44、传统城市空间的智能性评估与启示

传统城市空间的智能性评估与启示

1. 城市空间可达性分析方法

城市的空间布局和道路网络可以通过多种方法进行分析，包括基于图的方法、空间句法理论、空间设计网络分析和城市网络分析。空间句法理论（SST）由 Hillier 等人提出，用于展示人类空间组织的形式句法、人类社会形成的空间模式及其与社会模式的关系。

网络可以通过深度、选择、接近性、中心性和中介性等指标来描述。轴向地图是分析街道网络最常用的方法。关键的句法变量包括深度，即两个空间之间的间隔空间数量，它可以解释空间配置的其他相关属性。其他相关的句法变量还包括整合度、连通性、控制度、选择度和可理解性等。

1.1 句法变量介绍

• 深度 ：是解释空间配置其他属性的关键单一句法变量，指两个空间之间的间隔空间数量。
• 整合度 ：从拓扑学角度，整个空间结构可以用整合度值来表示，它是城市系统中深度的归一化度量。全局整合度针对整个城市系统进行估计，而局部整合度则针对由定义距离内的顶点所定义的部分系统进行估计。空间结构的整合度越高，其与其他部分的拓扑距离就越短。
• 连通性 ：由一个空间单元与其他相邻单元的连接数量定义。
• 选择度 ：表示无论网络的几何属性如何，吸引更高流动性的趋势。

1.2 网络中心性和迂回分析

对于网络中心性，采用了远度的倒数（平均欧几里得距离，MED）、线连通性和中介性等指标。网络迂回分析将直线距离与实际网络距离进行比较，使用平均直线飞行距离（MCF）和转移比率（DR）来确定网络与最直接路径的偏差。

1.3 数据处理和分析工具

从开放街道地图（OSM）下载街道网络后，使用谷歌图像进行验证，检查道路拓扑是否存在错误，并通过删除孤立和重复的线路进行修复。sDNA 为地理信息系统（GIS）和计算机辅助设计（CAD）中的 2D 和 3D 空间网络设计分析提供工具，而 Depthmap 允许在轴向地图的基于图的表示上进行拓扑测量，以推断空间设置的行为特征。

2. 不同空间层次的可达性评估

以印度拉贾斯坦邦的阿尔瓦尔为例，该城市最初规划为有城墙的城市，保留了大部分传统根基。研究根据确定的空间层次和发展阶段，即有城墙的城市、相邻城市和市政区域，对案例研究的空间智能城市属性进行了评估。

2.1 可达性指标测量

原始网络边界	中心性指标			迂回指标		句法变量
	线连通性	MED (m)	中介性 (m)	MCF (m)	DR	角度连通性	句法连通性	总选择度	控制 - 选择值 100 m	全局整合度	局部整合度 100 m
有城墙的城市	3.58	7.56E + 02	5.81E + 03	5.50E + 02	1.44	2.68	4.05	1.59E + 04	71.26	2.30E + 02	29.89
相邻城市	3.79	1.17E + 03	4.42E + 04	8.92E + 02	1.34	2.96	4.44	1.22E + 05	125.93	8.36E + 02	40.84
市政区域	3.88	3.55E + 03	6.84E + 05	2.93E + 03	1.26	1.06	2.68	5.61E + 06	297.66	2.42E + 03	44.21

2.2 不同空间层次的表现

• 几何连通性 ：三个空间层次在几何连通性方面表现相当。
• 拓扑连通性 ：传统聚落（有城墙的城市和相邻城市）在角度和句法连通性方面具有较高的连接性。
• 中心性指标 ：有城墙的城市在中介性和接近性（远度的倒数）方面表现较高。
• 迂回指标 ：有城墙的城市的 DR 值最低，表明其网络与最短路径的偏差较小。
• 句法变量 ：相邻网络的句法连通性最高，其次是有城墙的城市和市政区域网络。然而，老城区的局部整合度较高，意味着有利于行人的网络。随着从有城墙的城市向相邻和市政区域网络的转变，选择度和全局整合度有所降低。

2.3 可视化分析

通过图 17.13 和图 17.14 可以直观地看到不同空间层次在句法变量和网络指标方面的比较。红色表示非常高的值，黄色表示中等值，绿色表示非常低的值。

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px

    A(下载街道网络):::process --> B(使用谷歌图像验证):::process
    B --> C(检查道路拓扑错误):::process
    C --> D(删除孤立和重复线路):::process
    D --> E(使用 sDNA 和 Depthmap 进行分析):::process

以上流程图展示了从下载街道网络到进行分析的整个过程，包括数据验证、拓扑错误检查和修复，以及使用专业工具进行分析。

3. 传统城市空间的优势

传统聚落（如阿尔瓦尔的有城墙城市和相邻城市）在空间评估中表现出相对较好的性能，具有以下优势：
- 街道网络 ：具有有机的街道网络，有利于行人移动，在句法和几何属性方面具有较高的可理解性。
- 社会文化属性 ：尽管在 COVID - 19 爆发后，密集的城市环境曾受到质疑，但密度不仅是一个物理量，还具有社会价值。传统社区的社会文化属性，如集体效能和社会凝聚力，可能由于住宅单元的聚集或强烈的归属感而表现得更好。
- 经济活动 ：主要以家庭为基础的经济活动，通过家庭庭院开展，在面对前所未有的情况（如跨国公司采用在家工作模式）时可能更具弹性。
- 空间规划 ：传统住宅单元的多功能开放空间和庭院规划提供了公共、半公共和私人空间的隔离系统，为家庭隔离和检疫创造了空间条件。

