基于空间句法的传统村落街巷空间形态分析——以桂林市褚村为例

0 引言

空间句法是20 世纪70 年代英国伦敦大学建筑学院比尔·希列尔（Bill Hillier）首先提出的，用于定量研究空间拓扑关系的一种方法。现在已形成完整的理论体系和方法论，用于空间句法分析的软件发展的也很多，有Depthmap、基于Arcgis 的axwoman 和confeego 等。

空间句法分析空间的主要思想，是摆脱空间本身的内容，专注于研究系统内各空间元素之间的拓扑关系。其基本做法是把空间按照一定的规则进行分割，形成相互连接的凸空间，再用轴线概括凸空间，借助分析轴线图来研究凸空间之间复杂的关系。这种空间分析的运用，小至建筑内部，大到一个城市甚至整个区域。本文以桂林市褚村为研究对象，利用空间句法软件Depthmap，进行褚村空间形态的分析。

1 轴线图的绘制

在空间句法中，为了方便研究各空间之间的拓扑关系，最普遍的办法是，把空间按照一定规则抽象成凸空间并用直线概括成轴线图，再进行它们之间拓扑关系的研究。根据Bill Hillier 的说法，数学上已经证明，用直线来代替凸空间的思路，在数学上具有唯一性[1]。因此，轴线法能穷尽空间之间连接关系的所有可能性，且轴线图较为吻合人流自然运动的轨迹。所以，通过研究轴线图的拓扑关系能较准确地判断村落空间形态的肌理特征。空间句法轴线法绘制轴线地图有一定要求，即把村落中的街巷抽象成凸空间，再以最长且最少的原则用轴线图概括凸空间，因此，轴线图较准确地反映了人用视线来判断周围空间形态的行为。

街巷作为村落最主要的基础设施，最重要的功能是提供了最为便利和无处不在的公共空间，支持各种文化、经济、政治和社会活动[2]。因此，本文以街巷出发研究褚村空间形态特征，利用Depthmap 软件将褚村街巷空间概括成轴线地图（图1），用轴线地图代表的街巷空间更易定量图示空间之间的拓扑关系，也直观地表达了褚村街巷空间形态的肌理变化。如，新村区域街巷为明显的直线形态，而老村部分街巷则曲折多变。原因是，新村部分房屋多呈现行列式布局，街巷齐整密度低；而老村部分建筑布置，因地制宜，随地形就山势，道路网随之复杂而密集。但是，轴线地图仅能分析这些空间关系，并不能对其中蕴含的具体原因进行揭示。笔者利用空间句法研究街巷空间的目的在于，科学定量地分析褚村传统村落街巷空间的形态，探究人流如何受到公共空间的影响，以及公共空间起到怎样的塑造人流作用。

图1 褚村轴线地图

2 褚村街巷空间句法解读

2.1 集成度分析

空间句法中集成度体现某一空间对其他空间的中心性，描述的是一个街巷元素在其研究区网络中的“通达能力”。全局集成度反映不同高低集成度的街巷分布位置信息。高集成度的街巷有较强汇聚人流的能力，是系统中的中心位置，地理位置好，较适合分布公共服务中心、村委会和便利店等公共服务设施。但高集成度意味着喧闹嘈杂，人流多就意味着危险因素多，受到侵染的可能性大。而低集成度的街巷较隐蔽安静，空间流量小，环境较安全，适合村民居住。

首先，对褚村老村进行集成度分析（图2），图中由红色到蓝色代表了街巷从高到低的集成度。容易看出，褚村总体的集成度中心最高，集成度最高的街巷穿过老村中心古井、双龙桥和双龙桥广场（图2 上红线部分），形成“集成核”（按照Bill Hillier 空间句法中的定义，元素集成度从高到低加总，达到总集成度10%的这些街巷组成集成核），这些街巷具有较高集成度的原因明显，古井是村中主要水源，双龙桥是村中荣誉的象征，双龙桥广场则是老村唯一比较宽敞的集会休闲场所，最重要的原因是，褚村传统村落都是农耕时期自给自足的生活方式，形成的一种以自我为核心发展的空间形态，从这集成核向外扩散的其他街巷，随着拓扑距离的增大，集成度逐渐减弱，这也是不安定社会年代村落的一种自我保护。

