forms in the vernacular villages of southwest Saudi Arabia[J]. Building and Environment， 2001（36）： 89-107.

成都理工大學地球科學學院 四川 成都 610059