基于空间句法的历史文化街区空间形态研究——以昆明市文明街历史文化街区为例

周峰越，何为军，仇同斌，胡清碧

引言

文化是一个国家、一个民族的灵魂，文化自信是一个国家、一个民族发展中更基本、更深沉、更持久的力量，而空间作为文化的重要承载地，具有重要的研究意义[1]。历史文化街区是城市历史文化资源集中的片区，是大量的历史信息和文化价值的承载地[2]，是特色空间的重要展示地，是推动我国历史文化传承与发展的重要发生地。因此，历史文化街区的空间特征研究具有十分重要的现实意义。

大数据时代的到来，让人们对事物的判断依据从复杂的模型工具，过渡到基于简单直观的大规模数据分析，而且建成环境学科因为其空间性和面向未来的特点，利用大数据支持学科发展已经得到了更多认可[3]。运用新技术研究分析历史文化街区，可更直观地认知历史文化街区的空间形态特征，为未来更科学地进行历史文化街区的保护与发展提供理论基础。

空间句法理论在我国发展了已有近40年，近10年来逐步被我国学者重视，近几年更是成为研究热点，尤其体现在研究内容与技术方法上。在研究内容上，主要集中于历史文化空间形态特征研究[4-7]、城市服务类设施及空间的优化布局[8-10]、城市空间活力提升[11-12]等方面。此外，空间句法理论开始逐步运用到韧性城市建设中，如城市避难场所防灾效能评价[13]、站域地下空间防灾研究[14]、隐患风险区识别[15]等，以及地铁站域空间的优化研究中[16-17]。

随着空间句法理论得到广泛关注，越来越多的学者开始通过理论融合与技术融合的方式来研究空间句法的应用路径，如空间句法和POI（兴趣点）数据[18-20]、空间句法和MSPA（形态学空间格局分析）[21-22]、空间句法和CPTED（通过环境设计预防犯罪）理论[23]、空间句法和AHP-TOPSISPOE（层次分析法-优劣解距离法-使用后评价）法[24]等。通过理论结合与技术叠加的方式，不仅拓宽了空间句法的应用场景，还使得各理论与方法间相互补充，研究结果更具科学性。

空间句法的城市模型认为空间形态与交通之间的关系是城市产生和发展的原动力[25]，交通网络格局在一定程度上可以反映出区域的空间形态特征。综上所述，本文引入空间句法，通过整合度、选择度、可理解度及协同度分析，并结合高德POI开放数据与Arcgis中的核密度分析，研究当前文明街历史文化街区的空间形态特征，为未来街区的进一步更新改造提供借鉴。

1 研究范围与方法

1.1 研究范围

文明街历史文化街区又称昆明老街，位于昆明老城区的核心地带，街区内现存众多明清时期的传统建筑，拥有浓厚的历史文化气息，是昆明历史文化名城核心的组成部分之一。文明街历史文化街区如今的空间格局自清代起开始逐步形成，整体呈现出6条主街15条小巷的街巷格局。清末，文明街片区内的商业活动开始逐步兴起，出现了王炽等闻名中外的富商名流。如今，文明街历史文化街区已成为昆明市商业活动最频繁的区域，是市民闲暇时间购物娱乐的好去处。基于《昆明历史文化名城保护规划（2014—2020）》的文明街历史文化街区划定范围，结合实地调研，采取以道路划分的原则，划定本次研究的范围，面积共计27.56 hm2（图1）。

图1 研究范围

1.2 研究方法

1.2.1 空间句法

空间句法理论最早是由英国学者比尔·希利尔（Bill Hillier）在20世纪70年代提出，作为一种数学方法用来描述城市空间的模式与关系[26]。空间句法指的是以空间拓扑结构描述和可见性分析为基础，通过对包括建筑、聚落及景观在内的人居空间结构的可达性或连通性等特征的量化描述，揭示空间形态演变的内在机理，研究空间组织与人类社会之间关系的理论和方法[27]。本研究主要运用了空间句法中的整合度、选择度、可理解度及协同度分析方法，采用Depthmap软件对绘制好的文明街片区轴线地图进行上述的量化分析并进行可视化表达。

