基于空间句法的徐州市道路结构与地价关系分析_秦涛
空间句法在城市设计中的应用_以南京市河西地区空间结构分析为例
空间句法在城市设计中的应用——以南京市河西地区空间结构分析为例The Application of Space Syntax in Urban Design——Case Study of the Spatial Structure of Hexi District in Nanjing City徐璐 徐建刚XU Lu XU Jian-gang文章编号：1009-6000(2011)04-0042-05中图分类号：TU984 文献标识码：B 作者简介：徐璐，南京大学地理与海洋科学学院硕士研究生；徐建刚，南京大学建筑与城市规划学院教授，博导。
摘要: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。
目前已被应用于城市诸多方面的分析，包括城市土地利用，交通网络可达性，街道布局等。
从城市总体规划到公共空间设计，空间句法得出的结论有助于预测空间未来的使用模式且使城市得到最大化的发展。
本文以南京市河西地区为例，对河西地区进行了空间句法分析，根据句法分析的结果对河西空间结构组织以及路网进行了一些建议调整，并对调整后的路网进行了验证。
结果表明，通过空间句法的定量分析，空间结构被毫不含糊地表达了出来，分析的结果也证实了空间对发展中心以及轴线的选择具有非常强有力的作用。
关键词:空间句法；城市空间结构；南京；河西Abstract: Space syntax is a method for analyzing relationship between spatial organization and human society. The analysis is based on the quantitative description of spatial structure of human settlements, including architecture, settlement, city and the landscape. The method has now been applied to analysis of many aspects of the city, including urban land use, transportation network accessibility, street layout, etc. From master plan to public space design, conclusions made by the space syntax can help predict space use pattern and can maximize the development of the city. This paper conducts space syntax analysis of Hexi district in Nanjing City, and proposes some adjustments of spatial structure and road network according to the result. After that, verification of the adjusted road has been done. The results show that spatial structure has been clearly expressed out through quantitative analysis of space syntax, and the results also confirm that space has a powerful force in selecting space center and axes.Key words: space syntax ; urban spatial structur ; Nanjing ; Hexi我国当今的城市建设以大规模物质形态建设为特征，城市设计作为一种引导、策划建设的手段被广泛地运用，它是城市规划的补充。
空间句法在大尺度城市设计中的运用初探
282百家论坛空间句法在大尺度城市设计中的运用初探韩晓娟湖南城市学院摘要：虽然空间句法在大尺度城市设计中的运用仍然不完善，但通过结合其他地理空间分析方法，空间句法已经基本可以满足大尺度城市设计的需求。
这并不意味着相关研究人员可以对空间句法在运用过程中的不足和问题忽视。
相反，相关的研究人员必须对空间句法进行不断改进和完善，确保空间句法能够完全满足城市设计规划的新需求，才能进一步推动我国城市化发展的效率和质量。
关键词：空间句法；大尺度；城市设计；运用1空间句法简介1.1空间句法的基本内涵空间句法主要是为了解决空间形式与空间功能之间相互对应的关系而提出的。
空间句法涉及的理论知识很多，所以空间句法的基本含义组成比较复杂，简单地对空间句法进行解释，主要包括三部分概念：第一，轴线模型，也就是空间句法中最常用的分析方法，是理解城市特殊的空间结构以及分析城市空间与功能关系的基础。
第二，整合度，是在轴线模型分析完成后利用计算机对轴线模型的整合度进行分析的过程。
主要是为了对一个空间的可达性难易程度进行量化的数据分析。
第三，模型分析与校验，主要是为了对轴线模型以及整合度进行综合分析验证，也就是对轴线模型进行优化的过程。
1.2空间句法的优缺点与传统的地理空间分析方法相比，空间句法具有明显的优点：为现在的城市设计提出新的设计思路；可以为主观判断提供量化技术支撑；空间句法的图示表达更加简单易懂；具有长期性和预测性规划特点。
但是空间句法的研究和应用毕竟不完善，也同样存在一些不能忽视的局限性：绘制轴线图的任务量大，技术不完善，工作繁重，绘制周期较长；建立初步模型后，必须采用大量的模拟计算与实地调研验证模型的准确性；对相关人员的专业素质以及工作经验要求比较高。
所以，空间句法在大尺度城市设计中进行应用，需要借助其他的地理分析方法才能有效完成大尺度城市的规划设计工作。
空间句法的应用更类似于一种为了促进城市设计更加科学化合理化的辅助分析方法。
基于空间句法的兰州市城市道路网络特征分析
