基于空間句法的新老城區(qū)街道形態(tài)差異性研究
——以開封市為例

文／嚴(yán)志航 鄭州大學(xué)建筑學(xué)院 碩士研究生

引言

當(dāng)今中國城市的新老城區(qū)發(fā)展過程有著極大的不一致性。老城區(qū)的形成與建設(shè)通常都有著漫長的歷史，可追溯至上百年甚至上千年前，許多城市的老城區(qū)仍保留著過去的建筑或城市肌理，擁有著深厚的歷史文化底蘊(yùn)。中國快速城鎮(zhèn)化前，大多數(shù)城市都是以老城區(qū)為中心向外輻射型逐漸擴(kuò)張的，這也使得老城區(qū)的空間結(jié)構(gòu)得以保留。改革開放后的近40 年內(nèi)，新城區(qū)建設(shè)速度顯著加快，城鎮(zhèn)化率迅速提升，從20 世紀(jì)80 年代的不到20%，提高到2010 年后的超50%，未來15 年甚至預(yù)計突破70%。新城區(qū)的形成與發(fā)展大多是因為工業(yè)發(fā)展需要、旅游資源開發(fā)、大學(xué)城建設(shè)等等。目前我國的城市建設(shè)正處于快速城鎮(zhèn)化向深度城鎮(zhèn)化轉(zhuǎn)變的新階段。

城市的新老城區(qū)一直都是研究的熱門課題，但目前的研究大多聚焦于舊城改造，或者新老城區(qū)社會功能、公共活動、發(fā)展歷史等的差異性，而對新老城區(qū)空間結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性與差異性研究較少，城市的空間結(jié)構(gòu)是城市發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此該方向的研究也至關(guān)重要。本文以河南省開封市為例，運(yùn)用空間句法拓?fù)潢P(guān)系探索其新老城區(qū)街道網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的差異性及空間結(jié)構(gòu)特征，以期為城市新老城區(qū)的規(guī)劃建設(shè)提供一定的建議與量化依據(jù)。

1 研究方法

1.1 空間句法

本研究用到的主要方法是空間句法，這是一種自上而下研究空間形態(tài)突現(xiàn)機(jī)制的研究方法。比爾·希列爾（Bill Hillier）開創(chuàng)并發(fā)展了空間句法學(xué)派，并在《空間的社會邏輯》（1984）中提出空間組構(gòu)的概念：組構(gòu)是可以被其他所有關(guān)系所決定的一組相互依賴的空間關(guān)系，這種空間關(guān)系被抽象成圖，每個空間被視為圖中的一個節(jié)點(diǎn)，從一個節(jié)點(diǎn)到另一個節(jié)點(diǎn)的距離被稱為深度；深度是可拓?fù)涞?、可被幾何化的、可被定量計算的，因此這種空間關(guān)系就成了可量化的數(shù)學(xué)關(guān)系。從建筑內(nèi)部空間尺度到城市空間尺度，空間句法都可用于研究空間形成的內(nèi)部原因。

空間句法主要有四種分析方法，分別是凸空間分析、視域分析、軸線分析和線段分析。其中軸線分析和線段分析已較廣泛地應(yīng)用于城市尺度的研究，線段分析較軸線分析不同之處在于使用了角度深度來描述從軸線連接點(diǎn)處斷開的每個軸線段之間的關(guān)系，這種分析方法可以比較不同規(guī)模的城市空間結(jié)構(gòu)。

空間句法中使用標(biāo)準(zhǔn)化角度選擇度（Normalized Angular Choice，簡稱NACH）對城市的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行解碼。標(biāo)準(zhǔn)化角度選擇度可視為按收益和成本的方式去計算選擇度，代表綜合了選擇度與整合度影響的空間效率，其優(yōu)勢在于可以對不同規(guī)模的城市空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。本研究使用Depthmap 軟件中的線段模型對開封市街道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模，并分別計算老城區(qū)、新城區(qū)和全城市尺度的NACH 值。一方面對開封市整體空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值分析，另一方面對新老城區(qū)各自的結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行分析和比較。

