句法解析下的商洛市規(guī)劃實施評估與空間優(yōu)化

黃嘉穎，李 瑩

(1.西安建筑科技大學(xué) 建筑學(xué)院，陜西 西安，710055；2.中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司，陜西 西安，710055)

空間句法(space syntax)由英國學(xué)者比爾·希列爾(Bill Hillier)在20世紀70年代創(chuàng)立，該理論為城市研究提供了一種新的技術(shù)方法.此后，國內(nèi)外專家對空間句法理論與實踐應(yīng)用進行了多方面的研究[1-7].由于空間句法分析技術(shù)具有精確性及可視化程度較高等特征，國內(nèi)外已多次將其運用到城市規(guī)劃實踐中并形成了較為成熟的范式.例如國外對城市交通與污染空間分布的研究，城市人車運動與城市空間形態(tài)的關(guān)系探討，以及國內(nèi)對老城區(qū)街道路網(wǎng)演變特征研究和城市街道布局特征的經(jīng)濟價值評價等[8-12].

目前，空間句法在城市空間形態(tài)及其演變的研究中應(yīng)用頻繁，相對而言，其對城市規(guī)劃實施評估卻涉及甚少.然而引入空間句法可為多以因子評定及空間疊加等定性方法為主的規(guī)劃實施評估大大增強分析的科學(xué)性與有效性.因此，本文在空間句法應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，以商洛市為例探討了規(guī)劃實施評估的句法解析方法并基于句法分析結(jié)果提出優(yōu)化方案，以期為規(guī)劃實施評估中句法技術(shù)的具體應(yīng)用提供有價值的實證經(jīng)驗.

1 空間句法概念及模型建立

1.1 空間句法概念

空間句法主要將空間轉(zhuǎn)化為一種拓撲關(guān)系，將空間形態(tài)、空間尺度等直觀感知從復(fù)雜的空間關(guān)系中剝離出來，通過拓撲結(jié)構(gòu)參數(shù)及其相對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系進行空間結(jié)構(gòu)分析.與此同時，其空間結(jié)構(gòu)以及蘊含的空間社會邏輯則通過一系列的空間變量實現(xiàn)定量測度[7].

1.2 模型建立

1.2.1 研究對象

研究對象商洛市中心城區(qū)西至商鞅大道、東至白楊店、南至滬陜高速、北至北環(huán)路，建設(shè)用地面積為23.90 km2.根據(jù)《商洛市城市總體規(guī)劃(2011-2020)》(以下簡稱《總規(guī)》)，確定了城市發(fā)展的主要方向：拓展帶狀組團結(jié)構(gòu)，城市生活用地向西、向南發(fā)展，工業(yè)用地向東發(fā)展，北部依托坡地適度發(fā)展旅游休閑和生活用地；城市中心的選擇為城區(qū)西部、丹江兩側(cè)；規(guī)劃主軸沿丹江連接?xùn)|西片區(qū)、次軸連接南北片區(qū)并指向西安.主中心在城市西部跨丹江兩岸，副中心在朝陽路以東，依丹江兩側(cè).

1.2.2 數(shù)據(jù)來源

根據(jù)空間句法分析技術(shù)，研究對商洛市2015年中心城區(qū)用地現(xiàn)狀、《總規(guī)》中2009年中心城區(qū)用地現(xiàn)狀、2015年中心城區(qū)近期建設(shè)規(guī)劃、2020年中心城區(qū)用地規(guī)劃(圖1)進行全局集成度及局部集成度(R=3)測算，以分析空間中某一節(jié)點對其他節(jié)點或附近節(jié)點所具有的句法可達性和聯(lián)系緊密度.首先在AutoCAD軟件中提取需要進行分析的路網(wǎng)軸線，刪除短線、亂線及獨立線段，以突出主要的空間結(jié)構(gòu)特征.然后將提取的軸線導(dǎo)入Depthmap軟件轉(zhuǎn)化為軸線圖，并在此基礎(chǔ)上建立單元空間的拓撲關(guān)系和空間變量模型.最后生成帶有關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)屬性的可視化軸線分級圖(自動劃分為10級)，紅色軸線級別最高，藍色軸線級別相對較低.為了使研究結(jié)果更加科學(xué)合理，研究選取各圖層數(shù)值最高級所對應(yīng)的全部軸線作為主要研究范圍進行對比分析.