基于空间句法的兰州市城市道路网络特征分析雒占福;徐静;巩萧;何昕;范园园【摘要】以2015年兰州市主城区道路网为研究对象,基于空间句法模型,分别选择连接度、控制值、集成度与智能度指标定量分析其特征.结果表明,兰州市主城区道路网络呈现河谷带状组团式空间分布特征,没有形成完整统一的诸如方格网式或环形放射式的道路系统结构形式,相对独立地形成了城关区、七里河区、安宁区与西固区4大道路网组团,导致组团间道路联系松散,路网的均衡性与整体性差;兰州市主城区道路网络中,高连接度和控制度的道路数量较少,交通选择性整体水平低,而在仅有的高选择性道路中,横向道路的交通选择性强于纵向道路;无论是市级尺度的全局集成度,还是区级尺度的局部集成度,其空间分布都呈现单中心结构特征,距中心越近,拓扑可达性越高,反之亦然.受兰州市河谷空间环境的影响,城市道路网络智能度在市区尺度上表现中度的局部空间对整体空间的连通感知能力,而在分区层面却表现出较强的局部空间对整体空间的连通感知能力.%This paper uses urban road networks of main urban area in Lanzhou City in 2015 as the object of study,the characteristics of connectivity,control value,global integration value,local integration value and intelligence index respectively by space syntax model.The resuts show that:the urban road network of Lanzhou City has not formed a complete and unified style structure such as grid type or annular radiation type,however,it shows valley ribbon group spatial distribution characteristics which formed by four groups named Chengguan District,Qilihe District,Anning District and Xigu District,and each group has a relatively independent grid road network and a loose connection among groups,and so lead to low uniformity and poorintegrity.The urban road network has a low selectivity characteristics under low connectivity value and control value,and transverse road traffic selectivity are much higher than longitudinal road traffic selectivity in high connectivity value and control value.Whatever the global integration value at city level or local integration value at district level,its spatial distribution characteristics present a single center structure,w hich indicates that the distance closer to the center,the topological accessibility is higher,and the distance farther from the center,the topological accessibility is lower.The intelligibility of urban road network has a moderate connected space perception from local space versus w hole space in urban scale,and has a strong connected space perception from local space versus w hole space in district scale,w hich are affected by the valley space environment of Lanzhou City.【期刊名称】《西北师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(054)003【总页数】8页(P105-111,118)【关键词】城市道路网络;空间句法;兰州市主城区【作者】雒占福;徐静;巩萧;何昕;范园园【作者单位】西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州 730070;西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州 730070;西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州 730070;西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州 730070;西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】U412.37城市道路网是城市范围内由不同功能、等级、区位的道路，以一定的密度和适当的形式组成的网络结构(《城市规划基本术语标准2008》)．随着我国城市化进程的持续快速推进，城市道路网络不断建设发展，但仍不能有效解决城市交通的拥堵问题．兰州市作为甘肃省的省会，与其相近规模乃至更大规模的城市相比，却有着更加突出的城市交通拥堵问题．相关研究表明城市道路建设(路网、桥梁与静态设施)滞后、功能(生活与交通)混合、负载过大(机动车辆激增)、工程干扰与道路管理落后是兰州市城市交通拥堵的主要问题[1-3]，同时河谷地形对城市道路网络通达性亦有较强的影响[2-3]，但尚未就河谷型城市道路网络的特征进行系统定量研究．目前，对城市道路网络的研究多以几何网络的方法进行定量分析与评价研究，即以空间距离、时间距离或经济距离作为基本因子来度量道路网络的合理性与可达性[4-6]，如几何网络的距离法(非直线系数)、累积机会法、频率法、等值线法、重力模型法、平衡系数法、时空法以及效用法等方法[3,5-8]在区域或城市道路网络研究被广泛应用，但近年来越来越多的学者开始运用拓扑网络的方法进行城市道路网络研究[9-11]．空间句法是通过一种以拓扑度量法对包括建筑、聚落、城市乃至景观等各类人居空间结构的量化描述，来揭示空间组织与人类社会之间关系的理论和方法[9-11]．