王晋芳，郭晋平，原　阳（山西农业大学城乡建设学院，山西太谷03080；山东农业大学林学院，山东泰安7000）



古城空间形态分析及景观设计——以太谷古城空间为例

王晋芳1，郭晋平1，原阳2
（1山西农业大学城乡建设学院，山西太谷030801；2山东农业大学林学院，山东泰安271000）

摘要：空间句法可以将空间形态抽象为客观量化的数据，表达空间与人的行为之间的关系，提供科学的空间形态研究角度。通过空间句法的应用，以文献资料和调研资料为依据，利用Depth map软件对太谷古城空间进行研究。选取明清时期和现今2个时期太谷古城地图为研究对象，详细分析古城道路系统抽象成的轴线模型和线段模型，得到古城的整合度、可理解度、选择度、熵值等特征值，针对不同的空间形态采用相应的景观设计手法。在2个时期古城空间形态特征值对比研究的过程中，总结古城空间的形态发展变化，提出客观地对待现有特征，利用现有资源使古城空间形态与现代发展相适应，并对太谷古城的景观设计提出思考。

关键词：太谷古城；空间句法；空间形态；景观设计

0　引言

现代城市中古城作为某一历史发展阶段的文化产物，其存在的价值与意义越来越为大家关注，对其保护研究刻不容缓。古城在发展过程中受到经济、政治等多方面因素的影响，空间形态上留下了社会发展的印迹。古城是居民生活的家园，也是当地传统文化表现的载体。对古城的空间特征进行客观的研究是为今后的保护工作提供依据。但在城市中心区，尤其是旧城区，由于历史等原因，规划建设缺乏前瞻性，建筑密度大、楼层高、城市超负荷超强度的开发建设，造成旧城区绿地少、绿地开放度低且零星破碎、分布不均等历史缺陷，这一现象已成为中国旧城改造中的共性问题[1]。如何在景观设计过程中营造宜人的居住环境，使建筑、绿化融为一体，将古城的生态环境与社会、经济协调发展是园林设计者应该思考的问题。

空间句法是一种通过对包括建筑、聚落、城市甚至景观在内的人居空间结构的量化描述，来研究空间组织与人类社会之间关系的理论和方法[2]。空间句法在空间特征研究中结合了城市空间与人的行为活动之间作用关系，利用客观的数据将空间特征量化，把空间抽象为数学模式，消除了传统研究方法里的主观判断性。转化后的数据信息可以更准确地分析空间的价值和利用率，明确在空间中的人由于空间形态不同而产生的活动限制，从而更好地规划空间形态的发展走向。

笔者以山西省太谷古城为例，以文献资料和调研资料为依据，利用空间句法将古城街道网络进行量化分析，研究古城空间形态特征，从而为古城形态的研究以及古城景观设计提供参考。

1　太谷古城概况

1.1太谷古城的形成和发展过程

太谷县位于山西省中部，晋中盆地东北部，县城距晋中市区34 km，县城用地平坦。太谷城自后周武帝建德四年（公元575年）从阳邑村始迁于此，之后筑土为城，距今已有1400多年的历史，文化商贸发达，是晋商发祥地之一[3]。

受传统礼制文化影响，中国北方传统城池在取形时，形制规整，其来源于周王城模式[4]。太谷古城在城池的选址、整体格局方向都是遵循传统规划思想的，但在对文献的整理总结中可以发现，由于建城时等级不够，古城规模和城门数都不及《周礼考工记》描述的城制。太谷古城自建城以来各朝各代都在不断修葺城墙，明清时期城市建设进入高峰，城墙、瓮城、角楼、护城河、水门、敌台齐备，在当时城市建设成就不在平遥、祁县之下。

解放以后开始拆除城墙用于城市公共设施的修建，经历近1400年的城墙开始消失。改革开放到现在，古城大多数道路重新硬化，有条件的进行了拓宽改造。1992年后城市建设速度逐年加快，新建了很多现代建筑。

1.2太谷古城空间及景观现状

虽历经变迁，城墙、城楼全被拆除，城基旧址早已难觅踪影，城内居民自发翻修房屋已经使城内建筑面貌新旧混合，但古城整体仍保留县署在正中，以鼓楼为中心的四街八井的历史格局。古城内以四合院为主的民宅以及沿街铺面沿习了传统风貌，城内街巷基本保持原有的尺度，东街、西街一些票号、钱庄、当铺旧址仍保存完整。自卖珠寺巷、借钱庙巷、西斜街以及东后街沿线以南，南寺街、小南街以北，市楼街以东，东寺园巷和赵家巷以西的范围内的老宅子基本保存完好。所以当前对古城保护工作是十分必要的。

