基于多层级网络结构特征的规划设计结构研究
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摘要
在快速城市化进程中,种种城市问题的显现使承载城市功能运转的空间网络成为关键的研究对象。本文以空间句法研究的核心成果——“城市空间具有多层级网络结构特征”为理论依据,围绕“形式·功能”主题,提出多层级、多变量的空间网络结构量化分析方法,以天津中心城区为分析实例,进行城市空间结构演变的实证性研究,以揭示城市建设历程中规划设计的实际效用,并在此基础上探讨论证和优化规划设计方案的途径,从而主张将空间网络结构特征认知融入规划设计过程,以增进城市建设的科学性、有效优化城市功能运转。为此,本文从“理论框架建构”、“空间网络结构演变实证研究”、“规划设计举措的论证与优化”、“网络结构认知辅助规划设计”四个阶段递次展开。
在“理论框架建构”(第二、三章)中,梳理城市空间分析、解析理论与城市空间规划控制理论的发展脉络,分析城市空间研究领域的主题流变与复杂性特点。在其基础上,阐述空间句法的理论性优势和方法性特征,说明空间网络拓扑结构与城市功能运转的相关性,并总结其全新的研究范式和空间结构观。
在“空间网络结构演变实证研究”(第四章)中,以天津中心城区为分析实例,应用多层级、多变量空间网络结构量化分析方法,客观揭示不同历史时期空间网络的微、中、宏观层级结构的中心性、网络性和综合潜力模式。将空间网络结构演变与城市发展和规划建设事件相结合,重点关注网络结构与城市功能的相关性、规划建设和自发建设对网络结构的具体作用等问题,并得出如下结论：1)城市功能在很大程度上与空间网络的拓扑结构相关；2)通过几何形式赋予空间秩序性的规划建设往往在宏观层级结构中得以实现,而中微观层级的城市结构长期处于失控状态；3)自发建设形成或经历过自发协调过程的空间形态具有突出的微中观层级结构优势。以上结论明确了规划设计结构的不足之处及修正途径。
在“规划设计举措的论证与优化”(第五章)中,在历史性研究的基础上,围绕新时期空间网络结构所面临的三方面关键问题展开实例讨论,探索在规划设计中引入空间网络拓扑结构分析的可操作性方法。1)现有城市空间中建立新网络结构的可行性论证,以天津主副中心规划方案为研究实例,讨论新模式应挖掘空间潜力的问题；2)现有城市空间中更新原网络结构的保护性论证,以天津泰安道历史街区更新改造项目为研究实例,讨论原模式延续空间文化的问题；3)现有城市空间中融入新元素的合理性论证,以天津中心城区在建地铁网络为研究实例,讨论利用新元素进行空间结构调整的问题。
在“网络结构认知辅助规划设计”(第六章)中,在上述研究的基础上,反思惯用的规划设计方法的局限性,指出将空间网络结构的认知拓展融入规划设计过程的必要性和具体途径,以期催生更加科学的规划设计策略,从而实现城市功能的健康高效运转。
The accelerating urbanization has created a variety of concomitant problems whichmade the space network---footstone for a city s functioning---a crucial research object.This dissertation is based on a core achievement of the space syntax studies which is
the multilevel network structure of a city s space, themed by forms and functions,proposes a quantitative analyzing method to multilevel and multivariate space networkstructures. Tianjin city was selected to be the analyzing object to empirically study onthe evolution of a city s space and practically reveal the effects of planning and designon a city s development, so that it can explore the approaches to optimizing the courseof planning and design. The cognition of the space network structures features shouldbe merged with the planning and design in favor of a city s functioning anddevelopment. Therefore, this dissertation will be weaved around four stages---theconstruction of theories, the empirical study of the space network structures evolution,the argument and optimization of the planning and design, the planning and designaided by the cognition of the network structures.
The chapter2-3which are on the construction of theories render the theory on thecity space analysis and the theory on the city space planning and controlling coherent,revealing the characteristics such as theme evolution and complexity in the study of acity space. After the theoretical advantages and methodological features of space syntaxare completely stated, these two chapters demonstrate the correlation between the spacenetwork topological structure and a city s functions, and then conclude some newresearching patterns and ideas of space structure for it.
In chapter4, Tianjin city was selected to be the analyzing object. Using aquantitative analyzing method to multilevel and multivariate space network structures, itobjectively unveils the city space s characters of centrality, network and its syntheticmodels at micro, medium as well as macro level over different historical periods.Combining the evolution of space network structures with the events related to the city sdevelopment and construction, and then focusing on the correlation between spacestructure and the city s functions, on the effects of planned construction andspontaneous construction on space network structure, it deduces the followingconclusions: a) a city s functions, to a large extent, depends on the space topologicalstructure of the city; b) the planned construction where geometry is used to strengthen a city s special order only works at macro-level; c) the space structure formed byspontaneous construction or coordination apparently has advantages and betterstructural flexibility at micro and medium levels. These statements above clarify theflaws of planned construction and the approaches to modification.
