以计量分析的视角看城市文化的空间分布

谢培琦　段汉明

摘 要：随着科技的发展和信息技术的应用，大数据的搜索分析技术越来越多地参与到城市规划的研究当中。城市文化在研究过程中也多运用计量分析的方法进行，并取得了相应的成果。城市是一个可以进行自组织的有机的生命体，有其自身的产生、发展、传承和演变的规律。对于城市文化的研究，以影响城市文化发展的文化基因为切入点是很有必要的。但是由于文化基因的隐性要素，无法进行直观的数据论述，文章从文化元素分析入手，通过对青海省湟中县鲁沙尔镇的表象的文化元素进行分类，从宗教文化要素、自然文化要素、社会文化要素三方面进行评价指标体系的构建，再通过POI等大数据应用，对城市文化要素进行抓取，之后通过核密度的计量分析方法，对文化元素进行空间分析，最终通过上述的数据分析，探讨湟中县城市文化元素的空间分布情况，探索文化基因在城市空间中的表象分布情况。

关键词：城市文化;大数据;计量分析;空间分布

基金项目：本文系国家自然科学项目“西北主要城镇区域与 PREE 的动态模拟、 空间整合研究” （51178163） 研究成果。

随着社会的信息化发展和大数据时代的到来，人们越来越多地尝试运用大数据对城市行为进行分析研究。其中就有运用POI方法，通过对所需信息进行提取，对城市活动行为进行分析。如：陈映雪等[1]以南京为例，借助新浪微博签到点的数据，从居民活动的运动形态、空间分布等探究旧有城市的空间功能组织方式;钮心毅等[2]在上海公共中心划定范围内，通过2011—2018年间手机定位等信令数据分析上海公共中心体系的演变。

在大数据运用层面，以上研究者大多数都是运用大数据的采集分析人类在城市中活动，来对城市空间功能、城市中心演变等空间结构进行分析，而对城市的文化性质乃至文化基因进行分析的相对较少。本文则从计量分析的角度，运用POI的数据爬取技术 对城市空间上的文化基因的文化要素活动点进行抓取，来对湟中县文化基因在城市空间上的分布情况进行分析。

对于城市文化研究层面，研究者多以定性的方式对城市文化基因进行研究，如徐刚等[3]对城市空间体系构建的规划探索，田涛[4]对西安城市文化基因的梳理，乌再荣[5]以城市基因为切入点进行的古城市空间研究。

也有一部分学者对城市文化进行了定量分析，如于力群等[6]对城市文化氛围的量化评价研究，赵四东 [7]等对城市文化发展进行绩效量化评价模型构建。

城市文化作为城市演变过程中不可避免的研究层面，多数学者从未停止对其的探索研究，人们试图从定性、定量等多个角度入手，对一个城市特有的文化基因进行解释分析，以求获得城市文化的发展规律和空间影响。但是，对城市文化基因的研究，以量化的方式进行空间分析的相对较少，本文从该角度入手，以期待获得相对具象化的分布情况，分析湟中县文化基因与城市空间发展的相互关系。

一、湟中县城市文化要素的空间分布

在本文研究中，对湟中县文化基因的表现形式进行分类，界定文化要素情况，选择兴趣点的名称，以便于在后续研究中对所需数据进行提取和整理分析。

文化基因来源于生物学术语基因一词，1990年刘长林先生在《中国的系统思维：文化基因透视》一书中，把一个民族的文化基因定义为“那些对民族的文化和历史发展产生过深远影响的心理底层结构和思维方式” [8]。在2015年，盛维、王永华的《城市基因的研究框架归纳及其政策意义分析》一文中提到城市基因的内涵由本底特征和显性特征组成，具有生物学基因的复制、遗传、变异等特性。“文化基因”类比生物学的基因的概念，凡是可以传递文化信息的微小片段都可称之为文化基因[9]。

