基于ArcGis與MATLAB等數(shù)據(jù)可視化平臺的街區(qū)“規(guī)劃”

李巖斌

摘 要 本文集中于研究城市空間環(huán)境與傳統(tǒng)街區(qū)、胡同、巷子的“規(guī)劃”、“再生”、“改造”、“優(yōu)化”設(shè)計研究，主要基于生態(tài)學(xué)范疇中的“共生”理論、柯林·羅所提出的“拼貼城市”理論、吳良鏞先生提出的“有機更新”理論、吳明偉教授提出的“系統(tǒng)性”舊城更新原則與“自上而下”、“自下而上”兩種城市更新模式，主要研究案例集中于田子坊歷史街區(qū)的涅槃重生、成都寬窄巷子、北京菊兒胡同危舊房改建試點工程、北京南鑼鼓巷歷史街區(qū)的可持續(xù)性再生設(shè)計、北京小后倉、蘇州號街坊改造等，設(shè)計實踐集中于汴京御河傳統(tǒng)街區(qū)、大武東五胡同的再生設(shè)計研究，通過三年來對城市空間環(huán)境與傳統(tǒng)街區(qū)、胡同、巷子的“再生”、“改造”設(shè)計研究與經(jīng)驗總結(jié)，其對傳統(tǒng)街區(qū)的優(yōu)化、改造之策略、方法及研究技術(shù)路線等有了初步認(rèn)知，并對今后的研究方向有了初步把握，其希望在今后的有關(guān)研究中更多的引入ArcGis與MATLAB等數(shù)據(jù)可視化平臺、文獻(xiàn)計量學(xué)、知識圖譜、人因與功效學(xué)等工具以增強設(shè)計的科學(xué)性、說服性、邏輯性。

關(guān)鍵詞 ArcGis Matlab 可視化平臺 數(shù)據(jù)可視化

中圖分類號：TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2020）03-0020-02

1 概況

國內(nèi)有關(guān)街區(qū)環(huán)境的“規(guī)劃”、“再生”、“改造”、“優(yōu)化”之議題上可溯源至先秦，梁思成于《中國建筑史》中記載：至堯之時（公元前23世紀(jì)），則“堂崇三尺，茅茨不剪”，后世雖以此頌堯之儉德，實亦可解為當(dāng)時技術(shù)之簡拙。至舜所居，則“一年成聚，二年成邑，三年成都”。舜“賓于四門，四門穆穆”，初期之都市已開始形成?！吨芏Y（先秦），冬官考工記第六》中記載“匠人營國，方九里，旁三門。國中九經(jīng)九緯，經(jīng)涂九軌，左祖右社，面朝后市，市朝一夫?！毕驴蓪ほE至2017年由住建部、城鄉(xiāng)規(guī)劃司等部門提出的以“生態(tài)修復(fù)、城市修補”為核心的“城市雙修”。國內(nèi)關(guān)于街區(qū)環(huán)境的提質(zhì)項目較著名的有強調(diào)“小規(guī)模、漸進(jìn)式”的“菊兒胡同”等。自“菊兒胡同”再生實踐以來，歷史街區(qū)中強調(diào)的“小規(guī)模、漸進(jìn)式”的可持續(xù)再生模式逐漸得到廣泛認(rèn)同并付諸嘗試，而多主體介入的方式較好地切合了這一模式。小規(guī)模、漸進(jìn)式是可持續(xù)再生的要點[1]。國外有關(guān)街區(qū)環(huán)境的“規(guī)劃”、“再生”、“改造”、“優(yōu)化”之議題上可溯源至古埃及園林之宅園、圣苑、墓園，據(jù)朱建寧之《西方園林史——19世紀(jì)之前》記載：古埃及園林大致有宅園、圣苑、墓園3種類型。宅園：古埃及宅園的建造，在第十八王朝時期出現(xiàn)高潮。王公貴族的宅邸旁，都建有游樂性的水池、四周有各種樹木花草，掩映著休憩涼亭（Kiosks）。下可尋跡至20世紀(jì)以來之西方國家城市更新。國外關(guān)于街區(qū)環(huán)境的提質(zhì)項目較著名的有：（1）西班牙城市畢爾巴鄂（Bilbao）的古根漢姆博物館（Guggenheim Museum）。（2）都柏林的坦普爾街區(qū)（Temple Bar——該區(qū)東西1千米，南北約0.2千米）。國外富有代表性的、關(guān)于街區(qū)“規(guī)劃”、“再生”、“改造”、“優(yōu)化”的設(shè)計理論集中于：物質(zhì)形體決定論影響下的大規(guī)模重建、福利主義城市更新、內(nèi)涵式城市更新、市場導(dǎo)向型城市更新等。

