基于空間句法理論的鄭州龍湖公園空間優化

張 蕾,薛翹楚

(1.新華水利控股集團有限公司,北京 100053; 2.河南科光工程建設監理有限公司,河南 鄭州 450003)

黨的二十大報告指出,必須牢固樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念,站在人與自然和諧共生的高度謀劃發展,推進美麗中國建設。2022年,水利部印發了《關于推動水利風景區高質量發展的指導意見》,指出建設發展水利風景區是貫徹落實習近平生態文明思想、建設美麗中國的重要舉措。隨著生態文明建設的大力推進和高質量發展理念深入人心,各地積極開展了水生態環境綜合治理,不斷改善人居環境,建設人民群眾身邊的幸福河湖。截至2023年,全國已建有934家國家水利風景區,數千家省級水利風景區,在修復健康水生態、構建宜居水環境、弘揚先進水文化、發展美麗水經濟、傳承紅色基因和助力鄉村振興等方面取得了顯著的成效[1]。城市河湖型水利風景區是城市游憩系統中的重要組成部分,以防洪排澇、調水蓄水的水利功能為基礎,對于維護城市水安全、改善城市人居環境、提高城鄉居民幸福感有著重大的意義。

空間結構作為城市河湖型水利風景區的骨骼,決定了其構建游憩場所的效率和質量。關于城市河湖型水利風景區的研究多集中于景區設計[2-3]、管理體制改革[2-5]、水文化傳承[6-7]等定性研究方面。趙蓮蓉[8]以福鼎市桐江水利風景區為例,提出了城市河湖型水利風景區的規劃設計原則,結合實際案例,對水利風景區水環境保護與功能分區、交通系統、景觀規劃設計、景區種植及服務設施提升等方面提出了建議;盧俊杰[9]以蚌埠龍子湖水利風景區和平昌江口水鄉水利風景區為例,通過對不同類型水利風景區的資源特色等進行分析,總結歸納出城市河湖型水利景區的特點,并提出了針對城市河湖型水利風景區的規劃策略與方法。目前,關于水利風景區空間結構優化以及景區旅游線路組織形式等方面的量化分析研究還比較缺乏。

空間句法(space syntax)理論被廣泛應用于城市規劃、城市結構研究、建筑空間設計、景觀設計等領域。程昊淼等[10]根據1980年以來上海市南京西路片區各街區城市空間特征值與城市肌理的演變,分析了城市更新過程中空間結構的變化,并提出了應對措施。陳丹丹[11]通過分析安徽省祁門縣渚口古村的空間形態要素,驗證了渚口古村空間形態保護更新的可行性。張萍[12]通過解析深圳高新園南區的空間結構與設施配套適配規律,提出了相應的空間優化策略。利用空間句法理論對城市河湖型水利風景區空間結構進行分析,可以量化描述場地內部空間之間的相互關系以及各個節點在空間系統中的地位,并提出行之有效的空間結構優化策略,為景區規劃設計提供新的視角。

本文基于空間句法理論,對鄭州龍湖公園現狀空間結構進行量化研究,梳理總結其現狀空間結構特征及存在的問題,進而提出空間優化策略,以期為高質量發展背景下城市河湖型水利風景區的規劃建設提供借鑒。

1 研究區域現狀

鄭州龍湖公園是鄭州龍湖水利風景區的重要節點,依托龍湖水域而建,由龍湖內環北路、龍湖內環西路、北三環、龍湖內環東路圍合,總用地面積約395.65hm2。龍湖水域面積約5.6hm2,向北連接魏河,向南發散出西運河、如意河和東運河,流域內均為Ⅳ類水環境功能區。龍湖公園主要由7個部分組成,分別是龍湖濕地公園、北岸濱湖公園、鄭東新區規劃紀念廣場、西運河足球公園、新發展體育東運河公園、西商業公園、東商業公園。本文通過現場調研,確定龍湖公園的空間要素如表1所示。

