基于空間句法的新老城區街道形態差異性研究
——以開封市為例

文／嚴志航 鄭州大學建筑學院 碩士研究生

引言

當今中國城市的新老城區發展過程有著極大的不一致性。老城區的形成與建設通常都有著漫長的歷史，可追溯至上百年甚至上千年前，許多城市的老城區仍保留著過去的建筑或城市肌理，擁有著深厚的歷史文化底蘊。中國快速城鎮化前，大多數城市都是以老城區為中心向外輻射型逐漸擴張的，這也使得老城區的空間結構得以保留。改革開放后的近40 年內，新城區建設速度顯著加快，城鎮化率迅速提升，從20 世紀80 年代的不到20%，提高到2010 年后的超50%，未來15 年甚至預計突破70%。新城區的形成與發展大多是因為工業發展需要、旅游資源開發、大學城建設等等。目前我國的城市建設正處于快速城鎮化向深度城鎮化轉變的新階段。

城市的新老城區一直都是研究的熱門課題，但目前的研究大多聚焦于舊城改造，或者新老城區社會功能、公共活動、發展歷史等的差異性，而對新老城區空間結構的關聯性與差異性研究較少，城市的空間結構是城市發展的物質基礎，因此該方向的研究也至關重要。本文以河南省開封市為例，運用空間句法拓撲關系探索其新老城區街道網絡形態的差異性及空間結構特征，以期為城市新老城區的規劃建設提供一定的建議與量化依據。

1 研究方法

1.1 空間句法

本研究用到的主要方法是空間句法，這是一種自上而下研究空間形態突現機制的研究方法。比爾·希列爾（Bill Hillier）開創并發展了空間句法學派，并在《空間的社會邏輯》（1984）中提出空間組構的概念：組構是可以被其他所有關系所決定的一組相互依賴的空間關系，這種空間關系被抽象成圖，每個空間被視為圖中的一個節點，從一個節點到另一個節點的距離被稱為深度；深度是可拓撲的、可被幾何化的、可被定量計算的，因此這種空間關系就成了可量化的數學關系。從建筑內部空間尺度到城市空間尺度，空間句法都可用于研究空間形成的內部原因。

空間句法主要有四種分析方法，分別是凸空間分析、視域分析、軸線分析和線段分析。其中軸線分析和線段分析已較廣泛地應用于城市尺度的研究，線段分析較軸線分析不同之處在于使用了角度深度來描述從軸線連接點處斷開的每個軸線段之間的關系，這種分析方法可以比較不同規模的城市空間結構。

空間句法中使用標準化角度選擇度（Normalized Angular Choice，簡稱NACH）對城市的空間結構進行解碼。標準化角度選擇度可視為按收益和成本的方式去計算選擇度，代表綜合了選擇度與整合度影響的空間效率，其優勢在于可以對不同規模的城市空間結構進行比較。本研究使用Depthmap 軟件中的線段模型對開封市街道網絡進行建模，并分別計算老城區、新城區和全城市尺度的NACH 值。一方面對開封市整體空間結構進行數值分析，另一方面對新老城區各自的結構關系進行分析和比較。

1.2 雙重網絡

本研究利用雙重網絡理論研究城市空間結構是為了放大不同范圍、不同區塊間的差異。前景網絡和背景網絡構成了城市的雙重系統，前景網絡由城市中較長的街道構成，這些街道的線性連續性較強，其作用在于連接城市中的不同尺度的中心，功能上呈現普遍化特征。背景網絡由城市中較短的街道構成，缺乏線性的連續性，背景網絡體現的是城市局部空間的中心性，其空間結構受到局部特定文化的影響，表現出獨特的幾何特征。NACH 的平均值和背景網絡相關，NACH 的極大值和前景網絡相關?；贜ACH 值得出的前景與背景網絡可以更系統全面地分析開封市空間結構在發展過程中的變化。

2 研究對象

2.1 開封市概述與城區劃分

開封市位于河南東部，有著深遠的歷史文化，是我國首批國家歷史文化名城。開封市的整體城市格局可以由西向東大致分為新城區、城間區和老城區。

開封在中國古代歷史上曾多次被定都，作為宋朝都城東京城時更是當時世界上第一大城市。今天的開封市老城區便是在其外城范圍的舊址之上，規模有所擴張，但是城市中軸線未發生太大改變。本文所述的開封老城區西鄰西環城路，北接東京大道，東至東環路和公園路，南至濱河路，城區面積近20km2。老城區文化底蘊深厚，旅游資源豐富，是開封市城市文明的核心。

本文研究的開封市新城區范圍為西至十三大街，北至連霍高速，東鄰開封西湖，南至G220國道。新城區建設開始于2006 年鄭開大道通車后，近五年才進入快速建設期。新城區的開發建設得益于開封城間區的發展，開封市城間區在城市發展進程中起到了城區銜接、空間對接、文化協同等重要作用。

