空間分析技術(shù)在特色小鎮(zhèn)前期策劃中的應(yīng)用探索
——以建德市乾潭鎮(zhèn)為例

李若嘉，張藝鈴，何韶穎

（廣東工業(yè)大學(xué) 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，廣東 廣州 510090）

特色小鎮(zhèn)是我國城鄉(xiāng)融合發(fā)展的新動(dòng)力和新載體。挖掘城鎮(zhèn)積淀的人文歷史與山水景觀優(yōu)勢資源，推動(dòng)特色小鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)，有助于發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)，帶動(dòng)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展。自2017年《關(guān)于規(guī)范推進(jìn)特色小鎮(zhèn)和特色小城鎮(zhèn)建設(shè)的若干意見文件》發(fā)布以來，特色小鎮(zhèn)建設(shè)在數(shù)量和質(zhì)量上取得階段性進(jìn)展，同時(shí)也暴露出小鎮(zhèn)規(guī)劃設(shè)計(jì)科學(xué)性不足與滯后性嚴(yán)重等問題[1]。

近20年來，空間分析技術(shù)被廣泛運(yùn)用于城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域。例如，胡明星等[2]創(chuàng)造性地將GIS(Geographic Information System)運(yùn)用于歷史街區(qū)的現(xiàn)狀調(diào)查、保護(hù)規(guī)劃編制與日常保護(hù)管理的工作中，提高了歷史街區(qū)規(guī)劃與保護(hù)的科學(xué)性、合理性；毛峰等[3]提出現(xiàn)代空間信息技術(shù)將是城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域的重要技術(shù)手段，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了城鄉(xiāng)空間規(guī)劃支持系統(tǒng)的模型與框架。隨著空間句法研究的深入，學(xué)者們開始探索將GIS與空間句法相結(jié)合運(yùn)用于規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中。孫毅中等[4]利用GIS的數(shù)據(jù)庫功能與建模能力以及空間句法對城市結(jié)構(gòu)形態(tài)的量化研究，提高了空間技術(shù)在城市結(jié)構(gòu)形態(tài)方面的研究能力；孫一民、王成芳結(jié)合GIS的多因子評價(jià)與空間句法對街區(qū)結(jié)構(gòu)形態(tài)的定性定量分析，采用“點(diǎn)、線、面”結(jié)合的方法[5]，既為歷史街區(qū)保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)提供新方法，也為空間分析技術(shù)在特色小鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)的應(yīng)用提供新思路。

隨著建筑策劃研究在國內(nèi)逐步受到重視，國內(nèi)學(xué)者在羅伯特·G·赫什伯格“建筑策劃”基礎(chǔ)上提出“規(guī)劃策劃”概念，并運(yùn)用在傳統(tǒng)村落規(guī)劃的前期策劃研究中[6]。在定量分析的工作中，空間句法被引入建筑策劃過程中的預(yù)評價(jià)進(jìn)行可行性分析[7]，并逐漸推廣到規(guī)劃設(shè)計(jì)前期策劃中。已有的研究成果為空間分析技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用打下理論基礎(chǔ)，但綜合運(yùn)用GIS與空間句法等多元空間分析技術(shù)的研究案例還比較有限，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用在小尺度鎮(zhèn)區(qū)如特色小鎮(zhèn)的前期策劃中的案例也不多見，研究的廣度與深度有待拓展。

本文嘗試以浙江省建德市乾潭鎮(zhèn)特色小鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)為例，結(jié)合GIS的數(shù)據(jù)管理、決策分析和空間句法的量化分析，探討空間分析技術(shù)在特色小鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)前期策劃中的作用及意義，以期為乾潭鎮(zhèn)特色小鎮(zhèn)及其他類似的特色小鎮(zhèn)建設(shè)前期策劃提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐和規(guī)劃依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