表1 龍湖公園空間要素

2 研究方法及量化指標

2.1 研究方法

城市河湖在人類社會發展中扮演著重要的角色,城市河湖型水利風景區的建設也隨著社會經濟的發展和人們日益增長的文化需要而越來越受到關注。水利風景區規劃在滿足防洪排澇、調水蓄洪等水利功能的前提下,需要更多地考慮游覽者的感受。景區內部空間結構是否合理,這些對游人的游覽體驗和場地風景資源的展示都有著重要的影響。以往針對城市河湖型水利風景區多集中于規劃設計、管理體制、旅游開發等定性研究,對其內、外部空間結構的定量研究較少,因而無法提供客觀且準確的建設指導。

空間句法理論是一門以幾何拓撲學為理論基礎、研究空間本體的理論[13],已廣泛運用于城市規劃設計、城市空間結構研究和建筑設計等領域。與大部分空間分析方法相比,空間句法理論不以感性的角度為分析空間的切入點,而是從空間本體出發,通過提取空間系統中的要素進行數據定量分析,即以空間內個體作為最基礎的元素進行研究,從而對空間結構和形態進行準確的描述,通過量化分析以有效地描述空間的組織邏輯,為設計者提供強有力的空間量化分析結果,不僅在空間結構方面彌補了設計與認知之間的差異,也在空間本體構成問題上做出了解答。因此,在大數據時代背景下,利用空間句法理論分析城市河湖型水利風景區的內部空間結構,梳理現狀空間結構及問題并提出優化策略,更有利于推動水利風景區的高質量發展。

空間句法理論經過長時間的應用及發展,形成了較為完整的建筑學分析方法,其文字釋義是將空間抽象分割為若干個子單元,然后通過計算機軟件輔助計算各個子單元之間的空間句法參數來描述空間的整體結構關系以及各個子單元在整個空間中的地位和功能?，F階段主要的空間分割方法有凸空間法、軸線模型法、線段模型法和視域分析法,本文采用軸線模型(axial map)法。軸線模型法將空間內所有具有重要空間特征的子單元抽象為數量最少且直接連接的直線,并將空間句法變量值賦予每條軸線,通過軸線顏色冷暖來描述其在空間的特性。軸線模型法分析的重點是空間的拓撲關系而不是現實中可以衡量的實際距離,空間劃分的原則是最長且最少,即用數量最少、長度最長的直線來概括空間的形態和結構特征。由于軸線模型法能很好地描述運動路徑和視線通達性等線狀空間特征,因此適用于尺度較大的空間分析,如城市空間結構、城市路網特征、景區的空間形態與布局等[14]。

2.2 量化指標

空間句法理論的主要量化指標有連接值(反映一個節點的空間滲透性,連接值越高,說明該節點到附近其他節點的可選擇性更多,空間滲透性更強)、深度值(描述節點之間聯系緊密程度或空間便捷度)[15]、整合度、選擇度、可理解度等。城市河湖型水利風景區作為城市居民日常休息娛樂的重要活動空間,居民對景區的功能需求反映在景區空間結構的可達性、通達性、可識別性以及景區整體與各景觀節點的相關性,因此本文采用的主要量化指標為整合度、選擇度、平均深度值、協同度和可理解度。

a.整合度:分析空間可達性最重要的量化指標,分為全局整合度和局部整合度。①局部整合度研究固定拓撲半徑范圍內所有節點之間的關系,描述在某一拓撲半徑范圍內,某節點與區域內其他節點間聯系的緊密程度。②全局整合度是指當拓撲半徑為n時的整合度,描述節點與整個空間內其他所有節點聯系的緊密程度。整合度可以用來表達系統空間內某個節點與其他節點之間的集聚和離散程度,反映該空間在城區中的吸引力與區域地位,整合度越高的空間,中心性、聚集性、可達性越強。因此可以利用整合度指標對城市河湖型水利風景區外部與內部的可達性進行分析。

b.選擇度:空間某個節點出現在其他兩個節點之間最短拓撲路徑上次數的總和,通常用來衡量一個節點吸引到達交通的潛力[15],可以衡量空間內某一節點的吸引能力與滲透能力。選擇度越高,說明該節點的滲透能力越強,吸引到達的能力也越強。因此可以根據選擇度來衡量城市河湖型水利風景區內部空間節點的空間滲透性和吸引力。