In the part concerning the argument and optimization of the planning and design(chapter5), it conducts, on the basis of the historical studies, empirical argumentsaround three essential problems which in the new period the space network structure isfacing, explore some feasible methods where the analysis of the space networktopological structure was introduced in planning and design: a) arguments onestablishing new network structure in the existing city space, discussion about the issuethat the new model requires taping the special potential taking the plan and design of
s main and vice urban zone as the example; b) the arguments on theprotection of the existing city space during upgrading the old network structure, it takesthe Taian avenue in Tianjin city as the instance to discuss how to continue the previousspecial culture within the upgrade; c) taking the subway network under construction inTianjin as the example, it contemplates the feasibility of blending new elements in theexisting urban zone and how to achieve structural optimization with the new elements.
The fourth stage--chapter6---the planning and design aided by thecognition of the network structures points out the requirement for merging thecognition of space network structure with the course of planning and design and theways to accomplishing the requirement after rethinking about the limitation of thoseroutine planning and design procedures. Through these considerations, it expects toproduce some more scientific strategies of planning and design to enhance citiesfunctioning.
在“理论框架建构”(第二、三章)中,梳理城市空间分析、解析理论与城市空间规划控制理论的发展脉络,分析城市空间研究领域的主题流变与复杂性特点。在其基础上,阐述空间句法的理论性优势和方法性特征,说明空间网络拓扑结构与城市功能运转的相关性,并总结其全新的研究范式和空间结构观。
在“空间网络结构演变实证研究”(第四章)中,以天津中心城区为分析实例,应用多层级、多变量空间网络结构量化分析方法,客观揭示不同历史时期空间网络的微、中、宏观层级结构的中心性、网络性和综合潜力模式。将空间网络结构演变与城市发展和规划建设事件相结合,重点关注网络结构与城市功能的相关性、规划建设和自发建设对网络结构的具体作用等问题,并得出如下结论：1)城市功能在很大程度上与空间网络的拓扑结构相关；2)通过几何形式赋予空间秩序性的规划建设往往在宏观层级结构中得以实现,而中微观层级的城市结构长期处于失控状态；3)自发建设形成或经历过自发协调过程的空间形态具有突出的微中观层级结构优势。以上结论明确了规划设计结构的不足之处及修正途径。
在“规划设计举措的论证与优化”(第五章)中,在历史性研究的基础上,围绕新时期空间网络结构所面临的三方面关键问题展开实例讨论,探索在规划设计中引入空间网络拓扑结构分析的可操作性方法。1)现有城市空间中建立新网络结构的可行性论证,以天津主副中心规划方案为研究实例,讨论新模式应挖掘空间潜力的问题；2)现有城市空间中更新原网络结构的保护性论证,以天津泰安道历史街区更新改造项目为研究实例,讨论原模式延续空间文化的问题；3)现有城市空间中融入新元素的合理性论证,以天津中心城区在建地铁网络为研究实例,讨论利用新元素进行空间结构调整的问题。
在“网络结构认知辅助规划设计”(第六章)中,在上述研究的基础上,反思惯用的规划设计方法的局限性,指出将空间网络结构的认知拓展融入规划设计过程的必要性和具体途径,以期催生更加科学的规划设计策略,从而实现城市功能的健康高效运转。
The accelerating urbanization has created a variety of concomitant problems whichmade the space network---footstone for a city s functioning---a crucial research object.This dissertation is based on a core achievement of the space syntax studies which is
the multilevel network structure of a city s space, themed by forms and functions,proposes a quantitative analyzing method to multilevel and multivariate space networkstructures. Tianjin city was selected to be the analyzing object to empirically study onthe evolution of a city s space and practically reveal the effects of planning and designon a city s development, so that it can explore the approaches to optimizing the courseof planning and design. The cognition of the space network structures features shouldbe merged with the planning and design in favor of a city s functioning anddevelopment. Therefore, this dissertation will be weaved around four stages---theconstruction of theories, the empirical study of the space network structures evolution,the argument and optimization of the planning and design, the planning and designaided by the cognition of the network structures.
The chapter2-3which are on the construction of theories render the theory on thecity space analysis and the theory on the city space planning and controlling coherent,revealing the characteristics such as theme evolution and complexity in the study of acity space. After the theoretical advantages and methodological features of space syntaxare completely stated, these two chapters demonstrate the correlation between the spacenetwork topological structure and a city s functions, and then conclude some newresearching patterns and ideas of space structure for it.
In chapter4, Tianjin city was selected to be the analyzing object. Using aquantitative analyzing method to multilevel and multivariate space network structures, itobjectively unveils the city space s characters of centrality, network and its syntheticmodels at micro, medium as well as macro level over different historical periods.Combining the evolution of space network structures with the events related to the city sdevelopment and construction, and then focusing on the correlation between spacestructure and the city s functions, on the effects of planned construction andspontaneous construction on space network structure, it deduces the followingconclusions: a) a city s functions, to a large extent, depends on the space topologicalstructure of the city; b) the planned construction where geometry is used to strengthen a city s special order only works at macro-level; c) the space structure formed byspontaneous construction or coordination apparently has advantages and betterstructural flexibility at micro and medium levels. These statements above clarify theflaws of planned construction and the approaches to modification.
