基于空间句法(Spacesyntax)分析的城市内部中心性研究——以苏州为例.pdf

8 8 翌 现 代 城 市 研 究 6 0 文章编号 1 0 0 9 6 0 0 0 2 0 0 6 12 0 0 6 0 0 8 中图分类号 c 9 12 8 1文献标识码A 作者简介 朱东风 城市规划专业博士 高级规划 师 江苏省城市发展研究所副所长 I 基于空间句法 S p a c e s y n t a x 分析的城 市内部中心性研究 L 以苏州为例 朱东风 Z H UD o n g f e n g 1 城市内部中心性研究回顾 1 1 传统的城市内部中心性研究 城市内部中心性研究是城市科学 研究的重要内容 也是城市规划进行科 学布局的重要依据 传统对于城市内部 中心性研究的内容非常丰富 在对城市 C B D C R D 中心功能区域进行大量定性 描述的同时 诸多学者运用地理学 经 济学与系统科学的方法进行了定量分 析 典型的定量分析工具包括单中心 杜能环 理论模型 克氏中心地体系模 型 克鲁格曼多中心自组织结构模型和 墨菲指数模型等 其中 杜能环 模型 揭示了基于地租与交通成本的城市圈 层结构 中心地结构体系则提炼出基于 不同功能的分等级中心体系 克鲁格曼 自组织模型通过家庭与厂商的行为选 择确立了城市中心空间自组织结构 墨 菲指数模型则通过对城市中心区 主要 是C B D 的定量分析确定其空间范围 以上模型在通过对环形结构突破 等级 体系重构 微观主体自组织分析和空间 指数界定等不断的理论升华之后 其分 析结论与城市中心空间结构的吻合程 度目益提高 提高了城市内部中心性研 究的科学性 1 2 传统研究的不足 尽管定量分析的技术手段不断改 进 城市内部中心性研究仍然存在一些 不足 这些不足主要来自于技术方法的 论域局限 以及日益复杂化的城市中心 化过程 传统研究的不足主要在于 1 对城市中心性的空间对象界定 主要局限于 点 中心 和 面 中心 区 而对 线 中心街道 的研究不够 突出 事实上 城市中心功能更多通过 线 即主要中心街道体现出来 而街道 背后大量的居住等职能空间并不具有 中心性 从而成为空间中心性定量分析 要素中的冗余因子 2 立足于区域的城市中心功能研 究显得笼统 主要中心功能单元分析研 究难以深入和细化 这导致技术成果的 应用成效未能充分发挥 3 传统客观理性的定量分析回避 了主体知觉行为对中心空间的影响 忽 视了城市中心性产生过程中的主体意 万方数据 向因素及空间对主体行为选择的引导 以上不足无疑成为城市中心性研究尤 其是定量分析研究需要突破的技术关 隘 2 空间句法 S p a c e s y n t a x 一个 兼容性的技术分析框架 2 1 理论原理 空间句法是英国伦敦大学希列尔 教授发明的城市空间分析理论 这一理 论的原理在于 1 城市是社会经济多重因素长期 影响下的复杂空间自组织系统 在长期 的要素系统耦合作用过程中 物质空间 与其社会功能之间产生复杂的内在联 系和相互作用 成为协同发展的互动子 系统 因此 可以借助蕴含社会性的物 质空间分析 解译物质空问内在的功能 结构 如中心功能 2 可视范围内的街道空间对主体 社会运动具有意向引导作用 因此 主体感知范围内的最长街道可构成空 间句法分析的基本单元 轴线 在城 市内部 相互连接的轴线之间存在着内 在的结构关系 不同城市的轴线网络形 态可能多种多样 但各个城市内部的轴 线结构关系具有相对一致性 具有严密 的拓扑学逻辑特征 正是这一共性的 结构关系形成城市拓扑空间内在的发 展规律 因此 通过对城市拓扑空间的 内在结构分析 可以捕捉不同城市内在 的共性规律 3 不同轴线引导的人流运动量 存在差异 在句法结构中 拥有高集 成度 的轴线能够引入更多的人流与 社会功能 更多的人流进一步促进街道 物质空间增强其功能空间重塑 从而在 物质空间与社会运动流之间形成 乘数 效应 久而久之 某些街道的中心性日 益增强 产生了 运动过程中心化 