1.2.2 高德POI数据爬取

高德开放地图作为开放的数据信息平台，可以通过其爬取一个区域内所需要的POI信息，并可以将其导入Arcgis进行下一步分析。本文将借助高德开放地图平台爬取文明街历史文化街区内的商业POI数据。

1.2.3 核密度分析

核密度分析是GIS（地理信息系统）分析中运用广泛的空间分析方法，用于离散数据的空间连续表达[28]。本研究将获取到的商业POI数据导入Arcgis进行核密度分析，并将得到的商铺密度数据进行可视化表达。

2 文明街片区空间句法分析

本文采用文明街片区的现状CAD（计算机辅助设计）数据作为底图，并通过实地调研来更新已有的CAD数据，以保证文明街片区底图数据的时效性。基于空间句法的轴线绘制原则，在CAD中绘制出文明街片区的轴线地图。由于在采用Depthmap软件进行句法分析时无法排除边界效应影响，因此本文将轴线地图的分析范围扩大到文明街片区外300 m，以减小研究结果受到的边界效应影响。将绘制好的152条轴线导入Depthmap软件中生成轴线地图，并进一步进行相关的空间量化分析。本文句法分析结果以彩虹色阶表示轴线的整合度与选择度数值高低，红色代表数值最高，紫色则代表最低。

2.1 整合度分析

整合度是空间句法分析中最常使用的分析类型之一，是用来描述在空间系统中目标空间与其他空间的聚集或离散程度[29]，可以衡量一个空间吸引到达交通的潜力，可作为街道活力的象征。整合度数值越高的空间，其可达性越好，说明此处通常是人群大量聚集的空间。整合度还可分为全局整合度与局部整合度，局部整合度可以更好地体现出街区核心区域空间形态特征。由于文明街历史文化街区内的人群流动方式主要以步行为主，而在空间句法中，3个拓扑距离可作为近似模拟人群步行活动的距离，因此本次研究中的局部整合度将以3个拓扑距离来进行句法模型限定分析。

将前期绘制好的CAD轴线地图导入Depthmap软件进行空间句法分析，得到文明街片区全局整合度分析图（图2）与局部整合度分析图（图3）。图中红色表示整合度最高，紫色表示整合度最低。

图2 文明街历史文化街区全局整合度

图3 文明街历史文化街区局部整合度

由全局整合度分析可知（表1），全局整合度最高的是正义路，说明其交通可达性最好。其次，整合度较高的是光华街、景星街、文庙直街与文明街。光华街与景星街作为街区东西向的核心街道空间，起到横向组织人流聚集的作用。文庙直街与文明街为街区内部南北向的核心街道空间。这5条街道共同构成街区“两横两纵”的空间结构。传统老街甬道街与新建的钱王街的可达性相对较差。从整体上看，文明街历史文化街区内部6条传统主街的可达性较好，但其他小街小巷的可达性普遍较差。

表1 文明街历史文化街区整合度分析参数

通过现状调研可知，受到机动车与商业业态的影响，景星街以北的正义路街道上集聚的人群并不多，但其作为文明街片区东侧人流进出与车辆通行的重要区域，人群大多选择从此进入文明街内部，这也说明正义路在整个文明街片区的交通核心地位。由主街发散出去的小街小巷大多是断头路，主要作为本地居民入户道路，其中作为将文庙直街、文明街与钱王街相连通的小巷，部分因其连通着历史文化节点，会有一定人群在此聚集，其他小巷基本无人问津。

在局部整合度分析中，街区内部的文庙直街、光华街、文明街的可达性较好，并可以更清晰地发现由这3条街道构成的街区内部十字形结构，说明“十字街”是文明街历史文化街区内部的中心，街区内部的人流较多聚集于此。其次，可达性较好的主街是景星街、甬道街与钱王街。从现实情况来看，人群多聚集在“十字街”上，其次是景星街、钱王街与甬道街，与空间句法分析结果基本相符。