空间句法的“空间”不同于具有长度、宽度和高度3个维度的传统空间，不仅描述空间之间的几何与拓扑关系，而且关注局部的空间可达性，更强调局部空间与整体空间之间的关系以及整体的空间通达性和关联性；而“句法”借用了语言学中的术语，表示空间之间的相互组合、整体构成的内在规律，从而解释了空间安排的产生过程[12] ．这种通过对空间进行尺度划分和空间分割形成子空间的图节点，将整个网络转换成为空间连接图，由此导出以多指标分析变量的空间句法，成为有效描述现代城市空间模式的计算机语言[5].空间句法在国内自引入以来，最初应用于建筑、街区的城市设计与城市空间形态研究[12-16]，此后逐渐引用到城市道路网络的特征[17]与可达性研究[18-19]、城市道路网络的空间形态[20-21]与空间结构研究[22]、城市道路网络的影响[23-26]及其方法改进[27-28]等研究．基于拓扑网络算法的空间句法为认识城市道路网络提供了新视角与新方法，文中以兰州市主城区道路网络为对象，运用空间句法探索和认识河谷型城市道路网络特征，为科学优化其布局结构提供参考．1 研究范围与研究方法1.1 研究范围兰州市位于103°35′～103°57′E，36°30′～36°00′N之间，受南北两山的夹峙与黄河穿越的切割，形成了东西长约45 km、南北宽约2～8 km的狭长河谷型城市．主城区城市道路网络涉及城关、七里河、安宁与西固4区的50个街道单元，具体范围以充分包含城市道路的南北两山山脚为界，空间规模达213.2 km2(图1).2015年4区常住人口规模达251.91万人(《甘肃发展年鉴2016》)．图1 研究区范围Fig 1 Boundary of study area of urban road network随着兰州市社会经济的快速增长与城市建设步伐的加快，兰州市道路交通也在不断建设发展．到2015年，河谷空间形成了东西向的南滨河路、北滨河路、南山路、北环路等主干道，特别是连接城关区、七里河区与西固区的东岗路、庆阳路、西津路与西固路的中部主干路，贯通了市区重要的五里铺、盘旋路、东方红广场、南关什字、西关什字、解放门、小西湖、西站什字、西站、秀川、深沟桥、陈官营、玉门路十字与合水路十字等交通节点与商贸业节点.南北向形成了天水路、平凉路、皋兰路、金昌路、静宁路、酒泉路、中山路、敦煌路、玉门路与合水路等主干路.为了黄河南北的城市发展建成了西沙大桥、深安大桥、银滩大桥、七里河桥、小西湖桥、中山铁桥、元通大桥、城关黄河大桥、金雁桥、盐雁大桥与雁白大桥等．表1 空间句法分析变量Tab 1 Variables of space syntax analysis指标计算公式意义连接度[29]699ci=k其中,k是与第i个结点直接相连的结点总数.连接度越高,说明与这条街道相交的街道越多,通过性高,有更多的交通选择性控制值[29]699ctrli=∑ij=11cj其中,k涵义同上;cj是第j个结点的连接度.表征一个空间对与之相交空间的控制程度,反映一个空间对其周围空间的影响程度全局集成度[29]699AR,i=2(D-1)n-2其中,n为城市系统内的总轴线数或总节点数;D为平均深度值.集成度反映了一个单元空间与系统中所有其他空间的集聚或离散程度,对象为整体空间.集成度值越大,表示该空间在系统中的便捷程度越大;反之,则空间处于不便捷的位置局部集成度[29]699ARR,i=AR,iDn其中,Dn为拓扑三步范围内的平均深度值.局部集成度对象为3个拓扑步数范围的截取空间,针对的是局部空间,表示某一空间与距其3个拓扑步数范围内空间之间的相互关系智能度代表局部空间在整个系统空间中的地位及其与周围空间是否关联统一,反映了由局部空间感知整体空间的连通性程度1.2 数据来源文中所选取的空间数据为2015年兰州市主城区道路网络数据，来源于《兰州市城市总体规划(2011—2020)》的现状图(2010)，以主城区4区的土地利用数据与行政区数据(2008年兰州市二调数据)为地图投影变换、空间几何校正依据，并基于2015年谷歌地球的影像数据补充兰州市主城区2010—2015年新增城市道路数据，从而建立统一地理坐标系与地图投影的2015年兰州市主城区城市道路网数据．城市社会经济数据来源于《甘肃发展年鉴2016》与《中国城市建设年鉴(2016)》．1.3 研究方法文中采用Depthmap空间句法软件进行兰州市城市道路网络的连接度、控制值、集成度以及智能度测算(表1)，其具体方法如下：① 对城市道路网络进行轴线绘制，即将2015年兰州市主城区道路网络数据导入AutoCAD软件，对“丁”字路与拐折路的交接处将各道路延伸稍微出头，弧线路与立交匝道按照“最长也最少”的原则选择更简化、更合理的连接关系；② 进行轴线图连接性检查修改，若整体线条都呈现绿色，说明连接性没有问题，若整体呈现红色，说明轴线图中至少有一根线没有与其他任何线相连接，是孤立的，这时Depthmap的运算结果没有参考价值，需要回到AutoCAD里重新检查，直至结果呈现绿色；③ 调整轴线标高、厚度为零，消除重叠线条，删除极其微小的线段；④ 将规范化的2015年兰州市矢量道路轴线数据转存为DXF格式，导入空间句法的Depthmap软件，通过convert功能构建兰州市空间轴线图，使用tools功能下的point/axial/convex命令进行空间句法分析，得到空间句法分析变量的相关指标及其图示化表达．2 兰州市城市道路网络特征分析2.1 河谷带状组团式空间分布特征从空间分布看，兰州市主城区道路网络呈现河谷带状组团式空间分布特征，没有形成完整统一的诸如方格网式或环形放射式的道路系统结构形式，较集中地形成了城关区、七里河区、安宁区与西固区4大道路网组团，在各组团内形成了较为密集的格网状道路，而路网组团间联系较为松散，使得道路网络的均衡性与整体性较差．兰州市特有的“两山对峙,一水中流”的地理环境对城市发展空间及其道路网结构的产生了决定性影响，不宜集中连片开发的狭长河谷空间选择了组团式发展模式，导致城市道路网随着各组团中心的率先发展而不断向外延伸发展，使得组团内道路网较为完整密集，而组团周边及其组团间路网松散，因此那些既是组团内主干路又是组团间主干路的道路往往成为交通拥堵的主要道路(图2)．2.2 交通选择性整体水平空间句法的连接值和控制值测度道路交通的选择性，即某道路的连接值和控制值越大，表明与该道路相交的街道越多，通过该道路有更多通往其他道路的交通选择性，或者较高的空间自由选择度．从空间句法测算的兰州市主城区道路网络的连接度和控制度结果来看(图3)，高值道路与次高值道路的数量特别少，其余道路为中低值的连接度与控制度，表明兰州市主城区道路的交通选择性整体水平低，空间自由度差．其中，在高值道路中，东西向的横向道路数量(有西津路、安宁路与福利路)多于南北向的纵向道路(城关区的天水路)，次高值道路中，也表现为横向道路多而纵向道路少，表明兰州主城区道路的交通选择性横强而纵弱，横向道路的空间自由度相对较高，而纵向道路的空间自由度相对较低．