以計(jì)量分析的視角看城市文化的空間分布

謝培琦　段漢明

摘 要：隨著科技的發(fā)展和信息技術(shù)的應(yīng)用，大數(shù)據(jù)的搜索分析技術(shù)越來越多地參與到城市規(guī)劃的研究當(dāng)中。城市文化在研究過程中也多運(yùn)用計(jì)量分析的方法進(jìn)行，并取得了相應(yīng)的成果。城市是一個(gè)可以進(jìn)行自組織的有機(jī)的生命體，有其自身的產(chǎn)生、發(fā)展、傳承和演變的規(guī)律。對(duì)于城市文化的研究，以影響城市文化發(fā)展的文化基因?yàn)榍腥朦c(diǎn)是很有必要的。但是由于文化基因的隱性要素，無法進(jìn)行直觀的數(shù)據(jù)論述，文章從文化元素分析入手，通過對(duì)青海省湟中縣魯沙爾鎮(zhèn)的表象的文化元素進(jìn)行分類，從宗教文化要素、自然文化要素、社會(huì)文化要素三方面進(jìn)行評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建，再通過POI等大數(shù)據(jù)應(yīng)用，對(duì)城市文化要素進(jìn)行抓取，之后通過核密度的計(jì)量分析方法，對(duì)文化元素進(jìn)行空間分析，最終通過上述的數(shù)據(jù)分析，探討湟中縣城市文化元素的空間分布情況，探索文化基因在城市空間中的表象分布情況。

關(guān)鍵詞：城市文化;大數(shù)據(jù);計(jì)量分析;空間分布

基金項(xiàng)目：本文系國(guó)家自然科學(xué)項(xiàng)目“西北主要城鎮(zhèn)區(qū)域與 PREE 的動(dòng)態(tài)模擬、 空間整合研究” （51178163） 研究成果。

隨著社會(huì)的信息化發(fā)展和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，人們?cè)絹碓蕉嗟貒L試運(yùn)用大數(shù)據(jù)對(duì)城市行為進(jìn)行分析研究。其中就有運(yùn)用POI方法，通過對(duì)所需信息進(jìn)行提取，對(duì)城市活動(dòng)行為進(jìn)行分析。如：陳映雪等[1]以南京為例，借助新浪微博簽到點(diǎn)的數(shù)據(jù)，從居民活動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)、空間分布等探究舊有城市的空間功能組織方式;鈕心毅等[2]在上海公共中心劃定范圍內(nèi)，通過2011—2018年間手機(jī)定位等信令數(shù)據(jù)分析上海公共中心體系的演變。

在大數(shù)據(jù)運(yùn)用層面，以上研究者大多數(shù)都是運(yùn)用大數(shù)據(jù)的采集分析人類在城市中活動(dòng)，來對(duì)城市空間功能、城市中心演變等空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，而對(duì)城市的文化性質(zhì)乃至文化基因進(jìn)行分析的相對(duì)較少。本文則從計(jì)量分析的角度，運(yùn)用POI的數(shù)據(jù)爬取技術(shù) 對(duì)城市空間上的文化基因的文化要素活動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行抓取，來對(duì)湟中縣文化基因在城市空間上的分布情況進(jìn)行分析。

對(duì)于城市文化研究層面，研究者多以定性的方式對(duì)城市文化基因進(jìn)行研究，如徐剛等[3]對(duì)城市空間體系構(gòu)建的規(guī)劃探索，田濤[4]對(duì)西安城市文化基因的梳理，烏再榮[5]以城市基因?yàn)榍腥朦c(diǎn)進(jìn)行的古城市空間研究。

也有一部分學(xué)者對(duì)城市文化進(jìn)行了定量分析，如于力群等[6]對(duì)城市文化氛圍的量化評(píng)價(jià)研究，趙四東 [7]等對(duì)城市文化發(fā)展進(jìn)行績(jī)效量化評(píng)價(jià)模型構(gòu)建。

城市文化作為城市演變過程中不可避免的研究層面，多數(shù)學(xué)者從未停止對(duì)其的探索研究，人們?cè)噲D從定性、定量等多個(gè)角度入手，對(duì)一個(gè)城市特有的文化基因進(jìn)行解釋分析，以求獲得城市文化的發(fā)展規(guī)律和空間影響。但是，對(duì)城市文化基因的研究，以量化的方式進(jìn)行空間分析的相對(duì)較少，本文從該角度入手，以期待獲得相對(duì)具象化的分布情況，分析湟中縣文化基因與城市空間發(fā)展的相互關(guān)系。