2.2 选择度分析

在空间句法中，选择度也称穿行度，是指在空间中任意两个节点之间的最短拓扑路径中，某个街道在此路径上出现的频率总和，可以反映出街道的被穿行潜力。选择度越大，说明街道越容易被选择穿行；选择度越小，则说明街道越难被选择穿行。

将轴线地图转变为线段地图后进行选择度分析，采用线段模型是因为其在计算前会先根据轴线被连接情况将轴线模型打断成若干线段，每个线段将作为一个独立元素进行计算分析，使得计算的结果更加精确。

由分析结果可以发现（图4），正义路的选择度是最高的，说明正义路在整个街区中最容易被选作为穿行的街道。从现实情况来看，正义路连接着街区内各个主要街道，并作为连接东风西路南北两侧商业区的咽喉要道，较多人群都会选择由正义路进入街区内部，情况基本与句法分析结果相一致。人民中路作为城市主干道，连接着文庙与南侧街区，故其被穿行频率也较高。在街区内部，作为街区核心街巷空间的文庙直街、光华街、文明街及景星街的选择度相对较高，人群的流动基本在这4条主街中进行。由于钱王街是将部分建筑西移而形成的新街巷，其内部短而曲折的街道空间较多，导致其整体的选择度较低，特别是光华街以北的街道。虽然甬道街是街区内部的传统老街之一，但其选择度较低。

图4 文明街历史文化街区选择度分析

根据实地调研发现，街区内部的人群流动基本发生在5条传统老街（文庙直街、光华街、文明街、景星街及甬道街）与新建的钱王街中。对现实情况与句法分析出现差异的街巷进行分析：对于甬道街来说，造成这个差异的主要原因是其北侧街巷入口的轴线转折角度较大，加之甬道街长度较短，造成句法分析的数值较低，但由于甬道街的商业设施布置、景观环境与建筑界面设计较好，在一定程度上吸引游客进行穿行；对于钱王街来说，出现差异的原因基本与甬道街一致，钱王街作为新建的街巷，与正义坊商业区相邻，环境优美、商业娱乐设施与文化节点丰富等优势吸引了一定的人流。

2.3 可理解度分析

在空间句法中，可理解度分析是指将连接值与全局整合度进行函数相关性分析，相关性结果用拟合度R2表示，当R2＜0.5时，说明两者相关性较差，可理解度低，值越低表明人越难从局部的空间感知来理解整体的空间特征；当R2＞0.5时，说明两者相关性较好，可理解度高，值越高表明人越容易从局部的空间感知来理解整体的空间特征。

文明街片区的拟合度R2=0.462 385＜0.5，说明文明街片区的可理解度较低，当人们在文明街片区内部活动时，很难从局部的空间结构来感知街区整体的空间特征，街区整体空间特征的可识别度较低。由散点图可知，街区内部分小街巷是造成街区空间特征难以被感知的主要原因，在未来街区空间更新过程中应关注对小街巷空间识别度的提升（图5）。

图5 文明街历史文化街区可理解度分析（上图）与协同度分析（下图）

2.4 协同度分析

协同度分析是指将全局整合度与局部整合度进行函数相关性分析，相关性结果用拟合度R2表示，当R2＜0.5时，说明两者相关性较差，协同度低；当R2＞0.5时，说明两者相关性较好，协同度高。文明街片区的拟合度R2=0.866 716＞0.5，说明文明街片区的协同度较高，整体空间结构与局部空间结构的特征较为相似，正义路、文庙直街、光华街及景星街共同构成整体与局部空间的核心轴线结构（图6）。在整个街区的空间组织中，主街街道的空间中心性较强，是汇集与组织整体人流与局部人流的主要空间。

图6 文明街历史文化街区空间结构

3 空间句法关联分析

3.1 街区规划结构与空间句法关联分析

文明街历史文化街区作为昆明市重点保护与更新的区域之一，2013年《昆明文明街历史文化街区保护规划》发布，轴线规划方面，形成一条城市级重要轴线与两条街区级重要轴线，即将正义路打造成历史文化名城中轴线，将文庙直街—文明街与甬道街分别打造成文庙轴线及抗战胜利纪念堂轴线；街巷格局规划方面，由文明街片区围绕重要公共建筑而设的2个“酒杯形”主干道路和承担交通任务的方格网状次级道路形成街区的街巷格局[30]。

