基于空间句法的济南中山公园空间序列定量分析

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  摘要: 文章基于空间句法理论对济南中山公园空间序列的连接值、深度值、整合度等参数进行量化分析,得出该空间序列的空间特征与组织方式。结果表明:1)北门空间能够引发游客兴趣,飞流峰与流音水榭空间起到导引游客游线的作用,水池台地为游客主要的观景空间;2)根据空间参数的数量关系,得出此空间序列是以开始—过渡—高潮—结束的组织方式展开;3)空间序列折线图能够反映空间参数连续变化的情况,有利于对空间序列组织关系的进一步剖析。研究结果可为景观空间序列研究提供新的思路与方法。
  关键词: 近代城市公园,空间句法,空间序列,济南中山公园
  DOI: 10.12169/zgcsly.2020.01.07.0004
  Quantitative Analysis of Space Sequence of Jinan Zhongshan Park Based on Space Syntax
  Wang Xiaoyi1,2Liu Bing1
  (1.College of Forestry, Shandong Agricultural University Shandong Urban and Rural Landscape
  Architecture Demonstration Engineering Technology Research Center, Taian 271018, Shandong, China;
  2.Jinan Landscape Architecture Group Design Co., Ltd., Jinan 250013, China)
  Abstract: Based on the space syntactic theory, the paper makes a quantitative analysis of the parameters of Jinan Zhongshan Parks space sequence, such as the connection value, depth value and integration degree, and obtains the spatial characteristics and organization way of the space sequence. The results show that: 1) The space at North Gate can raise tourists interests, the spaces at Feiliu Peak and Liuyinshu Pavilion guide the tourists routes, and the pool platform is the main view space for tourists; 2) This space sequence is organized in the way of beginning - transition - climax - end according to the quantitative relationship of spatial parameters;3) The space sequence line graph can reflect the continuous change of spatial parameters, which is conducive to the further analysis of the organization relationship of space sequence. This research provides new ideas and methods for the study of landscape space sequence.
  Keywords:modern urban park, space syntax, space sequence, Jinan Zhongshan Park
  空间句法理论由比尔·希列尔[1] 创立。该理论通过研究建筑空间、景观空间以及城市公共空间,总结归纳影响复杂空间关系的相关变量因素,进一步揭示复杂空间形态特征与人类行为活动的关系,以此得出复杂空间形态的成因与对社会经济行为的影响[2] 。空间句法理论在园林空间的定量研究方面有较高可行性,如陈烨[3] 通过对园林空间“可视层”和“可行层”2个层面的分析,得出空间句法可以对园林空间的设计做出合理分析的结论;曹玮等[4] 通过对扬州何园空间组织特征的定量分析,结果发现何园空间在私园与公园不同时期的功能均符合要求且公园入口布局合理。上述研究都是对中国古典园林空间的分析,对中国近代城市公园空间的分析则较少。济南中山公园作为近代城市公园,在设计上采取西式平面布局[5] ,其空间具有公共属性[6] ,本文试图基于空间句法理论量化分析,得出济南中山公园空间序列的空间特征与空间组织方式,为景观空间序列研究提供新的思路与方法。
  1 研究对象与研究方法
  1.1 研究对象
  1904年,济南自开商埠,并于商埠区核心地带设计建造的济南市第一座城市公园——中山公园是山东省最早以公园命名的公共游览场所[7] ,也是济南最早建立的近代城市公园,对济南城市的历史文化具有重要意义[8] 。
