基于大数据技术的沈阳堂子庙巷历史文化街区更新方法研究

董潇迪 哈尔滨工业大学建筑设计研究院工程师

1 背景

随着互联网的普及与信息化的高速发展，大数据技术的应用成为城市更新的新常态[1]。而历史文化街区作为最能体现城市风貌特征以及延续文脉的核心承载地，是城市更新过程中的矛盾聚集之处，其保护模式与更新方法成为近几年城市更新过程中的矛盾主战场[2]。

2019 年，沈阳市政府印发《沈阳市历史文化名城保护行动实施方案（2019—2021 年）》，计划编制堂子庙巷、三台子工人村以及睦路工人村等16 处历史片区的规划方案。针对堂子庙巷历史片区等亟待解决的功能业态配置不合理、交通系统紊乱以及可持续更新等问题，探讨如何应用大数据技术的优势构建历史街区有机更新的新路径。多层次、多视角地分析、获取并利用数字信息将成为量化测度下历史街区更新研究的新课题。

2 国内外大数据技术应用概况

国内外有关大数据技术在城市更新领域的应用中，将大数据信息分为物理空间数据与社会空间数据2 类。

2.1 物理空间数据应用

物理空间数据以体现表征信息为主的传统数据与互联网数据为主。传统数据包含通过走访调研获得的历史信息数据以及通过互联网与遥感卫星获得的道路、实景等互联网数据。

（1）历史信息数据。历史街区更新采用传统调研与无人机倾斜摄影、三维激光扫描技术相结合的测绘方法，可以获得更丰富的历史建筑点源信息及空间形态数据信息，进而构建历史街区的实景三维数据模型，在最大程度上减少对历史街区的二次破坏。

（2）道路交通数据。普遍采用空间句法软件，对路网密度、街区的可达性进行科学性的模拟与测算，结合百度路况图数据，为满足车辆通行需求的交通系统的规划设计提供了数据支撑[3]。

（3）遥感与实景数据。通过电磁波的反射进行卫星地图成像的数据，可以从宏观尺度把握历史街区物质空间的特征。利用计算机深度学习技术识别街景图片绿化布局数值，更便捷地定量统计各街道或广场空间的绿化数值。

2.2 社会空间数据

社会空间数据利用使用人群的移动信号、网络社交媒体软件使用的定位来反映人群的活动分布、道路交通的车行流量以及业态功能的分布与密度数据[4]。在历史文化街区更新设计相关研究领域，较为常用的为百度热力图数据与POI 兴趣点数据。其中，百度热力图与百度路况图通过获取百度旗下软件使用者的定位信息与智慧交通设施获得交通数据，实时展现区域人群密度与道路拥挤情况，进而分析使用者的诉求[5]。POI 兴趣点数据可以更精准地统计各功能服务设施数量，从信息点中分析各业态的空间分布情况是否合理。

3 国内外研究对沈阳历史文化街区更新的启示

3.1 堂子庙巷现状与存在问题

堂子庙巷历史片区位于大东区、盛京城历史城区内，北邻大东路、西邻培育巷、东邻堂子街，始建于1625 年，是后金与清朝时期的重要国家祭祀地，也是沈阳城内现存唯一一处传统合院式建筑群。随着1896 年奉天机器局、江浙会馆以及1923年奉天警察局第二署的建成，其建筑样式反映出了传统建筑向现代建筑过渡的特征，也是沈阳近代历史建筑发展的重要过程节点。

堂子庙巷历史片区内现存历史建筑18 栋，以居住为主，临时商业沿街布局，建筑层数为1 ～3 层，经现状调研发现存在以下问题。

第一，空间失序，缺乏整体规划，街区路网密度较高，等级级配与路权分配不合理，停车空间局促。经过多次翻建，建筑风格与传统院落空间特色不突出。

第二，业态缺失，街区内公共服务设施陈旧不完善。功能置换缺乏市场验证，业态变更导致原生活网络的破坏。

第三，文化遗失，现有的堂子庙巷历史片区保护规划方案对建筑立面风貌要求详尽，以修缮为主，而针对其他建筑群的风貌要求，缺乏满族建筑特征，未能彰显街区的历史文化氛围。加之当地居民的私自拆改与违建，使现存历史建筑的二次破坏严重。堂子庙巷历史保护片区现存的诸多问题很难单从定性的角度给予回答。结合前文大数据技术综述研究，本文尝试通过定量分析手段进行解决，探寻历史街区更新的新技术与方法。

