基于ANP 和GIS 的傳統(tǒng)聚落保護評價體系研究
——以河北井陘中部聚落為例

彭鵬，黃宇軒，胡文利，栗坤

（石家莊鐵道大學 建筑與藝術(shù)學院，河北石家莊 050043）

0 引言

傳統(tǒng)聚落作為人類歷史遺留的寶貴物質(zhì)文化財產(chǎn)，是由多樣歷史價值要素所組成的一個復雜綜合體。但目前，我國現(xiàn)行傳統(tǒng)聚落保護方式，多基于問卷調(diào)研、專家評判等經(jīng)驗性要素進行傳統(tǒng)村落的保護修繕，缺乏對聚落發(fā)展過程的量化考量[1]。國內(nèi)當前的傳統(tǒng)聚落數(shù)量多、分布廣，但保護類型較為簡單，歷史價值判斷標準較為模糊?，F(xiàn)行保護體系下傳統(tǒng)聚落保護同質(zhì)化，缺乏對其歷史價值的認識。傳統(tǒng)聚落包含歷史見證、學術(shù)研究、欣賞、懷舊及旅游等多重價值[2]。因此，在系統(tǒng)地剖析了歷史上傳統(tǒng)聚落的價值特點與各種影響歷史傳統(tǒng)聚落價值因素之間的相互關系的基礎上，通過探討和建立一種切實可行的傳統(tǒng)聚落價值評估系統(tǒng)與辦法，對準確地找到傳統(tǒng)聚落價值保護中存在的重大問題，對科學合理地制定規(guī)劃措施，促進人們對歷史文化遺產(chǎn)的保護與傳承，都將產(chǎn)生非常關鍵的意義。

從當前國內(nèi)外的遺產(chǎn)保護評價研究來看，遺產(chǎn)保護評價的數(shù)據(jù)信息多從人為感知的角度進行評價，缺乏對客觀統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析與評價，遺產(chǎn)保護評價中不僅有主觀的認知要素，客觀的環(huán)境因素也應該是影響歷史遺產(chǎn)評價的重要組成部分，并且主觀評價因素受專業(yè)背景、評價目的、價值觀念的影響，往往有所偏差，在普遍代表性意義上還存在欠缺。但由于歷史遺產(chǎn)的人文屬性，社會調(diào)查也應是評價體系的重要組成部分。具體到國內(nèi)傳統(tǒng)聚落保護評價研究，主要集中在問卷調(diào)研與統(tǒng)計方法的應用方面，關于歷史文化聚落應用客觀環(huán)境要素進行量化評價的研究還較為鮮見；而從當前國內(nèi)外GIS 技術(shù)在傳統(tǒng)聚落的應用來看，GIS 技術(shù)多用于對傳統(tǒng)聚落景觀基因的提取，缺乏對不同聚落遺產(chǎn)評價的要素提取及橫向?qū)Ρ?。GIS 技術(shù)在聚落的遺產(chǎn)評價中可以直觀地反映聚落形態(tài)的特點，應用GIS 技術(shù)將有利于傳統(tǒng)聚落評價的客觀環(huán)境因素的提取。

1 井陘地區(qū)評價指標體系的構(gòu)建

1.1 景觀評價因子的選取原則

傳統(tǒng)聚落歷史資源評價指標體系的合理性依存于指標選取的全面性和合理性。另外，歷史資源評價指標選取突出“歷史”“文化”“地理”等方面的指標，使其具有一定代表性。并且在選擇指標時也應根據(jù)客觀性和科學性、系統(tǒng)性和層次性、地域性、可操作性等原則來選擇。

1.2 確立評價指標體系

指標體系的建立會在一定程度上影響研究結(jié)果的合理性及正確性，故而，指標的選取應以國家認可的評價指標體系為基礎，結(jié)合現(xiàn)有研究成果和研究案例的指標體系，通過實地調(diào)研深入了解研究區(qū)域概況的基礎上綜合確定。國內(nèi)現(xiàn)有相關評價體系作為相對成熟的評價指標體系，經(jīng)過反復認證和實踐檢驗，是較為科學的評價體系，其中均包含對村落價值方面的評價標準，這類指標便具有較高的公信度。對制定關于村落價值方面的指標時具有借鑒意義，不足之處在于這類指標涵蓋的內(nèi)容較為寬泛，缺乏針對性，且專家眼中認定的價值和保護者心目中認定的價值，兩者評判標準存在一定差異。需要在類似評價指標的基礎上，進行適當?shù)恼{(diào)整。