圖1 商洛市各時期用地圖紙Fig.1 The functions of land in some periods of Shangluo city

2 實施評估的句法分析與比較

2.1 商洛市2015年中心城區(qū)現(xiàn)狀空間分析

研究首先對2015年中心城區(qū)現(xiàn)狀空間結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)的空間句法分析.依照空間句法軸線分析圖(圖2)及統(tǒng)計數(shù)據(jù)(表1)可以看出，2015年現(xiàn)狀空間軸線總共為307條.全局集成度的平均值為0.50，最小值為0.22，最大值為0.76.其中全局集成度最高級的軸線(圖中粗線表示)總數(shù)為11條，占軸線總數(shù)的3.58%.另外局部集成度(R=3)的平均值為1.26，最小值為0.33，最大值為2.56.其中局部集成度最高級的軸線共7條，占軸線總數(shù)的2.28% .

通過上述數(shù)值的分析得出與之相對應(yīng)的空間結(jié)構(gòu)內(nèi)在聯(lián)系(表2).其中，全局集成中心位于江濱北路和東環(huán)路交匯處，局部集成中心位于北新街西段與通江東路交匯處、江濱北路與東環(huán)路交匯處.由此可以看出，城市空間趨向于雙核心結(jié)構(gòu)，即西部行政中心與東部濱江中心.而《總規(guī)》指出，因商洛市新市政府向西遷移，城市新的中心將隨之遷向西部.另外，東部工業(yè)區(qū)的初步形成也使城市的發(fā)展方向逐步向東部轉(zhuǎn)移.并且，規(guī)劃提出應(yīng)加強丹江兩側(cè)的聯(lián)系促使城市空間沿丹江兩岸展開.所以通過句法計算得出的2015年現(xiàn)狀空間集成中心開始向西部轉(zhuǎn)移并展現(xiàn)出向江濱北路發(fā)展的態(tài)勢與《總規(guī)》中的空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃相符.

圖2 2015年中心城區(qū)現(xiàn)狀集成度分析圖Fig.2 An analysis of the integration of current situation in central city

表1 商洛市不同時期空間集成度數(shù)值表Tab.1 Spatial comparisons of different periods in Shangluo city

表2 2015年現(xiàn)狀主要道路集成度數(shù)值表Tab.2 Status of main road integration in 2015

2.2 商洛市2015年中心城區(qū)現(xiàn)狀與總體規(guī)劃各時期空間結(jié)構(gòu)句法比較

2.2.1 重心轉(zhuǎn)移—2015年與2009年中心城區(qū)現(xiàn)狀空間分析及對比

從2009年現(xiàn)狀句法分析(圖3)可以看出現(xiàn)狀軸線總共221條.全局集成度平均值為0.60，最小值為0.27，最大值為0.98，其中最高級別的軸線總數(shù)為3條，對應(yīng)的城市路段為北新街中段、東環(huán)路以及商鞅大道南段(與東環(huán)路交叉處)，占總軸線的1.35%.全局集成中心位于北新街與東環(huán)路的交匯處.局部集成度(R=3)平均值為1.19，最小值為0.33，最大值為2.82.其中最高級別的軸線總數(shù)為1條，占軸線總數(shù)的0.45%.(表1)局部集成核位于北新街中段，這與歷史上北新街就是商洛市的商貿(mào)集中地段有關(guān).將上述2009年現(xiàn)狀空間句法測算結(jié)果與2015年現(xiàn)狀分析結(jié)果對比得出：

(1)2015年現(xiàn)狀空間軸線較2009年增加了86條，占2009年現(xiàn)狀空間總軸線的39%.新增軸線分布在中心城區(qū)的西側(cè)、南秦組團、城市東部以及北環(huán)路.由此可見在2009年至2015年間，商洛市中心城區(qū)有了一定規(guī)模的拓展.

(2)2009年至2015年間，全局集成度數(shù)值區(qū)間由[0.27,0.98]變化為[0.22,0.76]，最高級別軸線數(shù)占總軸線數(shù)的百分比由1.35%升高至3.58%.說明城市集成中心的范圍增大，但是集成度整體下降，城市核心區(qū)吸引力逐漸降低.

(3)2009年現(xiàn)狀集成中心最高路段為北新街，將2015年現(xiàn)狀與之對比后發(fā)現(xiàn)北新街的中心性正在逐漸減弱.具體表現(xiàn)為城市集成中心由北新街逐步轉(zhuǎn)移至江濱北路和東環(huán)路的交匯地帶，且在西部和濱江沿岸形成局部集成中心，形成雙核心結(jié)構(gòu).這與《總規(guī)》指導(dǎo)下城市注重跨河發(fā)展與新的行政中心遷移不無關(guān)系.

