基于空間句法的大學(xué)校園公共空間可達(dá)性研究
——以福建農(nóng)林大學(xué)為例

陳玥忻， 李 倩， 劉興詔， 林賽男， 連欣欣

(福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院，福建福州 350002)

大學(xué)校園外部公共空間是城市公共空間的重要組成部分，其主要服務(wù)對象是校園中的教師與學(xué)生。是校園師生學(xué)習(xí)交流、生活交往、娛樂活動的重要空間場所。校園空間結(jié)構(gòu)形態(tài)影響師生的校園生活行為習(xí)慣以及師生對校園空間、學(xué)校文化、校園精神的理解?？蛇_(dá)性是空間可被使用的首要條件，一旦空間無法讓使用者便捷到達(dá)，則該空間就如無水之源。可達(dá)性評價在對公共空間是否達(dá)到以人為本的設(shè)計原則中起著決定性的作用[1-2]。

本文基于空間句法，利用集成度的概念，使用Depthmap+Beta1.0軟件，先從理論上結(jié)合現(xiàn)有的數(shù)據(jù)對校園空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行量化和描述，分析校園主要外部公共空間的可達(dá)性，然后通過現(xiàn)場調(diào)研校園公共空間現(xiàn)狀、使用頻率等進(jìn)行實證分析討論，最后從空間可達(dá)性的角度對校園公共空間提出改造建議。

1 研究對象概況

福建農(nóng)林大學(xué)金山校區(qū)位于福州市倉山南臺島西端，東臨閩江，西臨烏龍江。學(xué)校三面環(huán)山(東、南兩面的妙峰山，北面的科貢山)，形成東高西低的丘陵谷地。校園以觀音湖為整體景觀構(gòu)成的中心和重心，利用七條主干道和支路貫穿校園，再通過山、水、植物進(jìn)行景觀的營造，最終構(gòu)建為一個綠色、生態(tài)的校園[3]。占地面積約320 ha，其中山地面積約50 ha，各類園地面積約15 ha,在校師生約4.6萬人。

經(jīng)過調(diào)查，福建農(nóng)林大學(xué)的校園公共空間主要分為以下四種類型：運動場、公共綠地、獨立廣場、建筑附屬廣場。由于學(xué)校內(nèi)公共空間數(shù)量較多，本次研究以可供人進(jìn)入活動的空間為選取準(zhǔn)則。通過實地調(diào)研，最終選定25個研究對象(圖1)。其中，公共綠地8個、建筑附屬廣場7個、運動場6個、獨立廣場4個。

圖1 福建農(nóng)林大學(xué)外部公共空間分布

2 研究方法

2.1 空間句法

空間句法是由比爾·希利爾等人提出的一種關(guān)于在社會結(jié)構(gòu)中，空間布局與居民活動之間的關(guān)系的研究理論與方法。全局集成度是表示某一空間與系統(tǒng)空間內(nèi)的任一空間的集聚或離散程度的整體變量。局域集成度與之相對，為局部變量，表示的是一個空間與在一定局域尺度范圍內(nèi)的全部空間的關(guān)系[4-5]。線段模型是在軸線模型上進(jìn)行的改良，將距離和角度加入運算，使結(jié)果更精確[6]。本文利用線段模型來研究，分析當(dāng)局域范圍分別為500 m、1 000 m、2 000 m時，某個空間與某一局域范圍內(nèi)的空間的集聚和離散程度?？衫斫舛葎t表示全局與局部集成度之間的相關(guān)性，用R2(0≤R2≤1)表示，R2的值越大，其空間相關(guān)性越強(qiáng)，則空間的可感知性越強(qiáng)，說明對整體空間的可理解度越高，空間之間的聯(lián)系越緊密[7-8]。