现 象 形成集成核 因此 可以借助空间句法技术对城 市拓扑结构进行定量分析 通过基于 G I S 的技术模型软件 提取城市空间轴 线参数值 并对相关参数值进行数据分 析 探讨城市中心结构特征 2 2 争议与探讨 对于空间句法的应用 国内学术界 一直存在一些争议 这些争议主要集中 于 1 当前中国城市发展受规划干预 的影响很大 规划 形成的方格网空间 形态似乎已经不存在早先的自组织系 统特征 基于自组织原理的空间句法理 论是否适用7 2 现代城市街道轴线长度超越了 人的视觉感知范围 并且人的运动方式 由传统的步行更多转变为机动化 空间 句法的技术理论根基是否已经动摇7 3 一些城市通过规划确立了位于 老城外围的新中心 并赋予了新的城市 中心功能 这一中心的发展似乎与句法 结构中的中心化空间无关 然而 研究结论表明 空问句法的 分析功能在许多 规划 特征明显的现 代城市中依然保持了较好的成效 并在 中国当前的城市规划研究中也得到了 较好的印证 李江 郭庆胜 2 0 0 3 顾频 捷 2 0 0 4 邵润青 2 0 0 5 朱东风 2 0 0 5 事实上 不论规划的痕迹多么明显 任 何一个城市发展都蕴含有明显的自组 织规律 虽然现代城市规划成果大多体 现出人为作用下强烈的他组织形态特 征 但规划实施却又表现为若干开发商 与厂商基于市场规律的自组织行为 在 市场经济原理自组织作用下 城市空间 结构的自组织功能特征依然比较强烈 与此同时 物质空间随着社会功能模式 的改变发生耦合相变 如街道轴线的长 度就与人的运动方式密切相关 正是由 于人流运动向机动化方式的转变 才导 致轴线可视范围的加大 社会运动功能 系统与物质空间系统之间仍然存在明 显的耦合协同关系 因此 机动化时代 空间句法的技术理论基础仍然稳固 对 于许多新规划的城市外部新中心而言 新的中心功能培育往往出于引导城市 扩展或疏解老中心功能的需要 其发展 回避了空间句法结构内在协同发展规 律 因而会导致新中心发展不力 这对 于空间句法在城市中心性分析中的应 用并不矛盾 空间句法的分析结论恰恰 可为新中心定位与发展提供技术支持 2 3 技术优势与应用 相对传统的城市中心性定量化分 析技术而言 空间句法技术理论具有以 下几方面的优越性 首先 空间句法分析的对象要素是 街道轴线 继而从街道轴线关系分析拓 展至街区和城市整体分析 从而直接把 握了城市中心性研究对象中的核心要 素 剔除了有关冗余因子 其次 基于轴线的量化技术参数赋 值来自于空间拓扑结构中的轴线之间 的关系分析 若干轴线之间复杂而有序 的拓扑量化关系值是空间系统长期自 组织协同发展的结果和反映 因此 空 间句法分析模型能够在揭示空间系统 内在发展规律的同时达到相对较高的 技术精度 最后 空间句法技术模型是基于主 体社会运动模式下的理性技术结构 在 理性的拓扑技术分析过程中包容了主 体感知与行为选择意向 从而兼容了城 市空问要素分析过程中的主客体性 这几个优越性对传统城市中心性 暑 昌 竺 现 代 城 市 研 究 6 1 万方数据 a19 9 5 年b 2 0 0 3 年 图1 借助A x w o m a n 句法软件建立的两个年代集成核 说明 其中深色加粗轴线代表城市空间句法轴线中全局集成值最高部分 为城市空间集成核 定量分析存在的不足有所弥补 因此 空间句法理论在城市空间发 展研究中具有较强的实践技术理性 这 一理论能够应用于城市内部中心性分 析 通过对当前城市空问集成核与中心 功能的耦合发展特征分析 探讨城市中 心功能发展存在的问题 分析其发展趋 势 结合城市规划实施 可对城市中心 发展提出理性的技术指导思路 3 苏州城市中心性的空间句法分 析 3 1 句法集成核与中心功能的耦合 发展特征 通过基于Ar c v i e w 32 的扩展模块 A x w o m a n 句法分析软件 提取19 9 5 与 2 0 0 3 两年城市空间形态图信息 根据空 间句法原理建立两个年代的城市句法 