2.2 軸線模型建立和雙重網絡的確定

本次研究運用CAD 軟件對開封市街道網絡進行繪制，并遵循空間句法規定的軸線繪制原則，軸線圖依據百度地圖、騰訊地圖、Open Street Map地圖繪制（圖1）。研究范圍包含開封市老城區、城間區、新城區，由于是城市尺度的研究，選擇模型外擴作為研究緩沖區，北至連霍高速，南至東鄭線，西至運糧河，東至化肥河。緩沖區內道路的繪制作了簡化處理，只考慮較主要道路，同時不考慮農田處的道路關系。

根據前景網絡與背景網絡的定義，本研究選用城市尺度下（r ＝n）標準化角度選擇度前百分之十的街道作為前景網絡（圖2）；并選用社區尺度下（r ＝1000m）標準化角度選擇度前百分之十的街道作為背景網絡（圖3）。

3 開封市新老城區空間結構差異性

3.1 空間效率值對比

表1 展示了擴張前老城區、擴張后老城區、新城區以及開封市全城的標準化選擇度值。該表表明，開封市全城的NACH 極大值是最高的，即前景網絡最強。擴張前開封城的NACH 極大值略大于擴張后的老城區，因此說明新城區的開拓降低了老城區內部的空間整體性，但是影響程度并不顯著。開封市新城區的NACH 極大值是最低的，表明新城區中前景網絡的影響力相對較小。與之相反，新城區的NACH 平均值是四個里面最高的，即背景網絡影響力較大，意味著新城區的空間結構更為規則。老開封城和現在開封老城區的NACH 平均值沒有區別，表明老城區的局部中心性并沒有受到城市擴張的影響。NACH平均值最低的是開封市全城，城市擴張使得開封市的背景網絡影響力被削弱。

表1 全局尺度下的標準化選擇度值（表格來源：作者自繪））

3.2 前景網絡分布對比

從圖2 可看出，開封市NACH 值最高（顏色最紅）的街道是處于開封市南部、溝通起老城區和新城區的宋城路；穿越城間區、東西向連接老城區與新城區的另外三條主要道路——鄭開大道、晉安路、東京大道均屬于NACH值較高的前景網絡街道，它們共同構成了開封市的東西向交通大動脈。宋城路上NACH 值較高的路段位于城間區，鄭開大道的NACH 值從老城區向新城區逐漸遞減，晉安路的NACH 值從城間區向新城區也是呈遞減趨勢，東京大道在老城區段前景網絡較為明顯，在新城區段缺乏可見的前景網絡。

南北向的前景網絡在城間區內分布較為密集，而在老城區分布較疏松，這可能與老城區內南北向街道貫通程度不高相關，在新城區則主要集中于東南部。解放路是NACH 值最高的南北向道路，也是老城區內部唯一一條貫穿南北向的街道，它與鄭開大道、宋城路以及東京大道均有連接；新城區內南北貫通的街道多且密集，與東西向道路交織成棋盤格式的規則空間序列，但這些南北向道路的NACH 值并不高，前景網絡影響力較弱。

3.3 雙重網絡疊加分析

圖3 展示了1000m（相當于步行15 分鐘）半徑下的NACH 值排名前10%的街道圖片，用其表示城市的背景網絡。為了分析新老城區雙重網絡之間的關系，本研究將前景網絡與背景網絡圖疊加，可以得到雙重網絡重疊的部分，這種網絡重疊反映出城市骨架與城市局部中心間的位置關系。從疊加圖4 可明顯看出，老城區的雙重網絡疊合程度是遠高于新城區的，這表明老城區的前景網絡與背景網絡有更好的融合度，即城市骨架與老城區的局部中心呈穿過關系較多。新城區的背景網絡分布較零散，有許多是街區內部主要道路，這些道路與前景網絡的重合度較低，即城市骨架與新城區的局部中心更多呈連接關系。

老城區中雙重網絡疊合度較高的是西門大街（鄭開大道延伸至老城區路段）和解放路,而老城區中的東京大道和宋城路的疊合率則比較低。宋城路上疊合度較高的區域分布在新城區和城間區段，晉安路上疊合率較高的區域集中在城間區段，而東京大道上雙重網絡疊合度在任何片區都很低。

4 不同空間效率街道的形態及功用性差異

本研究通過對開封市街道的實地調研以及百度街景地圖2020 年的實景照片的收集，對新老城區不同效率街道的形態和功用性差異作了對比分析。研究分為兩個對照組，第一個對照組為新老城區的前景網絡，調研對象選取的是鄭開大道（老城區段叫做西門大街），鄭開大道作為開封市的東西中軸線具有較高的典型性；第二個對照組為新老城區的背景網絡，本文選取新城區鄭開橄欖城和老城區景都花園、泰興家園作為分析對象。