2.2 數(shù)據(jù)采集

使用Auto CAD 2016軟件在研究區(qū)平面圖上繪制道路軸線圖，繪制時保證所畫軸線為最長的，且在兩線交叉處稍微出頭，再結(jié)合實際的道路情況對軸線圖進(jìn)行調(diào)整修正。將繪制好的軸線圖儲存為.DXF格式的文件后導(dǎo)入Depthmap+Beta1.0軟件，轉(zhuǎn)為線段分析模型，在對線段模型進(jìn)行分析時，將半徑大小分別設(shè)為500 m、1 000 m、2 000 m，選用長度作為分析權(quán)重，最終建立福建農(nóng)林大學(xué)校區(qū)線段分析模型，共梳理出300條線段模型。提取全域集成度、局域集成度及可理解度分析數(shù)值，作為此次分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3 福建農(nóng)林大學(xué)公共空間可達(dá)性研究

3.1 全局可達(dá)性分析

全局集成度表示某一空間在整體空間中的聚集程度，其值越大，則表示該空間為核心區(qū)，聚集和到達(dá)的便捷度越高[4]。空間可達(dá)性是描述空間結(jié)構(gòu)屬性的概念，即空間與空間之間可到達(dá)的便捷度。而空間句法中的集成度概念是分析其的變量之一，它描述的是空間在拓?fù)湟饬x上的整合程度，集成度越高，即空間可達(dá)性越強(qiáng)[9]。

公共空間可達(dá)性評價建立在道路空間可達(dá)性評價的基礎(chǔ)上，在Depthmap+Beta1.0軟件中對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到研究區(qū)道路全局集成度表(表1)和分布圖(圖2)。由表1，校區(qū)道路空間全局集成度最大值為115.123，最小值為33.740，平均值為75.693。50.67 %的道路空間全域集成度小于平均值，整體可達(dá)性水平不高，標(biāo)準(zhǔn)偏差為19.018，全局集成度值不均衡，集聚不明顯。

圖2 全局集成度

通過對金山校區(qū)的線段模型的運算分析，由圖2可以看出整個研究區(qū)內(nèi)“三橫四縱”的校區(qū)干道的全局集成度較高，即金山路、魁岐路、將樂路、荊東路、求知路、西芹路和同安路。其中，校區(qū)主干道金山路段可達(dá)性最高，同安路次之。整體道路集成度由金山路沿其余干道向次干道和支路擴(kuò)展降低，東苑和桃山苑路段，全局集成度最低。

公共空間集成度由空間實際入口所處道路的集成度數(shù)據(jù)為參考指標(biāo)，提取各空間入口所處道路全局集成度的平均值，整理出25個公共空間全局集成度表(表2)。根據(jù)不同值所在區(qū)間賦予不同色譜，并與道路全局集成度進(jìn)行疊加分析，得到圖3。根據(jù)表2，研究區(qū)25個公共空間全局集成度值分布在[56.828 972-106.276 99]區(qū)間內(nèi)，平均值為84.97，主要集中于[82.570 007- 98.846 725]區(qū)間內(nèi)。公共空間全局集成度值位于道路空間平均值以上的公共空間有17個，占總數(shù)的76 %，其中建筑附屬廣場5(23、19、24、7、20)個、公共綠地4(10、8、9、7)個、獨立廣場3(15、16、17)個、運動場3(2、3、4)個。

表2 公共空間全局集成度

根據(jù)表2，研究區(qū)公共空間整體的全局可達(dá)性較高、空間滲透性較強(qiáng)，但不同公共空間全局集成度水平差異大，最大值與最低值的差值為45.707，級差較大。結(jié)合圖3，校區(qū)公共空間全局集成度以金山路中段、荊東路以及西芹路圍合的區(qū)域為高集成度核心區(qū)，全局可達(dá)性以不同程度沿道路系統(tǒng)向校園邊界分層降低?？傮w呈現(xiàn)西北高，東北、南低的趨勢。高集成度核心區(qū)的公共空間10(中華名特優(yōu)植物園)、3(北區(qū)田徑場)、2(北區(qū)籃球場)、8(觀音湖)、15(拓荒廣場)，臨近集成度高的校園干道，受校園核心區(qū)輻射影響強(qiáng)，致使可達(dá)性高。集成度最低的為位于校園東南角的公共空間1(東苑籃球場)，以及位于校園南部的5(下安田徑場)、18(南門入口廣場)、6(下安籃球場)，這些公共空間皆遠(yuǎn)離集成度較高的線段空間，受校園核心區(qū)域輻射極弱，致使可達(dá)性弱。

