基于GIS的明長(zhǎng)城紫荊關(guān)防區(qū)防御性聚落空間特征研究

解 丹（河北工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院 天津 300401）

張銘昊（雄安城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 雄安 071000）

譚立峰（天津大學(xué)建筑學(xué)院 天津 300072）

明長(zhǎng)城紫荊關(guān)防區(qū)連接著山西的高原與河北的平原，所在區(qū)域山勢(shì)連綿、地形起伏變化多樣。東北方向是京畿要地，西、北方向遠(yuǎn)通山西、宣府兩個(gè)軍事重鎮(zhèn)，南邊倚靠倒馬、龍泉二關(guān)，東南方向180里是保定府，具有四通八達(dá)的區(qū)位條件。紫荊關(guān)防區(qū)作為明長(zhǎng)城內(nèi)邊真保鎮(zhèn)重要軍事防區(qū)，其空間結(jié)構(gòu)特征、地理選址特征、空間分布特征等具有很高的研究?jī)r(jià)值。

近年來(lái)，紫荊關(guān)防區(qū)的學(xué)術(shù)研究?jī)r(jià)值逐漸引起學(xué)者關(guān)注，涌現(xiàn)一批相關(guān)研究著作。一方面對(duì)紫荊關(guān)關(guān)城內(nèi)部空間布局、平面形態(tài)、建筑材料、修建歷史作了詳細(xì)的描述，如張洪印《畿南第一雄關(guān)──紫荊關(guān)》（1996），武士靖《歷史滄桑話紫荊》（2009），嚴(yán)共明《紫荊關(guān) 雄關(guān)雄姿雄風(fēng)名貫天下》（2013）；另一方面，對(duì)紫荊關(guān)防區(qū)位于淶源縣境內(nèi)的長(zhǎng)城進(jìn)行實(shí)地考察，其中包括烏龍溝、浮圖峪等眾多堡寨隘口，對(duì)于紫荊關(guān)防區(qū)長(zhǎng)城的建筑形制、歷史風(fēng)貌進(jìn)行詳盡的敘述，如孫鋼《淶源明長(zhǎng)城調(diào)查報(bào)告》（1999），河北省古代建筑保護(hù)研究所《河北省明長(zhǎng)城資源調(diào)查報(bào)告·淶源卷》（2000），何圳泳《淶源縣明長(zhǎng)城軍事防御體系研究》（2016），等等。

上述研究主要以文獻(xiàn)分析與實(shí)地調(diào)研為主，鮮有對(duì)防區(qū)整體空間特征的量化研究。本文在前人研究基礎(chǔ)之上，運(yùn)用GIS空間分析技術(shù)，將定量與定性相結(jié)合應(yīng)用于紫荊關(guān)防區(qū)防御性聚落的空間特征研究之中。

一、材料與研究方法

（一）研究區(qū)概述

紫荊關(guān)，通常有狹義與廣義之分。狹義的紫荊關(guān)，指紫荊關(guān)城，可以抽象為一個(gè)點(diǎn)。而廣義的紫荊關(guān)，即是指明長(zhǎng)城真保鎮(zhèn)紫荊關(guān)路，也就是紫荊關(guān)防區(qū)，可以抽象為一個(gè)面。

據(jù)《四鎮(zhèn)三關(guān)志》記載，“紫荊關(guān)東至易州九十里，西至山西廣昌縣九十里，南至滿城縣一百二十里，北至馬水口一百八十里，東北至沿河口昌鎮(zhèn)界三百里，西南至插箭嶺一百二十里，東南至保定府一百八十里”。據(jù)《河北省志·長(zhǎng)城志》記載，紫荊關(guān)防區(qū)的管轄范圍主要位于今天的易縣與淶源縣，有盤石口、烏龍溝、浮圖峪、寧?kù)o安、白石口5座堡寨及45個(gè)隘口。紫荊關(guān)防區(qū)內(nèi)有邊墻總長(zhǎng)63千米，東北自淶源縣的烏龍溝北，西南至該縣南部白石口，與倒馬關(guān)路的插箭嶺相接；另有易縣紫荊關(guān)以西的邊墻支線也歸其管理（圖1）