由于部分大宅园几经易主，原来的一户人家的深宅大院变成了现在几户甚至十几户共同居住的杂院，古城内建筑群相比明清时期虽然体量尺度变化不大，但是增加了许多小街小巷。

古城内的园林绿化以私人园林为主，比较著名的有孔样熙宅园、赵铁山宅园、武家花园、孟家花园等。公共园林有东寺园和西园2处，但古城内总体绿化率不高。

笔者对太谷古城研究范围为南山南路以东、金谷大道以南、东海南路以西、箕城街以北为界，此界限也与原太谷古城城墙位置基本吻合。

2　太谷古城空间形态与景观设计分析

空间句法分析中重要的一部分内容是对空间组织构成的研究，把空间转换为轴线模型，忽略其形状、长短、面积等因素进行分析，表达空间体系的拓扑性，还原城市环境最本质的特征。从空间构形入手，分析由街道和道路所组成的网络，以及在此基础上附加的空间[5]。但是仅仅从轴线的角度分析，忽略空间尺度会给分析带来一定的局限性。空间句法在发展过程中还引入了线段模型的分析方法。空间句法的创始人Bill Hillier在针对伦敦的研究中经过实验分析，得到的结论是人流的实际情况，与米制距离关系不大，而与角度分析所得结果有显著的相关性[6]。线段模型是根据轴线模型转译而成的，加入了线段元素之间的“偏转角度关系”作为辅助。

Depth map软件作为空间句法专用的分析软件，从空间结构入手，分析由街道和道路组成的网络，以及在此基础上附加的空间所组成的空间结构特性[7]。Depth map可以得出3种空间模型，即轴线模型、凸空间模型和视域模型[8]。针对古城空间特征，笔者主要采用轴线模型进行分析。利用空间分析结果，结合古城总体规划，提出相应的景观设计对策。

2.1轴线模型分析

轴线模型先将空间系统中各子空间概括为一条轴线[9]。轴线即从空间中某一点所能看到的最远距离，每条轴线代表沿一维方向展开的一个小尺度空间[10]。根据平面图，结合实地考查得到的信息，在保持空间关系不变的前提下，用“最长且最少的轴线穿越所有凸空间”的相关要求和原则，绘制出轴线图[11]。笔者选明清时期的太谷城地图（图1）作前期发展代表图进行分析，与现今的古城平面图（图2）作比较分析。通过将明清时期和现今太谷古城的道路系统图在CAD中用直线简化，分别转译为轴线图（图3～4）。2个时期得出的轴线分析图反映了古城空间的发展变化，古城范围没有太大的变动，街巷网络的密度进一步增大。将图导入Depth map软件中进行分析处理，可以直观地分析出空间特性。

图1　明清时期太谷古城形态图

图2　现今太谷古城平面形态图

2.1.1整合度整合度是空间句法中最核心的参数，表达了空间之间的关系，反映的是可达程度，也衡量了一个空间吸引到达交通的潜力。整合度分析图中，轴线颜色越暖说明其整合度参数数值越大，反之，轴线颜色越冷说明其参数数值越小[12]。整合度值高的空间，可达性高。

图3　明清时期太谷古城空间轴线图

图4　现今太谷古城空间轴线图

在古城建城发展至明清时期，以鼓楼为中心，向东、南、西辐射出3条县城的主要街道，并以此延伸形成其他空间。明清时期太谷古城整合度值高的街道有东街(2.7002)、西街(2.7002)、北街(2.44376)、西道街(2.44376)、南街(2.22047)、小南街(2.02515)、南寺街(2.02515)、甜水巷(1.92072)等（图5）。这些街道在图中显示为暖色，说明在发展过程中这些空间有很强的可达性，人们的活动相对较多，因而这些街道更适合成为古城的主要空间。通过对文献的整理和实地调研，东西大街是当时商铺的主要聚集地，在当时也被誉为“明清的华尔街”，现在仍保存有众多的商铺证明当时道路的中心地位。整合度高的街道形成了当时的文化、经济中心。在这个阶段整个古城道路网络相对清晰、认知强高。图中冷色调的短线多为联系民宅的小巷，仅供空间周围的居民使用，利用率相对较底，但私密性较好。