之所以如此，是因为兰州市东西向的河谷带状空间形态使得东西向道路数量少而距离长，南北向道路数量多而距离短，从而使得贯通主城区与各组团的东西向道路有更多的南北向道路与之相交，导致兰州市连接值和控制值高的道路多为横向道路，体现为较高的交通选择性，而纵向道路因较少的横向道路与之相交，使得纵向道路的连接值与控制值都低，交通的空间选择差，也因此使得横向道路成为交通拥堵的主要道路，这其实也是受独特的河谷地形环境影响的结果．图2 兰州主城区城市道路网络的组团式分布Fig 2 Group type distribution of urban road networks in main urban area of Lanzhou City2.3 道路网络的单中心结构特征空间句法集成度测度的是某一空间与其系统所有空间的便捷程度，从分析结果看，不论是全局集成度还是局部集成度，兰州市主城区道路网络的集成度均呈现单中心结构特征，而这些单中心区域往往是易堵路段．从全局集成度来看(图4(a))，高值道路位于兰州城区“哑铃型”空间的最狭小的地段，由介于西站与东方红广场之间的最高与次高可达性城市道路组成，构成了“鱼骨刺”状的主城区道路网络的可达性中心，说明这些道路在主城区整体道路网络中是发挥着的全局性与关键性作用的可达性道路.中间值道路多为各区的主要道路，而低值道路多在兰州市的边缘区域分布，特别是东西两端区域最为突出，最低值为西固石化厂区道路、雁儿湾路与南河路等道路，主要因为西固区大规模的石化工业区与东岗钢厂区(现已搬迁)内部的道路未能与城区道路有良好的连接．由此可见，兰州市主城区道路网络的拓扑可达性呈现“单中心”结构特征，距中心越近，拓扑可达性越高，随距离中心的距离增加，拓扑可达性降低．特别是这个带状中心正是Hillier[30]强调的“运动密度”的高运动密度带，反映了该路段在兰州市整个道路网路中有着更可能产生交流与更多副产品(路过商业)优势，因而成为最具吸引力的经过性运动空间．这表明河谷带状的兰州市区仍然是以城关区为核心的“单中心”城市结构，由安宁区、西固区与七里河区通往城关区的大量交通运输需求在此地段集中叠加，导致该路段也是兰州市道路运行缓慢与拥堵易发地段．因此，积极推动兰州市第三版规划“一河两城七组团”的“双中心” 与第四版规划“一河两岸三心六组团”的“多中心”规划目标建设，不仅可以极大地提升安宁区、七里河区与西固区各自的集聚能力与反磁力作用，更有助于缓解城市道路网络的单中心结构的交通压力，对推动河谷型城市的可持续发展有着长远而重大意义．图3 兰州主城区道路网络连接度与控制值空间分布Fig 3 The distribution of connectivity and control value of urban road networks in main urban area of Lanzhou City图4 兰州主城区道路网络全局集成度与局部集成度空间分布Fig 4 The distribution of global integration and local integration value of urban road networks in main urban area of Lanzhou City从局部集成度来看(图4(b))，主城区4区道路网的拓扑可达性亦呈现较弱的“单中心”结构特征，即除西固路网组团外，城关区、七里河区与安宁区都分布有最高值的局部集成度道路，外围多为中低值道路．如城关区高值道路以天水路为主，包括平凉路、庆阳路与东岗西路等，七里河区的高值道路以西津西路为主，安宁区的高值道路是安宁路和建宁路，这说明这些道路是各自组团的可达性道路，有较强的聚集与离散作用，分别构成了各组团的可达性中心，当然这些路段也是各组团容易形成交通拥堵的地段．相对而言，除城关区外，其他3组团内部道路网络结构相对不完整，特别是西固路网组团局部集成度无高值轴线，轴线多为中低等级，说明该组团道路的拓扑可达性和便捷性较差，可达性中心性不明显．因此，在区层面加强各组团道路网络的连通性与完整性显得尤为迫切．2.4 道路网络的连通感知能力空间句法智能度测度的是从局部空间去感知整体空间的连通程度，若智能度高意味着所在的局部空间信息有利于感知整体空间信息，局部和整体的结构相似性与协调性较强，越容易形成整体性的空间认知，反之亦然．空间句法对智能度的衡量通过局部和全局的相关性来判断[30]，文中从兰州市主城区的总体的市级层面与各路网组团的分区层面进行智能度的测度，以辨识不同尺度上局部空间对整体空间的连通感知能力的差异特征．根据空间句法Depthmap获得的兰州市道路网络的全局集成度与局部集成度数据，分别建立市级尺度的总体回归模型与区级尺度的全局集成度与局部集成度的回归模型，并依据统计学的相关系数R的显著性与t检验方法，形成兰州市与4区的城市道路网络智能度结果(表2，图5-6)．表2 智能度的线性回归关系Tab 2 Linear regression relation of intelligence线性回归模型FRR2调整R2Sig值兰州市y=2.101x+0.320(20.232)(5.206)409.3590.517 0.2670.2660.000城关区y=2.509x-0.006(29.460)(-0.125)867.9270.7960.6340.6330.000七里河区y=1.692x-0.002(19.110)(-0.036)365.1940.7430.5520.5500.000安宁区y=1.589x+0.090(15.538)(0.891)241.4330.8120.6600.6570.000西固区y=1.993x-0.422(22.769)(-4.620)518.4620.8490.7210.7200.000从市级尺度的总体层面看(图5)，兰州市主城区道路网络的全局集成度与局部集成度相关系数为 0.517，两组数据呈现中度相关，存在中度的局部空间对整体空间的连通感知能力，即通过局部范围内的道路空间信息(如方向性)感知城市整体道路空间信息的处于中等水平，既不是高感知也不是低感知，局部空间与全局空间的关联性一般．表明兰州市带状组团式的城市空间结构形态能够形成河谷带状的空间感知，但难以形成鲜明而完整均衡的道路网络体系．从区级尺度的各分区层面看(图6)，4区道路网络的全局集成度与局部集成度相关系数为西固区>安宁区>城关区>七里河区，西固区与与安宁区局部属于高度相关，存在很强的局部空间对整体空间的连通感知能力，而城关区与七里河区属于显著相关，存在较强的局部空间对整体空间的连通感知能力．表明以区级尺度将分区组团作为一个整体时，分区组团内的局部空间对组团整体空间有较好的空间可达性信息获取感知，局部空间与组团整体空间的关联性强，容易形成各组团自身的较强整体空间连通感知能力．