圖1 紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落區(qū)位圖

（二）數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究的長(zhǎng)城聚落信息來(lái)源包括《中國(guó)文物地圖集·河北分冊(cè)》《西關(guān)志》《四鎮(zhèn)三關(guān)志》《河北省志·長(zhǎng)城志》《河北省明長(zhǎng)城資源調(diào)查報(bào)告·淶源卷》《淶源縣志》《易縣志》等。

分析數(shù)據(jù)來(lái)源：河北省淶源縣和易縣的數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）來(lái)源于全球科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心國(guó)際科學(xué)數(shù)據(jù)鏡像網(wǎng)站的ASTER GDEM數(shù)據(jù)產(chǎn)品；矢量化信息數(shù)據(jù)包括現(xiàn)行政區(qū)劃電子地圖（省級(jí)至縣級(jí)）、河流（一至五級(jí)河流）等，數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心；長(zhǎng)城堡寨數(shù)據(jù)通過(guò)文獻(xiàn)記載與實(shí)地調(diào)研獲得，并構(gòu)建明長(zhǎng)城紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落數(shù)據(jù)庫(kù)。

（三）研究方法

本文的量化分析主要依據(jù)GIS分析平臺(tái)，具體為運(yùn)用高程分析對(duì)紫荊關(guān)堡寨隘口做線狀剖切，統(tǒng)計(jì)不同區(qū)域高度變化；運(yùn)用GIS的近鄰分析與緩沖區(qū)分析，計(jì)算聚落與河流之間的距離。運(yùn)用密度制圖工具分析聚落的疏密分布情況；根據(jù)表面成本為基礎(chǔ)的最短路徑原理，探索道路交通在堡寨空間分布與防御機(jī)制中起到的作用；基于道路情況統(tǒng)計(jì)各聚落之間的距離，對(duì)兵馬的可達(dá)性進(jìn)行分析。

二、軍事聚落的空間結(jié)構(gòu)特征

（一）多級(jí)節(jié)點(diǎn)，輻射布局

本研究根據(jù)《河北省志·長(zhǎng)城志》的記載，繪制出紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落之間的輻射關(guān)系圖（圖2），可以看出紫荊關(guān)防區(qū)長(zhǎng)城關(guān)城堡寨隘口沿縱深方向布置。這種層層遞進(jìn)的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)著層層遞進(jìn)的防御，形成嚴(yán)密的防御網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)防區(qū)內(nèi)聚落結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)由中心到邊緣的輻射狀。紫荊關(guān)防區(qū)的防御呈現(xiàn)三個(gè)等級(jí)，最核心等級(jí)是處于中心的紫荊關(guān)關(guān)城；其次為沿邊墻布置，位于邊墻內(nèi)側(cè)的烏龍溝堡、浮圖峪堡、寧?kù)o安堡、白石口堡以及靠近紫荊關(guān)關(guān)城的盤石口堡；最后等級(jí)為邊墻沿線的隘口。

圖2 紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落輻射關(guān)系

（二）橫向分段，縱向分層

基于長(zhǎng)城聚落層級(jí)關(guān)系圖（圖3），從橫向來(lái)看，紫荊關(guān)防區(qū)邊墻沿線可分為四個(gè)防守區(qū)域，均是由堡寨與其下隘口聯(lián)防的模式，即烏龍溝、浮圖峪、寧?kù)o安、白石口四段。烏龍溝堡下轄張虎石口、煤窯溝口、雙陀兒口、忙兒溝口；浮圖峪堡下轄長(zhǎng)嶺兒口、長(zhǎng)橋兒口、天橋兒口、羊欄溝口、神峪溝口、夾河水口、飛狐口；寧?kù)o安堡下轄蜂兒溝口、李賢溝口、薄頭安口、北岸溝口、吊驢崖口、五虎嶺口、門關(guān)口、聶門口、鷹捕嶺口、黃草安口、水峪口；白石口堡下轄蘆子溝口、歪嘴兒口、胡孩口、西水溝口、黃土嶺口、常家溝口、煙薰崖口、白馬安口、鷹鴿嶺口、羊圈子口。各段的防御既統(tǒng)一布防又相對(duì)獨(dú)立，形成了疏密得當(dāng)?shù)臋M向分段模式。