1.2 雙重網(wǎng)絡(luò)

本研究利用雙重網(wǎng)絡(luò)理論研究城市空間結(jié)構(gòu)是為了放大不同范圍、不同區(qū)塊間的差異。前景網(wǎng)絡(luò)和背景網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了城市的雙重系統(tǒng)，前景網(wǎng)絡(luò)由城市中較長的街道構(gòu)成，這些街道的線性連續(xù)性較強(qiáng)，其作用在于連接城市中的不同尺度的中心，功能上呈現(xiàn)普遍化特征。背景網(wǎng)絡(luò)由城市中較短的街道構(gòu)成，缺乏線性的連續(xù)性，背景網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)的是城市局部空間的中心性，其空間結(jié)構(gòu)受到局部特定文化的影響，表現(xiàn)出獨(dú)特的幾何特征。NACH 的平均值和背景網(wǎng)絡(luò)相關(guān)，NACH 的極大值和前景網(wǎng)絡(luò)相關(guān)?；贜ACH 值得出的前景與背景網(wǎng)絡(luò)可以更系統(tǒng)全面地分析開封市空間結(jié)構(gòu)在發(fā)展過程中的變化。

2 研究對象

2.1 開封市概述與城區(qū)劃分

開封市位于河南東部，有著深遠(yuǎn)的歷史文化，是我國首批國家歷史文化名城。開封市的整體城市格局可以由西向東大致分為新城區(qū)、城間區(qū)和老城區(qū)。

開封在中國古代歷史上曾多次被定都，作為宋朝都城東京城時更是當(dāng)時世界上第一大城市。今天的開封市老城區(qū)便是在其外城范圍的舊址之上，規(guī)模有所擴(kuò)張，但是城市中軸線未發(fā)生太大改變。本文所述的開封老城區(qū)西鄰西環(huán)城路，北接?xùn)|京大道，東至東環(huán)路和公園路，南至濱河路，城區(qū)面積近20km2。老城區(qū)文化底蘊(yùn)深厚，旅游資源豐富，是開封市城市文明的核心。

本文研究的開封市新城區(qū)范圍為西至十三大街，北至連霍高速，東鄰開封西湖，南至G220國道。新城區(qū)建設(shè)開始于2006 年鄭開大道通車后，近五年才進(jìn)入快速建設(shè)期。新城區(qū)的開發(fā)建設(shè)得益于開封城間區(qū)的發(fā)展，開封市城間區(qū)在城市發(fā)展進(jìn)程中起到了城區(qū)銜接、空間對接、文化協(xié)同等重要作用。

2.2 軸線模型建立和雙重網(wǎng)絡(luò)的確定

本次研究運(yùn)用CAD 軟件對開封市街道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行繪制，并遵循空間句法規(guī)定的軸線繪制原則，軸線圖依據(jù)百度地圖、騰訊地圖、Open Street Map地圖繪制（圖1）。研究范圍包含開封市老城區(qū)、城間區(qū)、新城區(qū)，由于是城市尺度的研究，選擇模型外擴(kuò)作為研究緩沖區(qū)，北至連霍高速，南至東鄭線，西至運(yùn)糧河，東至化肥河。緩沖區(qū)內(nèi)道路的繪制作了簡化處理，只考慮較主要道路，同時不考慮農(nóng)田處的道路關(guān)系。

根據(jù)前景網(wǎng)絡(luò)與背景網(wǎng)絡(luò)的定義，本研究選用城市尺度下（r ＝n）標(biāo)準(zhǔn)化角度選擇度前百分之十的街道作為前景網(wǎng)絡(luò)（圖2）；并選用社區(qū)尺度下（r ＝1000m）標(biāo)準(zhǔn)化角度選擇度前百分之十的街道作為背景網(wǎng)絡(luò)（圖3）。