c.平均深度值:代表系統空間各節點在拓撲意義上的可達性。平均深度值越高,空間內其他節點到達該節點所需要的空間轉換次數越多,說明該節點的空間層次越復雜。因此可以通過平均深度值對城市河湖型水利風景區內部空間的層次性進行分析。

d.協同度:描述局部空間整合度與整體空間整合度之間相關性關系的參數,通常表示為拓撲半徑等于3的局部整合度與全局整合度的比值。協同度也可通過R2表示,其值域在0～1之間,R2值越接近于1,協同度越高,局部空間與全局空間的關聯性越強,通達性越好,因此可以通過協同度來分析城市河湖型水利風景區各分區與園區整體的協調關系。

e.可理解度:表示空間系統中全局整合度與連接值之間相關性的參數。連接值描述的是局部區域內的空間特征,全局整合度描述的是空間整體上的特征,因而可理解度可以衡量通過局部空間結構了解整體空間結構的有效性?？衫斫舛仍礁?說明全局整合度與連接值之間的相關性越強,越能從局部空間的結構推斷和把握全局空間的特征?？衫斫舛韧ǔＳ肦2表示,其值域在0～1之間,R2值越大,可理解度越高,說明該空間局部與全局的互動性較好,空間的可識別性越強,游人越能通過園內某一區域對整個園區的空間產生清晰的認知。因此可以通過可理解度來衡量城市河湖型水利風景區局部空間的可識別性。

3 龍湖公園空間結構

鄭州龍湖公園作為龍湖水利風景區的關鍵節點,不論景區面積還是建設水平,在城市河湖型水利風景區空間結構研究中均具有代表性和概括性,本文借助Depthmap軟件分析其空間結構。

3.1 研究邊界及軸線模型構建

在使用Depthmap軟件分析時,通常采用兩種方式確定模型繪制邊界:①以鐵路、高速、國道、城市主干道等作為邊界,外部道路與研究區域內部路連通較少,對研究區域內部干涉較小;②以地理環境,如水域、山脈等具有較大緩沖的區域為邊界。鄭州龍湖公園由城市主干道龍湖內環路所環繞,由于湖心島尚在建設階段,未對外開放,故研究的范圍為龍湖水面外圍區域,以龍湖內環路與北三環為模型邊界,構建鄭州龍湖公園空間句法模型,分區如圖1所示。

圖1 龍湖公園分區

在LocaSpaceViewer軟件中以百度地圖為數據源,截取研究區域2022年衛星地圖,并導入CAD軟件,根據軸線模型繪制時軸線最長且最少的原則,以研究區域內園路為對象繪制軸線模型底圖。繪制后導入DepthMap軟件,通過Convert drawing map轉換為軸線模型,通過Run graph analysis選項對軸線模型進行分析,拓撲半徑設定為3、5、7、9、11、n,并勾選include choice和include RA,RRA and total depth選項,然后對輸出的整合度、協同度、可理解度等參數進行研究。

3.2 軸線模型解析

3.2.1全局整合度

圖2為龍湖公園各節點全局整合度Rn的情況,軸線顏色越暖,整合度越高,可達性越強;軸線顏色越冷,整合度越低,可達性越差。全局整合度最大值為1.25631,最小值為0.39356,差值為0.86274,說明某些區域較為孤立,吸引到達能力不強,也表現出園區內動態區域與靜態區域區別顯著,功能有待提升。一般認為整合度大于1.0時,區域空間的聚集性較強;0.4

圖2 龍湖公園全局整合度

由圖2可知,景區內全局整合度較高的區域出現在西北部的龍湖濕地公園入口處、西商業公園入口處、東北部的鄭東新區規劃紀念廣場以及東南部的新發展體育東運河公園;全局整合度較低的區域出現在園區北岸濱湖公園的濱水廣場、東部的東商業公園與龍湖濕地公園西側的濕地步道。龍湖公園全局整合度平均值為0.7495,處于偏低的水平,說明龍湖公園各區域之間聯系不夠緊密,相互吸引到達的能力較差,游人在游覽中進行區域轉換時較為不便。