建德市乾潭鎮(zhèn)隸屬于浙江省杭州市，位于錢塘江上游，杭州西湖-富春江-千島湖-黃山這一黃金旅游路線中段(見圖1)。乾潭鎮(zhèn)歷史悠久，早在商周時(shí)期就有祖先在此從事耕織活動(dòng)，且自然景觀豐富，富春江國家森林公園、建德“新安十景”中的“葫蘆飛瀑”“七里揚(yáng)帆”“子胥野渡”都位于該鎮(zhèn)境內(nèi)。該鎮(zhèn)地處長三角，游客出游頻率高、消費(fèi)能力強(qiáng)，旅游區(qū)位條件優(yōu)越。除了豐富的旅游資源，乾潭鎮(zhèn)家紡行業(yè)歷史悠久，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷國內(nèi)外，發(fā)展至今，家紡行業(yè)已成為該鎮(zhèn)支柱產(chǎn)業(yè)，乾潭鎮(zhèn)由此得名“中國家紡寢具名鎮(zhèn)”。乾潭鎮(zhèn)被列為全國小城鎮(zhèn)綜合改革試點(diǎn)鎮(zhèn)和國家小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)綜合開發(fā)示范鎮(zhèn)，為浙江省100個(gè)中心鎮(zhèn)之一?！督ǖ率新糜伟l(fā)展總體規(guī)劃》(2011-2025)將乾潭鎮(zhèn)定位為杭州“兩江三岸”黃金旅游路線的重要節(jié)點(diǎn)，將由“建德東大門”向“建德市域副中心”跨越，打造特色的“山水畫、生態(tài)牌、健康地”，樹立宜居、宜業(yè)、宜閑的“杭州都市圈生態(tài)城”品牌。項(xiàng)目計(jì)劃在保留原有舊城風(fēng)貌基礎(chǔ)上，以開發(fā)傳統(tǒng)文化、發(fā)展休閑旅游為目的，劃定舊鎮(zhèn)區(qū)南部總用地面積達(dá)92.18 hm2的范圍為特色小鎮(zhèn)建設(shè)開發(fā)區(qū)，該區(qū)域東至杳嶺腳村，南、西兩面到胥溪，北至子胥路和東排渠。本文所研究方案范圍規(guī)模為23.91 hm2，約占開發(fā)區(qū)面積的1/4(見圖2)。

圖1 乾潭鎮(zhèn)區(qū)位圖Fig.1 Location map of Qiantan town

圖2 開發(fā)區(qū)域區(qū)位圖Fig.2 Location map of development area

2 空間分析技術(shù)的應(yīng)用與分析

2.1 GIS的應(yīng)用與分析

2.1.1 地形分析

GIS中的地形分析主要包括高程分析、坡度分析和坡向分析。

(1)高程分析。

高程，即指地球表面任意一點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離[8]。高程分析圖中同一色相不同飽和度表示局部區(qū)域內(nèi)高程差，說明了研究區(qū)域內(nèi)地形的起伏變化，可初步判定該地區(qū)地形地勢特征。乾潭鎮(zhèn)的高程分析圖中，胥溪北岸丘陵地帶以及南岸靠近烏龍山主體地區(qū)高差變化大，絕對高程差最大值接近140 m，位于胥溪北岸的基地紅線范圍內(nèi)高程差較小，整體相對平坦(見圖3)。

圖3 高程分析圖Fig.3 Elevation analysis chart

(2) 坡度分析。

坡度，指的是地球表面任意一點(diǎn)所處平面與水平面之間的夾角。采用百分比法表示坡度，即兩點(diǎn)的高程差與其路程的百分比[8]。坡度分析圖中，分析結(jié)果按ArcGIS軟件中自然間斷點(diǎn)分級法(Jenks法)進(jìn)行梯度分級，胥溪北岸丘陵地帶與南岸靠近烏龍山主體地區(qū)最大坡度在50%以上，位于南岸的紅線范圍因含有山體，其最大坡度亦大于50%，坡度較大，地勢陡峭，不建議開發(fā)使用，或作為景觀綠化使用；胥溪北岸紅線范圍坡度基本在10%以下，一般來說表明該區(qū)域地勢平緩，可直接開發(fā)利用(見圖4)。

(3) 坡向分析。

坡向，指的是該點(diǎn)坡面法線在水平面上的投影的方向，GIS中坡向分析圖會(huì)產(chǎn)生10個(gè)圖例指代不同坡向，坡向?qū)ι降厣鷳B(tài)有著較大影響，因此會(huì)造成山地不同坡向植被覆蓋情況有著明顯區(qū)別[9]。坡向分析圖中，基地紅線范圍內(nèi)，胥溪北岸相對平坦，南岸靠近烏龍山主體，坡向朝北，即處于山陰(見圖5)。

根據(jù)地形分析的結(jié)果，基地范圍內(nèi)，胥溪北岸整體較為平坦，且胥溪河道對其形成拱衛(wèi)之勢，適宜較大規(guī)模的建設(shè)開發(fā)；胥溪南岸靠近烏龍山主體，高差變化大，坡度較陡，且為北向坡，不適宜進(jìn)行較大規(guī)模建設(shè)，但山水景觀較好，適宜作為北岸的主要景觀對景。