以國家政策作為框架基礎，制定多個層級的保護規(guī)劃，提出保障措施。從文化線路保護的理念、原則、格局層次和保護戰(zhàn)略等方面規(guī)劃歷史文化的保護體系建設，并針對整體構(gòu)建目標，提出切實有效的實施對策。進行規(guī)劃制定時，應打破過去歷史文化保護規(guī)劃的地域局限性，以文化線路價值體系為基礎，綜合遺產(chǎn)特性與地域來進行劃分[3]。

在選擇評價指標時遵循指標選取的全面性、針對性、可比性、可操作性和以人為本等原則[4]，結(jié)合已有的評價指標體系，并根據(jù)無人機采集的統(tǒng)計數(shù)據(jù)情況以及問卷調(diào)研情況，采用網(wǎng)絡分析法（ANP）結(jié)合GIS 技術(shù)，構(gòu)建主客觀相結(jié)合的歷史文化聚落保護評價體系。

1.3 聚落保護評價體系綜合模型

在傳統(tǒng)評價體系中發(fā)展出確定指標權(quán)重的方法較多，主要包含層次分析法（AHP）法、網(wǎng)絡分析法（ANP）法、專家打分法等主觀因素賦權(quán)法以及包含主成分分析法、熵權(quán)法、灰色聚類法、標準離差法的客觀因素賦權(quán)法。主觀因素賦權(quán)法指對分析對象中的各個因素根據(jù)其重要程度和個人經(jīng)驗主觀的判斷權(quán)重，該類方法比較完善、應用最多，但客觀性也較差，如AHP 法、ANP法、專家打分法等；客觀因素賦權(quán)法指對客觀獲取的資料加以整理、統(tǒng)計與分類，以便獲取資料權(quán)重的方法，此方法較主觀賦權(quán)法而言形成時間較晚且不完整，這類方法包含熵權(quán)法、標準離差法、灰色聚類法等。由于文化資源評價的主觀性不可避免，同時為了減少主觀因素對評價的影響以便能客觀、準確地確定歷史文化資源評價體系權(quán)重，本研究采用主客觀相結(jié)合的方法確定指標權(quán)重。首先利用ANP 法和熵權(quán)法分別計算各項指標權(quán)重，然后再用最小信息熵原理將兩種方法的權(quán)重進行組合計算進而得到最終權(quán)重。通過多種方法的綜合使用以最大限度地減少評價體系中主觀因素的影響。

1.3.1 運用網(wǎng)絡分析法計算指標權(quán)重

網(wǎng)絡層級分析法（the Analytic Network Process，ANP）是在層次分析法（AHP）的基石上，加以延伸的一門全新的決策科學方式。ANP 比較于AHP 而言，其結(jié)構(gòu)關系比較靈活，在解決問題時既考慮了元素內(nèi)部的相互依存關系，即內(nèi)部依存關系，也顧及到了元素集內(nèi)部的相互聯(lián)系與影響關系，即外部依存關系。因此，ANP 在處理決策問題時具有靈活、合理與可信度高的優(yōu)勢。

在ANP 模型建成后，在對目標層下準則層和元素集的優(yōu)勢進行判斷時，選取相關領域?qū)＜一驅(qū)W者共 6 名進行打分，以總目標為基準，對準則層進行兩兩優(yōu)勢度比較，最終再將所得數(shù)據(jù)進行加權(quán)平均計算。

元素集則需要考慮元素集之間的相互影響，因此在進行元素集之間的優(yōu)勢度比較時，應通過比較矩陣以元素為準則進行相關組內(nèi)元素之間的優(yōu)勢度比較，同時以準則層為基準進行元素集之間的比較。

1.3.2 運用熵權(quán)法計算指標權(quán)重

熵權(quán)法是類比物理學中熵值的概念反映系統(tǒng)混亂程度的方法，在本研究中主要利用熵值反映歷史文化聚落保護評價體系調(diào)研信息的無序程度，信息越無序，則在該項指標上專家意見分歧越大，相應權(quán)重越低。信息越有序，則該項指標上專家意見分歧較小，則相應權(quán)重較高。具體計算公式如下：