譬轴线地图 借助A x w o m a n 软件进行空间 至 分析 建立两个时期的空间句法集成核 翥 图1 在s P s s 软件帮助下 对两个时代 筏 城 市 研 究 6 2 的所有集成核轴线集成度值进行T 分数 值分析 分析得出19 9 5 年以来集成核的 主干轴线和增长中心 并单独提取集 成核数据建立集成核轴线图 在此同 时 通过2 0 0 4 年苏州市地图和实地调研 资料 选取具有全市服务功能的商务 管理 金融 信息 综合性商业和文化服 务设施作为全局吸引子 A b s tr a c t o r s 建立2 0 0 4 年全局吸引子空间分布图 对 两图进行叠加分析 探讨城市全局集成 核与中心功能吸引子耦合发展关系 3 11 全局中心功能吸引子与全局集 成核区位高度吻合 叠加分析结果表明 2 0 0 4 年的城市 全局吸引子空问分布与2 0 0 3 年城市空 间句法全局集成核分布基本一致 两者 都集中在以古城为中心的主城空间范 围内 这充分印证了空间句法集成核原 理的现实合理性 其空间分布呈现如 下特征 1 全局吸引子分布与两个年代全 局集成核中始终占据主导地位的主干 轴线关系更为紧密 图2 在两个年代 的全局集成核中 人民路 干将路 道前 街 桐泾路 中市街和桃花坞大街等几 条轴线集成地位始终较高 为全局集成 核的主干轴线 全局空问吸引子分布与 几条主干轴线联系特别紧密 但在几条 主干轴线中 桃花坞大街和中市街沿线 全局吸引子分布较少 尤其是桃花坞大 街吸引子分布与其主干轴线地位很不 相称 这是因为上两条街道地处历史性 街区 吸引子布局受历史性街区规划控 制指标的严格限制 导致空间吸引子开 发效益不能满足运动经济的需要 2 部分全局吸引子在非主干轴线 的观前街 石路和十全街附近呈块状集 聚 在空间格网运动经济作用下 伴随 着全局吸引子的发育 在局部地区形成 了乘数效应 促进了部分中心功能的集 聚分布 出现运动过程中心化现象 中 心化导致了这一类块状中心商业 或商 务 区的形成 3 人民路集成核功能极强 沿线 万方数据 分布了大量的全局吸引子 分析数据表 明 从19 9 5 年至2 0 0 3 年 人民路轴线的 在全局集成核轴线数组中的T 分数值从 19 9 5 年的7 5 3 1 上升至1 J 2 0 0 3 年的8 5 8 7 集成地位远远高于其余的全局集成核 轴线 成为全局集成核的 核中核 在 沿人民路轴线两侧的全局吸引子构成 中 商贸吸引子总数占全市比例达 9 3 8 管理吸引子比例达16 6 7 金融吸引子比例达2 2 2 2 宾馆饭店 类吸引子比例达2 0 商厦市场类吸引 子达3 5 7 1 而信息服务类吸引子更 是高达6 7 6 7 文化设施类吸引子比 例也达3 4 6 2 图3 这说明 城市全 局中心吸引子沿人民路集成核轴线分 布密集 部分吸引子集聚水平达到全市 总数的1 3 甚至1 2 以上 吸引了大量 的运动流与经济流 3 12 全局中心功能沿主要连接线从 主中心向外围分区扩散 全局中心功能吸引子在主城中心 区密集分布 从中心至主城边缘 全局 中心功能吸引子分布逐渐由密变疏 呈 现向外围地区扩散特征 1 全局功能吸引子扩散总是沿着 主要分区连接线逐步向外转移 图4 如苏州新区方向主要沿三香路至狮山 路方向扩散 苏州工业园区方向主要沿 干将东路及其延长线扩散 吴中区方向 主要沿人民路及其延长线扩散等等 沿 分区连接线外扩特征与城市全局集成 核结构特征密切相关 一方面 相关连 接线有些本身就是全局集成核主干轴 线 成为全局吸引子依附的对象 另一 方面 有些连接线为城市环路 而随着 城市空间格网的发育 全局集成核往往 从传统的 树 状集成核向现代 轮 形 集成核形态演化 城市环路成为 轮 形 集成核的构成主干 图2集成核主干的全局吸引子分布 图3人民路沿线全局吸引子分布 f O 0 8 竺 现 代 城 市 研 究 6 3 万方数据 h j 0 昌 竺 现 代 城 市 研 究 