一、湟中縣城市文化要素的空間分布

在本文研究中，對(duì)湟中縣文化基因的表現(xiàn)形式進(jìn)行分類，界定文化要素情況，選擇興趣點(diǎn)的名稱，以便于在后續(xù)研究中對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行提取和整理分析。

文化基因來源于生物學(xué)術(shù)語基因一詞，1990年劉長(zhǎng)林先生在《中國(guó)的系統(tǒng)思維：文化基因透視》一書中，把一個(gè)民族的文化基因定義為“那些對(duì)民族的文化和歷史發(fā)展產(chǎn)生過深遠(yuǎn)影響的心理底層結(jié)構(gòu)和思維方式” [8]。在2015年，盛維、王永華的《城市基因的研究框架歸納及其政策意義分析》一文中提到城市基因的內(nèi)涵由本底特征和顯性特征組成，具有生物學(xué)基因的復(fù)制、遺傳、變異等特性。“文化基因”類比生物學(xué)的基因的概念，凡是可以傳遞文化信息的微小片段都可稱之為文化基因[9]。

本文將能直觀表現(xiàn)文化信息的物質(zhì)要素，定義為城市文化基因的文化要素。本文以湟中縣為研究對(duì)象，通過實(shí)地調(diào)研、詢問訪談、文獻(xiàn)研究等方式，對(duì)湟中縣文化要素進(jìn)行界定。 湟中縣歷史文化悠久，多民族聚居融合，所形成的城市文化特色明顯，不同于其他城市，具有其自身的文化獨(dú)特性。因此，在城市文化基因的分類過程中，抓住對(duì)城市文化影響較大的文化基因進(jìn)行分類，如宗教、地理環(huán)境等，又根據(jù)其在城市空間上的表現(xiàn)形式概括為宗教文化要素、自然文化要素和社會(huì)文化元素。

（一）宗教文化要素

湟中縣作為多民族聚居、多宗教融合的城市，宗教文化基因貫穿城市發(fā)展的始終。湟中縣宗教文化基因包括建筑、文學(xué)藝術(shù)、音樂、繪畫等多個(gè)方面。通過實(shí)地調(diào)研和文獻(xiàn)整理可知，湟中縣內(nèi)藏傳佛教、伊斯蘭教、基督教、道教等多種宗教并存（圖1、2），其中道教于1960年后逐漸衰落。

宗教建筑及宗教建筑群、宗教場(chǎng)所、宗教景觀作為宗教文化基因的具體表現(xiàn)形式，對(duì)城市整體形象及空間格局起到了重要的影響作用。其中，湟中縣塔爾寺建筑群最為突出，貫穿整個(gè)城市的發(fā)展脈絡(luò)，湟中縣由塔成寺，由寺成城，而早期的塔爾寺也直接形成了城市文化中心，奠定了周邊建筑形式的基調(diào)和氛圍。

因此，在本文中宗教文化要素作為文化基因的表象，指人類通過宗教活動(dòng)在城市空間所形成的物質(zhì)文化要素，包括宗教建筑及宗教建筑群、宗教廣場(chǎng)和宗教景觀標(biāo)識(shí)。根據(jù)湟中縣內(nèi)存在的藏傳佛教、伊斯蘭教等宗教情況，選取塔爾寺、佛教、清真寺、基督教堂、道教等五個(gè)興趣點(diǎn)詞語進(jìn)行爬取研究。

（二）自然文化要素

湟中縣內(nèi)自然文化基因豐富，湟中縣內(nèi)存在“卡約文化”遺址、道教圣地南朔山、娘娘山、水峽、馬雞溝藥水泉、大南川水庫(kù)、蓮湖公園等名勝古跡。

塔爾寺地處群山山坳之中，并依據(jù)藏傳佛教宗教圣地的理念，賦予其四周的群山以“八瓣蓮花”的神跡描述，蓮花山景區(qū)除了自身所承擔(dān)的宗教活動(dòng)和意義外，也逐漸成為塔爾寺景點(diǎn)獨(dú)有的文化宣傳部分。塔爾寺周圍地理環(huán)境的附加意義，體現(xiàn)了湟中縣塔爾寺獨(dú)有的自然文化基因。