設有m 個評價指標、n 個評價對象，則形成原始數(shù)據(jù)矩陣R=(rij)m×n。對第 i 個指標的熵定義為：

fij為第 i 個指標下第 j 個評價對象占該指標的比重；n 為評價對象的個數(shù)；Hi為第 i 個指標的熵。

定義第 i 個指標的熵之后，第 i 個指標的熵權(quán)定義為：

1.3.3 計算組合權(quán)重

綜合指標的主觀權(quán)重w1i和客觀權(quán)重w2i可得組合權(quán)重iw，i=1～m。iw與w1i和w2i應盡可能接近。根據(jù)最小相對信息熵原理，用拉格朗日乘子法優(yōu)化可得組合權(quán)重計算式：

通過以上步驟，即可確定不同方法下歷史文化聚落保護評價體系中各指標的權(quán)重。對歷史文化聚落保護質(zhì)量進行綜合評價時，采用組合法權(quán)重對歷史文化聚落保護情況進行評價，系統(tǒng)層指標權(quán)重由指標層權(quán)重相加得到。單獨對系統(tǒng)層指標的質(zhì)量進行評價時，評價體系只含有系統(tǒng)層和指標層，不含目標層，指標層指標權(quán)重則通過計算原指標層權(quán)重與其對應的系統(tǒng)層權(quán)重的比值得到。

圖1 各聚落衛(wèi)星圖

傳統(tǒng)聚落歷史文化資源保護評價綜合計算模型：將指標組合權(quán)重iw與各聚落的指標無量綱化處理后的值iC進行合成運算，可得到各歷史文化聚落保護評價及各指標的評價值。

2 案例分析

2.1 研究地區(qū)概況

井陘的傳統(tǒng)聚落大多都是在遷徙過程中形成的，基于此本文選取當泉村、水峪村、地都村、小龍窩村、大梁江村為代表進行傳統(tǒng)聚落保護評價調(diào)研（表1、圖2），通過將調(diào)研細化分類成主觀部分和客觀部分，并采用不同的數(shù)據(jù)收集和分析方法最大限度保證分析的可靠性并減少主觀因素對最終評價產(chǎn)生的影響。

表1 各聚落基本情況

圖2 各聚落問卷調(diào)研結(jié)果

研究區(qū)域位于井陘縣中部，秦皇古道南側(cè)線路附近，聚落大都形成于明代人口大遷徙，因此聚落內(nèi)大多為代代相傳的單一宗族或若干大宗族，在聚落成型后人口遷入較少，傳統(tǒng)宗法制度影響較為深刻，具有代表性[5]。

2.2 地區(qū)評價數(shù)據(jù)收集

根據(jù)歷史文化資源保護評價體系來設計調(diào)查問卷，綜合評價傳統(tǒng)聚落的保護狀況?；诖迕裾{(diào)查，要求參與調(diào)查的專家以熟悉程度為標準，在5 個聚落中選擇一個參照聚落，然后將其它聚落與參照物相比得出10 項指標的比較得分。問卷調(diào)查過程在2021 年的5 月份至6 月份，期間共發(fā)放200 份問卷，問卷依據(jù)評價體系框架編寫（表2）。后經(jīng)過分類審核，得到的有效問卷為147 份，調(diào)查結(jié)果見圖2。

表2 問卷調(diào)查表

以往有傳統(tǒng)聚落歷史資源保護量化的研究中，常常因為過度偏重對傳統(tǒng)聚落內(nèi)部各個要素之間的相互關系進行比較，而忽略了宏觀整體上的各個聚落之間的相互評估值比較，進而造成各個歷史聚落之間的相互評估值無法實際相比。

在設計各聚落問卷調(diào)查表時，考慮到多個聚落橫向?qū)Ρ?，要求專家在進行調(diào)研后在調(diào)研范圍內(nèi)選取一個代表性聚落作為參照（表3）。由于選擇于家村作為參照物的專家最多，所以將于家村作為本研究的參照。