3 開封市新老城區(qū)空間結(jié)構(gòu)差異性

3.1 空間效率值對比

表1 展示了擴(kuò)張前老城區(qū)、擴(kuò)張后老城區(qū)、新城區(qū)以及開封市全城的標(biāo)準(zhǔn)化選擇度值。該表表明，開封市全城的NACH 極大值是最高的，即前景網(wǎng)絡(luò)最強(qiáng)。擴(kuò)張前開封城的NACH 極大值略大于擴(kuò)張后的老城區(qū)，因此說明新城區(qū)的開拓降低了老城區(qū)內(nèi)部的空間整體性，但是影響程度并不顯著。開封市新城區(qū)的NACH 極大值是最低的，表明新城區(qū)中前景網(wǎng)絡(luò)的影響力相對較小。與之相反，新城區(qū)的NACH 平均值是四個里面最高的，即背景網(wǎng)絡(luò)影響力較大，意味著新城區(qū)的空間結(jié)構(gòu)更為規(guī)則。老開封城和現(xiàn)在開封老城區(qū)的NACH 平均值沒有區(qū)別，表明老城區(qū)的局部中心性并沒有受到城市擴(kuò)張的影響。NACH平均值最低的是開封市全城，城市擴(kuò)張使得開封市的背景網(wǎng)絡(luò)影響力被削弱。

表1 全局尺度下的標(biāo)準(zhǔn)化選擇度值（表格來源：作者自繪））

3.2 前景網(wǎng)絡(luò)分布對比

從圖2 可看出，開封市NACH 值最高（顏色最紅）的街道是處于開封市南部、溝通起老城區(qū)和新城區(qū)的宋城路；穿越城間區(qū)、東西向連接老城區(qū)與新城區(qū)的另外三條主要道路——鄭開大道、晉安路、東京大道均屬于NACH值較高的前景網(wǎng)絡(luò)街道，它們共同構(gòu)成了開封市的東西向交通大動脈。宋城路上NACH 值較高的路段位于城間區(qū)，鄭開大道的NACH 值從老城區(qū)向新城區(qū)逐漸遞減，晉安路的NACH 值從城間區(qū)向新城區(qū)也是呈遞減趨勢，東京大道在老城區(qū)段前景網(wǎng)絡(luò)較為明顯，在新城區(qū)段缺乏可見的前景網(wǎng)絡(luò)。

南北向的前景網(wǎng)絡(luò)在城間區(qū)內(nèi)分布較為密集，而在老城區(qū)分布較疏松，這可能與老城區(qū)內(nèi)南北向街道貫通程度不高相關(guān)，在新城區(qū)則主要集中于東南部。解放路是NACH 值最高的南北向道路，也是老城區(qū)內(nèi)部唯一一條貫穿南北向的街道，它與鄭開大道、宋城路以及東京大道均有連接；新城區(qū)內(nèi)南北貫通的街道多且密集，與東西向道路交織成棋盤格式的規(guī)則空間序列，但這些南北向道路的NACH 值并不高，前景網(wǎng)絡(luò)影響力較弱。

3.3 雙重網(wǎng)絡(luò)疊加分析

圖3 展示了1000m（相當(dāng)于步行15 分鐘）半徑下的NACH 值排名前10%的街道圖片，用其表示城市的背景網(wǎng)絡(luò)。為了分析新老城區(qū)雙重網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系，本研究將前景網(wǎng)絡(luò)與背景網(wǎng)絡(luò)圖疊加，可以得到雙重網(wǎng)絡(luò)重疊的部分，這種網(wǎng)絡(luò)重疊反映出城市骨架與城市局部中心間的位置關(guān)系。從疊加圖4 可明顯看出，老城區(qū)的雙重網(wǎng)絡(luò)疊合程度是遠(yuǎn)高于新城區(qū)的，這表明老城區(qū)的前景網(wǎng)絡(luò)與背景網(wǎng)絡(luò)有更好的融合度，即城市骨架與老城區(qū)的局部中心呈穿過關(guān)系較多。新城區(qū)的背景網(wǎng)絡(luò)分布較零散，有許多是街區(qū)內(nèi)部主要道路，這些道路與前景網(wǎng)絡(luò)的重合度較低，即城市骨架與新城區(qū)的局部中心更多呈連接關(guān)系。