圖3 紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落層級(jí)關(guān)系

從縱向來(lái)看，紫荊關(guān)防區(qū)分為三個(gè)防御層次。烏、浮、寧、白四堡與其下轄隘口結(jié)合邊墻系統(tǒng)抵擋邊境上的敵人攻擊，成為第一道防線；盤石口與其下隘口既可以為前線提供兵力、物資的補(bǔ)給，又防止敵人突破邊墻以后長(zhǎng)驅(qū)直入關(guān)城，成為第二道防線；而紫荊關(guān)關(guān)城及其周邊的小盤石、小金城、奇峰口、官座嶺共同構(gòu)成第三道防線。

（三）烽驛串聯(lián)，面狀防御

驛傳的設(shè)置，承擔(dān)著上傳下達(dá)的任務(wù)，如同血液循環(huán)系統(tǒng)一般，將沿線堡寨、隘口有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。驛遞系統(tǒng)不僅起到傳遞信息的重要作用，在運(yùn)輸物資方面同樣重要。

根據(jù)《明代驛站考》記載，在紫荊關(guān)防區(qū)內(nèi)有兩條驛路穿過(guò)。源頭皆是來(lái)自于鎮(zhèn)城保定府，途經(jīng)易州清苑馬驛，抵達(dá)紫荊關(guān)上陳驛。從上陳驛又分出兩條岔路，一條通往廣昌所城的香山驛；另一條直達(dá)宣府鎮(zhèn)的蔚州。這兩條驛路的設(shè)置，使得紫荊關(guān)有效接收上級(jí)保定府傳來(lái)的消息，并及時(shí)溝通紫荊關(guān)防區(qū)與大同鎮(zhèn)、宣府鎮(zhèn)等周邊邊鎮(zhèn)相互之間的聯(lián)系［2］。

紫荊關(guān)防區(qū)內(nèi)的烽火臺(tái)，在山勢(shì)較為陡峭的烏龍溝地區(qū)，烽火臺(tái)數(shù)量較少，距離較大； 在浮圖峪，寧?kù)o安地區(qū)，烽火臺(tái)數(shù)量較多，布置較為密集。

驛傳、烽傳之間相互滲透、交叉，將紫荊關(guān)防區(qū)各級(jí)聚落點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，增強(qiáng)了防御的強(qiáng)度。綜合“多級(jí)節(jié)點(diǎn)，輻射布局”的聚落層級(jí)和“橫向分段，縱向分層”的分布結(jié)構(gòu)，形成了一個(gè)面狀防御結(jié)構(gòu)（圖4）。各層次防御聚落既負(fù)責(zé)各自的區(qū)域，同時(shí)又相互聯(lián)合，這種“相互依存，觸一發(fā)而動(dòng)全身”的結(jié)構(gòu)也達(dá)到了完美的防御效果。

圖4 紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落面狀關(guān)系

三、軍事聚落的地理選址特征

（一）地形地貌影響下的選址特征

蒙古騎兵作戰(zhàn)靈活、沖擊力強(qiáng)，明朝步兵難與其匹敵。但騎兵受地形限制較大，若在地形起伏較大、缺乏戰(zhàn)略縱深的山區(qū)，便無(wú)法發(fā)揮其靈活、快速的作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。紫荊關(guān)防區(qū)就是依靠周邊險(xiǎn)要的山勢(shì)延緩敵人騎兵進(jìn)攻。

通過(guò)紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落三維可視化結(jié)果可以得出結(jié)論：一、紫荊關(guān)防區(qū)的地勢(shì)呈現(xiàn)從西南的白石口到中部的浮圖峪逐漸降低、再到東北的烏龍溝地區(qū)略有回升的情況。二、防區(qū)內(nèi)海拔相差較大，由最高的1600多米下降至100多米，地形復(fù)雜，變化豐富。三、在邊墻上與內(nèi)部隘口設(shè)置的地方多為山谷敵人易于通行之地；隘口選址靈活性強(qiáng)，對(duì)地形條件要求低（圖5）。

圖5 紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落三維可視化

1.沖要之地設(shè)隘口

據(jù)《四鎮(zhèn)三關(guān)志》對(duì)軍事通道的評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，沖要之地地勢(shì)平坦、起伏不大、可通過(guò)眾多騎兵；緩處位于兩山鞍部，僅容步兵通過(guò)。