In the part concerning the argument and optimization of the planning and design(chapter5), it conducts, on the basis of the historical studies, empirical argumentsaround three essential problems which in the new period the space network structure isfacing, explore some feasible methods where the analysis of the space networktopological structure was introduced in planning and design: a) arguments onestablishing new network structure in the existing city space, discussion about the issuethat the new model requires taping the special potential taking the plan and design of
s main and vice urban zone as the example; b) the arguments on theprotection of the existing city space during upgrading the old network structure, it takesthe Taian avenue in Tianjin city as the instance to discuss how to continue the previousspecial culture within the upgrade; c) taking the subway network under construction inTianjin as the example, it contemplates the feasibility of blending new elements in theexisting urban zone and how to achieve structural optimization with the new elements.
The fourth stage--chapter6---the planning and design aided by thecognition of the network structures points out the requirement for merging thecognition of space network structure with the course of planning and design and theways to accomplishing the requirement after rethinking about the limitation of thoseroutine planning and design procedures. Through these considerations, it expects toproduce some more scientific strategies of planning and design to enhance citiesfunctioning.
引文
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5“中心城区是城市发展的核心地区,包括规划建设用地和近郊地区,中心城区规划是城市总体规划的重要层次。”全国城市规划执业制度管理委员会.科学发展观与城市规划[M].北京：中国计划出版社,2007.
6《天津市城市总体规划·概要(2005-2020年)》P2.
7据国务院发展研究中心信息显示,2010年天津城市化率为61.11%。
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11Jakob Johann Von Uexkull (1864-1944)德国生物学家、比较心理学家。
12“拓扑分析是基于拓扑学的分析方法,而拓扑学是以图形的拓扑性质为研究对象的学科。所谓拓扑性质是指在不割裂拓扑网络时,拓扑网络的任意伸缩变形并不影响其内在结构关系的稳定性。这成为拓扑分析技术能够运用于城市空间网络变化规律研究的技术理性所在。”朱东风.城市空间发展的拓扑分析：以苏州为例[M].南京：东南大学出版社,2007.
13轴线即从空间中的一点所能看到的最远距离,每条轴线代表沿一维方向展开的一个小尺度空间。沿轴线方向行进是最经济、便捷的运动方式。随着研究的深入,空间句法发展了更加精确的度量方法,即精确到两两路口之间的街道空间片段。
14凸空间即连接空间中任意两点的直线皆处于该空间内部而形成的空间范围。在认知意义上,凸空间中的每一点都能看到整个凸空间。因此,处于同一凸空间中的所有人都能彼此互视,从而感知彼此的存在并互动。
15无障碍视域即从空间中某点所能看到区域范围。空间句法分析中的视域是二维的,是视点在其所处水平面上的可见范围。
16Bill Hillier. Space Is the Machine:a Configurantion Theory of Architecture [M]. Cambridge:Cambridge University Press,1996.
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21见附录中Bill Hillier教授最近的AAS课程讲义Using Depthmap for Urban Analysis
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6《天津市城市总体规划·概要(2005-2020年)》P2.
7据国务院发展研究中心信息显示,2010年天津城市化率为61.11%。
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11Jakob Johann Von Uexkull (1864-1944)德国生物学家、比较心理学家。
12“拓扑分析是基于拓扑学的分析方法,而拓扑学是以图形的拓扑性质为研究对象的学科。所谓拓扑性质是指在不割裂拓扑网络时,拓扑网络的任意伸缩变形并不影响其内在结构关系的稳定性。这成为拓扑分析技术能够运用于城市空间网络变化规律研究的技术理性所在。”朱东风.城市空间发展的拓扑分析：以苏州为例[M].南京：东南大学出版社,2007.
13轴线即从空间中的一点所能看到的最远距离,每条轴线代表沿一维方向展开的一个小尺度空间。沿轴线方向行进是最经济、便捷的运动方式。随着研究的深入,空间句法发展了更加精确的度量方法,即精确到两两路口之间的街道空间片段。
14凸空间即连接空间中任意两点的直线皆处于该空间内部而形成的空间范围。在认知意义上,凸空间中的每一点都能看到整个凸空间。因此,处于同一凸空间中的所有人都能彼此互视,从而感知彼此的存在并互动。
15无障碍视域即从空间中某点所能看到区域范围。空间句法分析中的视域是二维的,是视点在其所处水平面上的可见范围。
16Bill Hillier. Space Is the Machine:a Configurantion Theory of Architecture [M]. Cambridge:Cambridge University Press,1996.
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21见附录中Bill Hillier教授最近的AAS课程讲义Using Depthmap for Urban Analysis
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