圖3 2009年中心城區(qū)現(xiàn)狀集成度分析圖Fig.3 An analysis of the integration of current situation in central city

2.2.2 勢同形異—2015年現(xiàn)狀與2015年規(guī)劃空間分析及對比

以上對2009年與2015年現(xiàn)狀空間的句法分析揭示了商洛市城市發(fā)展趨勢.而評估2015年空間現(xiàn)狀與《總規(guī)》中空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃目標是否一致，規(guī)劃目標是否符合現(xiàn)狀城市發(fā)展規(guī)律及空間需求等重要問題，則需將2015年現(xiàn)狀空間與《總規(guī)》中2015年近期規(guī)劃進行句法分析與對比.

商洛市2015年規(guī)劃的句法分析表明(圖4)，2015年規(guī)劃空間軸線總共592條.全局集成度平均值為0.50，最小值為0.24，最大值為0.74.其中最高級別的軸線總數(shù)為15條，占總軸線的2.53%.對應(yīng)的城市道路為東環(huán)路、商鞅大道以及朝陽路.全局集成中心位于東環(huán)路與商鞅大道的交匯地帶.局部集成度(R=3)平均值為1.34，最小值為0.21，最大值為2.76.其中最高級別的軸線總數(shù)為6條，對應(yīng)的城市路段為北新街西段、東環(huán)路、通江東路等，占軸線總數(shù)的1.01%(表1).局部集成核位于東環(huán)路、通江路與民居路的交匯處.《總規(guī)》對2015年規(guī)劃的發(fā)展目標和方向定位為“繼續(xù)建設(shè)商丹循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟園區(qū)、城市主中心(西部行政新區(qū))、城市副中心(中心片區(qū)東側(cè))和南秦河組團東部中心” ，句法計算結(jié)果與其目標基本一致.將以上分析結(jié)果與2015年現(xiàn)狀空間進行句法對比得出：

(1)2015年現(xiàn)狀空間軸線與2015年近期建設(shè)規(guī)劃相差285條，占2015年規(guī)劃總軸線的48%.未建成軸線分布在中心城區(qū)的西側(cè)、南秦組團、城市東部以及北部道路.由此看出商洛市城市建設(shè)規(guī)模與規(guī)劃目標相比還有約48%未完成，尤其是城市東部工業(yè)組團及南秦組團均未得到良好的發(fā)展.

(2)規(guī)劃全局集成度最高級別軸線所占比例較現(xiàn)狀低 1.05個百分點，說明現(xiàn)狀集成中心范圍已超出同期預(yù)測.另一方面，2015年現(xiàn)狀空間全局集成度區(qū)間為[0.22,0.76]，2015年近期建設(shè)規(guī)劃全局集成度區(qū)間為[0.24,0.74]，表明雖然城市規(guī)模并沒有達到規(guī)劃預(yù)期目標，但是全局集成度區(qū)間值近似，現(xiàn)狀集成中心與規(guī)劃集成中心活躍程度較為接近.

(3)2015年規(guī)劃局部集成中心位于北新街西段、民主路和東環(huán)路，而2015年現(xiàn)狀空間出現(xiàn)雙核結(jié)構(gòu)，在江濱北路與東環(huán)路交匯處初步形成新的城市副中心格局.由此可見城市空間發(fā)展目標在現(xiàn)狀實施中已有了一定的落實，但在規(guī)劃空間結(jié)構(gòu)上卻沒有被充分體現(xiàn).究其原因可發(fā)現(xiàn)，2015年近期建設(shè)規(guī)劃中丹江兩岸的空間拓展方式選擇了跨越式發(fā)展，而事實上由現(xiàn)狀分析可知，城市沿丹江發(fā)展的模式是江北地區(qū)帶動江南地區(qū)，并非跨河發(fā)展.說明規(guī)劃中空間組織存在一定偏差.

圖4 2015年中心城區(qū)近期規(guī)劃集成度分析圖Fig.4 Analysis of the recent planning integration of the central city in 2015

2.2.3 核心薄弱—2015年現(xiàn)狀與2020年規(guī)劃空間分析及對比

通過2015年現(xiàn)狀與規(guī)劃句法分析可知，空間規(guī)模的規(guī)劃目標并未達成.為了進一步分析《總規(guī)》中2020年規(guī)劃目標是否存在不適應(yīng)現(xiàn)狀城市客觀發(fā)展要求的內(nèi)容以及針對《總規(guī)》末期目標建設(shè)實施又該如何應(yīng)對，研究還需對2020年空間規(guī)劃進行句法分析并與2015年現(xiàn)狀空間句法分析相比較.