從烏龍溝堡及下轄隘口地勢(shì)圖中可以明顯看出烏龍溝地區(qū)管轄范圍最大（圖6），約為22.2千米。然而該地區(qū)卻并未設(shè)置過(guò)多的隘口。概因?yàn)觚垳系貐^(qū)多為“緩處”難以通行，借助起伏較大的山體形成多處山險(xiǎn)墻。僅在防守薄弱處設(shè)置了4個(gè)隘口、1個(gè)堡寨警戒敵情。

圖6 烏龍溝堡及下轄隘口地勢(shì)圖

2.軍事要地設(shè)隘口

從浮圖峪堡、寧?kù)o安堡及下轄隘口地勢(shì)圖可以看出浮圖峪與寧?kù)o安地區(qū)山谷較多（圖7、8），浮圖峪地區(qū)皆為沖要之地，而寧?kù)o安地區(qū)更是有4處極沖之地，這是蒙古騎兵長(zhǎng)驅(qū)直入的首選之地。故浮、寧二地，在25.6千米范圍內(nèi)設(shè)置了密集的20個(gè)堡寨隘口，在春秋兩防的時(shí)候，總兵更是直接進(jìn)駐浮圖峪。

圖7 浮圖峪堡及下轄隘口地勢(shì)圖

圖8 寧?kù)o安堡及下轄隘口地勢(shì)圖

從白石口堡及下轄隘口地勢(shì)圖中可以看出白石口地區(qū)平均地勢(shì)較高（圖9），位于整個(gè)紫荊關(guān)防區(qū)之首。山高溝壑，有較好的防御能力。同時(shí)，白石口地區(qū)位于紫荊關(guān)防區(qū)與倒馬關(guān)防區(qū)的交界處，紫荊關(guān)與倒馬關(guān)同屬于“京畿藩屏”的內(nèi)三關(guān)。敵人從此進(jìn)入，既可以北上紫荊，直逼京師；又可以南下倒馬，攻占保定。此處在整個(gè)紫荊關(guān)防區(qū)具有舉足輕重的軍事戰(zhàn)略地位，歷史上敵人多從此處攻入長(zhǎng)城內(nèi)部。故設(shè)置了密集的隘口嚴(yán)防敵人乘虛而入。從圖中隘口的疏密程度可以明顯看出這一點(diǎn)。

圖9 白石口堡及下轄隘口地勢(shì)圖

紫荊關(guān)防區(qū)借助山勢(shì)作為屏障，隘口呈現(xiàn)疏密有序的布置。受到地形沖要程度的影響，在山勢(shì)險(xiǎn)峻的烏龍溝地區(qū)設(shè)置少量隘口，在山谷眾多的浮圖峪與寧?kù)o安地區(qū)隘口設(shè)置較為密集；同時(shí)，在軍事戰(zhàn)略要地的白石口地區(qū)，設(shè)置大量隘口以防備敵人襲擊。

（二）河流水系影響下的選址特征

河流具有軍事防御、交通運(yùn)輸、生活用水三個(gè)方面的作用。在進(jìn)攻時(shí)，利用江河水道的流通作用，滿足士兵的生活用水和糧草運(yùn)輸；而在防守時(shí)，則利用較寬的河床形成天塹，是天然的防御設(shè)施。紫荊關(guān)防區(qū)內(nèi)河流水系主要為拒馬河及其支流。拒馬河為國(guó)家4級(jí)河流，貫穿整個(gè)紫荊關(guān)防區(qū)，與邊墻基本呈垂直關(guān)系，是防區(qū)內(nèi)部最重要的水系。河干流長(zhǎng)254千米，在紫荊關(guān)關(guān)城上游河床寬1000米，下游河床寬1500～2000米[3]。從淶源境內(nèi)一直流入北京，是溝通紫荊關(guān)防區(qū)與京師的重要水上運(yùn)輸通道。同時(shí)，拒馬河軍事作用顯著，古人曾形容為“北負(fù)拒馬之淵”，水流湍急，構(gòu)成了護(hù)衛(wèi)關(guān)城的橫向防線。在河流以北，有散布的隘口作為前哨，而紫荊關(guān)與隔河相望的小金城之間相傳曾有鐵索相連。