图5 兰州市全局集成度-局部集成度散点图Fig 5 Scatter diagram between global integration and local integration value of urban road networks in main urban area of Lanzhou City图6 兰州4区城市道路网络全局集成度与局部集成度散点图Fig 6 Scatter diagram between global integration and local integration value of urban road networks of four districts in Lanzhou City3 结论与讨论3.1 结论根据以上空间句法变量的结果分析，兰州市城市道路网络特征直观清晰，符合河谷型城市的地域环境特点与城市道路网络的空间特点，凸显了空间句法是有别于传统的几何网络的研究方法，对深入认识河谷型城市道路网络的分布规律及其内在逻辑关系提供了新视角，为河谷型城市道路网络建设与布局优化提供了思路．1)河谷带状组团式空间分布特征，即在兰州市主城区道路网络在“两山对峙，一水中流”的河谷带状空间没有形成完整统一的诸如方格网式或环形放射式的道路系统结构形式，而形成了城关区、七里河区、安宁区与西固区4大较为集中的道路网组团，使得主城区路网的均衡性与整体性较差，导致那些既是组团内主干路又是组团间主干路的道路往往成为交通拥堵的主要道路．2)交通选择性整体水平低，高选择性道路横强而纵弱，即兰州市主城区道路网络的高连接度和控制度的道路数量特别少，而中、低连接度和控制度的道路数量多，表明兰州市主城区道路的交通选择性整体水平低，空间自由度差，并且在高连接度和控制度的道路中，横向道路的交通选择性强而纵向道路的交通选择性弱，也因此使得横向道路成为交通拥堵的主要道路．3)道路网络的拓扑可达性呈单中心结构特征，不论是全局集成度还是局部集成度，单中心结构表现出拓扑可达性由中心向外的距离衰减规律．全局集成度的拓扑可达性中心介于西站与东方红广场之间，成为最具吸引力的经过性运动空间，使得来自安宁区、西固区与七里河区的交通运输需求在此地段集中叠加，导致该路段也是兰州市道路运行缓慢与拥堵易发地段．而局部集成度是以各组团的主干道路为可达性中心，有较强的聚集与离散作用，这些路段也是各组团容易形成交通拥堵的地段．4)道路网络的连通感知能力总体弱而分区强,即受兰州市河谷空间环境的影响，城市道路网络在市区尺度上难以形成鲜明而完整的道路网络体系，使得城市道路网络的整体性方向模糊，辨识性低，大大弱化了居民通过局部范围内的空间信息来获得城市整体空间可达性信息的能力．而分区层面的智能度却表现出较强的局部空间对整体空间的连通感知能力，表明尺度降低，各组团层面的道路网络相对完整均衡，道路方向有较强的空间辨识性，从而容易形成各组团自身的整体性空间认知能力．3.2 讨论尽管如此，空间句法的结果与方法本身仍存在如下值得探讨与完善的地方：1)就空间句法的连接度与控制度的测算结果看，部分诸如西津路、安宁路、福利路与天水路等应属于交通选择性强的道路，但由于空间句法缺乏对交叉方式(平面交叉与立交)、交叉道路等级、不同线路公交车辆经停频次以及实施单行路的交通管理等因素的辨识，导致连接度测算与现实存在一定的偏差．但空间句法所关注的道路网络的交通选择性是值得肯定的，在现实的城市道路网络建设中，应以交通选择性为重要目标，增加影响连接度与控制度的主要因素，不仅使其测算结果更具符合实际情况，而且又可为提高道路网络的交通选择性提供政策建议．2)就空间句法集成度的测算结果看，不论是全局集成度空间分布，还是局部集成度空间分布，城市道路网络的拓扑可达性皆呈现中心外围结构特征，结果比较符合兰州市主城区空间结构的现实状况，但不能忽视集成度变量隐含的几个问题：① 如何解决基于集成度所揭示的中心外围问题，溯本求源，必然回归到道路的连接度与控制度，结果必然局限了解决问题的广度，而现实中的城市道路可达性影响众多，比如道路等级、道路功能、交通工具、运移速度、交通管理、道路密度、人均道路面积等因素．② 空间句法变量的集成度是一个相对值的概念，而全局集成度与局部集成度又隐含一个计算尺度的差异，即全局集成度是某一空间与所有空间拓扑可达性的相对值，是全域空间拓扑可达性的相对值；而局部集成度是与距其3个拓扑步数范围内空间之间的相互关系，是局部空间拓扑可达性的相对值．因此，具有不同尺度的相对优劣势比较概念的全局集成度与局部集成度还有进一步完善的地方．3)依据空间句法的全局集成度与局部集成度数据，分别建立市级尺度与区级尺度的回归模型，以相关系数表征的智能度探寻局部空间对整体空间的连通感知能力，对评价局部城市道路网络与整体道路网络的相似程度，建立整体性空间认知有积极意义．但智能度以每段道路为样本按照统计学方法进行测算，无法直观表达道路网络连通感知能力的空间分布状况，同时智能度大小又与研究尺度有一定的关系，市区尺度的河谷型道路网络的均衡性与完整性必然低于区级组团道路网络的均衡性，因而智能度低．因此，以拓扑可达性为核心的空间句法进行城市道路网络研究时，存在与城市交通。
空间句法
什么是"构形"？ “构形”
该定义为“一组相互独立的关系系统，且其中每一 关系都决定于其他所有的关系。”所以，改变系统 中一个元素的构形，就会改变很多其他元素，很可 能是其他所有元素的构形属性；继而使整个系统的 构形发生变化。
2020/1/14
如何用分析的方法思考空间构形？
图4.图示的示例
RA (n 2)*(D 1)
2020/1/14
六、示例：1、轴线模型的建立（以武汉鲁巷广场周围空间为研究对象）
图11.交通轴线 图
2020/1/14
图12 轴线拓扑关系图
2、统计计算相关变量
节点 变量
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13
连接值 13 6 1 1 2 1 5 6 2 2 3 3 2
给空间上色，在视觉上显示整合度关系
左图9.整合度上色图示例 右图9.平面图
2020/1/14
图10.法国乡村住宅平面整合度上色图
二、空间句法理论基础
空间句法理论作为一种新的描述现代城市 空间模式的计算机语言，其基本思想是对 空间进行尺度划分和空间分割。空间句法 中所指的空间，并不是欧氏几何所描述的 可用数学方法来量测的对象，而是描述的 以拓扑关系为代表的一种关系。空间句法 关注的也非空间目标间的实际距离，而是 其通达性和关联性。
j
Rij
Ci 1
式中i表示第i个单元空间，j表示与i相连接的单元 空间，Rij表示第I个单元空间与第j个单元空间相 连接，数值为1。
控制值Cvi
表示单元空间之间相互控制的程度。 对应于轴线拓扑关系图，与节点i直 接相连的节点的连接值倒数和，即 为i从相邻各节点分配的权重，成为 节点i，即单元空间i的控制值，其 表达式为：
空间句法
注意：为了顺利进 行后面的分析，导 入的dxf文件应该为 闭合图形。
创建分析网格并填色
点击网格键创建分 析网格 将这个网格尺寸设 为0.02 用油漆桶键工具， 填充内部网格