通過調(diào)研問卷和實地調(diào)研相結(jié)合的方式，進行多個聚落的相互對比，最大限度地減少個人主觀因素對調(diào)研結(jié)果的影響。

對于客觀環(huán)境則通過GIS 對調(diào)研村落的高程、坡度、坡向、水文數(shù)據(jù)進行采集并結(jié)合實地調(diào)研數(shù)據(jù)對調(diào)研村落的客觀環(huán)境進行數(shù)據(jù)化處理，將得到的數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，主要實施方法就是使用線性比例變換法和聚落間對比的方法，該方法在考慮到指標差異值的情況下根據(jù)指標值取向處理數(shù)據(jù)，指標取向一般有取大值、取小值、取中值三種[5]。

設〔fk1，fk2〕為第k 個指標值的變化區(qū)間（即fk1為該指標在所有模式中的最小值，fk2為該指標在所有模式中的最大值）f0為適中值，則可用下列各式將樣本值變換成無量綱值Cki∈〔0，5〕。

當指標要求“越大越好”時采用上限效果測度：

當指標要求“越小越好”時采用下限效果測度：

當指標要求“適中為宜”時采用中心效果測度：

由于本文選擇的指標不存在取中值的指標，因此只對取大值的指標和取小值的指標進行處理。

最終將權(quán)重參數(shù)導入GIS，利用 GIS 疊加技術(shù)生成傳統(tǒng)歷史價值保護評價結(jié)果。多準則評價方法的計算公式為：

式中：Suit為傳統(tǒng)村落歷史價值保護綜合分值，Wi為評價因子的權(quán)重賦值；Pi為評價因子對應的第i 個單因子分值，n 為因子總數(shù)。

通過GIS 對各個聚落歷史資源評價進行可視化，以直觀的方式對各個聚落的歷史資源保護進行分析和評價。

3 評價結(jié)果分析

3.1 保護狀況分值分析

通過GIS 對保護評價結(jié)果的整合，將傳統(tǒng)聚落歷史資源保護評價分值線性排布，并均勻的分成五段進行保護評價的可視化（1 為保護價值最低，5 為保護價值最高）。

水峪村是沿河而建的聚落，聚落沿地勢呈放射狀分布，歷史建筑集中在聚落中心。非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承完整，主要集中在古戲臺附近，同時因為村民翻修等歷史原因，部分建筑遭到較大破壞，形成沿中心“武舉人院”逐漸擴散的歷史資源分布狀態(tài)。歷史資源總體評分為0.651，聚落發(fā)展程度較高，基礎設施建設較好。地理資源總體評分為0.425，村民自豪感較高與人居關系較和諧。人文資源總體評分為0.787，發(fā)展協(xié)調(diào)度為0.775，歷史資源保護總體評分為1.86，其保護狀態(tài)較為一般（圖3）。

圖3 水峪村歷史資源保護評價圖示

大梁江村是沿河而建的聚落。聚落以宗祠為中心向外輻射擴散，歷史建筑集中在古唐槐至古戲樓這一條線上，保存最完好的歷史建筑為“武舉人院”。由縣文物局牽頭進行旅游扶貧，因此非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承較好，主要集中在古戲樓附近，總體歷史資源評分為1.214，相對較高。聚落基礎建設方面也比較好，地理資源總體評分為0.576，歷史資源保護與修繕較好，基礎建設方面也比較好，村民自豪感強烈。人文資源總體評分為0.887，發(fā)展協(xié)調(diào)度為0.71，屬于一般范疇，因此歷史資源保護評價為2.67，相對最高（圖4）。

圖4 大梁江歷史資源保護評價圖示

小龍窩村是依山勢而建的聚落，歷史建筑主要集中在觀音廟、三官廟、戲樓、宗祠附近。該聚落旅游開發(fā)投資較少，建筑年久失修，歷史資源總體評分為0.683。聚落環(huán)境保存一般，總體評分為0.459，聚落基礎設施建設及聚落吸引力一般，但村民自豪感強烈。環(huán)境協(xié)調(diào)度較好，人文資源總體評分為0.649。發(fā)展協(xié)調(diào)度0.829 屬于較好范疇，總體歷史資源保護評價1.792 相對較低（圖5）。