2 基于ArcGis與MATLAB等數(shù)據(jù)可視化平臺的街區(qū)“規(guī)劃”的研究策略構(gòu)建

在有關(guān)研究策略構(gòu)建方面，其立足差異化的視域背景，立足于當(dāng)代科學(xué)探索新范式——跨學(xué)科研究，意圖擘肌分理的對“傳統(tǒng)街區(qū)環(huán)境再生”、“城市空間優(yōu)化”等方向給予富有科學(xué)數(shù)據(jù)支撐的、富有史料證實的、富有縝密邏輯的、富有理性結(jié)構(gòu)的研究。如筆者于攻讀碩士學(xué)位期間為《第二屆遼寧省研究生“智慧人居與健康城市AUL創(chuàng)新研究競賽》及《津發(fā)科技HFE Award全國人因與工效學(xué)創(chuàng)新大賽培育項目》所撰寫的研究報告中所采用的論述邏輯那樣——其對于城市空間優(yōu)化的研究所采用的方式方法首先基于成熟、完備的理論基礎(chǔ)（如生態(tài)學(xué)范疇中的“共生”理論、柯林·羅所提出的“拼貼城市”理論、吳良鏞先生提出的“有機更新”理論、吳明偉教授提出的“系統(tǒng)性”舊城更新原則等），因為沒有理論指導(dǎo)與支撐的實踐性研究就不具備科學(xué)性、邏輯性;其次，為增加人文社科學(xué)類研究的說服性、可信性、可視性，其引入文獻(xiàn)計量學(xué)、知識圖譜、MATLAB數(shù)據(jù)可視化平臺、層次分析法、ArcGis等工具，試圖把“共生城市”這一抽象概念量化、具體化，以此來分析推動該街區(qū)空間軌跡演化、街區(qū)機理的歷史蛻變及街區(qū)風(fēng)貌革新的內(nèi)在動力機制;再次，其結(jié)合當(dāng)代文化視域下該街區(qū)的街區(qū)基因、傳統(tǒng)文化、物質(zhì)與非物質(zhì)文化遺產(chǎn)等文化內(nèi)容，提出沈陽西塔街區(qū)的“共生”優(yōu)化策略;最后，城市空間優(yōu)化、改造的核心是基于人本主義的，為使研究方案人情化、合理化、科學(xué)化，上述兩篇研究報告中的研究策略試引入“人因與工效學(xué)”，如1959年霍爾提出的4種人際交往距離（親昵、個人、社會、交往距離）及人之觀察尺度（45、27、18度仰角）與人之行為習(xí)慣（步行模式、活動群體）和人的活動類型（必要、自發(fā)、社會性活動）、日本當(dāng)代著名建筑師蘆原義信（1918—2003）在《外部空間設(shè)計》與《街道的美學(xué)》中對街道空間寬度及構(gòu)筑物高度之間的辯證關(guān)系等，希望以此對具體的規(guī)劃指標(biāo)加以明確，并通過上述人因與工效學(xué)理論的限定，使所提出的沈陽西塔街區(qū)的“共生”優(yōu)化策略與人的生理和心理特點相契合，以提高整個共生系統(tǒng)之效能。

3 基于ArcGis與MATLAB等數(shù)據(jù)可視化平臺的街區(qū)“規(guī)劃”的研究步驟及進(jìn)度

3.1 第一階段——理論研究

首先調(diào)查、閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，對傳統(tǒng)街區(qū)再生設(shè)計的當(dāng)代背景——城市雙修做初步認(rèn)知，明晰城市雙修的前后歷史背景及其與海綿城市的異同，明晰城市雙修的具體要求、理論內(nèi)涵等。其次，基于“不了解歷史就不能深刻地洞悉現(xiàn)代，不了解歷史就不能準(zhǔn)確的預(yù)測未來”這一論斷，進(jìn)而對傳統(tǒng)街區(qū)再生設(shè)計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀加以梳理，了解不同歷史時期、不同政治、經(jīng)濟、文化背景下的城市更新特征、策略、優(yōu)劣等，這些更新策略自然帶有深刻的歷史烙印，解決著特定歷史時期的城市發(fā)展問題。