3.2.2局部整合度

利用局部整合度分析的值域,可以了解游人出行范圍內的整合度情況和區域內活動密集與疏散的空間節點[16]。圖3為全局整合度和局部整合度示意圖。隨著拓撲半徑的改變,可以發現整合度高的軸線(暖色)數量減少,整合度低的軸線(冷色)數量增加,這是因為拓撲半徑增加以后,園區整體整合度趨向統一。隨著拓撲半徑的變化,東商業公園的整合度變化最大,從較高的整合度趨向于與場地統一;整合度變化最小的區域是龍湖濕地公園的入口廣場處,整合度一直處于較高的范圍。因此,可以判斷龍湖公園的整合度核心區域位于龍湖濕地公園入口廣場處,東商業公園為整合度相對較低的區域。

圖3 龍湖公園局部整合度

局部整合度數值越高,說明其區域空間內部的道路系統關聯性越強、可達性越好,標準差越大則說明區域空間內部道路的可達性差異較大,空間呈現較為明顯的集中。如表2所示,整合度平均值從拓撲半徑為3時的3.53381變化到拓撲半徑為n時的1.25631,標準差從0.4793變化到0.1619,隨著拓撲半徑的增加,整合度平均值和標準差參數均逐漸下降。

表2 龍湖公園全局整合度與局部整合度屬性

3.2.3選擇度

如圖4所示,在龍湖公園的整體布局上,園區內主園路的選擇度最高,如龍湖濕地公園內西側主園路(179470)、龍湖濕地公園內西南側主園路(175958)、北岸濱湖公園主園路(51883),說明主要園路是園區道路系統中最重要的組成部分,園路系統的合理與否對游人的游覽體驗起著重要的影響作用。園區內入口處的選擇度也較高,如龍湖濕地公園西北入口(54198)、西商業公園入口(99445)、鄭東新區規劃紀念廣場入口(29467),說明園區入口處是重要的集散和分流的節點,在規劃設計中要重視這些區域的交通功能及景觀效果。園區中選擇度較低的道路出現在西運河足球公園(973)、北岸濱湖公園觀景臺(2071)、新發展體育東運河公園濕地步道(2856),其中東商業公園由于尚處于建設階段,園路系統不完善,選擇度較低;而上述觀景臺和濕地步道是由于空間功能為安靜休憩,因此連接的園路較少,空間較為私密,選擇度較低。

圖4 龍湖公園選擇度

3.2.4平均深度值

圖5為龍湖公園平均深度值示意圖。在平均深度值軸線模型中,軸線顏色越暖,代表平均深度值越大,該軸線到其他軸線所需要的空間轉換次數越多,該節點的空間層次性越復雜;軸線顏色越冷,說明平均深度值越小,空間層次越簡單。龍湖公園大部分區域的軸線顏色偏冷,說明園區內大部分區域的園路系統較為單一,空間層次較為簡單。而少數區域如東商業公園、龍湖濕地公園西側濕地步道等,平均深度值較高,區域內部的空間結構較為復雜,但該類區域與園區整體的聯系較弱,比較閉塞,存在一定的安全隱患。

圖5 龍湖公園平均深度值

3.2.5協同度

當R2<0.5時,全局整合度與局部整合度相關性不強,協同度較低,空間局部與整體的協調性較差且可達性不強,局部空間之間缺少聯系,空間活力較差;當0.5

圖6 龍湖公園協同度

3.2.6可理解度

當R2<0.2時,橫軸與縱軸不相關,空間的可理解度較低,空間可識別性較差,局部與整體之間聯系不緊密。從圖7可知,連接值最小值為1,最大值為25,全局整合度最小值為0.39356,最大值為1.25631,龍湖公園整體的可理解度較低,僅為0.130746,說明龍湖公園整體與局部的聯系較差,游人在園區內不容易識別自己所在的位置,較難對龍湖公園的整體空間有一個清楚的認知。