圖4 坡度分析圖Fig.4 Slope analysis chart

圖5 坡向分析圖Fig.5 Slope analysis chart

2.1.2 多因子用地適宜性與土地價(jià)值分析

特色小鎮(zhèn)建設(shè)中可供開發(fā)利用的土地面積較小，因此，在特色小鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)前期策劃中，從考慮集約化發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展出發(fā)，利用GIS對建設(shè)用地適宜性及土地價(jià)值進(jìn)行可視化分析，為科學(xué)編制規(guī)劃方案提供了重要依據(jù)。

(1) 用地適宜性分析。

用地適宜性分析，亦稱建設(shè)用地適宜性分析，是指綜合考量多方面的影響因素，在此基礎(chǔ)上通過某種特定的方法或技術(shù)手段將土地分為不同的適宜等級[10]。GIS中的用地適宜性分析建立在多因子加權(quán)疊加運(yùn)算上，本文中各參評因子的確定參考文獻(xiàn)[10]，將交通便捷性、環(huán)境適宜性(包括濱水環(huán)境、工業(yè)影響和山林綠化)、城鎮(zhèn)氛圍及地形適宜性(包括高程、坡度和坡向)作為用地適宜性分析的參評因子。用地適宜性分析圖中，顏色越冷，用地適宜性越高(見圖6)。

圖6 鎮(zhèn)域用地適宜性分析Fig.6 Suitability analysis of town land

(2) 土地價(jià)值分析。

土地價(jià)值分析，是特色小鎮(zhèn)規(guī)劃功能分區(qū)的主要依據(jù)。同上文，在參考文獻(xiàn)[10]基礎(chǔ)上確定多因子加權(quán)疊加運(yùn)算各參評因子，將交通可達(dá)性、環(huán)境質(zhì)量(包括濱水環(huán)境、工業(yè)影響和山林綠化)、城鎮(zhèn)重要節(jié)點(diǎn)及開發(fā)成本(包括高程、坡度)作為土地價(jià)值分析的參評因子。土地價(jià)值分析圖中，顏色越淺，土地價(jià)值越高(見圖7)。

圖7 土地價(jià)值分析圖Fig.7 Land value analysis chart

根據(jù)用地適宜性與土地價(jià)值分析，用地紅線范圍內(nèi)，胥溪北岸用地適宜性及土地價(jià)值得分均較高，建議規(guī)劃為商業(yè)和居住用地，如建設(shè)酒店等商業(yè)價(jià)值高的功能布置，在城市設(shè)計(jì)層面上，酒店北側(cè)東西向道路的重要性有待加強(qiáng)，不僅僅作為東西向交通要道，還可考慮提升其商業(yè)性，北側(cè)原設(shè)計(jì)的東西向機(jī)動(dòng)車道，則可考慮改為居住區(qū)內(nèi)部道路，注重步行適宜性設(shè)計(jì)；胥溪南岸用地適宜性及土地價(jià)值得分相對北岸略低，用地狹長，適宜建設(shè)旅游配套設(shè)施(如餐飲)，以及設(shè)置被觀賞的景觀建筑。

2.1.3 三維天際線分析

城市天際線作為提高城市形象與城市空間品質(zhì)的重要因素，歷來被設(shè)計(jì)師們所重視，關(guān)于城市天際線的研究也實(shí)現(xiàn)了從定性到定量的轉(zhuǎn)變[11]。胥溪穿乾潭鎮(zhèn)而過，利用GIS對鎮(zhèn)域進(jìn)行三維天際線分析成為特色小鎮(zhèn)規(guī)劃設(shè)計(jì)前期策劃中的重要一步。GIS中的天際線分析工具生成一個(gè)3D折線，該折線是天空與各眺望點(diǎn)周圍的表面以及要素相分離的界線(見圖8)。該分析基于函數(shù)或者虛擬表面上方的觀察點(diǎn)進(jìn)行，計(jì)算天空的可見性(見圖9)，天空可視率計(jì)算結(jié)果為圖中藍(lán)色區(qū)域占整個(gè)圓形視域的百分比。乾潭鎮(zhèn)前期策劃的三維天際線分析中，在建筑布置的情境下，選取設(shè)計(jì)方案中胥溪北岸的酒店及旅游綜合體節(jié)點(diǎn)為例，為乾潭特色小鎮(zhèn)打造旅游品牌形象提供方案建議。