注意：默认分析网 格大小与图纸尺寸 有关
生成可视性分析图
Tools\Visibility\Mak e Visibility Graph
聚合系数： 是表征视区凸度的变量。 视区凸度间歇性变化 通过离墙的距离来控制
直径： 通过视点且两端抵 达视区边界的直线 距离。 直径方差： 通过视点的每条直径长度与平 均直径的差值之和，再除以直 径的数量后所得数值的平方。 用来描述视区形状的复杂性或 者说空间的丰富性。
举例2： 砖宅游离度分析
将视区变化的数值对应 横纵轴表示 1）更加直观； 2）可以观察到同色区 域的微妙变化。
生成形态指标图表（Chart）
打开刚才的形态指 标数据表 点击 生成图表
Depthmap 操作练习
步骤一：创建文件 步骤二：生成可视 性图 步骤三：可视性图 分析
创建文件并导入dxf底图
File\New 创建新文 件 Layer\Import 导入 gallery.dxf作为底图
空间句法的原理与应用 -----规划（建筑）前沿
构成空间整体的空间分割单元及单元 联合体之间的联系、组合规律和法则
1 概述
空间句法创立目的是描述建筑设计中选择不同的实体和空 间构造可能带来的视觉和行为影响 其应用于城市空间结构及空间中行人活动模式问题时显示 出的强大分析力，使空间句法理论逐步向城市空间分析 空间句法认为,“城市形态产生运动”,即城市的道路结构在 很大程度上决定着人在城市的行为,从而吸引商场、超市、 便利的基础设施等到易达性较好的街道。 20 世纪80 年代初由伦敦大学Hillier 和他的合作者提出并发 展起来。
资源型城市空间扩展研究——以徐州市为例
资 源 型 城 市 空 间 扩展 研 究一 以 市 例 徐州 为
李 志． 马 晓冬 ２． 师 大 城 与 境 院徐 ２１２海 展 究 ，州２０ 江 ， （ 州 范 学 市 环 学 ，州２１；淮 发 研 院徐 ２０） １ 徐 １６． １ ９
摘要： 以我 国 东部 地 区典 型 资源 型城 市徐 州市 为例 ， 合集 成 ＭＳ 、 Ｍ、 Ｐ 综 Ｓ Ｔ Ｓ ＯＴ 等 遥感 影像 和地 形 图、 市历 史地 图及其 它 空 间 城 数 据 ， 遥 感、 在 地理信 息 系统等技 术 支持 下 ， 过扩展 强度 、 通 分形 维数 、 扩展 方 向等 指标 分析 了徐 州市城 市扩展 的 时空特 征 ， 并从 自然 、 济 、 经 社会等 方 面探 讨城 市扩展 的驱动 力 。 结果表 明 ： 国以来的近 ６ 建 Ｏ年 间 ， 州市城 市空间显著 扩 张， 成 区面积 由 １４ 徐 建 ９９ 年 的 ８３ ｋ ．９ ｍ２增加 到 ２ ０ 的 １１５ ｋ ， 长 了 １ ． ０ ７年 ６ ．４ ｍ２ 增 ８２ ； ５倍 空间形 态具有 明显的 分形特征 ； 各时期各 方 向扩展 强度 差异较 大， 不 同时期 不 同方向上也 表现 出明显 的差异 ； 导致城 市空 间扩展 是 自然 、 济、 会诸 多因素综合作 用的结果 。 经 社 关 键 词 ： 源 型 城 市 ； 间 扩展 ； 感 ； 州 资 空 遥 徐
表 １基 础 数 据 源及 其 用途 数据源 获 取 时 间 用途
建 用 扩 图９￣ ９年 设 地 展 ：一一 ４ ５６ ７０１ ９，０ １ ９
时 间序 列和 多源遥 感 数据对 资 源型 城 市空 间扩 展 的过 程和 驱 动 机 制进 行 系统研 究 的则更 少 ，导 致对 资 源 型城 市空 间扩 展 过 程 的 了解严重 受 限［８ 本 文选择 徐州 市为 研究 案例 ， ７１ ，。 １ 通过对 长 时 间 序列 、 多源遥 感数 据 的处 理 和分 析 ， 助遥 感 和 Ｇ Ｓ技 借 Ｉ 术 ， 分析 建 国近 ６ ０年 来徐 州 城 市 空 间扩 展 ， 究 资源 型 城 市 探
徐州城市绿地空间结构优化及价值耦合
徐州城市绿地空间结构优化及价值耦合
渠立权;张庆利;苏楠
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2008(036)032
【摘要】在分析徐州城市绿地现状的基础上,提出了优化徐州城市绿地空间结构的基本模式(即一圈两点、一带多廊)与绿地生态、社会和经济价值耦合的途径.【总页数】5页(P14067-14070,14104)
【作者】渠立权;张庆利;苏楠
【作者单位】徐州师范大学测绘学院,江苏徐州,221116;徐州师范大学测绘学院,江苏徐州,221116;徐州师范大学测绘学院,江苏徐州,221116
【正文语种】中文
【中图分类】S731.2
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基于空间句法的道路布局与居民出行相关性研究——以扬州为例
基于空间句法的道路布局与居民出行相关性研究——以扬州
为例
贺娟;邓卫;刘志明;杨明
【期刊名称】《交通运输工程与信息学报》
【年(卷),期】2010(008)001
【摘要】本文以居民OD出行调查中形成的交通中区为分析对象,通过借鉴空间句法理论的思想,以GIS软件Arcview 3.3中的空间句法分析模块为工具,分别对2003年和2007年扬州市道路网络与居民出行分布的关系进行了实证研究.在时句法理论与道路网关系的解析基础上,绘制了扬州市的轴线地图并运用Arcview软件得到空间句法分析变量,随后利用SPSS软件对各中区轴线句法指标的平均值与交通中区发生吸引量进行了相关性分析,结果表明二者具有较高相关性,这对于城市道路网络布局规划及评价、既定路网条件下各中区居民出行量预测均有重要意义.【总页数】7页(P75-81)
【作者】贺娟;邓卫;刘志明;杨明
【作者单位】东南大学,交通学院,南京,210096;东南大学,交通学院,南京,210096;天津市渤海规划设计研究院,天津,300450;东南大学,交通学院,南京,210096
【正文语种】中文
【中图分类】U491.1
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基于空间数据挖掘的城市地价时空分析
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体验经济下的城市空间结构优化分析——以徐州市机关北院历史街区改造为例
体验经济下的城市空间结构优化分析——以徐州市机关北院
历史街区改造为例
张方晴;张一兵;刘聪
【期刊名称】《四川建筑科学研究》
【年(卷),期】2012(038)002
【摘要】城市空间结构与城市经济发展息息相关,体验经济作为一种新的城市经济形式,对城市空间结构的优化具有很大的推动作用.本文以徐州市机关北院的历史街区改造为例,阐述了在体验经济时代城市空间结构与城市经济发展的关系,并指出了在城市空间优化的过程中应注重人的心理感受.