老城區(qū)中雙重網(wǎng)絡(luò)疊合度較高的是西門大街（鄭開大道延伸至老城區(qū)路段）和解放路,而老城區(qū)中的東京大道和宋城路的疊合率則比較低。宋城路上疊合度較高的區(qū)域分布在新城區(qū)和城間區(qū)段，晉安路上疊合率較高的區(qū)域集中在城間區(qū)段，而東京大道上雙重網(wǎng)絡(luò)疊合度在任何片區(qū)都很低。

4 不同空間效率街道的形態(tài)及功用性差異

本研究通過對開封市街道的實(shí)地調(diào)研以及百度街景地圖2020 年的實(shí)景照片的收集，對新老城區(qū)不同效率街道的形態(tài)和功用性差異作了對比分析。研究分為兩個對照組，第一個對照組為新老城區(qū)的前景網(wǎng)絡(luò)，調(diào)研對象選取的是鄭開大道（老城區(qū)段叫做西門大街），鄭開大道作為開封市的東西中軸線具有較高的典型性；第二個對照組為新老城區(qū)的背景網(wǎng)絡(luò)，本文選取新城區(qū)鄭開橄欖城和老城區(qū)景都花園、泰興家園作為分析對象。

4.1 新老城區(qū)前景網(wǎng)絡(luò)街道形態(tài)及功用性差異

根據(jù)實(shí)地調(diào)研可知，西門大街平均寬度約為26m，街道為四車道，車道與非機(jī)動車道由中間的綠化帶隔開。老城區(qū)由于是歷史街區(qū)，因此城內(nèi)有限高，道路截面的高寬比大致為1 ∶2.5 到1 ∶4 之間，給人以緊湊又不顯壓抑的舒適感。但是由于是城市中軸線，交通較為繁忙，在車流高峰期間，四車道難以維系道路的暢通。西門大街擁有較高的功能混合度，臨街店鋪中最常見的是零售業(yè)與餐飲業(yè)，它們通常都是底商，樓上是旅館、辦公或者住宅的形式。也有如大商新瑪特、萬博時代廣場這樣的商業(yè)中心，這些商業(yè)中心體量都不是很大，并且立面高度與風(fēng)格均與周邊建筑達(dá)成了一致。除商業(yè)外，西門大街上還有醫(yī)院、學(xué)校等類型的公共建筑。

鄭開大道新城區(qū)段與西門大街呈現(xiàn)完全不同的街道形態(tài)，街道為10 車道，寬度約為80m，車道與非機(jī)動車道間也有綠化帶隔開。新城區(qū)沒有限高，因此道路兩旁會有上百米的塔式或板式高層。鄭開大道寬敞但并沒有帶來良好的步行體驗，因為街區(qū)長且道路景觀單一。鄭開大道的功能混合度較低，其周邊有辦公寫字樓、商業(yè)中心、博物館、住宅等，但幾乎每個功能都會占據(jù)一個街區(qū)，加之街區(qū)與街區(qū)間有寬闊的道路相隔，使得不同功能間的穿行距離較長。相比于老城區(qū)，新城區(qū)的公共空間更為單一和集中。

