基于多源大數(shù)據(jù)的歷史街區(qū)空間形態(tài)量化分析研究*
——以高州市中山路街區(qū)為例

文/中南大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院 曾凡梓 石 磊 張 馳

0 引言

歷史街區(qū)是承載歷史風(fēng)貌、社會(huì)結(jié)構(gòu)和人文內(nèi)涵的建筑群落，包含特色的街道風(fēng)貌特征、建筑形態(tài)及公共空間組織等，具有極高的保護(hù)和研究價(jià)值。隨著多源大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的發(fā)展，為城市研究帶來新方法和新角度，其應(yīng)用主要集中于城市空間與城市問題等方面，而在歷史街區(qū)研究中運(yùn)用較少。大數(shù)據(jù)技術(shù)相較傳統(tǒng)的研究方法，具有研究范圍廣、數(shù)據(jù)精確、實(shí)時(shí)性高的優(yōu)勢[1]。研究基于多源大數(shù)據(jù)，提取中山路進(jìn)行地理信息數(shù)據(jù)，并量化分析其街區(qū)空間形態(tài)，歸納其空間現(xiàn)狀特征。

1 研究范圍及方法

1.1 研究范圍

中山路為省級(jí)歷史文化街區(qū)，始建于隋朝，是高州城九街之首。公元1920年，老街改名中山路，至今仍保留著“北衙南商”的建筑布局，兩側(cè)界面形成2～3層商住合一的騎樓建筑群。

據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)記載，中山路街區(qū)核心為長約1000m的街道，故研究以潘州中路、環(huán)城西路2條規(guī)劃道路為南北邊界，劃定中山路街區(qū)范圍，用地總面積約45.21hm2。研究采用“面、線、點(diǎn)”的手法將中山路街區(qū)空間形態(tài)分為3個(gè)層級(jí)：①街區(qū)空間形態(tài)，主要為街區(qū)內(nèi)肌理形態(tài)，關(guān)注傳統(tǒng)建筑與現(xiàn)代建筑高度的協(xié)調(diào)性；②街道空間形態(tài)，主要以街道的界面密度、寬高比2個(gè)參數(shù)為基準(zhǔn)；③節(jié)點(diǎn)空間形態(tài)，包括建筑節(jié)點(diǎn)、景觀節(jié)點(diǎn)。

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)采集與繪制

數(shù)據(jù)提取包括像素化地理數(shù)據(jù)收集與矢量化地圖數(shù)據(jù)處理。首先使用谷歌地圖、ArcGIS、古籍文獻(xiàn)等多源大數(shù)據(jù)導(dǎo)出相關(guān)圖像數(shù)據(jù)；其次，利用Vector Magic軟件對(duì)多源圖像進(jìn)行矢量化加工；最后，結(jié)合大數(shù)據(jù)對(duì)建筑的功能、高度、特征等屬性進(jìn)行分類處理，并利用SketchUp生成可視化地理信息模型（見圖1）。

1可視化地理信息模型（圖片來源：作者自繪）

1.2.2 建立量化參數(shù)的數(shù)據(jù)分析庫

在參數(shù)的選取方面，主要分為街區(qū)空間形態(tài)與街道空間形態(tài)。街區(qū)空間形態(tài)參數(shù)主要包括建筑物數(shù)量、建筑毛密度、建筑均周長、周長標(biāo)準(zhǔn)差、建筑均面積、面積標(biāo)準(zhǔn)差、道路總長度、交叉口數(shù)量、界面密度和寬高比，將所有數(shù)據(jù)信息歸納匯總至表格并導(dǎo)入ArcGIS，建立歷史街區(qū)空間形態(tài)量化參數(shù)的數(shù)據(jù)分析庫（見表1）。

表1 高州市中山路街區(qū)形態(tài)

2 歷史街區(qū)空間

2.1 街區(qū)空間形態(tài)

