空间句法在城市形态分析中的作用

文章编号:049420911(2008)022*******

中图分类号:P208 文献标识码:B

空间句法在城市形态分析中的作用

易增林,李本新,肖高铭,余伟平

(江西省第一测绘院,江西南昌330001)

The Role of Space Syn t ax i n Urban Forma ti on Ana lysis

YI Zeng 2li n,L IBen 2xi n,X IAO Gao 2m i ng,Y U W ei 2p i ng

摘要:介绍空间句法的基本理论,并基于理论介绍空间句法运用于分析城市系统的优势,对其运用的方法与理论进行分析,得出运

用空间句法对城市形态分析的具体方法与步骤,进而通过一个典型案例,详细介绍分析的过程与步骤。

关键词:空间句法;城市形态分析;空间分析;城市交通网络

收稿日期:2008201202

作者简介:易增林(19622),男,江西宜春人,工程师,主要从事航测与遥感方面的工作。

一、空间句法基本原理

空间句法是一种通过对包括建筑、聚落、城市甚至景观在内的人居空间结构的量化描述,来研究空间组织与人类社会之间关系的理论和方法,是进行城市形态分析的一种工具。它是由伦敦大学巴利特

学院的比尔・希利尔(B ill H illier )、朱利安・汉森(Julienne Hans on )等人发明的。

任何一个城市系统都是由两部分组成:空间物体和自由空间。空间物体主要是建筑物,而自由空间是指由空间物体隔开的、人可以在其中自由活动的空间。自由空间具有连续性特征,即从任何一点可以到达空间的任何其他点。对空间句法而言,自由空间是一个非常重要的概念,有时又叫开空间。

1.空间分割

空间句法的基本原则是空间分割,根据城市的自由空间情况,空间分割有三种基本方法:轴线法、凸多边形法、视区分割法。

对于建筑或者建筑群体比较密集的城市环境,空间句法一般采用轴线方法表示。它的基本原则是:首先画一条最长的轴线来代表一条街道,然后画第二长的轴线与第一线相交,直至整个自由空间或者街道网由一系列轴线连接,所画的轴线图称作轴线地图。也就是说,轴线地图是由最少数目的最长直线组成,这可以保证轴线图可以代表城市形态的基本结构特征。

2.形态分析变量

基于前面介绍的空间分割方法,空间句法可以导出相应的连接图,即将分割的每一部分作为图的结点,图的连接取决于每一部分之间是否相交或相

连。从连接图可以导出一系列的形态分析变量[1]

。

1.连接值(Connectivity Value )。与某节点邻接的节点个数即为该节点的连接值。

2.控制值(Contr ol Value )。假设系统中每个节点的权重都是1,则某节点a 从相邻节点b 分配到的权重为[1/(b 的连接值)],那么与a 直接相连的节点的连接值倒数之和,就是a 从相邻各节点分配到的权重,这表示节点之间相互控制的程度,因此称为a 节点的控制值。

3.深度值(Dep th Value )。规定两个邻接节点间的距离为一步,则从某一节点到另一节点的最短路程(即最少步数)就是这两个节点间的深度。

4.集成度(I ntegrati on Value )。用上述方法定

义的“深度值”在很大程度上决定于系统中节点的数目。因此,为剔除系统中元素数量的干扰,用相对

不对称值(Relative A sy mmetry )来将其标准化,为与实际意义正相关,将RA 取倒数,称为集成度。后来又用RRA i 来进一步标准化集成度,以便比较不同大小的空间系统。

5.可理解度(I ntelligibility )。用来描述局部变

量与整体变量之间的相关度。

以上形态变量可以用来描述空间在不同水平上的结构特征。连接值、控制值、描述局部水平上的结构特征,而整体集成度则是整体水平上的结构特征。这样,可以区分两类形态变量:局部和整体。通常这两类变量之间存在相关关系,即局部上连接性好的空间,在整体上集成度也比较高。所以,如果空间系统中连接值高的空间,其集成度也高,那么这就是一个可理解性好的空间系统。

二、空间句法在城市形态分析中的应用

1.用空间句法研究城市系统

空间句法的重要应用是分析和预测城市系统中的行人流量,这已有大量的实验研究。基本的假想是局部集成度可以用来分析行人流量的空间分布,这对城市规划和设计有很高的指导价值,即设计者可以根据形态结构的分析预测未来交通量的情况。

集成度值可以用来预测人流的空间分布,也许预测结果不如由重力模型来得精确,但是空间句法非常简便易行。另外,空间句法有一个很重要的科学含义,那就是城市的形态产生了运动,并吸引商店、超市到集成度高的街道,这样可以得出结论,商店和超市不是产生人流的主要原因,这也意味着,可以根据道路的结构来预测土地使用价值。

城市,尤其是大城市,每天都有一系列的犯罪,空间句法同样可以用来进行犯罪分析。基本的假想是集成度高的空间更安全,集成度低空间犯罪率偏高,这似乎是显而易见的,可是空间句法可以根据空间形态的分析对城市犯罪作出一些定量的分析。

2.空间句法在城市交通网络分析中的应用

空间句法理论可以成为理解城市空间的社会逻辑语言,它的实证研究可以解决城市交通网络的设计问题,能够定量探讨城市交通网络中体现的问题。

在这里,我们要运用的是在前面已经介绍了的空间句法模型。空间句法模型是一种描述现代城市模式的新的“计算语言”,是进行城市空间结构分析的理论和工具。它在GI S海量的地理数据、传统的空间分析功能、地学可视化功能等环境的支持下,通过句法变量分析,透过空间几何要素揭示城市空间形态演变的内在机理,评价城市交通网络合理与否。

在空间句法模型里,我们主要使用空间句法的几个空间分割方法来定性分析,用空间句法的几个形态分析变量来定量分析。

首先,我们运用空间分割的方法对城市交通网络进行分割。

根据城市环境的自由空间所呈现出的情况,分别对应采用空间句法的三种分割方法:

1.轴线方法。对建筑或者建筑群体比较密集,自由空间呈现如图1所示的城市环境,一般采用轴线方法。

2.凸多边形方法。对开空间呈现非线性的情况,如图2所示,采用凸多边形方法。由于实际分割中很难保证分割的惟一性,所以这种方法对城市系统而言不是很适用的方法。相反,这种方法对建筑或者建筑群内部房间或者走道的布局却很适用。因为每个房间或走道都是凸多边形,

而且边界是相对确定的。

图1　

轴线方法

图2　凸多边形方法

3.视区方法。仍是在对开空间呈现非线性的情形,如图3所示,从可视性观点看,这种分割方法更为精确。这种分割是基于视区的概念。视区是一个从某一确定点可视的区域,以形式化的语言表达,即:“在欧氏三维空间E3,E3是一个大尺度的空间,对其中的每一点x,相应的视区V

x

是由所有从该点可视的

点的集合构成。”从这个定义上看,V

x

是一个三维空间,而在实际工作中,我们常把它当成一个二维的连续平面。在数字地面模型中,我们也有一个类似的概念,它通常不是一个连续的面,而且通常也不是平面,

所以第三种分割方法称为视区分割。

图3　视区方法

显然,经过对比,我们可以发现要对城市交通网络进行分析,我们应该使用第一种分割方法,并将空间分割后得到的轴线图转化为连接图。图4即是一个典型的从轴线地图到连接图的例子。