圖5 小龍窩村歷史資源保護評價圖示

地都村保存完好的歷史建筑都集中在村晉陽街兩邊。歷史資源較豐富，但由于過度商業(yè)化開發(fā)，導致傳統(tǒng)聚落歷史風貌破壞嚴重。其歷史資源評分為1.57，相對最高，但基礎設施建設較好，地理環(huán)境評分為0.242。聚落歷史風貌破壞嚴重，但文化習俗傳承較完整。歷史資源保存情況及聚落吸引力一般，村民缺乏自豪感。人文環(huán)境總體評分較低，為0.323，發(fā)展協(xié)調(diào)度為0.15，屬于嚴重失衡的范疇。歷史資源保護評價為2.135，相對較好（圖6）。

圖6 地都村歷史資源保護評價圖示

當泉村是依山而建的聚落，自井陘縣開始著手傳統(tǒng)聚落的保護以來，當泉村整體搬遷至河對岸建立新村。但是聚落發(fā)展有限，由于缺乏保護投資，歷史建筑年久失修，文化習俗斷層，歷史遺物頻繁失竊。舊村區(qū)域部分，歷史資源以古戲臺為中心向外輻射，總體歷史資源評分為0.359。部分建筑損壞嚴重，基礎設施建設較差，地理環(huán)境總體評分為0.307。聚落內(nèi)舊建筑風貌因損壞而較差，但村民自豪感強烈，人文環(huán)境總體評分為0.859。發(fā)展協(xié)調(diào)度評分為0.502，屬于勉強失調(diào)。聚落總體保護評分相對最低，為1.525（圖7）。

圖7 當泉村歷史資源保護評價圖示

就總體而言，從五個聚落的歷史資源保護值可以看出，大梁江村歷史資源保護情況最佳，其次為地都村和水峪村，最后為小龍窩村和當泉村，其中當泉村屬于急需保護的歷史聚落。歷史資源保護評價得分存在差異，主要歸因于聚落旅游開發(fā)是否成功、保護資金投入是否到位。大梁江村是第首批列入國家級傳統(tǒng)村落名錄的聚落，歷史資源開發(fā)較早，并且因地處偏遠，保存狀況較為完好，現(xiàn)仍保存著不少老建筑和文化中心，其歷史資源保護具有較大潛力和優(yōu)勢。當泉村得分較少的主要原因在于，其2019 年評上國家傳統(tǒng)村落，歷史資源開發(fā)較晚，人口流失較多，歷史文化資源年久失修、頻繁失竊，加之河流改道影響了當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，一定程度上破壞了原有歷史風貌。

就村落發(fā)展協(xié)調(diào)度來看，小龍窩村發(fā)展協(xié)調(diào)度最好，其次是水峪村和大梁江村，當泉村和地都村較差。其主要原因為旅游開發(fā)缺乏規(guī)劃，過度商業(yè)化對原有歷史資源造成嚴重破壞，歷史資源缺乏保護資金，歷史建筑年久失修及歷史遺物頻遭失竊等。

4 結(jié)語

本文研究歷史資源保護評價，收集到的數(shù)據(jù)分為主觀數(shù)據(jù)和客觀數(shù)據(jù)。在主觀數(shù)據(jù)的收集中采用了問卷調(diào)研和實地調(diào)研相結(jié)合的方法，將收集的數(shù)據(jù)通過專家兩兩比較得到最終的數(shù)據(jù)并打出分數(shù)?？陀^數(shù)據(jù)收集方面則是采用無人機技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合的方法，實地測量與調(diào)研的方式得到聚落的實際情況，并將這些情況轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)通過兩兩比較的方式打分。然后以專家評價為基礎用ANP 法結(jié)合熵權(quán)法得出網(wǎng)絡分析法的各項權(quán)重并構(gòu)建分析網(wǎng)絡，利用分析網(wǎng)絡分析聚落數(shù)據(jù)，最終得到聚落之間相對歷史資源保護評價得分。

多種方法的結(jié)合是為了剝離傳統(tǒng)歷史資源評價中本身存在的客觀因素，最大程度地減少個人主觀因素對客觀因素的影響，同時通過多方?jīng)Q策減少個人對主觀因素的影響，最終通過網(wǎng)絡分析法將兩種因素聯(lián)系到一起，減少主觀因素對最終評價成果的影響。