通過(guò)在不同河流緩沖區(qū)內(nèi)，各級(jí)別、各區(qū)域聚落的數(shù)量，來(lái)推測(cè)河兩側(cè)聚落的功能與目的（圖10）。

圖10 紫荊關(guān)防區(qū)河流水系

1.聚落近水不鄰水

由紫荊關(guān)防區(qū)長(zhǎng)城聚落總體與河流距離分布情況可以清楚地看出，軍事聚落與河流的距離集中在1000～5000米、5000～10000米、10000～15000米三個(gè)緩沖區(qū)段（見表1）。而通常情況下，古代普通民居與水源的最大距離是600米左右，而紫荊關(guān)防區(qū)在600米緩沖區(qū)范圍之內(nèi)只有4個(gè)聚落?？梢娷娛戮勐渑c河流的關(guān)系遠(yuǎn)超出了普通聚落對(duì)河水的依賴關(guān)系。軍事聚落并非依水而建，而是建在距離水源一定距離的區(qū)域。分析原因主要有以下幾點(diǎn)：（1）軍事防御的因素：山脈和水系的作用既相互促進(jìn)又相互制約，山之優(yōu)則水之劣。山高路險(xiǎn)，易守難攻，但缺乏水源。山谷平坦之地水源充足，但不利于防守。而防區(qū)軍事聚落防御性是第一位的，這也是不同于一般居住性聚落的特征之一。（2）河流尺度的因素：由于防區(qū)內(nèi)某些河流雨季水量較大，大幅度的漲潮可能會(huì)淹沒大量的房屋與農(nóng)田，故聚落近河但不會(huì)臨河[4]。

表1 聚落總體與河流距離分布情況

2.山谷之地聚落近水源

通過(guò)統(tǒng)計(jì)不同河流緩沖區(qū)內(nèi)各堡城及其隘口的數(shù)量，可以發(fā)現(xiàn)浮圖峪區(qū)域的聚落多集中在距離河流5000米緩沖區(qū)范圍內(nèi)，寧?kù)o安與盤石口區(qū)域的聚落處于5000～10000米之間的緩沖區(qū)范圍內(nèi)，而白石口區(qū)域的聚落處于10000～15000米的緩沖區(qū)范圍內(nèi)（見表2）。與河流距離最近的是浮圖峪區(qū)域的聚落，寧?kù)o安與盤石口次之，白石口相對(duì)較遠(yuǎn)。

表2 不同區(qū)域聚落與河流距離分布情況

表3 不同級(jí)別聚落與河流距離分布情況

浮圖峪、寧?kù)o安與盤石口地區(qū)多為山谷之地，地勢(shì)平緩，無(wú)險(xiǎn)可依，可利用較寬的河流形成天塹，沿河布防設(shè)隘口，將敵人完全控制于河岸對(duì)側(cè)以集中兵力攻擊，體現(xiàn)河流軍事防御的作用。而烏龍溝與白石口地區(qū)，多借助險(xiǎn)要的山勢(shì)設(shè)置隘口，控制溝谷巷道，與河流關(guān)系不大。

3.高級(jí)別聚落近水源

通過(guò)統(tǒng)計(jì)不同河流緩沖區(qū)內(nèi)各級(jí)別聚落的數(shù)量，可以發(fā)現(xiàn)路城在距離河流1000～5000米緩沖區(qū)范圍內(nèi)，堡城在距離河流5000～10000米之間的緩沖區(qū)范圍內(nèi)，而隘口在距離河流5000～10000米與10000～15000米的緩沖區(qū)范圍內(nèi)。

從不同級(jí)別軍事聚落與河流的距離中可以發(fā)現(xiàn)，在前線作戰(zhàn)的軍事聚落中，與河流距離越近，其級(jí)別越高。這是因?yàn)榫勐淇拷恿骺梢愿脻M足士兵與戰(zhàn)馬的生活用水，以及物資的運(yùn)輸。可見高級(jí)別聚落是前線的作戰(zhàn)指揮中心，主要以屯糧屯兵和物資周轉(zhuǎn)為主。