6 4 图4 全局吸引子沿主要连接线向外围扩散 2 从中心区向外围扩散的全局吸 引子的功能类型相对比较单一 如从城 市主中心区向苏州新区的功能扩散以 金融吸引子 商贸吸引子为主 从城市 主中心区向相城区扩散的全局吸引子 以市场类为主等等 这说明 城市功能吸引子从城市主 中心区向外围分区的扩散既为空间格 网内在的句法结构所决定 也为城市规 划等人为干预所引导 苏州新区的金融 中心 相城区的专业市场区都受到规划 有意识地调整中心功能的影响 3 1 3 全局集成核内部形成增长中 心 成为具有开发潜力的中心功能区 在城市空间句法结构演变过程中 城市全局集成核轴线集成地位的变化 导致其中形成了三个全局集成核增长 中心 由新增集成核和集成地位上升集 成核轴线为主体 这些街道集成核功 能日益增强 成为具有发展潜力的中心 功能区 在主城北片 形成以中市街 桃 花坞大街与人民路为主构成的北部增 长中心 在主城中部 形成以观前街 景 德路 人民路为主构成的中部增长中 心 在主城南部 形成以十全街 人民路 和道前街等构成的南部增长中心 从而 成为城市当中具有潜力的全局中心区 位 图5 3 2 集成中心演化过程中存在的问 题 1 单中心极化发展特征明显 当 前的全局集成核主体明显位于主城范 围内 并围绕人民路与干将路轴线交叉 口形成 十字主轴 集成核呈树状单中 心发展特征 单中心发展导致城市商 务 商业职能始终集聚于主城范围内 全局中心外拓难度加大 分等级 多层 次的多中心体系难以形成 2 古城交通压力过大 由于集成 万方数据 核轴线主要位于主城特别是古城内部 受其影响 古城内部街道的运动经济流 量远远高于外围分区街道 从而导致古 城内部人流 机动流密度过大 交通拥 堵现象严重 特别是全局集成能力最强 的人民路轴线 其承载的运动流量最 大 交通高峰时经常发生交通堵塞现 象 3 中心功能外移类型比较单一 由于全局集成核尚未延伸至外围分区 城市中心功能外移更多依靠规划等他 组织手段 因而向外围转移的中心功能 吸引子类型比较单一 功能单一的吸引 子不利于全局副中心形成 并造成地方 中心功能与句法结构的相对孤立发展 4 历史文化保护压力加大 在当 前的城市空间句法结构当中 一方面因 全局集成核单极发展 加大了主城特别 是古城内部的运动流量 需要对传统街 巷进行拓宽改造 以适应社会经济流的 运动需要 另一方面 全局中心功能吸 引子建设导致传统空间肌理 高度 密 度和体量的转变 造成对历史文化街区 的破坏 因此 随着城市句法结构的单 核增长 历史文化保护的压力日益加 大 5 部分增长中心潜力难以发挥 集成核生长中心是19 9 0 年代以来全局 集成核当中集成地位不断提高的地区 成为全局中心功能生长的潜力区 但由 于功能吸引子空间区位转换的滞后和 街区空间调整中主体因素的制约 如历 史文化保护 生态廊道构通建和社会冲 突等等 当前的全局吸引子并未集聚 于这些增长中心 造成物质空间中心性 与功能空间中心性的不协调发展 3 3 对城市中心功能发展的思考 1 结合集成核结构演变规律 建 立多中心结构体系 空间句法理论认 井圈副 a 树 状单中心集成核 b 轮 形多中心集成核 图6集成核结构演变示意 图7 基于机动流的集成核街道平面示意 心 争V 一 II E 锨 J 舀舀I 蟓晌镛 图8基于人流的集成核街道剖面示意 g 昌 二 竺 现 代 城 市 研 究 6 5 万方数据 o o 里 一 2 现 代 城 市 研 究 6 6 为 随着城市规模扩展与形态分化 城 市空间句法形态存在从 树 状集成核 向 轮 形集成核和多核结构体系转变 的内在经验规律 在这一内在规律引导 下 城市内部可以形成 轮 形集成核主 中心 环路集成核副中心 和新区集成 核副中心这一网络结构体系 城市中心 性因此随着集成核转变而放大与疏解 在扩展后的空间句法中心体系中 城市 单一的全局中心功能被 主一一次 多中 心体系功能所分担 有利于形成合理的 中心功能结构体系 图6 