图5　明清时期古城整合度分析图

受到政治、经济等因素的影响，古城发展至今在空间上已有了变化。现在整合度高的街道有北街(1.93698)、西街(1.86423)、西道街(1.82009)、内环路(1.7583)、东街(1.73146)、金谷大道(1.66608)、北顺城街(1.68851)、南山南路(1.65681)（图6）。从这些整合度值上可以发现，整合度高的街道仍以原有的传统街道为主，但数值在不同程度上较之前有所降低。这与道路网密度变化是分不开的，由于民宅所有权的变更，不断增加了很多短线轴线空间。这使得人们对空间的辩识度、认知度相对降低，从而改变了整个古城的空间整合度。随着交通量不断增大，道路体系进一步发展，除了原有整合度高的像东街、西街、北街、西道街等街道外，内环路、金谷大道、东海南路、南山南路的整合度也排名靠前，这些新发展而成的道路由于交通优势逐渐成为古城中主要的道路。相比其他曲折狭窄的街巷，这些道路的空间优势更明显，一些政府部门、商场在这些道路区域新建。

图6　现今古城整合度分析图

对于整合度较高的空间来说，居民活动较多，人群聚集度高，增加绿化能更好地美化城市环境。而传统的道路普遍较窄，可以将公共绿化与各家各户自主种植的绿化结合。在不影响交通的前提下摆放花坛花钵，增加绿化率。新修的道路考虑到了社会对城市空间发展的要求，有更大的空间进行绿化设计。在这类的空间则可以充分利用路侧带，应根据相邻用地性质、防护和景观要求进行设计，并应保持在路段内连续与完整的景观效果[13]。当局部绿化宽度大于8 m时，可设计为居民活动的场所，方便游览休息。

小城镇景观空间建设要有取悦人、方便人、服务人的宗旨，遵循以人的感知为设计依据的指导思想，从人的情感和理性的立场出发，研究人的反应、感受、视点、视角与景观空间实际尺度的依存关系[14]。整合度较低的公共空间，可达性不高，但更接近于居民生活的住宅空间。对于这类空间可以在规划设计中开辟活动场地，增加绿化、设置景观小品来吸引居民交流活动，让更多的居民参与到这些空间的活动中来。

2.1.2可理解度可理解性是连接度和全局集成度的线性相关值，反映的是空间系统中的人通过对局部的结构的体验，对全局网络结构认知的难易程度[15]。

整合度所体现的空间与空间之间的关系，还需要分析空间与整体之间的协调性，空间句法中局部和整体的关系可通过智能值表示，来反映古城整体空间的形态。可理解度可以通过散点图的形式直观地表现出来[16]。散点图上的每个点代表一个轴线空间，散点的颜色与其在整合度图中的空间颜色是一一对应的。在分析过程中，为了更科学地描述可理解度，引入了2个参考指标来考察散点图中散点的走势，y=ax+b和R2。y=ax+b所得到的直线表示散点的聚集趋势，图上所有的点到这条直线的距离加总起来是最小的值。R2是判别的系数，用一条假设的曲线来模拟散点的走势，看吻合的程度，当R2＞0.5时认为空间的联系性好、可感知度好，R2＜0.5则较差。

在空间中，可理解度值越高表明城市整体和局部的协调性好，各街道间可互相感知性强，可以通过对城市某一局部的认知推断出整体空间结构。反之空间的协调性差，结构组合混乱，难以构建人性化的活动场所。

从图7可以看出，直线Y=1.41039x-0.271988最近似地描绘了散点图的走势，R2=0.888，数值较高，表示用直线能非常吻合地描述散点图的走势。表明这些街道局部空间与古城整体协同性好，而一些距离较远的街道在古城空间中可感知度较低，代表的大多为偏僻的小巷。这一时期古城轴线明确，规模不大，空间格局清晰，小巷与主要街道之间深度较小，总体看与软件得出的数据一致，可理解度是比较高的。

图7　明清时期古城可理解度散点分析图

图8中Y=2.06869x-0.852795，R2=0.733891，与之前数据相比有所下降，但与其他城市空间相比可感知度还是处于高水平的。古城路网加密和外围新建道路使局部整合度有所降低，但道路基本上还是维持原有的空间骨架，古城总体空间协调程度没有受到太大的影响。

