基于空間句法的城市防災(zāi)公園空間可達(dá)性分析

屠夢慈 朱穎

摘要：防災(zāi)公園是城市防災(zāi)避難的重要基礎(chǔ)設(shè)施，內(nèi)部空間的可達(dá)性對其防災(zāi)功能的有效性和防災(zāi)效率最為重要。該研究以蘇州桐涇公園為研究對象，根據(jù)人群平時與災(zāi)時空間活動的不同，通過空間句法專用分析軟件Depthmap對城市防災(zāi)公園空間分別進(jìn)行視線可達(dá)性和通行可達(dá)性分析，量化研究桐涇公園防災(zāi)避難空間的通行與視線可達(dá)性差異，并基于結(jié)果對桐涇公園防災(zāi)避難空間布局提出建議，為城市防災(zāi)公園的空間組織提供新的角度與方法，為防災(zāi)避難公園規(guī)劃設(shè)計及改造提供借鑒。

關(guān)鍵詞：防災(zāi)公園，空間組織，空間句法，Depthmap

DOI： 10.3969/j.issn.1672-4925.2019.00.001

近年，防災(zāi)公園已成為城市重要的防災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施[1]。國內(nèi)外多項研究指出，防災(zāi)公園的布局能夠?qū)?zāi)害預(yù)防[2-4]和人群避難[5-7]起到重要作用。目前我國防災(zāi)公園的研究主要集中在防災(zāi)公園的建設(shè)指標(biāo)[8-9]、選址適宜性IO-11].以及“平災(zāi)”轉(zhuǎn)換[12]等方面，對于災(zāi)時防災(zāi)公園內(nèi)部空間組織方式缺乏相關(guān)探討?？臻g句法能夠通過圖論和拓?fù)鋵W(xué)分析局部空間對整體空間的影響[13].已被廣泛應(yīng)用于建筑空間[14]、城市空間[15]和古典園林[16]空間的研究中。近年來，空間句法逐漸發(fā)展成為探索人群行為和空間結(jié)構(gòu)關(guān)系的成熟方法，并為公園內(nèi)部空間管理和設(shè)計布局提供依據(jù)[17]。本文基于空間句法，利用Depthmap軟件建立的防災(zāi)公園視域（ VGA）模型，結(jié)合防災(zāi)公園“平災(zāi)”不同的使用需求分別建模，驗(yàn)證防災(zāi)公園避難空間布局的可達(dá)性差異，拓展了空間句法在公園分析上的使用深度，并為防災(zāi)公園避難空間組織提供借鑒。

1研究區(qū)概況

蘇州桐涇公園于2009年由普通市級公園改建為防災(zāi)避難公園，布置了“平災(zāi)”結(jié)合的不同使用功能，是蘇州市中心城區(qū)首個國家1類標(biāo)準(zhǔn)、具有防災(zāi)示范意義的市級公園[18].但是在其原有空間直接布局防災(zāi)功能空間是否合理，還需要進(jìn)一步探討。

2空間句法與Depthmap建模分析

空間句法是基于人對空間的感知和人的行為產(chǎn)生的空間聯(lián)系，根據(jù)不同的空間類型，通過使用不同的空間形態(tài)分割方式對空間進(jìn)行量化研究的空間分析方法。其能夠?qū)⑷巳弘y以完全感知到的整體空間系統(tǒng)分割為能夠進(jìn)行完全感知的小尺度空間，從而進(jìn)一步研究局部小空間及其之間的組合關(guān)系，最終獲得人對整體大空間的認(rèn)識[19-20]。在防災(zāi)公園的空間分析中，采用視域模型法（ VGA）對防災(zāi)公園空間進(jìn)行建模能夠細(xì)化人群感知與空間之間的聯(lián)系，從而得到最好的空間分析效果。