2 构建科学的交通体系 加强集 成核街道的功能设计 由于单核发展和 集成核街道设计本身存在的问题 沿集 成核轴线的城市交通经常发生拥堵现 象 造成这一现象的内在矛盾在于沿集 成核轴线功能空间与运动流交通空间 之间对空间资源的竞争 对此 笔者建 议 一方面可结合地铁和环路建设 形 成合理的集成核主干交通网络 地铁作 为现代交通方式 可以成为集威大量运 动流的集成核主干 同时回避了与地面 功能空问争夺空间资源的矛盾 并且在 地铁出入口仍然可以形成功能吸引子 集聚中心 而环路同样通过利用高空资 源 回避了与地面轴线对空间资源的竞 争 并可建立环路集成核副中心 另一 方面 现代城市集成核轴线往往负载人 流与机动流双重运动流 两者对于街道 空间要求各不相同 同样存在对街道空 间资源的竞争 为此 可根据不同集成 核轴线功能需求 加强集成核街道设 计 对于人流量大的中心内部集成核轴 线要更多地预留人流空间 街道设计多 为人车混行提供有效的结构设计 图 8 对于车流量大的主干集成核要充分 预留机动性空间的同时 加强街道人流 与车流的转换节点设计 以及街道两侧 人流的互动空间设计 如天桥 地下通 道 图7 3 引导增长中心功能发展 加强 新城区集成核构建 一方面 结合现状 集成核增长中心街区特征 积极引导集 成核增长中心发育 在前文提到的集成 核三个增长中心中 北部增长中心当中 桃花坞大街和中市街受历史街头区制 约较大 中心功能难以发挥 规划可结 合历史性街区保护要求 改造或仿建一 些在高度 风格 体量和密度与街区环 境相协调的中心功能吸引子 在此同 时 沿北环路一侧受开发条件制约较 少 可结合火车站商圈开发行成新的中 心功能区 中部增长中心目前已具有一 定基础 在未来的规划发展过程中 可 在发展商务和旅游服务业的同时 建成 富有特色的专业性城市文化服务街区 发挥其空间格网结构内在的中心性功 能 加快运动经济和过程中心化集聚 南部增长中心潜力体现在人民路和南 环路集成核的集成带动 应发挥邻近吴 中的区位优势 建设环路与主轴线交叉 地带的城市环路中心功能区 图5 另 一方面 要结合新城区开发 构建新城 区内部的集成核轴线 在将集成核主干 延伸至新区的同时 加密新区街道密 度 提高轴线的连接深度 形成一些具 有较强集成能力的集成核轴线 提高句 法结构内在的中心性 以疏解主集成核 的中心功能 结语 通过对苏州城市中心功能吸引子 分布与空间句法集成核的相关对应关 系分析 崽结了城市中心性与句法空间 集成核的协同发展特征 在此基础上 分析了当前城市中心发展存在的问题 并从城市规划应该适应空间自组织发 展的角度提出系列建议 一是结合集成 核结构演变规律 建立多中心结构体 系 二是构建科学的交通体系 加强集 成核街道的功能设计 三是引导增长中 心功能发展 加强新城区集成核构建 因此 空间句法技术能够为城市中心性 研究提供定量技术支撑 并且体现了其 他定量分析技术所不具备的优越性 但 是 与其他定量分析技术相同的是 本 技术理论仅为城市中心性研究提供技 术理性支撑 城市中心发展与规划仍然 要进一步兼顾社会经济文化与政治分 析 才能确保规划价值理性的实现 注释 环境心理学认为 人总是对可感知空间 特别是可视范围空间内存在的功能单元产 生兴趣 并且沿着可视空间范围运动并转 入下一个可视范围的街道空问 这便通过 街道的物质性空间引导产生了人流的社会 运动 社会活动功能与功能空间因此而形 成 如商店 广场 市场和教堂等 空间句法轴线内在的拓扑结构关系赋予 每条轴线一系列参数值 包括深度 连接 度 集成度 智能度等 与中心性分析最为 紧密的是集成度 它体现了某一轴线相对 其他轴线所具有的交通可达性 集成 运动 流 的能力以及将中心功能渗透至整个拓 扑空间的渗透能力差异 当前基于G I S 的空间句法分析软件主要有 A x m a n 和A x w o m a n 以及其他一些西方空间 句法公司和研究单位内部开发使用的软 件 其中A x