自然文化要素是指在人類活動(dòng)中對(duì)山川、湖泊等自然環(huán)境附加文化含義的自然物質(zhì)空間，包括歷史遺存、風(fēng)景名勝。由于歷史遺存和風(fēng)景名勝名稱的特定性，選取百度 POI 類別中的自然地物、旅游景點(diǎn)兩個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行POI興趣點(diǎn)的爬取，并剔除單純的自然資源數(shù)據(jù)之后，對(duì)剩余的自然文化要素進(jìn)行辨別、選取、分析研究，并對(duì)單個(gè)自然文化要素名稱進(jìn)行獲取。

（三）社會(huì)文化要素

一個(gè)城市的文化活動(dòng)與傳播，往往與人們的日常生活、社會(huì)活動(dòng)密切相關(guān)。在人類的生產(chǎn)生活過程中，產(chǎn)生生活習(xí)俗等的社會(huì)文化也影響著城市的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。湟中城市發(fā)展也由單一宗教（塔爾寺）這一影響要素，隨著居民活動(dòng)逐漸豐富，發(fā)展出城市居住、貿(mào)易、生活服務(wù)等功能，產(chǎn)生社會(huì)活動(dòng)和社會(huì)文化，而不僅僅是受到宗教文化的影響。

在近現(xiàn)代，隨著湟中縣經(jīng)濟(jì)文化以及旅游發(fā)展的需求不斷提高，湟中縣逐漸重視和發(fā)展社會(huì)公共文化，增加文化活動(dòng)場(chǎng)所、文化活動(dòng)中心和建筑，如藏文化館、湟中八瓣蓮花非物質(zhì)文化體驗(yàn)中心、河湟文化博物館等（圖3）。因此，本文中的社會(huì)文化要素是指在人類公共聚集活動(dòng)中進(jìn)行文化傳播的社會(huì)物質(zhì)要素，包括公共文化設(shè)施、公共文化場(chǎng)所、文化廣播等。對(duì)興趣點(diǎn)的選取，參考百度POI一級(jí)行業(yè)分類，選取文化傳媒、教育培訓(xùn)、文化活動(dòng)廣場(chǎng)等三個(gè)興趣點(diǎn)，同時(shí)對(duì)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行辨別和選擇。

（四）湟中文化要素空間分布

根據(jù)上段對(duì)湟中文化要素的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建，如表1所示，對(duì)文化基因興趣點(diǎn)進(jìn)行界定和獲取。并對(duì)表1中的宗教教育文化要素進(jìn)行說明：在作者的實(shí)地調(diào)研和與洛桑贏巴法師的交談中得知，早期以及現(xiàn)在當(dāng)?shù)氐暮⑼ㄟ^成為僧侶在塔爾寺內(nèi)進(jìn)行藏族文字和知識(shí)的學(xué)習(xí)。在藏族文化中，宗教早與日常社會(huì)生活融為一體，塔爾寺本身就是青海佛學(xué)院的最高學(xué)府。

通過對(duì)數(shù)據(jù)的剔除、選取整理后，獲得湟中縣文化要素的空間分布圖，如圖4所示。

從圖中可以看出，主要文化要素集中分布于魯沙爾鎮(zhèn)，多巴鎮(zhèn)及其周邊地區(qū)。從湟中縣的整體行政范圍來看，主要分布于鎮(zhèn)域南側(cè)。這與湟中縣域內(nèi)的北部多山脈少城鎮(zhèn)的縣域發(fā)展情況相吻合。從文化要素類型來看，環(huán)境文化要素多集中于西南側(cè)山脈地區(qū)中，且布局集中于魯沙爾鎮(zhèn)域西南側(cè)及其周邊范圍，從魯沙爾鎮(zhèn)高程數(shù)據(jù)也可以看出，西南部地勢(shì)較高。宗教文化要素多分布于魯沙爾鎮(zhèn)和多巴鎮(zhèn)等城鎮(zhèn)活動(dòng)密集地區(qū)，與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。從圖4中可以看出：藏傳佛教主要聚集分布于魯沙爾鎮(zhèn)內(nèi)，數(shù)量較多且分布集中;伊斯蘭教則散布于各個(gè)村中之中，分布較為分散，且從圖中可以明顯看出魯沙爾鎮(zhèn)和多巴地區(qū)較其他地區(qū)數(shù)量更多，更集中。而漢族世俗神廟則零星地廣泛分布于鎮(zhèn)域之中。