2020年規(guī)劃空間軸線總共662條.全局集成度平均值為0.54，最小值為0.26，最17條，占總軸線的2.56%.對應(yīng)的城市路段為江濱北路、新洛路(東環(huán)路)、商鞅大道、北新街以及東關(guān)街等.全局集成中心位于東環(huán)路與江濱北路及商鞅大道的交匯處.局部集成度(R=3)平均值為1.61，最小值為0.33，最大值為2.94，其中局部集成度最高級的軸線總數(shù)為9條，對應(yīng)的城市路段為州城西路(民主路)、北新街西段、新洛路(東環(huán)路)、環(huán)城南路等，占軸線總數(shù)的1.35%(圖5、表1).《總規(guī)》確定2020年城市中心區(qū)的發(fā)展方向為“拓展帶狀組團結(jié)構(gòu)，城市生活用地向西、向南發(fā)展，工業(yè)用地向東發(fā)展，北部依托坡地適度發(fā)展旅游休閑和生活用地.”而從全局集成度的計算結(jié)果來看，城市結(jié)構(gòu)具有向東發(fā)展的趨勢，但是西部和南部的核心地位并不突出，這與《總規(guī)》中的預(yù)期并不相符.另外，《總規(guī)》中對于城市中心區(qū)的選擇位于城區(qū)西部及丹江兩側(cè).但從計算結(jié)果來看，城市局部集成中心以北新街西段、東環(huán)路、通江東路與民主路交匯處為主，新安路與龜山路的局部集成度也較高，而丹江兩側(cè)依然較低.綜上分析結(jié)果并與2015年現(xiàn)狀空間分析結(jié)果對比得出：

(1)2015年現(xiàn)狀軸線與2020年規(guī)劃軸線相差355條，占2020年空間總軸線的54%.未建成軸線分布在中心城區(qū)的西側(cè)、南秦組團、城市東部以及北環(huán)路全線.

(2)2020年規(guī)劃全局集成度區(qū)間為 [0.26,0.77]，與2015年現(xiàn)狀空間全局集成度區(qū)間較為接近.規(guī)劃最高軸線數(shù)所占比例較現(xiàn)狀低1.02個百分點.說明雖然現(xiàn)狀城市建設(shè)規(guī)模只完成了約2020年規(guī)劃目標的一半，規(guī)劃集成中心范圍也不及現(xiàn)狀，但是城市的活躍程度并沒有受到城市規(guī)模的影響.

(3)從《總規(guī)》城市結(jié)構(gòu)組織可以看出，商洛城市主中心向城市西部新行政中心遷移，副中心連接城市老城區(qū)與東部工業(yè)組團，相應(yīng)地從2015年現(xiàn)狀空間的句法分析亦能看出局部集成核心已經(jīng)出現(xiàn)在西部以及丹江與東部的連接處.不同的是，2020年規(guī)劃空間局部集成度最高的路段位于城市西部而非丹江兩岸，城市的雙核心結(jié)構(gòu)亦沒有在2020年規(guī)劃空間中得到一定的落實.這與規(guī)劃初衷以及現(xiàn)狀城市空間發(fā)展趨勢不相符合.顯然，2020年規(guī)劃空間已經(jīng)與《總規(guī)》所提出的城市發(fā)展結(jié)構(gòu)與方向存在一定偏差.

圖5 2020年中心城區(qū)規(guī)劃集成度分析圖Fig.5 Analysis on the integration of central urban planning in 2020

圖6 2020年中心城區(qū)規(guī)劃優(yōu)化方案集成度分析圖Fig.6 Analysis on the integration plan of centralized planning in 2020

3 基于實施評估的空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議

3.1 優(yōu)化策略

綜合上述句法分析結(jié)果，表明城市空間的規(guī)劃與城市空間的現(xiàn)實發(fā)展之間存在一定偏差.為了更好地指導(dǎo)城市建設(shè)實踐，根據(jù)商洛城市現(xiàn)狀發(fā)展情況及其城市未來發(fā)展需求對《總規(guī)》中城市空間規(guī)劃方案進行相應(yīng)調(diào)整，主要優(yōu)化策略包括：

(1)打造城市西部副核：由于城市行政中心的西遷，生活居住片區(qū)也相應(yīng)的從中部向西部轉(zhuǎn)移.但由于城市西部受到丹江的阻隔，不利于新區(qū)的發(fā)展.所以在優(yōu)化過程中，重點加強西部片區(qū)與城市老城區(qū)之間的聯(lián)系，將西邊環(huán)路與城市中心區(qū)至南秦組團的道路相連接，并將通江東路延伸至丹江南岸與西部片區(qū)相連，系統(tǒng)改善西部片區(qū)與城市其他組團的連接性，強化西部中心培育.