四、軍事聚落的空間分布特征

（一）密度分布特征

基于GIS空間分析工具箱的密度制圖，以宏觀尺度考察紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落的密度分布情況（圖11）。

圖11 紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落密度分布

從地理特征和防御形勢(shì)兩個(gè)方面，分析紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落所呈現(xiàn)的密度分布特征。紫荊關(guān)防區(qū)內(nèi)，烏龍溝地區(qū)山勢(shì)險(xiǎn)峻，隘口設(shè)置巧妙利用山險(xiǎn)，數(shù)量少，分布較為稀疏，隘口之間的平均距離約3000米。浮圖峪與寧?kù)o安地區(qū)山谷眾多，隘口數(shù)量多，分布較為密集，隘口之間的平均距離1400米。白石口區(qū)域是紫荊關(guān)路與倒馬關(guān)路的交界之處，交界之地遠(yuǎn)離本路防御核心，加之行政上的分而治之，常為防御薄弱地帶，史料多有蒙軍自白石口之薄弱地帶侵入的記載，因而加密聚落以增強(qiáng)防御。

1.縱向——沿線聚落密度高

縱向來(lái)看，紫荊關(guān)防區(qū)沿邊墻軍事聚落密度分布明顯高于邊墻內(nèi)部，且呈現(xiàn)由邊墻沿線向腹內(nèi)逐漸遞減的趨勢(shì)。邊墻沿線軍事聚落數(shù)量多，聚落間距較??；而邊墻腹內(nèi)聚落數(shù)量少，聚落間距較大。

縱向聚落的分布疏密程度，是由防御形勢(shì)決定的，防御形勢(shì)涉及戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)兩方面，是決定聚落密度分布的核心因素。長(zhǎng)城沿線直接面臨敵人的進(jìn)攻，防守壓力較大。堡城隘口在邊境上呈線性伸展開來(lái)，力求無(wú)防御缺口，聚落加密實(shí)現(xiàn)全線防御。腹內(nèi)聚落防守壓力小，聚落分布稀疏。

2.橫向——西南聚落密度高

從橫向軍事聚落的分布情況來(lái)看，西南方向的寧?kù)o安區(qū)域與白石口區(qū)域形成高密度斑塊聚集的現(xiàn)象，東北部烏龍溝與東部盤石口較為稀疏。進(jìn)一步計(jì)算該區(qū)域內(nèi)每千米長(zhǎng)度單位的長(zhǎng)城所對(duì)應(yīng)聚落個(gè)數(shù)，烏龍溝區(qū)域?yàn)?.23座/千米，浮圖峪區(qū)域?yàn)?.55座/千米，寧?kù)o安區(qū)域?yàn)?.09座/千米，白石口區(qū)域?yàn)?.59座/千米。可以看出，寧?kù)o安的戍守密度最大，其次是白石口與浮圖峪，最后是烏龍溝。

（二）交通聯(lián)系特征

交通聯(lián)系對(duì)于軍事聚落的空間分布與防御性研究至關(guān)重要，基于表面成本的最短路徑方法，分析、計(jì)算并繪制紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落間的道路復(fù)原圖，可為長(zhǎng)城聚落的防御機(jī)制、可達(dá)性研究提供更為科學(xué)的依據(jù)。

1.層級(jí)之間——放射狀分布，沿線交通密集

按照軍事聚落的層級(jí)性，通過(guò)表面成本與成本路徑計(jì)算并繪制路城到堡寨，堡寨之間，堡寨到對(duì)應(yīng)隘口的道路復(fù)原圖（圖12），探索聚落層級(jí)之間的交通聯(lián)系。

圖12 紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落層級(jí)之間道路關(guān)系

（1）從總的交通關(guān)系結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，較高級(jí)別聚落與其下轄各聚落間道路呈明顯放射狀分布，進(jìn)一步印證紫荊關(guān)長(zhǎng)城軍事防御體系放射狀的層級(jí)管理關(guān)系；由區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)育程度看，緊鄰長(zhǎng)城邊墻的隘口與堡寨之間交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)育程度明顯較高，而長(zhǎng)城內(nèi)部道路分布明顯稀疏。