将轴线、街巷格局规划与街区全局整合度图进行叠加分析，由图7可知，正义路作为整个街区可达性最好的街道，基本符合区域中轴线的定位；文庙直街、文明街在街区内的可达性也较好，与街区轴线规划的关联性较强；甬道街虽然规划为街区内的主要轴线之一，但其可达性相对较差，体现不出其作为街区内的核心街道空间的定位。由图8可知，街区内的2个“酒杯形”街巷格局基本形成，但除了文庙直街、文明街可达性较好外，其他街道的可达性都相对较差，游客不易到达这些街道空间；作为街区内两条东西向主要轴线的景星街与光华街可达性都较好，与街巷格局规划中的定位基本符合。

图7 街区轴线规划与全局整合度叠加

图8 街区街巷格局规划与全局整合度叠加

3.2 商业空间分布与空间句法关联分析

文明街历史文化街区自清代以来，就逐步开始形成独具特色的商业格局，现在已经成为昆明市最具市井商业特色的街区之一。街区内形成了具有浓郁历史文化、民族文化，集珠宝美玉、花鸟奇石、特色小吃为一体的传统特色商业中心。

通过高德开放地图平台对文明街历史文化街区内的餐饮、购物、住宿和娱乐4种商业业态进行爬取，共收集到874条带地理坐标的商业POI数据，将数据导入Arcgis进行核密度分析，并与街区全局整合度图进行叠加分析，以探究街区商业空间分布与街道整合度的相关性。

街区内部商业空间分布比较集中在街区的东部、中部与西部，其他区域的商业聚集强度较低，商业主要分布在与正义路相邻的正义坊购物中心和昆百大商业体内部；其次主要沿着文庙直街、文明街、光华街、景星街、甬道街呈带状分布（图9）。可以发现商业空间基本位于整合度较高的街道上，由此可以得出街区的商业空间分布与街道的整合度有着密不可分的联系，可达性较好的街道相对较容易将人群聚集起来，因此其商业价值较高，能吸引各类商铺入驻，而更多的商业空间又进一步吸引着更多的人群，在两者的相互作用下，使得文明街历史文化街区的活力得到提升，但由于街区高整合度的街道分布不均，导致商业空间分布不均，会影响街区的整体活力。

图9 商业POI核密度与全局整合度叠加

如图10所示，街道整合度与街道商业业态的分布存在一定相关性。正义路作为街区内整合度最高的街道，与其相邻的正义坊商业中心内的商业业态丰富，可以吸引更多的人群前来；景星街因其历史原因及高整合度，现已成为特色购物街，每天到此购物参观的游客络绎不绝；文庙直街—文明街作为街区内部的核心轴线，其整合度相较于正义路、景星街及光华街而言并不高，因此通过将更多的餐饮业态布置到该街道上，形成一条独具特色的文化美食街，吸引更多人群聚集于此；街区内的娱乐业态往往倾向于聚集在整合度高的街道上，住宿业态的分布与街道整合度的相关性不大。

图10 4类商业POI核密度与全局整合度叠加（从左到右依次为餐饮、购物、住宿、娱乐）

3.3 历史要素分布与空间句法关联分析

文明街历史文化街区作为昆明城市形成与发展的见证者，不仅拥有着不同历史阶段的文化资源，而且是多元民族文化的承载地。如今文明街历史文化街区内拥有众多文物保护单位，包括国家重点、省级、市级文保单位，同时拥有许多近现代的代表性建筑。因此，通过对街区内部历史要素分布与街区全局整合度的叠加分析，尝试探究街区历史要素分布与街道可达性之间的关联。

通过现状调研，收集到街区内的历史要素节点共计36处，将其导入Arcgis进行核密度分析后，再与街区全局整合度图进行叠加分析（图11）。街区内的历史要素主要分布在可达性较好的街区中部街道周边，即光华街与文庙直街—文明街交叉口附近。部分历史要素位于甬道街及文庙周边，虽然所在街道可达性较差，但有街道可以到达，未来可以通过设置指示牌引导游客到达。此外，仍有一些历史要素无法通过街道到达，例如欧氏宅院、文明街幸福巷1号、文明街幸福巷4号。