  济南中山公园分为东、中、西3部分,其中东部为书市与花卉展示区,西部为文娱活动区,中部为中心游览区[9] 。公园中部以传统自然山水园为主的设计风格,集中了全园主要的山水亭廊等古典园林造园要素,其中由北至南的北门—飞流峰—水池—流音水榭处空间序列是全園风景集中展现的主要景观轴线。
  1.2 研究方法   本研究基于空间句法理论,采用VGA(Visibility Graph Analysis)分析法对中山公园可视层与可行层的各个空间参数进行定量计算并分别绘制可视图解,其中,可视层空间为游客视觉感知空间,可行层空间为游客步行感知空间。首先,利用CAD软件绘制出不同图层的空间范围后导入Depthmap软件,计算得到相应的可视图解并提取其空间数据;然后,将该空间数据导入Arcgis软件进行空间处理分析;最后,绘制出北门—飞流峰—水池台地—流音水榭处空间序列不同空间参数的折线图,分析得出相应结论。
  2 结果与分析
  通过对北门—飞流峰—水池台地—流音水榭处可视层与可行层空间序列的空间数据进行统计,结果显示该空间序列的数据总量为114 000个,将计算得到的空间数据按从北至南的空间排布顺序绘制相应的空间序列折线图(图1)。不同空间所对应的折线图坐标范围也不尽相同,具体坐标范围如表1。
  2.1 连接值
  系统中与某一个节点直接相连的节点个数为该节点的连接值,其计算公式为式(1):
  Ci=k(1)
  式(1)中, Ci 为连接值, k 为直接相连的节点个数。连接值揭示了空间节点与其相联系的整个空间的紧密程度[10] 。该节点的连接值越高,则表示该节点与相邻空间的拓扑关系越紧密,对周围空间的连通作用越强,空间的渗透性越好,视域覆盖范围越大[11] 。
  可视图解中的数值用不同颜色标示,颜色越暖表示数值越大,越冷表示数值越小。由表2可知,可视层连接值离散系数为0.669 09,在其连接值可视图解(图1)中,空间序列由北至南的颜色大致为蓝—绿—红—黄,其中水池台地空间颜色最暖,连接值最高,而北门空间偏冷偏蓝,连接值最低。可行层连接值的空间序列折线图(图1)也清楚反映了这一数量关系。由于连接值反映空间渗透性和视域范围,因此可视层中的空间序列呈现出封闭—较为封闭—开敞—较为开敞的空间特性。
  由表2可知,可行层连接值离散系数为0.605 45,在其连接值可视图解(图2)中,空间序列的各个空间颜色较为复杂多样,由北至南的颜色大致为蓝—绿—绿—黄。空间序列折线图(图2)清晰地描述了空间序列的连接值数值变化情况,因此在可行层中,空间序列的流音水榭空间连接值最高,飞流峰空间与水池台地空间次之,北门空间连接值最低。由空间序列折线图可知,飞流峰空间连接值从北至南大致表现为逐渐降低的趋势,而水池台地空间与流音水榭空间连接值从北至南大致则表现为逐渐升高的趋势,可能是因为飞流峰空间北侧与流音水榭空间南侧的公园主园路空间提高了局部空间的渗透性,从而导致其连接值较高。
  2.2 全局深度值
  一般规定2个相邻空间节点间的距离为一步,在此规定下从某一节点到另一节点的最少步数就是这2个节点间的深度值。空间系统中某个节点到其他所有节点的最短路程(即最少步数)的平均值为平均深度值(Mean Depth),其计算公式为式(2):
   MDi= ∑ n j=1 d ijn-1(2)
  式(2)中, MDi 为平均深度值, dij 为2个节点间的最短路程, n 为空间系统全部节点数量。 平均深度值反映了某一节点在整个拓扑空间中和其他节点“距离”关系,将这种关系投射到现实空间中,在一定程度上可量化不同空间层次的复杂程度[12] 。
  由表3可知,可视层全局深度值离散系数较低(0.217 99),因此数据较为接近。在空间序列折线图中(图3),北门空间全局深度值数值最 大,约在3.1~3.7;飞流峰空间数值约在2.85~3; 水池台地空间数值约在2.65~2.9;流音水榭空间数值最小,约在2.45~2.75。通过对折线图(图3)的趋势分析可知,北门空间与飞流峰空间数值大致表现为逐渐升高的趋势,而水池台地空间与流音水榭空间变化趋势起伏不定,说明此处整体较为开敞的视野易受其他空间的干扰。
  由表3可知,可行层离散系数更低(0.190 87), 表明数据分布更加集中。空间序列折线图(图4)可以更好地描述数据大小与变化趋势:水池台地空间全局深度值数值最高,约在3.4~3.95;流音水榭空间数值约在3.35~3.85;北门空间数值约在3.25~3.87;飞流峰空间数值最低,约在2.8~3.35。与可视层情况类似,北门空间与飞流峰空间数值大致表现为逐渐升高的态势,但在水池台地空间处有急剧变化,这是台地改变地面高度导致此处空间复杂程度急剧提升的结果。
  2.3 局部深度值(R3)
  空间系统内任意一个节点到距离该节点 k ( k < n)距离(步数)范围内的其他所有节点最短距离(步数)之和为局部深度值[13] 。R3表示拓扑距离为3范围内的局部深度值。局部深度值反映了空间系统内任意一个节点在一定范围内与其他所有节点的拓扑关系。與全局深度值相同,局部深度值也可量化不同空间层次的复杂程度。
  由表4可知,可视层离散系数较低(0.102 81), 空间序列折线图(图5)表明:北门空间局部深度值最高,约在2.5~2.75;飞流峰空间次之,约在2.25~2.45;流音水榭空间约在2.15~2.41;水池台地空间最低,约在2~2.26。与可视层全局深度值空间序列折线图对比可知,其整体变化趋势虽然相接近,但其折线图起伏程度要更加剧烈,因此局部空间较整体空间有更为复杂的空间层次。