二、數(shù)據(jù)與方法

（一）POI方法運(yùn)用

POI，也叫興趣點(diǎn)，是一種帶地理坐標(biāo)信息的位置數(shù)據(jù)，作為大數(shù)據(jù)的一種，可以從宏觀層面進(jìn)行整體面貌分析，因此現(xiàn)在被廣泛運(yùn)用于城市空間、城市活動(dòng)研究中。百度地圖的POI接口SDK提供了三種類型的POI檢索：周邊檢索、區(qū)域檢索和城市內(nèi)檢索。本文通過城市行政區(qū)域內(nèi)檢索，從而獲取所需的湟中縣的POI數(shù)據(jù)。

從文化要素興趣點(diǎn)的爬取的實(shí)際獲取數(shù)量和分布結(jié)果來看，本文將選取湟中縣域和魯沙爾鎮(zhèn)域兩個(gè)范圍區(qū)定為數(shù)據(jù)獲取范圍，即本文的研究范圍。

對(duì)于湟中縣域坐標(biāo)范圍（經(jīng)緯度：左下角東經(jīng)101.1722°，北緯36.2369°;右上角東經(jīng)101.9027°，北緯37.0624°。）和湟中縣魯沙爾鎮(zhèn)域坐標(biāo)范圍（經(jīng)緯度：左下角東經(jīng)101.3176°，北緯36.3727°;右上角東經(jīng)101.6209°，北緯36.5402°）內(nèi)的興趣點(diǎn)進(jìn)行爬取。范圍如圖5所示。

對(duì)湟中縣域和魯沙爾鎮(zhèn)域內(nèi)的百度地圖興趣點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的爬取和匯總，共獲得二百九十六個(gè)數(shù)據(jù)。通過表1和百度 POI 類別一覽表[10]分類的類別情況對(duì)照，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，剔除無效數(shù)據(jù)以及錯(cuò)誤、重復(fù)等數(shù)據(jù)，將剩下的科學(xué)數(shù)據(jù)作為本文的POI基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行下一步的分析，呈現(xiàn)魯沙爾鎮(zhèn)域內(nèi)文化要素的分布境況。

（二）核密度分析

核密度分析為空間點(diǎn)模式分析中的一種，根據(jù)興趣點(diǎn)在空間中的位置信息來探索點(diǎn)數(shù)據(jù)的分布模式與布局特征，對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析來描述點(diǎn)數(shù)據(jù)的分布密度、分布范圍、分布中心以及分布軸線。

核密度估計(jì)法：使用核函數(shù)根據(jù)點(diǎn)要素計(jì)算每單位面積的量值，以將各個(gè)點(diǎn)擬合為光滑錐狀表面。一般通過測(cè)度研究區(qū)域中單位面積上的事件數(shù)來估計(jì)各點(diǎn)的密度值。

本文使用ArcGIS中的核密度分析工具，具體計(jì)算方法如式（1）所示：

f（x）是x處的核密度計(jì)算函數(shù)， n為距離x處歐氏距離小于h的要素的個(gè)數(shù)，h是進(jìn)行距離衰減計(jì)算的閾值，k表示空間權(quán)重函數(shù)。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，對(duì)距離衰減閾值進(jìn)行調(diào)試，使用了 250m×250m的柵格作為數(shù)據(jù)輸出。

將研究區(qū)域進(jìn)行規(guī)則格網(wǎng)劃分;計(jì)算帶寬;將文化要素分布數(shù)據(jù)換算成格網(wǎng)密度值，把文化要素點(diǎn)密度數(shù)據(jù)連到格網(wǎng)中心點(diǎn)上;使用空間連續(xù)數(shù)據(jù)核心估計(jì)函數(shù)把中心點(diǎn)上的核密度值插成格網(wǎng)表面，形成點(diǎn)要素的密度分析圖。根據(jù)本文的研究對(duì)象，疊加湟中縣域行政區(qū)劃圖和魯沙爾鎮(zhèn)域行政范圍圖，獲得相應(yīng)的核密度分析圖 （圖6、7）。