图2 褚村老村集成度分析图

图中蓝色区域分南北两个部分，这是较低集成度的街巷，通过现场调研发现，北部区域建在狮子山脚的山坡上，这些街巷因地制宜、曲折起伏，容易迷路，且距离村子入口最远，因此行人通过率很低，集成度便也很低。但是在村落南部，传统时期的褚村只有此一处入口，村民出入村子都要经过此处街巷，集成度应该很高，但事实却不是如此，此处集成度反而是老村整体集成度最低的两部分之一。除了上文所述，褚村是以自我为核心自我发展的原因外，防御方面的考量也是其另外一个影响因素。对村口低集成度的防御性进行分析，首先，褚村老村有寨墙围合，寨门宽度只有1.5 m左右，寨门附近街巷的宽度都随着寨门的宽度进行建设，有些街巷稍宽，但也宽的有限，村民都以步行作为生活的行动方式，所以在当时并没有主次路的概念。街巷四通八达，村民遵循自然运动的原则，回家选择近路，不会汇集到一条路上。其次，如果有小规模盗匪进入村落陌生的环境中，比较难深入到村落内部，再考虑到村落建筑街巷尺度、规模、建材等的相似度，使村落具有较高的防御性。如遇到大规模敌人来袭，则村口处低集成度能够非常有效地缓解敌人入侵速度，给居民组织抵抗或者撤离提供宝贵时间。

图3 褚村全局集成度分析图

在老村集成度系统中加入新村部分街巷轴线图，进行全局集成度分析（图3），对比发现，随着新村扩建，老村入口处集成度大幅提高，村落几乎失去老村村口低集成度的拓扑关系，随之丢失的是低集成度承载的安全环境。按图所示，褚村老村村口应该成为局部集成核才对，事实上随着老村入口道路的拓宽，该处集成度确实有所提高，但却没有达到图示中，几乎与新村路集成度不相上下的地步。造成此现象有几个原因：①本文所研究的褚村老村部分是传统村落，且村落格局保存良好，小尺度街巷只能步行，车辆难以通过也不允许通过。②新村路宽阔，现代化交通工具方便行动，且新村路是通往临近两江镇的近路，居民外出赶集主要从此处通行。③有了新村路以后，最北部的居住片区村民出行不再穿越老村曲折复杂街巷，而是直接走新村路到达村落内部。因此，老村村口主要集成老村南部居住片区的人流，依旧保持较低的集成度。全局集成度核心随着新村建设整体向右下移动，伴随着村里蔬菜水果的种植，对外经济活动频繁，村落开始对外发展；新建村落公共中心、广场和便利店等公共设施布置在老村外空旷场地上，吸引了人流；村子整体规模的扩大，核心必定有所偏移。但是，这个现象在便利了交通的同时，高集成度核心对村外暴露，导致陌生人流的自然运动更容易深入到村落深处，村落的整体安全性下降。

2.2 控制值

控制值表示某一空间对与之相连空间的控制程度[3]。对每个街巷元素在全系统中有直接连接的其他元素的值进行加总，得到的值即为整个系统的控制值（图4、5）。控制值高的地方与之连接的街巷多，反之控制值低的街巷与之相连的街巷少，在褚村老村控制值图中容易看出，控制值最低的街巷（图中蓝色部分）都是村子周边短小的断头路，这些街巷对其他街巷没有控制力。具有较高控制力的街巷零散分布在整个村落中，这些街巷的高控制度是因为有很多支巷与之相连，但它们都没有较高的集成度。

图4 褚村老村控制值图

图5 褚村全局控制值图

在集成度分析章节得出褚村老村古井、双龙桥和小广场部分街巷集成度最高，组成了全村的集成核心，对比褚村老村控制值图发现，这个集成核所包含的街巷却不是控制度最高的几条街巷。正常非防御性村落的控制度一般都与集成度成正相关性，集成度高的街巷较少，并且连接村内较多支巷，导致控制值随之升高。而褚村的独特之处在于街巷密度大，一排并列的支巷同时有好几条街巷对其进行串联，随之降低了某几条街巷的控制度，这种现象在村落中普遍存在，因此，褚村全局控制度分布比较均匀。