w o m a n 软件在国内应用相对较 广泛 也体现了较好的技术功能 出于文章 篇幅的考虑 这里不再详细介绍技术参数 模型构成 计算方法 读者可进一步通过笔 者已发表文章及参考文献中的文章进行了 解 集成核主干是指在城市形态演化过程中 始终处于核心地位的集成核轴线 增长中 万方数据 心是指集成核当中集成地位不断提升的轴 线 详细分析与说明见本人于2 0 0 5 年8 4 在 第二届全国土木建筑学科博士论坛提交的 论文 19 9 0 年代以来苏州市句法空间集成 核演变 东南大学学报 2 0 0 5 A 0 1 2 5 7 2 6 4 西方空间句法研究者发现 城市环路与 主干集成核交叉1 3 具有特殊的集成效应 通过交叉口设计和用地布局引导 可以形 成环路集成核副中心 从而达到疏解城市 集成核中心功能的效果 参考文献 许学强 周一星 宁越敏城市地理学 M 北京 高等教育出版社 19 9 7 2 吴明伟 7 L 令龙 陈联城市中心区规划 M 南京东南大学出版社 19 9 9 3 3 刘安国 杨开忠 克鲁格曼的多中心空间 自组织模型评析 J 地理科学 2 0 0 1 2 1 4 3 15 3 2 2 4 杨吾杨 梁进社高等 经济地理划M 北 京 北京大学出版社 19 9 7 5 段进城市空间发展论 M 南京 江苏科 学技术出版社 19 9 9 年 6 H i l l e rB H a n s o nJ T h eS o c i a lL o g i co f S p a c e M L o n d o n C a m b r i d g eU n i v e r s i t yP r e s s 19 8 45 8 1 2 6 f 7 1H e rBS p a c ei st h eM a c h i n e Ac o n f i g u r a t i o n a lt h e o r y o fa r c h i t e c t u r e M L o n d o n C a m b r i d g eU n i v e r s i t yP r e s s 19 9 6 14 9 2 0 0 8 H i l l e rB At h e o r yo ft h eC i t ya so b j e c t 0 rh o ws p e c i a ll a w sm e d i a t et h es o c i a lC o n s t r u c t i o no fu r b a ns p a c e A P r o c e e d i n g s o f3 r d S y m p o s i u mo nS p a c eS y n t a x C A t l a n t a2 0 0 11 4 9 9 H i l l e rB C i t i e sa sm o v e m e n te c o n o m i e s J U r b a nD e s i g nI n t e r n a t i o n a l 19 9 6 1 4 9 6 0 1 0 H i l l e rB T h eh i d d e ng e o m e t r yo f d e f o r m e dg r i d s o r w h ys p a c es y n t a xw o r k s w h e ni tl o o k e da st h o u g hi ts h o u l d n t J E n v i r o n m e n ta n dP I a n n i n gB P l a n n i n g 周一星 宁越敏 城市地理学 1997 2 吴明伟 孔令龙 陈联 城市中心区规划 1999 3 刘安国 杨开忠 克鲁格曼的多中心空间自组织模型评析 期刊论文 地理科学 2001 04 4 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