（2）從紫荊關(guān)關(guān)城與下級(jí)堡寨之間的交通聯(lián)系來(lái)說(shuō)，盤石口是保衛(wèi)紫荊關(guān)的核心。無(wú)論紫荊關(guān)關(guān)城和哪座堡寨溝通，必先經(jīng)過(guò)盤石口。盤石口的駐軍可以及時(shí)偵查沿拒馬河來(lái)犯的敵軍，進(jìn)行有效的阻擊。

（3）從堡寨與隘口之間的道路網(wǎng)來(lái)說(shuō)，堡寨向其下隘口調(diào)兵為主要的調(diào)兵方式。由于各隘口駐軍人數(shù)有限，隘口之間調(diào)兵必然導(dǎo)致某一處防御的薄弱，而敵軍正好采用“調(diào)虎離山”之計(jì)由空虛處攻入[5]。

2.內(nèi)外之間——戰(zhàn)略性節(jié)點(diǎn)，聯(lián)系整個(gè)防區(qū)

其次，復(fù)原內(nèi)部隘口之間的道路以及內(nèi)部隘口與邊墻隘口之間的道路，將兩種類型的道路與第一步層級(jí)之間的道路疊加在一起（圖13），查看紫荊關(guān)防區(qū)內(nèi)部與邊墻沿線交通的聯(lián)系情況以及從外到內(nèi)的防御重心。

圖13 紫荊關(guān)防區(qū)內(nèi)部整體道路關(guān)系

（1）浮圖峪地區(qū)的道路交通結(jié)構(gòu)相比其他地區(qū)更加復(fù)雜。綠色線條是邊墻沿線與防區(qū)內(nèi)部隘口的道路，可以看出，敵人要想最快速度、最短時(shí)間拿下紫荊關(guān)，多會(huì)選擇從浮圖峪突破。

（2）銀山口、小龍門口、墳營(yíng)口、瓦窯安口是防區(qū)內(nèi)部的戰(zhàn)略性據(jù)點(diǎn)。藍(lán)色線條是防區(qū)內(nèi)部隘口之間的道路。通過(guò)統(tǒng)計(jì)每個(gè)隘口連接道路的數(shù)量，得知這四個(gè)據(jù)點(diǎn)是最多的，同時(shí)資料顯示這四個(gè)隘口駐軍數(shù)量也領(lǐng)先其他隘口。

3.區(qū)域之間——紫荊關(guān)為核心，交通組織靈活

最后，繪制紫荊關(guān)防區(qū)與周邊馬水口防區(qū)、倒馬關(guān)防區(qū)堡寨之間的道路圖（圖14），從宏觀的角度探索紫荊關(guān)防區(qū)的戰(zhàn)略地位以及堡寨之間的防御機(jī)制。

圖14 紫荊關(guān)防區(qū)周邊道路關(guān)系

（1）紫荊關(guān)防區(qū)是核心樞紐，重中之重。紫荊關(guān)防區(qū)的交通網(wǎng)更加密集，而與其相鄰的馬水口防區(qū)與倒馬關(guān)防區(qū)的交通網(wǎng)相對(duì)稀疏，紫荊關(guān)防區(qū)交通網(wǎng)路關(guān)系復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了馬水口防區(qū)與倒馬關(guān)防區(qū)。

（2）堡寨的防御相對(duì)靈活，并不嚴(yán)格遵守防區(qū)的界限。通過(guò)不同防區(qū)堡寨之間的交通聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)馬水口防區(qū)下轄的金水口、奇峰口反而距離紫荊關(guān)防區(qū)更近，關(guān)系更密切。而紫荊關(guān)防區(qū)下轄的白石口距離倒馬關(guān)防區(qū)更近。堡寨之間交叉防守，形成一個(gè)更大的防御網(wǎng)絡(luò)。

（三）可達(dá)性特征

長(zhǎng)城聚落的空間布局遵循一個(gè)基本原則，就是均將距離作為設(shè)置的重要考量。軍堡遇到敵人圍攻，周邊軍堡援兵若能在規(guī)定的時(shí)間趕到，則這個(gè)軍堡就能守住。而其所通行的距離要滿足兵馬可達(dá)性的需求。