4. 智能城市发展的现状与问题

“智能”这一概念较为模糊，目前城市规模的智能发展过度强调技术支持的干预措施。然而，许多学者支持以理性和平衡的方式发展智能城市。当前智能城市框架存在一些问题：
- 概念模糊 ：“智能”标签存在歧义，缺乏明确的定义和标准。
- 干预策略碎片化 ：干预策略往往忽略了城市的关键方面，如社会、经济、历史、文化和地理等。
- 潜力未充分利用 ：大多数城市在几十年的发展中已有机地适应了现有社区的需求和文化模式，但全球智能城市干预措施往往忽视了其社会文化景观和建成环境的优势，只是对城市结构进行一些不切实际的空间修复。

4.1 智能城市发展的目标与指标

为了实现城市智能化的目标，需要综合考虑可持续性、宜居性和包容性等核心目标。这些目标体现在人、地和公平三个城市要素的交叉点上。基于这些目标，确定了一套用于评估的指标，包括城市的紧凑性、密度、绿色和开放空间、多样性和可达性等空间变量。

4.2 案例研究的评估方法

以阿尔瓦尔为例，采用地理空间评估方法，利用 ArcGIS 工具和深度地图软件来估计句法和网络相关变量、聚类指数以及派生的空间指标，如熵和密度。通过对不同空间层次（有城墙的城市、相邻城市和市政区域）的评估，了解其在空间智能城市属性方面的表现。

5. 传统城市空间对智能城市发展的启示

传统城市空间的优势为智能城市的发展提供了重要的启示：
- 重视有机发展 ：尊重城市的历史和文化，充分利用现有城市的社会文化景观和建成环境的优势，避免大规模的、不切实际的空间改造。
- 强调以人为本 ：关注居民的需求和体验，提高城市的宜居性和包容性。例如，设计有利于行人的街道网络，增加绿色和开放空间，促进社会互动和交流。
- 促进可持续发展 ：通过合理的土地利用和规划，提高城市的紧凑性和密度，减少能源消耗和环境污染。同时，鼓励发展以家庭为基础的经济活动，增强城市的经济韧性。
- 整合技术与传统 ：在保留传统城市空间优势的基础上，合理引入现代技术，提升城市的管理和服务水平。例如，利用地理信息系统和数据分析技术，优化城市的交通、能源和资源管理。

5.1 未来研究方向

虽然本研究对传统城市空间的智能性进行了评估，但仍有一些领域值得进一步研究：
- 不同气候条件下的传统城市 ：本研究主要针对印度中等气候条件下的传统城市，未来可以探索其他气候条件下传统城市的智能性和适应性。
- 传统与现代城镇的比较 ：比较传统城镇和现代城镇的城市属性，深入了解它们在智能性方面的差异和优势，为智能城市的发展提供更多的参考。
- 技术与社会文化的融合 ：研究如何更好地将现代技术与城市的社会文化背景相结合，实现技术的有效应用和社会的可持续发展。

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px

    A(重视有机发展):::process --> B(尊重历史文化):::process
    A --> C(利用现有优势):::process
    D(强调以人为本):::process --> E(关注居民需求):::process
    D --> F(提高宜居性和包容性):::process
    G(促进可持续发展):::process --> H(合理土地利用规划):::process
    G --> I(增强经济韧性):::process
    J(整合技术与传统):::process --> K(保留传统优势):::process
    J --> L(引入现代技术):::process

以上流程图展示了传统城市空间对智能城市发展启示的几个方面及其具体内容，强调了在智能城市发展中需要综合考虑的多个因素。

5.2 总结

传统城市空间在城市形态、空间可达性、步行性、渗透性、土地利用混合、密度和紧凑性等方面具有独特的优势。通过对传统城市空间的研究和评估，可以为智能城市的发展提供有益的借鉴和启示。在未来的智能城市建设中，应充分重视传统城市的价值，结合现代技术，实现城市的可持续、宜居和包容性发展。

表 5.1 传统城市空间优势与智能城市发展启示对应关系
| 传统城市空间优势 | 智能城市发展启示 |
| — | — |
| 有机街道网络，利于行人移动 | 重视有机发展，设计行人友好街道网络 |
| 社会文化属性强 | 强调以人为本，促进社会互动交流 |
| 家庭经济活动有韧性 | 促进可持续发展，增强城市经济韧性 |
| 多功能空间规划 | 整合技术与传统，优化城市空间利用 |

通过以上表格，可以清晰地看到传统城市空间的优势如何对应到智能城市发展的启示中，为智能城市建设提供了具体的方向。