4.1 新老城區前景網絡街道形態及功用性差異

根據實地調研可知，西門大街平均寬度約為26m，街道為四車道，車道與非機動車道由中間的綠化帶隔開。老城區由于是歷史街區，因此城內有限高，道路截面的高寬比大致為1 ∶2.5 到1 ∶4 之間，給人以緊湊又不顯壓抑的舒適感。但是由于是城市中軸線，交通較為繁忙，在車流高峰期間，四車道難以維系道路的暢通。西門大街擁有較高的功能混合度，臨街店鋪中最常見的是零售業與餐飲業，它們通常都是底商，樓上是旅館、辦公或者住宅的形式。也有如大商新瑪特、萬博時代廣場這樣的商業中心，這些商業中心體量都不是很大，并且立面高度與風格均與周邊建筑達成了一致。除商業外，西門大街上還有醫院、學校等類型的公共建筑。

鄭開大道新城區段與西門大街呈現完全不同的街道形態，街道為10 車道，寬度約為80m，車道與非機動車道間也有綠化帶隔開。新城區沒有限高，因此道路兩旁會有上百米的塔式或板式高層。鄭開大道寬敞但并沒有帶來良好的步行體驗，因為街區長且道路景觀單一。鄭開大道的功能混合度較低，其周邊有辦公寫字樓、商業中心、博物館、住宅等，但幾乎每個功能都會占據一個街區，加之街區與街區間有寬闊的道路相隔，使得不同功能間的穿行距離較長。相比于老城區，新城區的公共空間更為單一和集中。

4.2 新老城區背景網絡街道形態及功用性差異

新老城區的背景網絡街道形態也有較大差異，主要體現在街道開放程度、交叉口密度以及街區入口道路的控制度。根據實地調研可知，老城區內街區大多是開放式街區，街道兩側圍墻較少，大多臨街建筑都面向街道開放；新城區內小區多為封閉式街區，小區外有圍墻或欄桿圍合，雖然臨街建筑也有底商向街道開放，但是進入街區內部的道路較少。表2 顯示了新城區鄭開橄欖城和老城區景都花園、泰興家園的街道平均節點數值（半徑為1000m）和小區出入口道路的控制值，平均節點數值可以表示街道的交叉口密度，而控制度代表了街道對周圍空間的控制程度。從表中數據可知，老城區小區內的交叉口密度是要高于新城區小區的，新城區的小區出入口道路的控制度要明顯高于老城區。從這兩個數值結果可以看出新城區小區街道的對外連接度較低、進入難度較高，且入口道路對小區內部空間的影響較強。

表2 平均節點數值（半徑為1000m）和小區出入口道路的控制值（表格來源：作者自繪）

5 結論與反思

開封市的新城建設只是中國城市化發展大背景當中的一個縮影。城市的拓撲中心隨著新城的建設從老城區向外轉移，新城區的空間結構較老城區更為規則，老城區的前景網絡則更為明顯?？焖俪鞘谢瘞砹藷ㄈ灰恍碌某鞘忻婷?，帶動了地區經濟發展，但也帶來了諸多城市問題，具體如下。

5.1 街道空間單一化

有機的空間布局在空間句法中體現為城市街道形態缺乏任何明顯的幾何形狀，且塑造一個包含前景網絡與背景網絡的城市雙層體系。從上文分析可知，新城區擁有較強的背景網絡，體現為新城區街道的空間結構更為規則，而新城區的前景網絡總體來看并不明顯，棋盤式的布局模式也體現出城市規劃思想的主導，而非有機自然的生長，這樣建成的城市街道空間容易給人“千篇一律”的單調感。新城區公共空間的單一化和集中化也使得大部分街道缺少“人性化”，主干道顯得空曠且漫長，封閉式街區周邊道路由于圍墻相隔且缺乏興趣點，行人非常稀少。

5.2 快速進程下城市文化的衰落

開封市的新老城區及中間的城間區通過東京大道、鄭開大道、晉安路和宋城路四條東西干道作連接，交通上雖然實現了貫通，但是城市肌理上存在著明顯的差異。新城區街道的幾何感與規則度都強于老城區，城間區在城市肌理上有一定程度的過渡作用。新城區的文化設施集中于前景網絡上，比如開封市民廣場、開封市博物館等，但是由于空間尺度巨大，難以融入背景網絡當中，因此對周邊的文化影響力非常有限。由于快速城市化，新城區背景網絡中還未形成特定的文化，背景網絡中的公共空間被無地域性的商業文化占領；其次，封閉式的街區也不利于老城區文化向街區內部滲透。