4.2 新老城區(qū)背景網(wǎng)絡(luò)街道形態(tài)及功用性差異

新老城區(qū)的背景網(wǎng)絡(luò)街道形態(tài)也有較大差異，主要體現(xiàn)在街道開放程度、交叉口密度以及街區(qū)入口道路的控制度。根據(jù)實(shí)地調(diào)研可知，老城區(qū)內(nèi)街區(qū)大多是開放式街區(qū)，街道兩側(cè)圍墻較少，大多臨街建筑都面向街道開放；新城區(qū)內(nèi)小區(qū)多為封閉式街區(qū)，小區(qū)外有圍墻或欄桿圍合，雖然臨街建筑也有底商向街道開放，但是進(jìn)入街區(qū)內(nèi)部的道路較少。表2 顯示了新城區(qū)鄭開橄欖城和老城區(qū)景都花園、泰興家園的街道平均節(jié)點(diǎn)數(shù)值（半徑為1000m）和小區(qū)出入口道路的控制值，平均節(jié)點(diǎn)數(shù)值可以表示街道的交叉口密度，而控制度代表了街道對周圍空間的控制程度。從表中數(shù)據(jù)可知，老城區(qū)小區(qū)內(nèi)的交叉口密度是要高于新城區(qū)小區(qū)的，新城區(qū)的小區(qū)出入口道路的控制度要明顯高于老城區(qū)。從這兩個數(shù)值結(jié)果可以看出新城區(qū)小區(qū)街道的對外連接度較低、進(jìn)入難度較高，且入口道路對小區(qū)內(nèi)部空間的影響較強(qiáng)。

表2 平均節(jié)點(diǎn)數(shù)值（半徑為1000m）和小區(qū)出入口道路的控制值（表格來源：作者自繪）

5 結(jié)論與反思

開封市的新城建設(shè)只是中國城市化發(fā)展大背景當(dāng)中的一個縮影。城市的拓?fù)渲行碾S著新城的建設(shè)從老城區(qū)向外轉(zhuǎn)移，新城區(qū)的空間結(jié)構(gòu)較老城區(qū)更為規(guī)則，老城區(qū)的前景網(wǎng)絡(luò)則更為明顯?？焖俪鞘谢瘞砹藷ㄈ灰恍碌某鞘忻婷玻瑤恿说貐^(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但也帶來了諸多城市問題，具體如下。

5.1 街道空間單一化

有機(jī)的空間布局在空間句法中體現(xiàn)為城市街道形態(tài)缺乏任何明顯的幾何形狀，且塑造一個包含前景網(wǎng)絡(luò)與背景網(wǎng)絡(luò)的城市雙層體系。從上文分析可知，新城區(qū)擁有較強(qiáng)的背景網(wǎng)絡(luò)，體現(xiàn)為新城區(qū)街道的空間結(jié)構(gòu)更為規(guī)則，而新城區(qū)的前景網(wǎng)絡(luò)總體來看并不明顯，棋盤式的布局模式也體現(xiàn)出城市規(guī)劃思想的主導(dǎo)，而非有機(jī)自然的生長，這樣建成的城市街道空間容易給人“千篇一律”的單調(diào)感。新城區(qū)公共空間的單一化和集中化也使得大部分街道缺少“人性化”，主干道顯得空曠且漫長，封閉式街區(qū)周邊道路由于圍墻相隔且缺乏興趣點(diǎn)，行人非常稀少。

5.2 快速進(jìn)程下城市文化的衰落

開封市的新老城區(qū)及中間的城間區(qū)通過東京大道、鄭開大道、晉安路和宋城路四條東西干道作連接，交通上雖然實(shí)現(xiàn)了貫通，但是城市肌理上存在著明顯的差異。新城區(qū)街道的幾何感與規(guī)則度都強(qiáng)于老城區(qū)，城間區(qū)在城市肌理上有一定程度的過渡作用。新城區(qū)的文化設(shè)施集中于前景網(wǎng)絡(luò)上，比如開封市民廣場、開封市博物館等，但是由于空間尺度巨大，難以融入背景網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，因此對周邊的文化影響力非常有限。由于快速城市化，新城區(qū)背景網(wǎng)絡(luò)中還未形成特定的文化，背景網(wǎng)絡(luò)中的公共空間被無地域性的商業(yè)文化占領(lǐng)；其次，封閉式的街區(qū)也不利于老城區(qū)文化向街區(qū)內(nèi)部滲透。