2.3 深度值

拓扑深度代表这个元素在整个研究区中的“深度”，是一个负向指标，值越大，说明这个元素在研究区网络中埋得越深。计算方法是，从中心空间出发，穷尽了系统中所有的其他元素和可能性以后，把每种情况的拓扑步数都加在一起，这个数值反馈回来，记在中心空间上，就是这个中心空间的全局拓扑深度了[4]（图6、7）。图中从红色到蓝色，代表了轴线深度值的从高到低分布，反应的是轴线不同高低的可达性。

通过对褚村老村深度值图的观察，发现褚村老村的深度值除了极少数几处外，整体都呈现较高的状态，这些街道在整个系统中都处于较深的位置，对于外界或者村内来说，都比较复杂且难以到达。在传统时期面对入侵时，深度值越高的地方，敌人越不容易到达，且难以快速地对整个村落进行搜索，便于村落居民组织抵抗和逃生。深度值高，对于进行自然运动的游客来说，这些地域性的街巷有别于线性交通的无趣和大尺度空间的空旷感，又不容易马上穿越出来，具有较高的探索性和可玩性。

新村部分的深度值较低，具有比较高的可达性，街道呈现线性十字交叉，这种格局便利了交通，也易溶解老村中深度值较高区域的人流，并通过这个系统进入到其他区域。新村道路的建设对老村北部的深度值有所改变，呈现直接连接的部分深度值下降，间接连接的部分深度值不变。这个现象表明，新村路在一定程度上对老村的交通有所改善，且对老村居住区的私密性没有破坏。

2.4 可理解度

图6 褚村老村深度值图

图7 褚村全局深度值图

可理解度是用于反映系统中的局部变量和全局变量相关程度的变量值。换言之，可理解度表示人从某一个空间所获取的信息是否有助于构建起整个系统的图景[5]。在一个空间系统内，若空间的局部变量与整体变量有较高的正相关性，那么系统就有较高的可理解度。此处笔者选取褚村局部集成度、全局集成度，句法量化生成相关性散点图，通过其相关性来分析褚村街巷空间的可理解度。

图8 褚村全局集成度与局部集成度相关性图

集成度散点图是以两种不同拓扑步数为半径计算出的集成度，分别做为横轴和纵轴的值生成一个坐标系，每个散点都是一个拓扑空间以这两个值为参数计算生成的。此处以不同拓扑步数的集成度Rn和R3分别为X 值Y 值，构建褚村全局集成度与局部集成度相关性图（图8）。能够容易发现：二者散点分布整体上呈现正相关性，说明褚村街巷整体上有着较高的可理解度。这些街巷主要位于褚村新村路和老村集成核，这与我们上文集成度的研究相符。图中最下一列散点的局部集成度未随全局集成度的升高而升高，呈现无相关性，说明这部分街巷理解度较低。选红色虚线框内的八个散点进一步分析，生成样点参量比对（表1）。发现，这些街巷的全局集成度上升时，局部集成度并不随之提高，主要影响因素是这些街巷的深度值高，可达性低，造成街巷可理解度低的现象。

表1 样点参量表

3 结语

通过空间句法软件Depthmap，分析得到褚村街巷空间的句法4 大主要变量，结合褚村实地调研，发现褚村老村部分和新村部分的句法分析变量值都有较大不同。原因在于，传统时期历史社会背景下和现代化新农村建设时期对村落的建设需求不同。该方法可以科学地分析街巷空间，有更强的说服力。定量的研究方法也能用数据来说明空间的运转规律。

由于空间句法的算法只考虑空间之间的拓扑关系，忽略了空间内在的社会因素和文化因素等其他影响因素，因此，得出的结果与实际情况有所偏差，需要结合实地调研修改权重的方式来调整研究的精确度。