Deplhmap軟件是基于空間句法原理的主要分析軟件之一，通過將空間分割后進(jìn)行建模導(dǎo)入，并將計算數(shù)據(jù)可視化來呈現(xiàn)分析結(jié)果。建模前，根據(jù)防災(zāi)公園的空間使用分為可行層與可視層兩種不同的模式，并根據(jù)不同狀況在Au-toCAD中繪制適合Deplhmap軟件的Dxf格式的平面圖（圖3）。在繪制可行層的防災(zāi)公園狀況時，將水體，部分草坪和郁閉度較高、分枝點(diǎn)較低的喬、灌木林地等人群平時不可進(jìn)入?yún)^(qū)域排除在計算范圍之外。在繪制可視層的防災(zāi)公園狀況時，將視線可到達(dá)的所有場地均納入計算范圍，并重新使用空間句法模型進(jìn)行計算。最后，用Depthmap軟件將防災(zāi)公園空間分成易于被人群感知的2 mx2 m網(wǎng)格，并根據(jù)“平災(zāi)”時的不同情況分別進(jìn)行拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)運(yùn)算和整體數(shù)據(jù)分級，在數(shù)據(jù)分級時采用正態(tài)分布曲線對比其空間可達(dá)性高低，并最終生成可視化的統(tǒng)計分析圖和數(shù)據(jù)空間分布分析圖。在數(shù)據(jù)空間分布分析圖中，公園中數(shù)值越高的部分在圖中所呈現(xiàn)的顏色越接近暖色調(diào)：數(shù)值越低的部份在圖中所呈現(xiàn)的顏色越接近冷色調(diào)。

基于空間句法的定量分析參數(shù)特性，同時結(jié)合防災(zāi)公園不同空間的功能特點(diǎn)，選取整合度和聚合度兩個量化指標(biāo)對桐涇公園空間進(jìn)行分析。1）整合度（ Integration）：用于考察空間系統(tǒng)內(nèi)部及系統(tǒng)之間可達(dá)性的參數(shù)[21]。整合度越高，該空間在整個空間系統(tǒng)內(nèi)的可達(dá)性越高。整合度的計算公式：

其中s代表參與計算的空間單元數(shù).d代表任意兩空間單元之間的最短拓?fù)鋽?shù)。2）聚合度（ Visual clustering coefficient）：用于表示一個空間內(nèi)部方向性的參數(shù)[22]。聚合度越高，該空間內(nèi)部方向性傾向越低，附近的空間邊界在視覺限制上的作用越強(qiáng)。

3桐涇公園空間可達(dá)性分析

3.1視線可達(dá)性分析

3.1.1可視層整合度

首先使用excel對公園可視層的整合度數(shù)據(jù)進(jìn)行分級并繪制分析圖（圖1）。從整體數(shù)據(jù)分布上看，桐涇公園視線整合度分布平均并不呈現(xiàn)嚴(yán)格的正態(tài)分布，且在10. 94～11. 93達(dá)到最高值、6. 99～7.98存在最小值，說明空間組織對視線產(chǎn)生了較大影響，公園可視層空間存在一定的兩極分化現(xiàn)象。在6. 00～6.99段出現(xiàn)數(shù)據(jù)分布的一個高峰，說明公園中存在一塊整體可視性較低的空間，且其數(shù)據(jù)大多分布在此數(shù)據(jù)段。

接著根據(jù)VGA模型的可視層整合度計算數(shù)據(jù)（表1），得出人群視線的可達(dá)性情況，進(jìn)而得知防災(zāi)中最受人群關(guān)注的數(shù)據(jù)空間分布。公園主人口和水景廣場視線整合度指數(shù)均較高，這反映出公園主人口和水景廣場空間的視線可達(dá)性較高，滿足了防災(zāi)公園平時對人群游覽活動的需求。同時，公園中心廣場東北角的空間組織也較易吸引人群的視線，而在毗鄰此處的廣場北部空間恰好安置了應(yīng)急衛(wèi)生救護(hù)處這一避難功能設(shè)施，也較好地滿足了防災(zāi)避難空間的組織需求。值得注意的是，中心廣場邊緣的視線整合度較高，因此，在此區(qū)域進(jìn)行防災(zāi)景觀標(biāo)志的設(shè)立可以為災(zāi)時人群抵達(dá)應(yīng)急停機(jī)坪起到較好的作用。盲人植物園和小花園的整合度系數(shù)均偏低，因此被人群注意到的可能性較低，災(zāi)時需要進(jìn)行一定的指示引導(dǎo)。