圖3 公共空間全局集成度

3.2 局域可達(dá)性分析

局部集成度表示某節(jié)點與一定米制半徑內(nèi)的節(jié)點之間聯(lián)系的緊密程度。公共空間局部集成度體現(xiàn)了校園師生在距離公共空間一定范圍內(nèi)抵達(dá)公共空間的便攜程度，也可以理解為公共空間的步行可達(dá)性。大學(xué)校園里的公共空間為大學(xué)師生提供了日常活動的空間，其局域可達(dá)性分析同樣建立在道路空間局域可達(dá)性分析的基礎(chǔ)之上，本文將以500 m、1 000 m、2 000 m的局域尺度進(jìn)行研究。

不同半徑范圍內(nèi)的道路空間局域集成度值如表3所示，局域范圍從500 m到1 000 m，再到2 000 m，局域集成度數(shù)值不斷增大，表明隨著局域半徑增大，局域可達(dá)性越高。但不同米制半徑范圍內(nèi)的極差都偏大，表明不同道路空間局域集成度差異較大。500 m局域范圍內(nèi)局域集成度值整體偏低，金山路(林學(xué)院到海峽生態(tài)環(huán)境工程研究院路段)、同安路北段、將樂路(將樂路與荊東路交叉口到將樂路與西芹路交叉口)局域可達(dá)性較好，但數(shù)量少且分布散。桃山和東區(qū)路段局域可達(dá)性極低。隨著尺度的增大，局域集成度高值線段空間逐漸擴(kuò)大，主要為金山路、同安路、漳平路、荊東路、戰(zhàn)坂路。

提取各空間入口所處道路局域集成度的平均值，整理出25個公共空間局域集成度表(表4)。再根據(jù)各空間集成度值從高到低賦予從暖到冷的色相，并與道路局域集成度分析圖(圖4)進(jìn)行疊加分析，得到圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)。如表3所示，校區(qū)內(nèi)公共空間R=500 m、R=1000 m、R=2000 m局域集成度均值分別為33.738、62.653、82.195，均大于道路局域集成度值。公共空間局域集成度均值大于道路均值的有18(12、2、22、19、7、21、20、25、16、3、4、24、17、15、9、23、8、10)個，占總數(shù)的72 %。當(dāng)R=500 m時，公共空間局域集成度最大的是17(文化休閑廣場,51.053)，最低的是1(東苑籃球場，24.738)；當(dāng)R=1000 m時，公共空間局域集成度最大的是10(中華名特優(yōu)植物園，93.483)，最低的是1(東苑籃球場，31.009)；當(dāng)R=2000 m時，公共空間局域集成度最大的是10(中華名特優(yōu)植物園，104.829)，最低的是1(東苑籃球場，45.939)。綜合分析校區(qū)公共空間局域集成度，其中10(中華名特優(yōu)植物園)、8(觀音湖)、9(南區(qū)濕地公園)這三個公共綠地位于校園主軸金山路旁，處于高局域集成度輻射核心區(qū)域，是局域可達(dá)性最高的空間類型。局域可達(dá)性最低的空間類型是運動場，即1(東苑籃球場)、5(下安田徑場)、6(下安籃球場)。三個運動場的空間位置皆處于校園邊界，遠(yuǎn)離高局域集成度輻射區(qū)，路網(wǎng)密度低，最終導(dǎo)致局域可達(dá)性低。集成度值大于均值最多的空間類型是建筑附屬廣場，即23(明德廣場)、24(創(chuàng)新樓廣場)、25(田家炳樓廣場)、20(李常盛圖書館前廣場)。

表3 道路局域集成度

表4 公共空間局域集成度

圖4 道路局域集成度

圖5 公共空間局域集成度

3.3 感知可達(dá)性分析

校園公共空間感知可達(dá)性即為可理解度，表示可通過局部感知(理解)整體空間的程度。公共空間感知可達(dá)性同樣建立在道路感知可達(dá)性的基礎(chǔ)之上，感知可達(dá)性高，反映出局部與整體間的空間關(guān)聯(lián)性高，用R2表示可理解度值，數(shù)值越接近于1，說明研究區(qū)內(nèi)各個空間的融合度越高，聯(lián)系越密切，感知度越高。