長(zhǎng)城聚落之間的距離必須控制在一個(gè)合理的空間范圍內(nèi)。距離過(guò)遠(yuǎn)起不到相應(yīng)的作用，距離過(guò)近造成不必要的浪費(fèi)。各級(jí)軍堡的相互策應(yīng)與救援，有效地解決了防線過(guò)長(zhǎng)，兵力分散的缺陷。

1.聚落之間分布合理，滿足兵馬可達(dá)

通過(guò)道路復(fù)原圖統(tǒng)計(jì)紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落之間的距離（圖15），得到數(shù)據(jù)如下：堡寨之間的平均距離為13842.5米，約為28里，步兵半天即可到達(dá)，若騎兵馳援，則一個(gè)時(shí)辰足矣，完全滿足兵馬及時(shí)援助的要求。

圖15 紫荊關(guān)防區(qū)堡寨之間距離

隘口的援助主要來(lái)自于其上一級(jí)別的堡寨。通過(guò)統(tǒng)計(jì)堡寨與下轄隘口之間的距離遠(yuǎn)近，發(fā)現(xiàn)烏龍溝轄區(qū)平均距離為6，683米，浮圖峪轄區(qū)平均距離為4，406米，寧?kù)o安轄區(qū)平均距離為8，464米，白石口轄區(qū)平均距離為6，525米，盤石口轄區(qū)平均距離為13，347米?？偟谋ふc隘口之間的平均距離為7，925米，約為16里。以5千米為間隔統(tǒng)計(jì)不同范圍內(nèi)堡寨與隘口距離占總數(shù)的百分比，距離在5千米以內(nèi)的占總數(shù)的38%；距離在5～10千米之間的占總數(shù)的28%；距離在10～15千米之間的占總數(shù)的18%；距離在15～20千米之間的占總數(shù)的10%；距離在20千米以上的占總數(shù)的6%。各軍事聚落分布比較合理，按照一定的比例遞減，遠(yuǎn)近得當(dāng)，相互之間可以及時(shí)提供兵力與物資支援[6]。

2.可達(dá)域范圍覆蓋整個(gè)防區(qū)

通過(guò)對(duì)可達(dá)域覆蓋范圍的分析，紫荊關(guān)防區(qū)內(nèi)分別以烏龍溝堡、浮圖峪堡、寧?kù)o安堡、白石口堡、盤石口堡為中心，以滿足防御最大限度的20里為半徑畫圓（圖16），可以明顯看出，軍事聚落基本都位于可達(dá)域的范圍內(nèi)，可以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)救援?？梢缘贸龈骷?jí)別軍事聚落之間距離分布合理，可以在最短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行相互救援。

圖16 紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落可達(dá)域范圍

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落進(jìn)行空間分析，可以得出以下結(jié)論：

1.紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落呈現(xiàn)“多級(jí)節(jié)點(diǎn)，輻射布局”的放射結(jié)構(gòu)，“橫向分段，縱向分層”的線性結(jié)構(gòu)以及“烽驛串聯(lián)，面狀防御”的面狀結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)特征。

2.紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落受地形地貌影響，在沖要之地與防區(qū)交界之地設(shè)置較多數(shù)量的隘口；受河流水系影響，聚落近水，但不鄰水，同時(shí)山谷之地的聚落與高級(jí)別的聚落與水源關(guān)系更近。

3.紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落密度分布呈現(xiàn)縱向——沿線聚落密度高于腹內(nèi)，橫向——西南地區(qū)聚落密集；聚落交通聯(lián)系層級(jí)之間呈放射狀，內(nèi)外之間依靠戰(zhàn)略性節(jié)點(diǎn)聯(lián)系防區(qū)，區(qū)域之間以紫荊關(guān)為核心，靈活組織交通；軍事聚落空間分布合理，滿足兵馬可達(dá)性的需求。

運(yùn)用GIS空間分析技術(shù)對(duì)紫荊關(guān)防區(qū)軍事聚落的空間特征進(jìn)行研究，揭示了其防區(qū)聚落地理選址與空間分布的特征，挖掘其防御性空間結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵：為日后更廣泛的紫荊關(guān)長(zhǎng)城聚落研究提供全新的視野與工具。