湟中縣文化要素的核密度分析結(jié)果如圖6所示?？傮w上呈現(xiàn)單一核心的文化要素聚集區(qū)，中心密度集中，周邊稀疏。文化要素的聚集程度在魯沙爾鎮(zhèn)較高，周邊城鎮(zhèn)較低。中心呈一核心聚集，外部離心，呈多組團(tuán)狀態(tài)，且無明顯的過渡區(qū)域。西南部組團(tuán)連接成片狀分布，北側(cè)和東側(cè)組團(tuán)則各自分散分布，隱約有各自的聚集中心，獨(dú)立性較強(qiáng)。由于文化要素的核密度分析結(jié)果呈單一核心，且聚集程度較高，核心內(nèi)點(diǎn)數(shù)據(jù)較多，而湟中縣域范圍較廣。為了更好地分析核心內(nèi)的文化要素分布情況，對(duì)研究范圍進(jìn)行縮小，縮小為魯沙爾城鎮(zhèn)區(qū)進(jìn)行分析，以其獲得城市內(nèi)更為清晰的分析結(jié)果。

魯沙爾鎮(zhèn)文化要素的核密度分析結(jié)果如圖7所示，呈三個(gè)核心，即塔爾寺建筑群，核心區(qū)內(nèi)最為集中的部位是塔爾寺廣場(chǎng)、大金瓦寺和時(shí)輪學(xué)院，沿塔爾寺建筑群呈帶狀分布。由顏色深淺過渡過程，反映文化要素的外圍擴(kuò)散狀態(tài)。西側(cè)和東側(cè)呈組團(tuán)片狀分布，核心聚集，周邊稀疏。西側(cè)的組團(tuán)可以清晰地看出沿街道分布，魯沙爾大清真寺處隱約出現(xiàn)中心集中點(diǎn)，根據(jù)衛(wèi)星圖的信息情況可以看出，此處為居民生活區(qū)，點(diǎn)要素信息為三級(jí)指標(biāo)清真寺和劉琦廟，處于生活區(qū)，與當(dāng)?shù)鼐用竦淖诮袒顒?dòng)息息相關(guān)。城市東側(cè)的組團(tuán)即為青海藏文化館，湟中縣文化館等社會(huì)文化要素也沿城市街道分布，處于新區(qū)，且數(shù)量較少。這也與這些場(chǎng)館于城市后期建設(shè)有關(guān)。

三、結(jié)語

本文從計(jì)量分析的視角對(duì)湟中縣文化基因的空間布局進(jìn)行分析研究，建立文化要素指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。通過百度地圖提供的POI功能，以量化的方式對(duì)湟中縣的文化要素進(jìn)行核密度分析處理。通過數(shù)據(jù)處理得知湟中縣文化要素核心聚集于魯沙爾鎮(zhèn)內(nèi)，魯沙爾鎮(zhèn)外周邊要素組團(tuán)分布于湟中縣的西南側(cè)，多為自然文化要素。宗教文化要素和社會(huì)文化要素多集中于城鎮(zhèn)建設(shè)中，由此可見文化基因與城鎮(zhèn)發(fā)展密切相關(guān)，相互交融，分布于魯沙爾鎮(zhèn)居民日?；顒?dòng)范圍內(nèi)，以塔爾寺建筑群為核心向外圍擴(kuò)散。

從點(diǎn)要素的信息可以看出，魯沙爾鎮(zhèn)藏傳佛教建筑還是以塔爾寺為中心，圍繞塔爾寺形成群體。城區(qū)內(nèi)同時(shí)存在少量漢傳廟宇建筑。而清真寺則圍繞居民區(qū)興起，除了城鎮(zhèn)中的三處清真寺外，多分散于其他鎮(zhèn)區(qū)。教堂則多存在于鄉(xiāng)村，如鎮(zhèn)域外的黑嘴天主教堂。

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[10]POI類別一覽表[EB/OL].[2020-02-15].http：//lbsyun.baidu.com/index.php？title=lbscloud/poitags.

作者簡(jiǎn)介：

謝培琦，河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院建筑學(xué)專業(yè)碩士研究生。研究方向：城市規(guī)劃。

段漢明，教授，博士生導(dǎo)師，河南工業(yè)大學(xué)城市科學(xué)與區(qū)域發(fā)展研究所所長(zhǎng)。研究方向：城市規(guī)劃。