3.2 堂子庙巷历史保护片区更新策略

以大数据技术为指导的更新策略可以更量化、更科学地模拟更新前后的使用状态，协助设计者从多维角度探索历史街区空间的发展规律，推动历史街区更新过程中的定量化研究。

3.2.1 构建历史信息量化数据库

利用无人机倾斜摄影与三位激光扫描技术，将历史建筑现状特征信息进行扫描存储，同时查阅建成时间、形式、色彩、使用材质、层数、结构、破损状况、改造过程、历史沿革等历史信息，导入ArcGIS，应用可视化手段展现历史街区的空间演变轨迹，形成动态的历史信息数据库。通过网络及实地调研获得街区的用地属性、道路网络、空间肌理以及单体建筑等特征基础信息，导入已构建的历史信息数据库，形成物质空间数据集；网络抓取POI 数据、人群热力分布、路况信息等网络数据，形成社会网络数据集。搭建一个完整的、分类清晰的历史街区数据库，为后续进行量化研究提供可靠的研究基础资料。

3.2.2 大数据量化技术应用

（1）通过公众参与调查规律，掌握使用人群诉求与特征。历史文化街区的主要使用者为人，人的行为选择与主观能动性决定了更新设计的环境特征。人群经常到访的空间，可以体现其活跃程度。通过对堂子庙巷历史保护片区使用人群进行公众参与问卷调查发现，街区周边人群经常到访的区域为辽宁省肿瘤医院与北方茶城附近，对用地周边以茶叶售卖为主的零售类业态与餐饮类业态较为感兴趣。可以看出到访人群除了求医和购买茶叶需求外，对餐饮业态也有一定需求。

（2）通过空间可达性分析，构建分等级智慧交通系统。到访城市街区的便捷程度，可以利用空间句法软件对道路的可达性进行分析，通常会得出选择度和整合度两个典型的数值。选择度高表示到达其他区域的路径最短，交通更为便利；整合度高表示该区域的中心性强，到访更为便捷。

利用道路路况信息数据，对堂子庙巷历史保护片区周围更新前道路与更新后道路的可达性进行分析（表1），发现更新前北侧大东路选择度为6.90，整合度为57 865.91，相较于其他道路的数值均属于高值，代表其可达性较高；西侧的培育巷选择度为1.79，属于低值，代表其可达性较差，整合度为55 239.42，属于中高值，证明从此路到访较为便捷；东侧堂子街选择度为1.26，整合度为37 880.15，均属于最低值，代表其可达性最差。街区南侧为断头路，没有与城市道路连接的支路，人们到达街区内部并不便捷。

表1 更新前道路与更新后道路的可达性分析

考虑与城市道路的贯通性，在更新前的道路系统布局基础上增加一条东西向贯穿用地的城市支路，同时南北向增加消防通道与城市道路连接，并满足消防需求，如图1 所示。增加道路后，大东路、培育巷以及堂子街的选择度分别提高到6.93、3.18、1.31，整合度分别提高到58 467.93、56 026.15、38 697.42，证明利用大数据分析技术对道路系统进行合理规划，可以增加街区的可达性，进而提升街区活力。

图1 道路交通系统布局

（3）通过业态功能混合度分析，规划多样的混合历史街区。利用高德地图API 平台的数据获取城市POI 数据，分析堂子庙巷历史保护片区POI 功能业态混合度（图2）得出，在街区周边1 km 范围内，沈阳中街商圈与龙之梦购物中心商圈业态功能混合度为高值，证明POI功能业态多样且较为集中，并以此为核心点沿小什字街、大什字街、东顺城街、小河沿路，形成南北向带状密集区，集中了医疗、商业、教育、居住、办公等多种业态。

图2 POI 功能业态混合度

堂子街与大东路沿街界面业态功能混合度为中间值，代表街区周边的堂子街与大东路是吸引人群的入口位置，可以新增业态形成成片的混合度高值区。

其余片区功能混合度均为低值，代表业态单一，不能够满足不同人群对不同功能业态的诉求，需要以历史文脉为基础，提高业态功能混合程度，增加街区的使用频率与活跃程度。

因此，建议功能业态主题引入满族文化，打造全街区满族特色历史街区，包括居住、餐饮、购物等基础功能，嵌入运动休闲、艺术展览等文创功能，以多元业态提升街区活力。

4 结语

大数据技术是未来相关领域研究的发展趋势，本文通过对沈阳堂子庙巷历史保护区进行调研，发现其存在空间失序、文化遗失、业态缺失和形态失调等问题，应用公众参与调研、交通可达性分析、业态功能混合度分析的方法对道路交通、业态功能、空间结构和文脉传承等方面提出更新策略与建议，明确了大数据技术在历史文化街区更新研究的可行性。