图8　现今古城可理解度散点分析图

从可理解度的分析中可以确定，局部轴线整合度能从一定程度上影响整体整合度，从而影响对整个城市的感知能力。城市整体空间会因为局部空间的改变而变化，首先要保证古城景观设计的整体性，选择硬质景观元素注意材质、色彩、形式与古城建筑、街道等物质设施相协调。绿化植物的生态习性要与古城的气候相适应；绿化植物的形态特征要与古城的空间结构相适应；绿化植物的色彩要与古城建筑相适应；绿化植物种类选择要与古城的文化内涵相适应[17]。在可理解度低的空间可以通过增加景观要素来丰富局部空间内容，例如景墙、花池等，增加空间的停留性和可使用性。还可以将当地特色的砖、瓦引入景观空间中，既经济节约，还能使居民对空间有更深的认同感和归属感。这种表达方式一般建立在创作者和观赏者对地域生活和文化背景有一定的共性认识，这样才能形成共鸣，从而达到艺术创作的目的[18]。

2.1.3选择度通过Depthmap软件还可分析得出选择度结果。选择度高表明这一空间更容易被选为联系其他空间的便捷通道，有较强的交通吸引力。选择度值的高低在图中与整合度同样以颜色的冷暖程度表示数值大小。

从图9～10这2个时期的选择度分析图上不难看出，选择度较高的道路与整合度的分析结果基本吻合。这也说明了这些道路在古城中重要的地位，在这些道路上不仅有大量的经济、政治活动，还是居民出行最多的选择。

图9　明清时期古城选择度分析图

整合度和选择度都比较高的空间拥有良好的景观潜力。如果景观设施得当，能让这些空间发挥更大的生态美化效能。这就需要将这些区域合理规划，划分出景观节点和公共活动空间，并配置景观活动设施，提高利用率。太谷古城内选择度高的空间交通流量都比较大，周围建筑密度相对较高，可以通过土地功能转换、空间整合和扩大等手段创造户外休闲活动空间，以舒缓高密度地段带给人的压迫感，并适当运用景观元素美化户外空间和城市街景[19]。活动空间应划分区域，提高利用率。划分公共与私密区，梳理公共区域交叉口，明确指向目标。明确街巷等级，减少零碎空间[20]。

图10　现今古城选择度分析图

2.1.4熵值除了整合度、可理解度、选择度对空间内居民活动、交通吸引度的分析，在轴线模型还提供了对空间信息流的分析。空间信息流在软件中用参数熵值(entropy)表示，是从信息学的角度反映空间获取信息的难易程度，熵值低的地方获取信息更容易，而高的地方则难度较大。在分析结果中熵值高的空间轴线表示为暖色，低的为冷色。

在明清时期古城中东街、西街，包括与之连接的道路熵值是最低值（图11）。这充分说明当时居民政治活动、经济活动是影响古城空间布局的主要因素。当时这个区域内，由于各种社会活动丰富，信息的加工、传播、扩散是比较容易的。现在这些空间多由具有文化特色的街巷或商业氛围良好的区域改造而来，在一定程度上是小城镇的门面工程，城镇人气的聚集地，在改造中必须注意空间尺度、氛围，都要充分体现人性化[21]。

再观察现在古城的熵值情况，整个空间系统中熵值最低的位置出现在东街、西街靠近鼓楼的一段，以及古城外围的太洛路、箕城街、南山南路以及金谷大道上（图12）。这一结果表明现代交通的发展对古城的影响还是比较大的，太洛路与火车站相接、金谷大道为108国道过境段，为信息交流提供了便利。在古城绿化建设过程中可以采用“点”“线”结合的方式。熵值较高的空间可以利用植物材料丰富道路两侧空间层次，打造古城对外的美丽形象。在道路两侧种植植物营造景观形成古城绿化格局中的“线”。

图11　明清时期古城熵值图

图12　现今古城熵值图

古城内道路大多比较窄，最宽的东西街宽度也不足6 m，不能满足交通的需求，城内道路的熵值有所降低。但鼓楼附近商铺众多，仍然还是传统信息交流的重要空间。在这些有限的空间内则应该因地制宜，见缝插绿，同时鼓励居民在院落里种植植物，保护原有的古树名木，形成“点”空间。

2.2数据结果小结

从明清时期与现今古城形态的对比中可知，古城的基本格局没有太大的变化。在社会、经济不断发展过程中，民宅的产权几经变更，现在古城内居民户数和总人口数较明清时期有了大幅增长，街巷密度增长很快。但新构成的古城街道网络空间形态变化与现状所需要的功能增长不适应，古城的整合度有所下降，也促使环城的道路成为新的高整合度区域，以适应城市的发展。大的地块减少生成小的街区，小街区的可达性增强。而功能结构与空间结构的改变，又会进一步对人的空间行为与认知产生影响[22]。