圖7 龍湖公園可理解度散點圖

3.3 鄭州龍湖公園現狀空間結構特征

a.整體可達性一般,動靜空間區別顯著。根據龍湖公園軸線模型分析,計算得出鄭州龍湖公園內部7個區域的全局整合度從大到小排序為:西商業公園、鄭東新區規劃紀念廣場、龍湖濕地公園、新發展體育東運河公園、北岸濱湖公園、西運河足球公園、東商業公園;全局整合度較高的區域是龍湖濕地公園與西商業公園,從空間結構上看,龍湖濕地公園與西商業公園的入口處軸線數量較多且相互連接,說明該區域吸引到達的能力強,且空間便捷程度高,在空間中發揮著集散與分流的作用。全局整合度較低的區域是龍湖濕地公園西側的濱湖濕地步道,從空間結構上看,該區域與主要軸線的連接較少且區域內部軸線交錯密集,其功能以休憩為主,空間較為私密,屬于靜態區域。全局整合度差值為0.86274,說明龍湖公園的動態空間與靜態空間區別顯著。

b.分區內關聯性強,分區間關系較弱,局部空間可識別性較低。結合全局整合度和局部整合度的情況,龍湖公園全局整合度平均值為0.7495,處于偏低的水平,說明龍湖公園各區域之間聯系不夠緊密。隨著拓撲半徑的增加,整合度平均值和標準差參數均逐漸下降,說明龍湖公園各區域的關聯性較強,可達性較好,而整體上,區域與區域之間的關聯性較弱,有待提高。同時鄭州龍湖公園協同度為0.350957,協同度較低,也說明園區內局部與整體的聯系較差,各區域之間缺少聯系,可達性不強,空間活力較低,吸引人流的能力較弱且人流流動受阻。分析其原因,因公園尺度較大,而現存道路系統較為單調,缺少層次性,且園區范圍內存在大量未規劃建設的地塊,導致道路系統不夠完善?？衫斫舛葹?.130746,說明游人在園區內很難識別自己所在的位置,并對龍湖公園的整體空間有一個清楚的認知。這是因為龍湖公園場地過大且湖面空曠,而道路系統的設置又以長直路為主,游人在行進過程中對環境變化的感知不明顯,因此無法對整體空間有明確的把握。

c.空間吸引力不平衡,空間層次需豐富。各分區主要道路的選擇度從大到小的排序為:龍湖濕地公園、西商業公園、北岸濱湖公園、鄭東新區規劃紀念廣場、新發展體育東運河公園、西運河足球公園、東商業公園,龍湖濕地公園吸引到達的能力最強而東商業公園最弱,分區間吸引力差距較大。龍湖公園平均深度的平均值為11.9726,少數區域如東商業公園、龍湖濕地公園西側濕地步道等平均深度值較高,但分區整合度較低,可達性不強,空間結構較為閉塞,游人到達這些區域較為不便。大部分軸線在圖5中顏色偏冷,表示軸線到其他軸線所需要的空間轉換次數較少,節點的空間層次性較簡單,反映出園區內大部分空間園路系統較為單一。

4 結論與優化對策

4.1 結論

本文借助空間句法理論,利用Depthmap軟件,通過整合度、協同度、可理解度等參數對鄭州龍湖公園的空間結構進行量化分析,鄭州龍湖公園全局整合度平均值為0.7495,處于偏低水平,表明龍湖公園各區域之間聯系不夠緊密,相互吸引到達的能力較差;圖5中大部分區域的軸線顏色偏冷,表明園區內大部分區域的園路系統較為單一,空間層次較為簡單;不同分區選擇差距明顯,入口及園路系統完善區域吸引力較強;協同度為0.350957,說明鄭州龍湖公園協同度較低,園區內局部與整體的聯系較差,可達性不強;可理解度為0.130746,說明游人對環境變化感知不明顯。結合實際調研情況及空間結構特征進行定量分析,認為龍湖公園現狀空間結構存在各分區之間缺少聯系、局部區域可達性較差、吸引力不強、可識別性較低、動靜區域關系不協調、空間層次不合理等問題。

