基于ArcGis 与MATLAB 等数据可视化平台的街区“规划”

（沈阳理工大学，辽宁 沈阳 110168）

1 概况

国内有关街区环境的“规划”、“再生”、“改造”、“优化”之议题上可溯源至先秦，梁思成于《中国建筑史》中记载：至尧之时（公元前23 世纪），则“堂崇三尺，茅茨不剪”，后世虽以此颂尧之俭德，实亦可解为当时技术之简拙。至舜所居，则“一年成聚，二年成邑，三年成都”。舜“宾于四门，四门穆穆”，初期之都市已开始形成。《周礼(先秦)，冬官考工记第六》中记载“匠人营国，方九里，旁三门。国中九经九纬，经涂九轨，左祖右社，面朝后市，市朝一夫。”下可寻迹至2017 年由住建部、城乡规划司等部门提出的以“生态修复、城市修补”为核心的“城市双修”。国内关于街区环境的提质项目较著名的有强调“小规模、渐进式”的“菊儿胡同”等。自“菊儿胡同”再生实践以来，历史街区中强调的“小规模、渐进式”的可持续再生模式逐渐得到广泛认同并付诸尝试，而多主体介入的方式较好地切合了这一模式。小规模、渐进式是可持续再生的要点[1]。国外有关街区环境的“规划”、“再生”、“改造”、“优化”之议题上可溯源至古埃及园林之宅园、圣苑、墓园，据朱建宁之《西方园林史——19 世纪之前》记载：古埃及园林大致有宅园、圣苑、墓园3 种类型。宅园：古埃及宅园的建造，在第十八王朝时期出现高潮。王公贵族的宅邸旁，都建有游乐性的水池、四周有各种树木花草，掩映着休憩凉亭（Kiosks）。下可寻迹至20 世纪以来之西方国家城市更新。国外关于街区环境的提质项目较著名的有：（1）西班牙城市毕尔巴鄂(Bilbao)的古根汉姆博物馆（Guggenheim Museum）。（2）都柏林的坦普尔街区(Temple Bar——该区东西1 千米，南北约0.2 千米)。国外富有代表性的、关于街区“规划”、“再生”、“改造”、“优化”的设计理论集中于：物质形体决定论影响下的大规模重建、福利主义城市更新、内涵式城市更新、市场导向型城市更新等。

2 基于ArcGis 与MATLAB 等数据可视化平台的街区“规划”的研究策略构建

在有关研究策略构建方面，其立足差异化的视域背景，立足于当代科学探索新范式——跨学科研究，意图擘肌分理的对“传统街区环境再生”、“城市空间优化”等方向给予富有科学数据支撑的、富有史料证实的、富有缜密逻辑的、富有理性结构的研究。如笔者于攻读硕士学位期间为《第二届辽宁省研究生“智慧人居与健康城市AUL 创新研究竞赛》及《津发科技HFE Award 全国人因与工效学创新大赛培育项目》所撰写的研究报告中所采用的论述逻辑那样——其对于城市空间优化的研究所采用的方式方法首先基于成熟、完备的理论基础（如生态学范畴中的“共生”理论、柯林·罗所提出的“拼贴城市”理论、吴良镛先生提出的“有机更新”理论、吴明伟教授提出的“系统性”旧城更新原则等），因为没有理论指导与支撑的实践性研究就不具备科学性、逻辑性；其次，为增加人文社科学类研究的说服性、可信性、可视性，其引入文献计量学、知识图谱、MATLAB 数据可视化平台、层次分析法、ArcGis等工具，试图把“共生城市”这一抽象概念量化、具体化，以此来分析推动该街区空间轨迹演化、街区机理的历史蜕变及街区风貌革新的内在动力机制；再次，其结合当代文化视域下该街区的街区基因、传统文化、物质与非物质文化遗产等文化内容，提出沈阳西塔街区的“共生”优化策略；最后，城市空间优化、改造的核心是基于人本主义的，为使研究方案人情化、合理化、科学化，上述两篇研究报告中的研究策略试引入“人因与工效学”，如1959 年霍尔提出的4 种人际交往距离（亲昵、个人、社会、交往距离）及人之观察尺度（45、27、18 度仰角）与人之行为习惯（步行模式、活动群体）和人的活动类型（必要、自发、社会性活动）、日本当代著名建筑师芦原义信（1918—2003）在《外部空间设计》与《街道的美学》中对街道空间宽度及构筑物高度之间的辩证关系等，希望以此对具体的规划指标加以明确，并通过上述人因与工效学理论的限定，使所提出的沈阳西塔街区的“共生”优化策略与人的生理和心理特点相契合，以提高整个共生系统之效能。