【总页数】5页(P256-260)
【作者】张方晴;张一兵;刘聪
【作者单位】中国矿业大学力学与建筑工程学院,江苏徐州221008;中国矿业大学力学与建筑工程学院,江苏徐州221008;东南大学建筑学院,江苏南京210002【正文语种】中文
【中图分类】TU984.12
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第31卷 第1期2010年2月
首都师范大学学报(自然科学版)JournalofCapitalNormalUniversity(NaturalScienceEdition) No.1Feb.,2010
基于空间句法的徐州市道路结构与地价关系分析秦 涛(首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室,北京 100048)
摘要 在分析空间句法、路线价等相关理论基础上,提出城市道路结构与路线价之间关系.以徐州市为研究对象,利用空间句法与GIS集成分析工具Axwoman对道路结构进行分析,建立多元线性回归预测模型.结果表明采用空间句法与GIS集成的方法,通过分析城市道路结构来预测土地价格,简单方便,且精度较高.
关键词:空间句法,道路结构,路线价估价法,多元回归模型,Axwoman.
中图分类号:F119.9
收稿日期:2008-11-10 土地价格的管理是城镇土地市场有效运行的前提和基础.影响土地价格的因素很多,自然、社会、经济、行政等因素,而城市交通是一个重要的影响因素[1].空间句法是进行城市空间结构分析的理论和工具,其基本思想是对空间进行尺度划分和空间分割[2].而道路同样把城市空间进行了尺度和空间的分割.所以本文采用空间句法对徐州市道路结构与土地价格(普通住宅用地)关系进行研究.1 空间句法理论空间句法认为物质城市与经济的、社会的城市之间的纽带是空间,确切的讲是空间构型.空间构型就是街道和道路网络以及所有在此基础上附加的空间[2].1.1 空间句法遵循的原则空间句法模型的基本观点认为:任何一个城市系统都由两部分组成,即空间物体和自由空间.通过对城市空间的分割可以提取出城市形态的基本特征.空间分割作为空间句法的基本原则,依据城市的自由空间情况,有三种基本空间分割方法:轴线法、凸多边形法、视区分割法.当建筑或者比较密集的建筑群体,一般采用轴线法;对于建筑内部房间或者走廊,一般采用凸多边形法,该方法对城市系统研究不适用;第三种视区分割法,视区是由所有从空间中某点可视的点的集合构成,该方法目前限于理论探索阶段[3].
1.2 空间的表示及形态分析变量空间句法进行空间分割的最终目的是为了导出代表空间形态结构的连接图.目前导出连接图的方法主要有轴线地图和基于特征点的方法.轴线图(axialmap)是用一系列覆盖了整个空间的彼此相交的轴线来表达和描述的城市形态[4].
在对输入的轴线图进行调整和运算后,我们就得到了经过运算的轴线图模型以及形态分析变量.传统空间句法模型主要有以下形态变量:连接值Ci、控制度Ctrli、平均深度值MDi、集成度Ii[5].(1)连接值Ci,表示与第i个空间相交的空间数,计算公式为:Ci=k
式中:k是与第i个结点直接相连的结点总数,下同.(2)控制度Ctrli,表示一个空间对与之相交空间的控制程度,反映一个空间对其周围空间的影响程度,计算公式为:
Ctrli=∑k
j=11cj 式中:j(j=1,2,…,k)是与结点i直接相连的
结点,cj是第j个结点的连接值.
(3)平均深度值MDi,表示某一结点到其它所有结点的最短距离之和的平均值,计算公式为:
MDi=∑nj=1dij/(n-1)55首都师范大学学报(自然科学版)2010年 式中:dij是连接图上任意两结点间的最短距离,∑nj=1dij表示区域内总深度.(4)集成度Ii,集成度描述了系统中某一空间与其他空间集聚或离散的程度.集成度分为局部集成度和整体集成度,整体集成度表示一个空间与其他所有空间的关系,而局部集成度则只考虑某一空间与距其几步(通常是三步)范围内空间之间的相互关系.集成度的大小等于RRAi的倒数.其计算公式为:RAi=2(MDi-1)n-2且RRAi=RAiDn 式中:n为连接图的总结点数.MDi为平均深度,且Dn=2{n[log2((n+2)/3)-1]+1}(n-1)(n-2)＊RA是relativeasymmetry(相对非对称)的简称,RRA是realrelativeasymmetry(真实相对非对称)的简称.但有学者研究表明,RA和RRA仍然不具有不同网络中的比较意义(Krugger,1989).2 路线价估价法及改进路线价估价法是对面临特定街道、使用价值相等的市街地,设定标准深度,求取在该深度上数宗土地的平均单价并附设于特定街道上,得到街道的路线价,然后再配合深度指数表和其他修正率表,用数学方法算出临接同一街道的其他宗地地价的一种估价方法[6].路线价估价法的普通计算公式:宗地总价=路线价×深度百分率×其他条件修正率×宗地面积路线价法主要应用于商服业用地.对于住宅用地而言其价格影响因素与路线价法中的宗地进深、临街宽度等项目并无明显相关[7].本文主要研究普
通住宅用地的价格与城市道路结构之间的关系,所以对路线价方法进行了改进.在每条空间分割轴线上,设定最大深度,求取在该深度上一定数量普通住宅用地的平均单价,定义为路线价.在深度以内不考虑修正和临街宽度.路线价
Mi=∑nj=1dijsij∑nj=1sij
其中Mi为第i条路段路线价,sij为第i条路段在最
大深度以内第j个样点土地面积,dij为该样点土地
价格,n为样点总数.