(2)增強丹江北岸活力：通過現(xiàn)狀空間的句法分析看出，城市的發(fā)展軸線已由北新街為核心的老城區(qū)逐漸轉(zhuǎn)移至丹江兩岸并向東部轉(zhuǎn)移.優(yōu)化方案將著力打造丹江北岸，適當(dāng)增加與南岸的聯(lián)系，同時將空間重心向東部轉(zhuǎn)移，以進一步激發(fā)北岸活力.主要措施為延長東店路與鐵一路至丹江南岸濱江路并用橫向道路連接.

(3)營建東部片區(qū)中心：從分析數(shù)據(jù)及《總規(guī)》對城市發(fā)展方向的要求可以看出，城市沿帶狀向東部延伸發(fā)展已經(jīng)勢在必行.因此，需加強城市東西部之間的聯(lián)系，主要延長北新街并與新東街利用一條直路干道進行連接.延長光明路、工三路跨江架橋建立東部組團核心.

3.2 優(yōu)化結(jié)果

將優(yōu)化后的方案進行句法分析與測算，以判斷和比較空間績效是否能達到優(yōu)化目標.結(jié)果顯示優(yōu)化方案明顯優(yōu)于規(guī)劃方案：

(1)城市西部片區(qū)的全局集成度平均值由0.56升至0.63(表3)，其中主要干路商州西路與州城街的全局集成度分別由0.61、0.65升至0.71、0.77，通江東路由0.63升至0.74(表4)，局部集成度也得到相應(yīng)的提高.說明優(yōu)化后西部片區(qū)的整體活力度有所增加.

(2)現(xiàn)狀空間中江濱北路的集成度較高，而在規(guī)劃中未能體現(xiàn)，因此將江濱北路作為優(yōu)化重點.優(yōu)化后江濱北路全局集成度由0.7升至0.8，局部集成度由2.3升至2.9，進一步突出丹江北岸的核心帶動作用.

(3)新增東西部聯(lián)系的道路后，東部工業(yè)片區(qū)的全局集成度平均值由0.51升至0.58，其中新安路全局集成度由0.65升至0.75，白楊店街全局集成度由0.28升至0.32.由此可見與老城區(qū)的連通性增強后本地區(qū)的城市活力度確實有所增加，有利于片區(qū)中心的進一步發(fā)育.

表3 優(yōu)化后中心城區(qū)片區(qū)全局集成度平均值表Tab.3 Optimization of the Global Integration of the Central City Area

表4 優(yōu)化方案前后集成度數(shù)值對比表Tab.4 Comparison table of integration degree before and after optimization

4 結(jié)論

通過商洛市空間結(jié)構(gòu)的句法分析，實證表明空間句法理論與技術(shù)方法確實可為規(guī)劃實施評估提供有力的數(shù)據(jù)支撐.將2015年中心城區(qū)現(xiàn)狀空間與《總規(guī)》中各時期現(xiàn)狀與規(guī)劃空間進行句法分析后，可以清晰地反映出現(xiàn)狀及規(guī)劃空間結(jié)構(gòu)中存在的一系列問題.不僅城市結(jié)構(gòu)重心發(fā)生轉(zhuǎn)移，而且規(guī)劃對城市發(fā)展階段及副中心位置的預(yù)測均存在偏差，使得城市發(fā)展趨勢與規(guī)劃目標都未能得到充分體現(xiàn).

與此同時，通過句法技術(shù)對商洛市現(xiàn)狀及規(guī)劃實施評估分析后，可就《總規(guī)》中2020年規(guī)劃方案不盡合理之處，針對城市空間發(fā)展趨勢以及規(guī)劃目標要求提出相應(yīng)的優(yōu)化方案：

(1)通過環(huán)城西路與南新街相連以及通江東路的延伸，使西部片區(qū)道路的連通性提高，全局集成度及局部集成度值增大，表明城市空間整體活力增強，片區(qū)發(fā)展被促進，進而形成城市西部副中心.

(2)延長東店路與鐵一路至丹江南岸等措施增強了丹江兩岸空間的滲透性，促使江濱北路等路段集成度提高，進一步激活了丹江北岸的核心帶動力與城市活力.

(3)延伸北新街并利用一條直線干道與新東街連接以完善城市東部片區(qū)道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并提升該片區(qū)的空間連通性與可達性，其中白楊店路集成度數(shù)值明顯提高，城市的東部片區(qū)將形成一個新的結(jié)構(gòu)中心.