圖8 旅游綜合體天際線分析圖Fig.8 Analysis chart of tourist complex skyline

圖9 天空可視率分析圖Fig.9 Sky visibility analysis chart

通過圖8和圖9可看出，根據(jù)設(shè)計(jì)方案所布置的酒店及旅游綜合體視野開闊，如圖8依據(jù)各建筑體型分布4個(gè)觀察點(diǎn)，天空綜合可視率為94.5%。位于建筑屋頂?shù)囊暰€既可達(dá)對岸的自然山體、沿江開放空間、近處水域、濱水大道，也可達(dá)北部別墅院落與高層住宅，形成景象豐富、層次多樣的天際線，可根據(jù)不同視覺效果將建筑不同的建筑功能設(shè)置于不同方位，合理利用周圍景觀環(huán)境。

2.2 空間句法的應(yīng)用與分析

2.2.1 整體交通網(wǎng)絡(luò)分析

空間句法中的交通網(wǎng)絡(luò)分析是指在分析過程中，忽略道路的寬度，以道路中心軸線表示其所處的空間位置，在此基礎(chǔ)上對城市道路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定量分析。在進(jìn)行交通網(wǎng)絡(luò)分析之前，設(shè)定空間句法計(jì)算的基本參數(shù)。整合度，表示節(jié)點(diǎn)與整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)聯(lián)系的緊密程度，在交通網(wǎng)絡(luò)分析中表示為到達(dá)交通的可達(dá)性[12]；選擇度，指的是一個(gè)空間出現(xiàn)在最短拓?fù)渎窂缴系拇螖?shù)，其意義是表明某空間吸引穿越交通的潛力大小，在交通網(wǎng)絡(luò)分析中表示為穿越性交通的可達(dá)性[13]。

在本文中，全局指代整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，局部指代針對特定半徑為600 m的局部系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。首先從整體機(jī)動(dòng)車交通路網(wǎng)進(jìn)行分析，考察方案設(shè)計(jì)對區(qū)域整體交通的影響。分析圖中，顏色冷暖表示數(shù)值大小，顏色越暖，數(shù)值越大。

在基于整體交通網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的整合度分析圖(見圖10)和選擇度分析圖(見圖11)中，可以明顯看出國道、子胥路西段以及建北南路是整個(gè)地塊及周邊的交通核心，兩者呈現(xiàn)較強(qiáng)的相關(guān)性聯(lián)系。在中心區(qū)則是呈現(xiàn)子胥路——育才東路的兩條主要東西向交通走廊。鎮(zhèn)區(qū)可達(dá)性高的區(qū)域集中于現(xiàn)有鎮(zhèn)區(qū)附近，與周邊道路有較大的可達(dá)性斷層。

圖10 現(xiàn)狀整合度分析圖Fig.10 Analysis chart of current traffic network

圖11 現(xiàn)狀選擇度分析圖Fig.11 Analysis chart of current situation selectivity

在項(xiàng)目規(guī)劃規(guī)劃方案中，提出增加國道沿線的接入道路，根據(jù)規(guī)劃方案所做的整合度分析圖(見圖12)和選擇度分析圖(見圖13)可以看出，鎮(zhèn)區(qū)中心的可達(dá)性有了明顯的提高，且道路網(wǎng)向南蔓延至江堤，使鎮(zhèn)區(qū)與新區(qū)的結(jié)構(gòu)框架凸顯出來。子胥路、國道、沿江大道西段、迎賓路的交通量將處于區(qū)域內(nèi)較高的等級，需要對道路進(jìn)行渠化等精細(xì)化設(shè)計(jì)。

圖12 規(guī)劃方案整合度分析圖Fig.12 Planned traffic network integration analysis chart

圖13 規(guī)劃方案選擇度分析圖Fig.13 Analysis chart of planning scheme selectivity

2.2.2 基地內(nèi)部交通網(wǎng)絡(luò)分析

內(nèi)部交通網(wǎng)絡(luò)分析是考慮一定出行范圍的局部系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合度分析，目的在于考察方案設(shè)計(jì)的交通組織合理性。圖中顏色越深表示該路段整合度越高，即在半徑為600 m的出行范圍內(nèi)交通可達(dá)性越高。分析圖(見圖14)顯示，經(jīng)過規(guī)劃的交通網(wǎng)絡(luò)整合度中心向南蔓延，居住區(qū)外圍交通整合度較高，交通可達(dá)性較高，內(nèi)部則保持了一定的私密性，這也說明了過境交通沒有過多侵入居住區(qū)內(nèi)部。疊加車行與人行網(wǎng)絡(luò)后(見圖15)，加強(qiáng)了居住區(qū)與濱河地帶的連接，也使沿河大道從城市結(jié)構(gòu)上與城市中心保持了更好的整體關(guān)系。