4.2 優化對策

4.2.1構建景城相融的開放空間系統,合理布置出入口

城市河湖型水利風景區作為城市開放空間體系的一部分,應注重水利風景區與城市整體系統的銜接,積極融入城市全局中。鄭州龍湖公園雖然經過科學和系統的規劃設計,部分區域呈現出優質的景觀效果,但由于可達性的原因,并未為景區內部空間帶來活力。所以規劃注重考慮景區自身內部建設,而忽視與周圍空間及城市整體系統的聯系,極易形成較為孤立的空間單元,不但不能促進景區空間的良性發展,反而會使風景區的空間效率和觀景體驗大打折扣。

園區出入口是景區與城市連接的重要通道,在規劃設計時,要從使用者的角度出發,綜合考慮園區外部交通、停車場位置和園區內部游覽路線。主入口宜布置在公共交通站點、景區停車場等人流量較大且易聚集的位置,數量要根據園區面積確定,不宜過多。次入口宜布置在園區服務設施附近,起到加強滲透、分散人流的作用,各入口之間的距離不宜過近,避免造成空間和資源的浪費。

4.2.2加強各區域之間的流動性,優化分區之間的聯系形式

龍湖公園的全局整合度較低,在景區內各個分區的連接上主要依靠主園路,游人在進行區域轉換時可選擇的路徑較少,園區內局部與整體的聯系較差,各區域之間也缺少聯系,可達性不強,空間活力較低,吸引人流的能力較弱且人流流動受阻。特別是在節假日人流量較大時,還會出現分區間主園路擁堵的情況,使游人的游覽體驗大打折扣。

完善園區內整體的道路規劃布局,使得園區整體道路通暢可達,進一步加強各分區之間的流動性。園區內各分區之間的連接不應是單一、受限的,在連接園內分區時,要充分考慮通行選擇及效率,避免只通過單級園路對分區進行連接,應在設置主園路連接的基礎上增加一到兩級次級園路的連接,為游人提供更加多樣的通行選擇,加強園區內各分區之間的滲透性和流動性,使園區成為一個流動、有機的整體空間。

4.2.3構建層次豐富的空間結構,協調動靜功能分區

空間層次性對構建完善的空間體系和營造空間氛圍具有重要的影響,但空間的多層次性并不意味著要把所有局部空間都營造為高整合度的空間,而是既要有可達性好、滲透性高的外向型空間存在,也要有相對孤立、難于探索的內向型空間的參與,這樣才能構建一個完善的、空間氛圍感強的空間體系。

鄭州龍湖公園的道路系統影響其空間結構,應豐富道路系統的層次性,同時考慮部分靜態區域受周邊空間影響較大,導致其靜態空間屬性缺失,應重新梳理其與周邊動態空間的關系,通過園路設置或植物圍合加強其靜態空間屬性,協調其與周圍動態區域的關系。

4.2.4營造可理解度高的濱水空間,優化濱水步道和濱水平臺

在可理解度較高的空間系統中,局部空間所描述的個性和特征與整體空間的特性是一致的。龍湖公園的可理解度均處于一個較低的水平,說明區域的連接度與整合度之間沒有形成良好的關聯,換而言之就是游人在園內通過所在位置無法對整個園區的空間系統有較好的認知,這對游人的游憩體驗十分不利。

濱水步道作為城市河湖型水利風景區中最重要的空間要素,對景區全局可理解度的優劣起著重要的影響作用。龍湖公園大部分濱水步道在空間形態上都為單調且規則的長直線,極易使游人產生視覺疲勞,因此無法對景區的整體空間有一個深刻的認知。所以在濱水步道的設置中,形態上要采取線面搭配、曲直結合的原則,即盡量避免設置過多冗長、筆直的濱水步道,而是用柔和的曲線園路打斷過長的直線園路,通過直線與曲線、規則與柔和營造富有節奏與韻律的濱水步道。在岸線較長的濱水步道上,應根據岸線長度合理設置深入水面的平臺或棧道,增強濱水步道的延展性和親水性,使游人能通過可理解度高、趣味性強的濱水空間,對園區整體空間產生鮮明且有效的認知。