  由表4可知,可行层离散系数较低(0.091 79), 难以判断空间序列的关系。由空间序列折线图(图6)可知:北门空间局部深度值数值最高,约在2.58~2.65;水池台地空间数值约在2.37~2.62;飞流峰空间数值约在2.31~2.52;流音水榭空间数值最低,约在2.27~2.42。相较于可视层局部深度值空间序列折线图与可行层全局深度值空间序列折线图,其折线图起伏程度要更加剧烈,表明可行层的局部空间有更为复杂的空间层次。   2.4 全局整合度
  整合度表示节点与整个系统内所有节点联系的紧密程度,其计算公式为式(3)至式(6):
  Intergration= 1 RRA(3)
  RRA= RA RA(Diamond)(4)
  RA= 2(MD-1) n-2(5)
  RA(Diamond)= n log2n 3-1 +1
  (n-1)(n-2) 2 (6)
  Intergration= n log  2n 3-1 +1 (n-1)(MD-1) (7)
  式(3)至式(6)中: MD 为深度值;n为空间系统节点总数; Intergration 为整合度; RA 为 Relativized Asymmetry ,表示非对称映射深度值; RA(Diamond) 为钻石拓扑非对称映射深度值; RRA 为空间拓扑非对称映射深度值。
  全局整合度表示空间系统中某一节点与系统中其他所有节点联系的紧密程度,揭示该空间节点在整个空间系统中的空间可达便利性[14] 。
  由表5可知,可视层离散系数较低(0.244 53), 难以判断空间关系。根据空间序列折线图(图7)可知:流音水榭空间全局整合度数值相对较高,约在7.2~9;水池台地空间数值约在6.9~8.4;飞流峰空间数值约在6.6~8.4;北门空间全局整合度数值最低,约在5.1~6.4。说明北门空间不易被发现,游客能够很好地欣赏飞流峰、水池,特别是流音水榭处的景色,但水池台地部分空间可达性较低,可能会影响游客的赏景体验。
  由表5可知,可行层离散系数较低(0.225 92), 难以判断空间关系。根据可行层空间序列折线图(图8)可知:北门空间全局整合度数值约在4.6~5.8,飞流峰空间数值约在5.6~7.3,水池台地空间数值约在4.4~5.5,流音水榭空间数值约在5~5.6。因此,飞流峰空间全局整合度最高,水池台地空间相对其他空间全局整合度较低。与北门和主园路相连的飞流峰空间最方便游客到达公园各处,而作为景观效果最好的水池台地空间可达性则较低,可能会对游客产生一定的影响。
  2.5 局部整合度
  局部整合度表示空间系统中某一节点与一定距离(步数)内其他所有节点联系的紧密程度[15-16] ,揭示该空间节点与其相邻局部空间的可达便利性。R3表示拓扑距离为3范围内的局部整合度值。
  由表6可知,可视层离散系数较低(0.188 65), 难以准确判断空间关系。由空间序列折线图(图9) 可知:北门空间局部整合度数值约在7~8.3,飞流峰空间数值约在8.9~10.3,水池台地空间数值约在10.2~12,流音水榭空间数值约在10~11.4。因此,水池台地空间局部整合度最高,北门空间局部整合度最低。通过观察数据变化趋势可知,北门与飞流峰空间大致呈逐渐下降的趋势,水池台地空间大致呈先升高后降低最后平稳的变化趋势,流音水榭空间数值一直起伏较大。
  由表6可知,可行层离散系数较低(0.183 89), 难以判断空间关系。根据空间序列折线图(图10) 可知:北门空间局部整合度数值约在7.1~7.6,飞流峰空间数值约在8.1~9.7,水池台地空间数值约在7.4~9.2,流音水榭空间数值约在8.5~9.6。因此,飞流峰空间局部整合度最高,流音水榭空间次之,北门空间局部整合度最低。水池台地空间局部整合度大致呈现逐渐升高的趋势,但数据变化起伏较大,部分空间出现局部整合度急剧下降的情况,表示此处的局部可达性差。
  3 结论
  本研究采用空间句法理论分析空间序列的组织关系,为景观空间序列分析提供了一种较为可行的研究方法,也可为今后其他空间组织形式的量化研究提供新的思路。通过对济南中山公园北门—飞流峰—水池—流音水榭空间序列的量化分 析,结果发现该空间序列是以开始—过渡—高潮— 结束的组织方式展开。具体结论如下:
  北门空间作为整个空间序列的开始,其深度值较高,连接值与整合度低。此处能够吸引游客,并为游客提供一定的集散空间,但游客不会在此过多停留,会向连接值与整合度更高的飞流峰空间移动。
  飞流峰空间作为过渡空间,可行层整合度最高,既方便游客继续走到水池台地空间,又方便游客沿主园路游览全园;在可视层中,飞流峰假山绿地整合度增长的趋势提升了水池台地空间的视线可达性,对游客进入水池台地空间起到视觉引导作用。
  水池台地作为空间序列的高潮,是游客主要的观景空间。可视层连接值全园最高,为游客提供最为开阔的视野,较高的整合度便于游客欣赏全园风光;可行层较高的深度值为游客提供较为丰富的空间体验,较低的整合度虽然不利于游客到达此空间,但也使在此空间的游客不易到达其他空间,一定程度上会使游客在此驻足游赏。
  流音水榭空间作为空间序列的结尾,紧挨公园南墙,由于其可视层整合度较高,游客视线易被引导至主园路及其他空间;可行层较高的连接值为游客集散提供了停留空间,较高的整合度方便游客继续游览全园。
  空间序列折线图能够反映空间参数连续变化的情况,解读出更多的空间关系与空间特性,有利于对空间序列组织关系做进一步剖析。
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