从软件分析结果可以看出，古城在发展过程中空间形态最重要的位置集中在以鼓楼为中心，东、南、西3条街道上，以及后期新发展的环古城道路上。这些道路在古城中拥有较好的可达性、可理解性以及信息交流度，受这一空间特征的影响，居民活动更多的集中在这些区域内，重要的公共建筑、商业设施也向这些空间聚集。而其他小街巷大多整合度较低，仅作为民宅联系的通道，宽度较窄，空间尺度上更与生活贴近，私密度、安全感更好，这些小街巷形成的空间则主要聚集了居住的功能。古城功能上的分区体现了居民活动对不同环境的要求。在城市发展过程中，用地类型和功能会有所变化，城市空间结构也会随之发生变化。针对古城内不同空间特征，选择相应的景观设计手法是十分必要的。通过Depth map软件可以把空间结构抽象成量化数据，能够帮助园林设计者分析空间、理解空间的使用程度，使设计满足需要。

3　结语

对古城空间形态作客观、科学的分析，有助于了解古城空间形态的发展规律，明确什么样的空间更能符合居民生活需要、更科学，从而指导古城空间的保护性发展。对于古城的保护，或是保留古建民宅，或是大规模开发都是不够的，而是要合理布置古城的结构功能。空间形态的发展变化与人的活动是密切相关的，人的活动影响着城市空间中的功能布局，功能分区对空间的进一步发展和结构的演变又起到关键性作用。在这些因素的相互作用下，空间形态才能优胜劣汰，不断修正。

要营造一个生机勃勃的小城镇，其景观空间建设必须在整体上统一协调、特色明显，理念上兼顾生态和文脉的保护，细节中体现人性的需求，从而提高居民的归属感，满足其户外活动的需求[23]。通过利用空间句法进行古城空间形态分析，不仅得到古城街道的一些特征描述值，了解古城本身的形态，更是为了针对城市结构与功能布局安排景观设计。古城景观设计需要有自身的特色，又要与其他要素协调，从整体到局部协调发展。由于历史原因，古城大多空间较小，那些人情味十足的砖石墙体，要得益于其宜人的尺度，充满了幻想性和浪漫性，更拥有一种含蓄的意境。这种渴望“小空间”的意识从心理学上可以说是一种“回归母体”的愿望[24]。这些狭窄的街巷贴近人的生活尺度，通过增加带有古城特色的景观元素更能体现空间的独特性与趣味性。

当然，使用空间句法进行分析也存在一定的缺陷，它摒弃了三维空间和真实的空间尺度，以空间的拓扑关系作为分析空间的准绳，只能说明部分的问题，需要其他方法的辅助[25]。但这种方法在设计前期过程中为园林设计者提供了一个新的视角，让设计更加以人为本，贴近实际的需要。

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Space Form Analysis and Landscape Design of Ancient City: A Case Study of Taigu Ancient City Space

Wang Jinfang1,Guo Jinping1,Yuan Yang2
(1College of Urban and Rural Construction,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,Shanxi,China;2School of Forestry,Shandong Agricultural University,Tai’an 271000,Shandong,China)

Abstract:Space syntax can be an angle to study the space form scientifically.Space form can be abstracted as the objective data to express the relationship between the space and human behaviors.Taking Taigu ancient city as an example,the authors aim to analyze the street space form using Depth map software,based on literature data and survey data.By choosing the map of Ming and Qing dynasties and the map of status quo as the research objects,the street space form in ancient city was abstracted into an axis model and a line model. The eigenvalues of integration,intelligibility,selectivity and entropy were obtained for describing the characteristics of space form.According to different space forms,the corresponding landscape design methods were adopted.Comparing the spatial eigenvalues of the two periods,the method of space syntax was introduced into the study of the space form development mechanism,which could provide reference to ancient city protection and develop the landscape design for Taigu ancient city.

Key words:Taigu Ancient City;Space Syntax;Space Form;Landscape Design

收稿日期：2015-10-30，修回日期：2015-12-19。

作者简介：第一王晋芳，女，1987年出生，山西太谷人，讲师，硕士，研究方向：风景园林规划与设计。

通信地址：030800山西省太谷县西关正街38号（中信会计师事务所宿舍）2号楼东单元201，E-mail：wjf19872000@126.com。

基金项目：山西农业大学科技创新基金项目“太谷古城空间形态保护研究”(20142-02)。

中图分类号：TU984.2

文献标志码：A论文编号：cjas15100021