2.1.1 形態(tài)特征

中山路街區(qū)功能分區(qū)合理，不同的功能區(qū)賦予建筑不同的層數(shù)與高度。中山路南北兩側(cè)多為2～3層傳統(tǒng)騎樓。在騎樓街區(qū)內(nèi)，因后續(xù)加建與商業(yè)入駐，中段片區(qū)存在較多騎樓柱廊損壞、建筑加建至4～6層等現(xiàn)象，使部分片段空間壓迫感較強(qiáng)。中山路與解放路交會(huì)處為學(xué)校與政府用地，占地范圍較大，建筑密度低，故此區(qū)域空間較為空曠。其他部分是后建的商住區(qū)，多為2～6層建筑，高層建筑較少，工業(yè)化氣息濃厚，對(duì)歷史街區(qū)的視線與傳統(tǒng)人文風(fēng)貌的影響較大，故針對(duì)歷史街區(qū)的建筑應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的高度控制和風(fēng)貌控制。

2.1.2 參數(shù)對(duì)比

通過對(duì)比高州市中山路歷史街區(qū)、高州市南華路歷史街區(qū)、高州北關(guān)歷史文化街區(qū)、東莞石龍鎮(zhèn)中山路街區(qū)、東莞中山路歷史文化街區(qū)5個(gè)歷史街區(qū)得出，高州市中山路歷史街區(qū)在容積率、建筑均面積、建筑面積標(biāo)準(zhǔn)差、建筑基底面積標(biāo)準(zhǔn)差、道路總長度5個(gè)參數(shù)與樣本平均值有明顯差距。其主要原因?yàn)楦咧菔兄猩铰窔v史街區(qū)道路總長度較短，街區(qū)內(nèi)校園占地較大，許多場地用于設(shè)置綠地與操場，建筑占地面積較小，且無明顯的道路劃分，其他波動(dòng)較大參數(shù)與街區(qū)形態(tài)風(fēng)貌具有一定聯(lián)系。

2.2 街道空間形態(tài)

2.2.1 街道界面密度

界面密度是指街道一側(cè)建筑物沿街道投影面寬與該段街道長度之比，主要對(duì)街道水平維度上的界面密集程度進(jìn)行量化分析[2]，參數(shù)值越大，街道界面密集度越大，空間感知?jiǎng)t越強(qiáng)。空間感知與水平視野范圍聯(lián)系緊密，結(jié)合人的水平可見視野120°與街道寬度得出每個(gè)視覺片段的長度[3]，對(duì)中山路街道進(jìn)行劃分（見圖2）。中山路街道經(jīng)歷百年改建及修建，實(shí)際街道寬度變化較頻繁，故隨機(jī)選擇33個(gè)節(jié)點(diǎn)以統(tǒng)計(jì)街道寬度，其平均值為10.5m，得出劃分的視覺片段長度約36.0m，街道共劃分為30段，且對(duì)每段南北界面密度進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（見圖3）。

2不同界面的De值比例（圖片來源：作者自繪）

3De值與建筑形態(tài)類型的關(guān)系（圖片來源：作者自繪）

自然生長肌理型道路的界面密度區(qū)間為86%～92%，人工規(guī)劃道路的界面密度區(qū)間為72%～83%[4]。而界面密度De值大于70%是形成優(yōu)秀街道空間的必要條件[5]。本文將De值區(qū)間依空間感知性好壞分為“差、良、優(yōu)”3類，并對(duì)上述29個(gè)片段中界面密度De值的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。De≥80%占比達(dá)72.4%，可見街道兩側(cè)空間感知品質(zhì)較高；De＜70%占比達(dá)17.3%是因街道東側(cè)設(shè)有景觀廣場，北側(cè)建筑退讓且南側(cè)無建筑，整體較空曠。

中山路街道兩側(cè)建筑發(fā)展具有歷時(shí)性，新舊建筑交替存在，故將沿街面建筑分為4種類型：①A類為純騎樓形態(tài)；②B類為純加建建筑；③AB類為騎樓且其上部含加建建筑；④C類為無建筑界面。A類占比43.1%，且多位于街道西側(cè)，說明該片段區(qū)騎樓形態(tài)保存較好。B類多位于街道東側(cè)或南側(cè)，占比17.2%，呈多層或高層建筑形態(tài)。AB類多位于街道東側(cè)，占比34.5%，多數(shù)建筑呈半破壞與新舊生長狀態(tài)。為表現(xiàn)沿街界面形態(tài)類型與界面密度De值之間的關(guān)系，需綜合分析上述2個(gè)變量。A類、B類、AB類沿街建筑形態(tài)類型在De≥80%的占比明顯高于其他區(qū)間，由此可得傳統(tǒng)建筑與加建建筑對(duì)界面空間感知未造成過多影響，在界面水平向延續(xù)了歷史街區(qū)空間特點(diǎn)。