3.1.2可視層聚合度

根據(jù)可視層聚合度數(shù)據(jù)分布（圖2.表1），發(fā)現(xiàn)其整體數(shù)據(jù)基本符合正態(tài)分布情況，且波峰偏向數(shù)值較低處，表明空間整體聚合度水平較低，不存在對視線干擾較強(qiáng)的局部遮蔽物，有利于災(zāi)時人群疏散。然后通過對桐涇公園的聚合度數(shù)據(jù)空間分布圖，得出公園中心廣場的聚合度指數(shù)較高，說明相對于公園周邊空間，中心廣場的可視性相對較弱，需要加強(qiáng)引導(dǎo)。其余公園內(nèi)部空間的聚合度均較低，周邊不易被遮蔽。

綜上所述，根據(jù)整合度指數(shù)高低與聚合度指數(shù)高低的綜合評判，在桐涇公園可視層中，公園主人口和水景廣場視線可達(dá)性最高，說明其主入口空間和核心景觀空間更加吸引公園內(nèi)人群視線，在災(zāi)時這兩處空間能夠成為視覺焦點(diǎn)，更好地進(jìn)行視覺信息的傳遞。

3.2通行可達(dá)性分析

3.2.1可行層整合度

從整體數(shù)據(jù)分布上看（圖3，表2），可行層整合度數(shù)據(jù)基本滿足正態(tài)分布，且大量數(shù)據(jù)分布于中間段3. 54～4.02.說明公園整體空間可行層的可達(dá)性基本較高。通過可行層建立整合度分析，能夠得知公園水景廣場至中心廣場通行可達(dá)性較高，公園人群在災(zāi)時避難中較易到達(dá)此空間，滿足避難時的快速到達(dá)需求，符合公園災(zāi)時應(yīng)急篷宿區(qū)的空間功能。北門綠地南側(cè)可達(dá)性較高，應(yīng)作為應(yīng)急篷宿區(qū)的備選地。北門綠地北側(cè)通行可達(dá)性偏低，滿足其作為應(yīng)急停機(jī)坪的空間要求。小花園、兒童活動場地和盲人植物園的可達(dá)性偏低，不利于人群快速到達(dá)，在空間組織上的防災(zāi)功能較差。

3.2.2可行層聚合度

根據(jù)可行層聚合度數(shù)據(jù)分布（圖4，表2），發(fā)現(xiàn)整體可行層聚合度不呈正態(tài)分布，且大幅度偏高，說明人群在可行層行走時，視線容易受到遮蔽，在災(zāi)時會出現(xiàn)較大的視線障礙。接著通過觀察可行層聚合度空間分布，發(fā)現(xiàn)桐涇公園內(nèi)聚合度存在明顯的差異。公園入口處、兒童游樂和水景廣場的空間聚合度明顯偏低，說明公園入口處人群流動的方向具有較強(qiáng)的傾向性，視線可供選擇的方向較多。此空間狀態(tài)能夠?qū)θ雸@的避難人群起到積極的引導(dǎo)作用，在外部空間進(jìn)入公園和兒童活動區(qū)人群避難時能夠增加避難效率。中心廣場和北門綠地空間的邊緣處聚合度較高，這是由于周邊的景觀綠地和地形的影響，導(dǎo)致該空間內(nèi)人群流動傾向性較弱，人群視線較易被周邊植被限制在場地內(nèi)部，這些空間不宜作為人群避難的通行空間。園林綠化監(jiān)察所空間北側(cè)的道路空間聚合度也很高，反映出此處空間閉塞，會對園林綠化監(jiān)察所在災(zāi)時的防災(zāi)指揮功能起到負(fù)面影響。

綜上所述，根據(jù)整合度與聚合度指數(shù)高低的綜合評判，在桐涇公園可行層中，位于公園中部的區(qū)域可達(dá)性最高，東部空間最容易出現(xiàn)視線障礙從而導(dǎo)致可達(dá)性降低，因此應(yīng)當(dāng)盡量將避難集聚功能安排在公園中部區(qū)域。

4結(jié)論與討論

4.1結(jié)論

1）桐涇公園現(xiàn)存防災(zāi)空間的組織整體呈現(xiàn)“中心空間可達(dá)性高，四周空間可達(dá)性不足”的格局。雖然在防災(zāi)功能布置上基本滿足防災(zāi)功能需求，但在其空間組織中，西北側(cè)、西南側(cè)與東南側(cè)的3處空間在防災(zāi)中并未得到合理利用，功能安排也存在一定缺陷。