3 基于ArcGis 与MATLAB 等数据可视化平台的街区“规划”的研究步骤及进度

3.1 第一阶段——理论研究

首先调查、阅读相关文献，对传统街区再生设计的当代背景——城市双修做初步认知，明晰城市双修的前后历史背景及其与海绵城市的异同，明晰城市双修的具体要求、理论内涵等。其次，基于“不了解历史就不能深刻地洞悉现代，不了解历史就不能准确的预测未来”这一论断，进而对传统街区再生设计的国内外研究现状加以梳理，了解不同历史时期、不同政治、经济、文化背景下的城市更新特征、策略、优劣等，这些更新策略自然带有深刻的历史烙印，解决着特定历史时期的城市发展问题。

再次，对有关传统街区再生设计的专业理论，如城市“有机更新”理论、“系统性”旧城更新理论、柯林·罗之拼贴城市理论、“自上而下”与“自下而上”两种城市更新改造模式等加以调研。明晰不同理论的侧重点，明晰不同理论指导下的传统街区再生设计之异同。

3.2 第二阶段——案例研究

针对不同理论指导下所进行的设计实践进行深入研讨，对背景“菊儿胡同”、北京小后仓再生实践、苏州号街坊改造、西安的北院门改造、成都宽窄巷子等实际案例加以深入剖析，并对我国第一个成功按照“自下而上”城市更新改造模式之实际案例——田子坊创意产业园区进行研究，对其特征与存在的风险或问题给出明确阐述，以此进一步深化有关原有城市特色风貌、城市基因、城市文脉与传统街区环境、空间肌理的理论研究。

3.3 第四阶段——实践研究

通过完成对上述有关理论、工具、案例的研究，其就对《基于ArcGis 与MATLAB 等数据可视化平台的街区“规划”》之策略、方法及研究技术路线有了清晰认识。

4 该研究的创新点

该课题的创新性在于其引入跨学科研究范式。首先，基于ArcGis、文献计量学、知识图谱或生态学范畴中的“共生”理论、柯林·罗所提出的“拼贴城市”理论、吴良镛先生提出的“有机更新”理论、模糊综合评价法、层次分析法、Matlab 等一系列基础性理论及原理、机理、算法、模型等，对场址环境进行深入调研，实现数据的获取，从而更加精准的对场地及周边数据进行分析、判断，构架基础算法与实施方案，以更加直接的表明、分析思路，使数据可视化。具体即对场址环境中的高程、坡向、坡度、汇水线、生态水文和光照、热力密度、天际线等数据进行量化分析，通过文献计量学、知识图谱实现数据可视化，达到一图胜千言，并通过数据让设计更加“理性化”；其次，引入人因与工效学理论，使其成为检验或限定、完善上述成果、数据的工具，使拟定优化、改造的空间环境成为人、机、环境三者协调的人-机-环境系统。最终实现快速梳理各种空间结构关系，实现完成大尺度下的场地规划+都市区域规划。并期望以此将过去与未来统一于当下，将传统与现代之间文脉的断裂加以弥合，力求在二者间寻求一种多元协调、动态传承的操作机制。

5 结论

该研究围绕宋都古城，一方面拟对其重点区域、重点地段、重要节点等强化城市设计，塑造城市特色，彰显城市魅力，凸显城市风情和城市记忆，并建立健全城市设计及基础设施规划体系以开启古都尘封的乡愁。同时，拟积极稳妥推进历史城区、历史文化街区人居环境改善，开展历史文化街区、历史建筑挂牌和建档工作，并进一步加强历史城区风貌整体管控。

另一方面该课题致力于打造“全面保护、全域旅游、全城一景、全产业链”的宋都人文生活体验区。希望基于河南百城建设提质背景的汴京传统街区改造能为中国古城街区提质探索一条新路径，为旧巷的整体改造奠定一个全新标准，同时为宋代美学在21 世纪的应用开启一个全新维度。