再次，對有關(guān)傳統(tǒng)街區(qū)再生設(shè)計的專業(yè)理論，如城市“有機更新”理論、“系統(tǒng)性”舊城更新理論、柯林·羅之拼貼城市理論、“自上而下”與“自下而上”兩種城市更新改造模式等加以調(diào)研。明晰不同理論的側(cè)重點，明晰不同理論指導(dǎo)下的傳統(tǒng)街區(qū)再生設(shè)計之異同。

3.2 第二階段——案例研究

針對不同理論指導(dǎo)下所進(jìn)行的設(shè)計實踐進(jìn)行深入研討，對背景“菊兒胡同”、北京小后倉再生實踐、蘇州號街坊改造、西安的北院門改造、成都寬窄巷子等實際案例加以深入剖析，并對我國第一個成功按照“自下而上”城市更新改造模式之實際案例——田子坊創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園區(qū)進(jìn)行研究，對其特征與存在的風(fēng)險或問題給出明確闡述，以此進(jìn)一步深化有關(guān)原有城市特色風(fēng)貌、城市基因、城市文脈與傳統(tǒng)街區(qū)環(huán)境、空間肌理的理論研究。

3.3 第四階段——實踐研究

通過完成對上述有關(guān)理論、工具、案例的研究，其就對《基于ArcGis與MATLAB等數(shù)據(jù)可視化平臺的街區(qū)“規(guī)劃”》之策略、方法及研究技術(shù)路線有了清晰認(rèn)識。

4 該研究的創(chuàng)新點

該課題的創(chuàng)新性在于其引入跨學(xué)科研究范式。首先，基于ArcGis、文獻(xiàn)計量學(xué)、知識圖譜或生態(tài)學(xué)范疇中的“共生”理論、柯林·羅所提出的“拼貼城市”理論、吳良鏞先生提出的“有機更新”理論、模糊綜合評價法、層次分析法、Matlab等一系列基礎(chǔ)性理論及原理、機理、算法、模型等，對場址環(huán)境進(jìn)行深入調(diào)研，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的獲取，從而更加精準(zhǔn)的對場地及周邊數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷，構(gòu)架基礎(chǔ)算法與實施方案，以更加直接的表明、分析思路，使數(shù)據(jù)可視化。具體即對場址環(huán)境中的高程、坡向、坡度、匯水線、生態(tài)水文和光照、熱力密度、天際線等數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，通過文獻(xiàn)計量學(xué)、知識圖譜實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，達(dá)到一圖勝千言，并通過數(shù)據(jù)讓設(shè)計更加“理性化”;其次，引入人因與工效學(xué)理論，使其成為檢驗或限定、完善上述成果、數(shù)據(jù)的工具，使擬定優(yōu)化、改造的空間環(huán)境成為人、機、環(huán)境三者協(xié)調(diào)的人-機-環(huán)境系統(tǒng)。最終實現(xiàn)快速梳理各種空間結(jié)構(gòu)關(guān)系，實現(xiàn)完成大尺度下的場地規(guī)劃+都市區(qū)域規(guī)劃。并期望以此將過去與未來統(tǒng)一于當(dāng)下，將傳統(tǒng)與現(xiàn)代之間文脈的斷裂加以彌合，力求在二者間尋求一種多元協(xié)調(diào)、動態(tài)傳承的操作機制。

5 結(jié)論

該研究圍繞宋都古城，一方面擬對其重點區(qū)域、重點地段、重要節(jié)點等強化城市設(shè)計，塑造城市特色，彰顯城市魅力，凸顯城市風(fēng)情和城市記憶，并建立健全城市設(shè)計及基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃體系以開啟古都塵封的鄉(xiāng)愁。同時，擬積極穩(wěn)妥推進(jìn)歷史城區(qū)、歷史文化街區(qū)人居環(huán)境改善，開展歷史文化街區(qū)、歷史建筑掛牌和建檔工作，并進(jìn)一步加強歷史城區(qū)風(fēng)貌整體管控。

另一方面該課題致力于打造“全面保護、全域旅游、全城一景、全產(chǎn)業(yè)鏈”的宋都人文生活體驗區(qū)。希望基于河南百城建設(shè)提質(zhì)背景的汴京傳統(tǒng)街區(qū)改造能為中國古城街區(qū)提質(zhì)探索一條新路徑，為舊巷的整體改造奠定一個全新標(biāo)準(zhǔn)，同時為宋代美學(xué)在21世紀(jì)的應(yīng)用開啟一個全新維度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 戴林琳.北京南鑼鼓巷歷史街區(qū)的可持續(xù)再生[J].華中建筑，2009，27（05）：173-177.

沈陽理工大學(xué)，遼寧 沈陽