2）針對桐涇公園防災(zāi)空間組織的不足，根據(jù)不同空間的具體特點(diǎn)，給予相應(yīng)的4點(diǎn)建議。一是南部小花園空間可達(dá)性較低，既不適合作為集散避難空間，也難以作為防災(zāi)通道發(fā)揮作用，因此建議改造南門入口的狹長空間形態(tài)，方便南門人群進(jìn)入避難：二是園林綠化監(jiān)察所空間可達(dá)性較低、聚合度較高，不適用于安排應(yīng)急指揮所功能，建議將此功能轉(zhuǎn)移到水景廣場西側(cè)的公園管理中心：三是兒童活動場地空間可達(dá)性較低，聚合度較低，建議改造出一條較易通行的空間作為主人口進(jìn)入的人群防災(zāi)集聚備選空間：四是北門綠地空間方向性較低不利于人群流動，建議適當(dāng)改變空間形態(tài)或在災(zāi)時進(jìn)行人流疏導(dǎo)，方便其作為應(yīng)急停機(jī)坪發(fā)揮作用。

3）根據(jù)對典型防災(zāi)公園空間的可達(dá)性分析，可以發(fā)現(xiàn)防災(zāi)公園中心地帶周邊一般最適合布置避難空間功能，而其內(nèi)部邊緣空間在避難功能的布置上具有一定的局限性，需要根據(jù)其各自的空間特點(diǎn)布置。對于由普通市民公園改建的防災(zāi)公園，若條件允許，可將其中心空間大體量景觀如水景、雕塑景觀等向周邊空間轉(zhuǎn)移，同時增加入口到達(dá)周邊場地的道路數(shù)量，以便減少對人群避難的阻礙并增加公園內(nèi)部邊緣空間的可達(dá)性，進(jìn)而提升公園整體的防災(zāi)效率。

4.2討論

1）本研究著重從微觀空間拓?fù)涞膶用鎸珗@內(nèi)部空間可達(dá)性進(jìn)行分析，通過對當(dāng)前防災(zāi)公園內(nèi)部各空間的可達(dá)性高低進(jìn)行評判，得出防災(zāi)公園內(nèi)不同空間是否適合布置當(dāng)前防災(zāi)功能，進(jìn)而找到防災(zāi)功能較為薄弱的避難空間并對不適合的空間功能進(jìn)行調(diào)整或空間拓?fù)涓脑?，以達(dá)到進(jìn)一步指導(dǎo)公園設(shè)計與改造的目的。結(jié)合歷年空間句法對公園的研究[23-25]發(fā)現(xiàn)，利用空間句法從宏觀空間布局的角度對公園綠地的可達(dá)性及優(yōu)化的研究，能夠從更多的側(cè)面增加防災(zāi)公園空間可達(dá)性研究的深度。因此在前人研究的基礎(chǔ)上結(jié)合本研究，能夠通過“宏觀一微觀”視角的轉(zhuǎn)變，研究人群在“城市尺度到達(dá)防災(zāi)公園入口——個體公園尺度到達(dá)內(nèi)部避難空間”的避難過程，并有望為今后防災(zāi)公園空間效率提升的相關(guān)研究提供深化角度。

2）當(dāng)前對于防災(zāi)公園的防災(zāi)空間布局缺少量化依據(jù)，利用空間句法可以從人群空間感知的角度得到直觀的、可視的量化數(shù)據(jù)為防災(zāi)公園的空間布局提供參考。本研究僅選取了一個典型“平災(zāi)”結(jié)合的防災(zāi)公園進(jìn)行空間量化研究，在今后的研究中，可以通過增加分析的防災(zāi)公園樣本數(shù)量進(jìn)行更為準(zhǔn)確的防災(zāi)公園防災(zāi)空間組織模式總結(jié)，從空間量化層面為防災(zāi)公園的優(yōu)化與改造提供參考。

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基金項目：江蘇省研究生教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐課題（SKJC16_ OIJC2216_ 070）;蘇州科技大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)學(xué)科建設(shè)項目（SKCX16_ 013）;蘇州科技大學(xué)研究生創(chuàng)新與教改項目（091620013）;江蘇省企業(yè)研究生工作站

第一作者：屠夢慈（1993 -），男，碩士研究生，研究方向?yàn)轱L(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計。Email： elastifytmr，@ qq.com

通信作者：朱穎（1973 -），女，副教授，研究方向?yàn)轱L(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計理論與實(shí)踐。Lmail： zhuying—china@ 163.com