图11 历史要素核密度与全局整合度叠加

4 结语

本文通过实地调研、空间句法分析、高德POI数据爬取及Arcgis核密度分析，并将句法分析结果与街区规划结构、商业空间分布、历史要素分布进行叠加分析，以探讨当前文明街历史文化街区的空间形态特征。研究表明：（1）文明街历史文化街区的核心街道空间结构较为突出，由4条老街与正义路构成了“两横两纵”的空间结构；（2）街区整体呈现出“大街有序，小巷杂乱”的空间特征，导致街区内部街巷可达性差异很大，影响人们从局部空间来感知整体空间；（3）街区商业空间分布与街道整合度呈现出正相关，商铺多聚集在整合度较高的街道上，且整合度越高的街道，其业态相对越丰富；（4）街区内的历史要素相对集中且位于整合度较高的街道附近，但仍有部分历史要素的可达性较差甚至无法到达。

根据上述分析结论，为文明街历史文化街区未来更新改造提出以下4点建议。

一是尊重历史街区演变规律，延续街区历史文脉。历史文化街区的总体空间结构受历史人文环境的影响，不仅是街区的核心框架，还是整个街区得以延续与发展的关键，具有极其重要的历史价值与文化价值。因此，在未来文明街历史文化街区的更新与发展规划中，应首先考虑街区整体空间结构的延续与发展。

二是提升街巷通达能力，合理分离“居游路线”。对于街区内与主街连通但整合度仍旧很低的街巷，在保留原有街巷尺度的基础上，对街区内的街巷进行梳理分级，通过增设次要巷道的方式，加强次要街巷与主要街巷之间的联系，从而优化街区的街巷组织。在城市微更新理念下，对于部分街巷因建筑布局等原因无法与其他街巷连通的情况，可采用设置地面标识或者路牌标识的方式引导游客。在对街区内部的街巷使用情况进行调查的基础上，合理分离街区内的居民活动路线与游客游览路线，避免当地居民的日常生活与外来游客的游览行为产生冲突（图12）。

图12 文明街历史文化街区街巷组织优化

三是提升主街商业丰富度，依托历史资源形成特色业态。主街作为街区内整合度较高的街巷，拥有较好的区位优势，是商业发展的核心地段，而商业业态的丰富度与商铺密度在一定程度上影响着人群步行的体验感，从而影响着街巷的活力。比如在文明街内聚集了大量的餐饮类业态，使其成为昆明特色美食街之一，但单一的业态也在一定程度上限制了街区活力。在文庙直街的北侧，商铺分布较为稀疏，通过现场调研发现，即使其可达性较好，但街道活力却较低。依托文明街历史文化街区丰富的历史文化资源，特别是街区内的众多的历史建筑、名人故居，形成具有地方特色的产业发展模式，不仅可以提升街区业态丰富度，还能进一步提升街巷活力（图13）。

图13 文明街历史文化街区消费模式与场所分布

四是提升历史要素可达性，完善街区游览路线。历史要素是人们接触与感知历史的重要场所，因此，历史要素的可达性与游览路线设计尤为重要。通过街巷梳理与节点标识的方式提升历史要素的可达性。在历史要素实现可通达后，通过路线设计、标识引导与路线宣传的方式引导人们进行游览，最终形成历史建筑与文化老街互相连通的街区游览格局（图14）。

图14 文明街历史文化街区历史要素游线优化

历史文化街区受其所处年代、地域、人文环境等不同因素影响，形成了具有地方特色的空间形态，如今多数街区的空间格局已基本稳定。在大数据时代，将空间句法与大数据分析结合，可以为历史文化街区空间形态特征研究提供新的思路与技术方法。当然，空间形态最终要服务于人，被人所感知，本文主要运用理性的技术方法，在后续的研究中，可以通过理性与感性相结合的方法对历史文化街区的空间形态特征进行深入研究。