2.2.3 視域分析

圖14 規(guī)劃方案機(jī)動(dòng)交通整合度分析圖Fig.14 Analysis chart of motor traffic integration planning scheme

圖15 規(guī)劃方案綜合網(wǎng)絡(luò)整合度分析圖(車行+人行)Fig.15 Comprehensive network integration analysis chart of planning scheme (vehicle + pedestrian)

空間句法中的視域分析是在將三維空間轉(zhuǎn)化為二維平面后，用無限細(xì)分的方格網(wǎng)，將空間結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)譯成小方格組成的空間系統(tǒng)，考慮元素與元素之間的某種數(shù)學(xué)關(guān)系[14]。與凸空間分析法將空間劃分為單位凸空間相比，視域分析將空間劃分得無限接近于“點(diǎn)”，因此，這將變成處理點(diǎn)與點(diǎn)之間的關(guān)系。根據(jù)整體可視性分析圖結(jié)果，除沿江地帶外，基地內(nèi)部也有不少整體可視性很高的點(diǎn)，只需稍微移動(dòng)這些點(diǎn)的距離，視域就會(huì)變得非常廣，這些位置是次要的景觀視域節(jié)點(diǎn)(見圖16)。視域分析中所作視覺趣味性分析，顏色越冷，趣味性越強(qiáng)。在關(guān)于乾潭鎮(zhèn)的視覺趣味性分析中，趣味點(diǎn)集中于東西向道路上，在此處行走過程中信息量會(huì)有巨大的變化，類似于傳統(tǒng)中國園林設(shè)計(jì)手法上的“步移景異” (見圖17)。結(jié)合以上分析所作的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案基本上可以確定形成兩種線性空間，一種是儀式性很強(qiáng)的中軸對稱、視野最開闊的中央步行軸線；另一種是潛在的視覺趣味性較強(qiáng)的次要軸線，建議加強(qiáng)該軸線的景觀趣味性設(shè)計(jì)。

在視域面積分析中，通過對景觀大道上等距離采樣取點(diǎn)進(jìn)行視線分析，最后將所有點(diǎn)的視域多邊形進(jìn)行重疊合并切割，統(tǒng)計(jì)重疊次數(shù)，將獲得最終視域可達(dá)性分析圖(如圖18)，顏色越深代表看到的次數(shù)越多。結(jié)合分析可得出，基地范圍內(nèi)，胥溪兩岸為視域最佳范圍。其中，南岸是沿著北岸沿江大道行走時(shí)視域最集中的位置，且當(dāng)?shù)仄挛蓓斀ㄖH具特色，可考慮對其進(jìn)行風(fēng)貌提升設(shè)計(jì)，以烏龍山為背景建造可供北岸眺望的景觀對景帶，或另在南岸設(shè)置地標(biāo)性的景觀構(gòu)筑物。

圖16 整體可視性分析圖Fig.16 Overall visibility analysis chart

圖17 視覺趣味性分析圖Fig.17 Visual interest analysis chart

圖18 視域可達(dá)性分析圖Fig.18 Visual accessibility analysis chart

3 結(jié)語

本文利用GIS科學(xué)的數(shù)據(jù)庫管理以及數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)，結(jié)合空間句法關(guān)于城市結(jié)構(gòu)形態(tài)的定性定量分析，將空間分析技術(shù)引入到特色小鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)前期策劃中去。實(shí)踐證明，基于研究區(qū)域的地形地勢、用地適宜性以及交通網(wǎng)絡(luò)整合度與選擇度、視域可達(dá)性等分析結(jié)果，能較好地服務(wù)于特色小鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)的前期策劃，合理劃分小鎮(zhèn)功能布局，挖掘特色景觀資源，改善小鎮(zhèn)公共空間形態(tài)。特色小鎮(zhèn)建設(shè)路徑具有多樣性，利用空間分析技術(shù)制定具有科學(xué)性與前瞻性的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，將為特色小鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展提供新方法、新思路。