3 研究实例
本文以徐州市为例,借助GIS平台,以徐州市现城区(三环内)道路结构进行形态变量获取、分析、建模以及验证其准确性;依据所建模型,对徐州新城区(规划城区)地价进行预测.并采用图文相结合的方式,进行分析与比较,论述实现过程以及相关结论,揭示城市道路结构在城市体系中的重要意义.图1为技术路线图.
图1 技术路线图 空间句法分析工具主要有Axman,Confeego,Axwoman等.本文采用与GIS结合比较好的Axwoman,是由江斌等合作基于ArcView开发的[2].3.1 建立关系模型依据空间句法理论,轴线图的定义是将城市的街道网络表达为一组最少、长度最长的直线网络[2].但当多条不同路线价路段在同一轴线时,处
理时道路与地价无法匹配,而且这样的轴线也与GIS数据库不相容[8],所以本文依据路线价不同生成轴线地图,这样,不同路线价的道路与每条轴线一一对应,便于计算两者之间的直接相关关系.图2为建立道路结构与地价关系模型的流程图.
3.1.1 获取形态变量针对徐州现城区三环以内区域,根据地价的不同,数字化了37条空间分割轴线(图3),运行Axwoman,得到控制度,集成度等形态变量,结果如图4所示.然后对路线价与控制值、集成度进行相关分析,可以看出二者变化趋势基本一致,图5,图6表示出了路线价与控制度、集成度之间的关系.由图可以看出路线价与控制度、集成度整体上存在一定的线性关系.这也就表明通过城市道路道路结构来预测土地价格是可行的,只要对道路的主要形态分析变量与路线价进行多元回归分析,就建立起他们之间的
56第1期秦 涛:基于空间句法的徐州市道路结构与地价关系分析图2 建立关系模型的流程图图3 徐州市现城区轴线图
图4 形态变量
图5 路线价与控制度的关系图6 路线价与集成度的关系＊为便于分析路线价与各形态变量关系,使其处于同一数量级,图中显示的路线价为变换后的价格.下同
数量上联系.3.1.2 关系模型的建立及改进在得到路线价与控制度、集成度关系图之后,利用路线价与控制度、集成度等因素关系建立多元线性回归模型.首先将Arcview表导出Excel表(可利用Avenue开发),然后利用MatLab,SPSS等软件进行建模.所建多元线性回归方程的复相关系数R=0.755.为了进一步提高模型准确性,将其他因素影响为主的路段剔除,本次将误差设为0.5,利用表(Table)的搜索功能将误差超限的轴线找出并剔除.
57首都师范大学学报(自然科学版)2010年重新建立多元线性回归方程:路线价=2.189+0.162＊connectivity-0.646＊integration-3-0.588＊control+1.388＊integration注:connectivity为连接值,integration-3为整体
集成度,control为控制度,integration为局部集成度.改进后方程的复相关系数R达到了0.830.重新进行误差统计,无误差超限的记录.3.2 验证预测模型准确性为了验证已建立的多元线性回归模型的准确性,下面我们通过对道路的延伸进行模型准确性分析.本例利用第15、20、24三条空间分割轴线的连接线作为验证对象.模型预测路线价的值为分别为2.65、3.14、2.97,通过调查,三条路段实际路线价为2.45、3.25、2.70,模型值与真实值之差的绝对值均小于0.3,在误差范围以内,所以预测值比较准确.3.3 对新城区地价进行预测、分析利用已经建立的关系模型,可以对徐州市城区交通道路体系进行分析,但目前现城区道路交通网已经比较完善,新城区正在建设之中,所以本文对新城区道路交通网进行分析.3.3.1 研究区域概况[9]
徐州市新城区建设是为解决徐州市由“单核心、摊大饼”式的发展向“双核心、五组团”城市空间结构转变、迎接新的机遇和挑战并满足未来建设300万人口的特大城市的发展需求所作出的重大决策.徐州新城区位于徐州市城市的东南部,东起规划中的京沪高速铁路,西抵拖龙山,南临连霍高速公路,北接故黄河风光带,总规划用地50平方公里,建设用地38平方公里,规划期人口20万,远期可容纳40万人生活居住,其中大龙口水库周边地区10个平方公里为新区起步区.3.3.2 新城区地价预测利用徐州新城区规划图作为底图,在新城区规划区域(图7),数字化了27条空间分割轴线.运行Axwoman,利用已建立的多元线性回归模型,计算出预测路线价.从预测路线价的统计(图8)中,可以看出徐州新城区建成以后普通住宅用地的路线价在2.9至4.4之间,平均值为3.6.3.3.3 新城区道路网分析新城区的现行路线价的平均值为2.6左右,而利用现城区关系模型的预测值为3.6,所以新城区
图7 徐州市新城区规划图图8 路线价预测值的统计完全建成之后升值空间很大,而且随着经济水平不断增长,增长空间将会更大.从建立的预测模型中可以看出:连接值、集成度与路线价成正相关,控制度与路线价成反相关.由空间句法相关知识以及各形态变量的计算公式可以总结出,关联道路数量的增加可以增加连接值和集成度,降低控制度.所以道路网越完善路线价越高.而从徐州新城区规划图可以看出新老城区的主干道路联系比较少,难以将新老城区的道路网很好的结合起来,使其形成一个整体,促进新城区快速发展.为了完善新城区的道路交通网,促进地价升值,可以采取一些措施,比如改善新老城区的交通,修建轻轨,缩短新老城区的距离等.
4 结束语通过实例可以看出,采用空间句法与GIS集成的方法,通过分析城市道路结构来预测土地价格,比较简单方便,且精度较高,适用于同一城市内的城市道路交通规划与土地管理等领域,并具有重要的指导意义.