在Depthmap+Beta1.0軟件中將全局集成度(R=n)與局部集成度(R=500 m、1 000 m、2 000 m)分別轉(zhuǎn)換為二維散點圖，可通過散點圖探討使用人群對不同局域尺度的空間感知水平。

當(dāng)R=500 m 時 ，y=1.28316x+38.6204

R2=0.524315

當(dāng)R=1000 m 時，y=0.766148x+34.2919

R2=0.832048

當(dāng)R=2000 m 時，y=0.825882x+15.3912

R2=0.977226

綜上可得，在500 m這個局域范圍內(nèi)，R2=0.52431，R2接近0.5，說明R為500 m時，局域與全局集成度的關(guān)聯(lián)度偏低，使用人群無法從該局部空間對全域空間進(jìn)行較好地把控，無法從空間入口處感知整體空間，容易迷失方向。而在1 000 m，2 000 m 這兩個局域空間范圍內(nèi)，R2均大于0.8，可理解度高，說明這兩個尺度的空間局域與全局集成度間具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，其感知可達(dá)性較高，即使用人群能從公共空間入口處對整體空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行感知。

4 結(jié)論與思考

4.1 結(jié)論

本文從全局集成度、局域集成度、可理解度這三個層面對福建農(nóng)林大學(xué)公共空間的可達(dá)性進(jìn)行了分類探討，主要得出以下結(jié)論：

(1)全局集成度方面，福建農(nóng)林大學(xué)金山校區(qū)公共空間全局可達(dá)性較高，但全局集成度的極差較大，總體呈現(xiàn)西北高，東北、南低的趨勢。集成度最高的為位于校區(qū)主干道和教學(xué)區(qū)旁的公共綠地，集成度大于均值數(shù)量最多的公共空間類型為建筑附屬廣場，集成度最低的為東苑和下安的運動場。

(2)局域集成度方面，當(dāng)R=500 m時，局域集成度整體水平偏低，局域可達(dá)性不高，可達(dá)性較高空間分布少且散。隨著所研究局域尺度增大，局域集成度值提高，高可達(dá)性空間多且集中于校園主軸旁。局域可達(dá)性最高的空間類型為公共綠地，最低的為運動場，集成度值大于均值最多的是建筑附屬廣場。

(3)可理解度方面，當(dāng)局域范圍為R=500 m時，不能從公共空間入口處道路空間感知整體空間。當(dāng)局域范圍大于1 000 m時，能較好地從公共空間入口處道路空間感知整體空間，能從局部空間對全局空間進(jìn)行把控。

4.2 思考

空間句法是分析空間結(jié)構(gòu)的工具，最終需要通過運用到現(xiàn)實中的社會活動、文化交流以及經(jīng)濟(jì)生活中。通過對福建農(nóng)林大學(xué)公共空間可達(dá)性的分析，結(jié)合實際提出以下三點思考：

(1)校區(qū)內(nèi)除了下安區(qū)的公共綠地外，整體可達(dá)性較高。下安區(qū)的可達(dá)性較差，且綠化、休閑設(shè)施投入較少，使得該區(qū)的教學(xué)樓旁綠地和濕地公園日常使用率低?？煽紤]增設(shè)座椅、廊架等設(shè)施為師生提供學(xué)習(xí)交流和獨處的空間，以此增加吸引力[10]。

(2)下安運動場和南門入口廣場雖然在空間句法分析中的可達(dá)性低，但這三處公共空間臨近金山綜合樓、桃區(qū)宿舍樓和教學(xué)樓，設(shè)施完善，有其主要的服務(wù)人群，反而形成了極具活力的公共空間。

(3)東苑與主校區(qū)間的可達(dá)性較差，且東苑無設(shè)施完善的外部公共活動空間?？煽紤]增加連通主校區(qū)的道路，或者增設(shè)可停留休憩、運動鍛煉以及交流互動的公共空間。