2.2.2 街道寬高比

街道寬高比是指街道兩側(cè)的建筑高度（D）與該段街道的寬度（H）之比[6]，D/H主要用于描述街道垂直維度上的界面形態(tài)特征。以中山路街道29個(gè)分區(qū)的中點(diǎn)作為樣本取街道與建筑的寬高比值。以寬高比為指標(biāo)來探尋街巷、建筑與人的關(guān)系[7-8]。當(dāng)D/H=1時(shí)，街道尺度最為親切舒適；當(dāng)D/H>1時(shí)，隨比值增大，兩側(cè)建筑呈游離狀，街道空曠而有遠(yuǎn)離之感；當(dāng)D/H<1時(shí)，街巷空間視線高度收束，有壓迫之感。結(jié)合蘆原義信提出的空間場所感概念[9-10]，筆者將D/H值區(qū)間分為3段，分別表示親切舒適、內(nèi)聚壓迫、游離空曠的空間關(guān)系特點(diǎn)（見圖4）。

4中山路街道29個(gè)片段寬高比測算點(diǎn)（圖片來源：作者自繪）

2.3 特色建筑節(jié)點(diǎn)

中山路街區(qū)街道兩側(cè)現(xiàn)存大量民國南洋風(fēng)騎樓建筑群，同時(shí)還遺留較多具有紀(jì)念意義的歷史古建。廣東省農(nóng)民協(xié)會(huì)南路辦事處舊址位于中山路與府前路交會(huì)處，原為清代所建的南皋學(xué)舍，為2層樓閣式磚木結(jié)構(gòu)建筑。中山紀(jì)念堂則位于中山路與學(xué)府路交會(huì)處的市委大院內(nèi)，是廣州粵派、西方古典主義2種建筑風(fēng)格的高度結(jié)合。歷史街區(qū)更新改造應(yīng)整體控制街區(qū)的空間結(jié)構(gòu)與歷史建筑風(fēng)貌，合理利用歷史建筑遺址，充分挖掘歷史空間節(jié)點(diǎn)的文化價(jià)值和空間價(jià)值，實(shí)現(xiàn)街區(qū)內(nèi)部開放、半開放、封閉等多層次街區(qū)空間形態(tài)的有機(jī)統(tǒng)一。

2.4 綠地景觀與公共空間

秀川廣場位于中山路街道東南側(cè)，是南北軸線重要的起始節(jié)點(diǎn)，作為空間序列的開端，廣場空間開闊，無實(shí)體建筑，與北側(cè)高州市委員會(huì)大院相連呈明顯的軸線關(guān)系，該軸線西側(cè)依次布置人民會(huì)堂、中山紀(jì)念堂等重要的歷史建筑，既延續(xù)城市景觀空間肌理，又成為串聯(lián)整個(gè)街區(qū)歷史文脈的中心樞紐，在文化傳承、街區(qū)活力塑造、空間結(jié)構(gòu)組織等方面起到積極作用。

3 結(jié)語

歷史街區(qū)的保護(hù)和更新具有復(fù)雜性和地域性，既要關(guān)注建筑風(fēng)貌與呈現(xiàn)的符號(hào)元素，又要考慮歷史街區(qū)的空間形態(tài)結(jié)構(gòu)，根據(jù)大數(shù)據(jù)定量分析得出空間結(jié)構(gòu)模型，分析文化內(nèi)涵傳承性、居民生活情景場所和心理感知，對(duì)整體城市空間肌理進(jìn)行可視化表達(dá)，為未來歷史街區(qū)空間形態(tài)更新與保護(hù)提供參考。