基于元胞自动机评估川西北地区藏羌传统聚落空间演变信息

易俊

摘要：本文在GIS环境中，在元胞自动机结果的基础上，收集羌藏村落数据，利用科学的统计方法和GIS空间分析等方法，揭示2008年汶川地震后川西北地区（阿坝州）羌族藏族传统村落的空间演变的动力机制，详细展示其空间演变过程。同时顾及少数民族背景进行羌藏聚落空间演变结果分析，以及对空间形态演变进行可视化分析展示，能够为保护藏羌民族村落，传承藏羌文化提供有利建议。得到空间演变的关键影响因素以及藏羌传统聚落空间演化图，思考总结出川西北地区藏族传统村落景观文化传承的内容、方法和策略，为川西北地区旅游业发展，民俗文化的传承以及传统聚落的保护提供合理建议和可视化研究基础。

关键词：GIS; 元胞自动机; 川西北地区; 羌族藏族传统村落; 空间形态演变

1引言

传统村落蕴藏着丰富的历史文化信息和自然生态景观资源。2018年3月8日，习近平总书记在湖北考察时强调：“特别要保护好传统村落、民族村寨、传统建筑，以多样化美打造各具特色的现代版‘富春山居图’”。阿坝州被称为“民族文化走廊”的核心地带，藏羌文化历史积淀丰厚、内涵博大精深、形态多姿多彩、地方特色浓郁。藏羌民族村落是阿坝州最主要少数民族——藏、羌两个民族生活的根据地，承载着历史传统记忆、生产生活智慧以及文化艺术结晶。2008年5·12汶川大地震的十年以来，阿坝州境内的大部分藏羌民族聚落和土地利用类型发生了翻天覆地的变化，因此，利用科学的统计方法和GIS空间分析等方法探究大地震过后藏羌民族村落空间演化过程的影响因素，以及对空间演化进行可视化分析展示，能够为保护藏羌民族村落，传承藏羌文化提供有利建议。

近年来国内外有大量的学位论文专注于村落的相关研究：杨锋梅等[1]从村落的生成环境、空间分布特征、村落的物质空间结构与文化与社会空间结构的特点几方面入手，对山西传统村落的空间特征与保护、利用价值进行了评述。赖彦君等[2]基于多种量化研究方法，揭示了桃坪羌寨不同时期空间形态的内在规律。J.Brunhes在《人地学原理》中写道，房屋的形式，受传统势力和自然环境的影响[3]。Lisa Dwi运用建筑空间形态类型学和形态学方法探讨了文化入侵和同化作用下巴厘岛传统村庄传统居住模式的空间变化过程[4]。

川西北地区为阿坝藏族羌族自治州主要聚集区，其中藏族人口居住在丘状高原上的居多;羌族人口多集中在高山峡谷地区，如汶川、茂县。据不完全统计，5·12汶川地震过后，80%到90%的藏羌碉楼受损，桃坪羌寨局部垮塌，对藏羌村落的空间分布形式造成了巨大影响，伴随着灾后重建的进程加快，藏羌村落的空间分布发生了巨大变化，部分居民房屋搬迁导致新的居民点产生增多。

本文主要基于元胞自动机法以空间信息可视化技术，运用各种统计学方法进行定性分析和定量分析，探究符合羌藏地区民族特色的空间形态演变模型，对环境、人文、经济因素进行相关分析，得到川西北藏羌村落空间形态演变的关键影响因素。

2 研究方法与数据

2.1数据收集与整理

收集卫星影像、交通地图、受教育程度、传统房屋分布、文化图腾详细信息等资，生成研究区多维数据库。收集整理已接收和积累的川西羌藏地区Landsat、GF等遥感数据，进行辐射定标、标准大气校正、几何精纠正以及图像融合、裁剪、镶嵌等预处理，为后期的影像处理提供高质量数据源。

2.2数据方法

2.2.1理论分析法

基于地理因素与人文因素并存的传统聚落空间机制及其基于生态因素的形成机制，并针对当前传统村落空间演变之中的矛盾问题进行分析。

2.2.2归纳演绎法

对项目主要研究内容，从川西羌族藏族沿线传统村落历史演进特征，分析归纳出村落历史发展的影响因素和形成机制。

2.2.3空间句法

空间句法的研究方法是将空间作为一个整体，对其进行尺度划分与分割，将大尺度空间分割为小尺度空间，并将每个小尺度空间作为一个节点，通过绘制节点间的关系图解，直观地描述小尺度空间的结构与形态特征。

2.2.4元胞自动机

元胞自动机（Cellular Automata， CA）是一种自下而上的模型，通过转换规则来决定元胞的状态变化，即t+1时刻某元胞的状态由其t时刻的状态和其邻域状态所决定。其公式化表示如下：

式中：S为CA中所有可能状态的集合;为转换规则;是某元胞的邻域。而具有先验性的转换规则是CA模拟的关键。

3 结论

本文以遥感数据为基础，选取2008年汶川地震为时序起点对灾后的空间演变进行了探索。本次考虑到灾后传统聚落恢复的时间连续性和空间相关性情况下，也结合了当地文化这一要素。仅从空间或者人文角度去挖掘演变背后的复杂逻辑是不够全面的。所以本项目中用到了时间-空间-人文三位一体的多角度研究方法，为更加全面的看待事物的发展和探索空间演变机制背后的微妙逻辑提供了方法上的保障。另外，本项目将机器学习算法引入具有一定隐性逻辑的空间形成演变问题中。而造成隐性逻辑的主要原因是空间演变问题中运用的多因素关联思维，这与机器学习模型中的非线性思维相统一，因此架起了空间形成探究与定量分析的桥梁。这也为空间演变问题的探究提供了另一套与之相契合的方法论。此外，受到事物辨证发展规律所启发，研究中提出了关于空间演变形成的重复验证方法。对文化线路这样大尺度的对象進行研究时，不仅考虑到分析的广度，更重要是强调对其的深度分析。所以本文在本项目的内容、构成要素和保护与发展策略中，尝试使用“点—线—面”分层展现。首先，在“点”的层面分析各个传统村落内容部特征;其次，在“线”的层面分析具有互补或相似发展特征的传统村落之间的联系、整条文化线路上传统村落之间的联系;最后，在“面”的层面分析羌藏沿线传统村落与川西域内地质灾害及各类文化资源保护与开发利用联系，通过联系与整合提出区域性发展意见。还将以传统文化村落为重点，以灾后空间演变为视角。将一些文化原本不关联的村庄等串联起来，形成特殊文化资源集合的线形或带状区域内的物质和非物质文化遗产族群，构成链状的文化遗存状态，力求真实再现历史上人类活动的移动，物质和非物质文化的交流互动，并赋予作为重要文化遗产载体的人文意义和人文内涵。

参考文献

[1]杨锋梅. 基于保护与利用视角的山西传统村落空间结构及价值评价研究[D].西北大学，2014.

[2]赖彦君，杨美玉，李源，熊颖，彭洋.羌族传统村落空间形态演变的量化研究——以桃坪羌寨为例[J].四川建筑，2019，39（04）：63-67.

[3]Babel Martinho. Historic anthropogenic factors shaping the rural landscape of Portugal’s interior alenteio[M].Arizona：Arizona University Press，2001：1-4.

[4]Saleh， M. A. The decline vs the rise of architectural and urban forms in the vernacular villages of southwest Saudi Arabia[J]. Building and Environment， 2001（36）： 89-107.

成都理工大学地球科学学院 四川 成都 610059