本文将能直观表现文化信息的物质要素，定义为城市文化基因的文化要素。本文以湟中县为研究对象，通过实地调研、询问访谈、文献研究等方式，对湟中县文化要素进行界定。 湟中县历史文化悠久，多民族聚居融合，所形成的城市文化特色明显，不同于其他城市，具有其自身的文化独特性。因此，在城市文化基因的分类过程中，抓住对城市文化影响较大的文化基因进行分类，如宗教、地理环境等，又根据其在城市空间上的表现形式概括为宗教文化要素、自然文化要素和社会文化元素。

（一）宗教文化要素

湟中县作为多民族聚居、多宗教融合的城市，宗教文化基因贯穿城市发展的始终。湟中县宗教文化基因包括建筑、文学艺术、音乐、绘画等多个方面。通过实地调研和文献整理可知，湟中县内藏传佛教、伊斯兰教、基督教、道教等多种宗教并存（图1、2），其中道教于1960年后逐渐衰落。

宗教建筑及宗教建筑群、宗教场所、宗教景观作为宗教文化基因的具体表现形式，对城市整体形象及空间格局起到了重要的影响作用。其中，湟中县塔尔寺建筑群最为突出，贯穿整个城市的发展脉络，湟中县由塔成寺，由寺成城，而早期的塔尔寺也直接形成了城市文化中心，奠定了周边建筑形式的基调和氛围。

因此，在本文中宗教文化要素作为文化基因的表象，指人类通过宗教活动在城市空间所形成的物质文化要素，包括宗教建筑及宗教建筑群、宗教广场和宗教景观标识。根据湟中县内存在的藏传佛教、伊斯兰教等宗教情况，选取塔尔寺、佛教、清真寺、基督教堂、道教等五个兴趣点词语进行爬取研究。

（二）自然文化要素

湟中县内自然文化基因丰富，湟中县内存在“卡约文化”遗址、道教圣地南朔山、娘娘山、水峡、马鸡沟药水泉、大南川水库、莲湖公园等名胜古迹。

塔尔寺地处群山山坳之中，并依据藏传佛教宗教圣地的理念，赋予其四周的群山以“八瓣莲花”的神迹描述，莲花山景区除了自身所承担的宗教活动和意义外，也逐渐成为塔尔寺景点独有的文化宣传部分。塔尔寺周围地理环境的附加意义，体现了湟中县塔尔寺独有的自然文化基因。

自然文化要素是指在人类活动中对山川、湖泊等自然環境附加文化含义的自然物质空间，包括历史遗存、风景名胜。由于历史遗存和风景名胜名称的特定性，选取百度 POI 类别中的自然地物、旅游景点两个关键词进行POI兴趣点的爬取，并剔除单纯的自然资源数据之后，对剩余的自然文化要素进行辨别、选取、分析研究，并对单个自然文化要素名称进行获取。

（三）社会文化要素

一个城市的文化活动与传播，往往与人们的日常生活、社会活动密切相关。在人类的生产生活过程中，产生生活习俗等的社会文化也影响着城市的发展状态。湟中城市发展也由单一宗教（塔尔寺）这一影响要素，随着居民活动逐渐丰富，发展出城市居住、贸易、生活服务等功能，产生社会活动和社会文化，而不仅仅是受到宗教文化的影响。

在近现代，随着湟中县经济文化以及旅游发展的需求不断提高，湟中县逐渐重视和发展社会公共文化，增加文化活动场所、文化活动中心和建筑，如藏文化馆、湟中八瓣莲花非物质文化体验中心、河湟文化博物馆等（图3）。因此，本文中的社会文化要素是指在人类公共聚集活动中进行文化传播的社会物质要素，包括公共文化设施、公共文化场所、文化广播等。对兴趣点的选取，参考百度POI一级行业分类，选取文化传媒、教育培训、文化活动广场等三个兴趣点，同时对获取数据进行辨别和选择。

（四）湟中文化要素空间分布

根据上段对湟中文化要素的评价指标体系的构建，如表1所示，对文化基因兴趣点进行界定和获取。并对表1中的宗教教育文化要素进行说明：在作者的实地调研和与洛桑赢巴法师的交谈中得知，早期以及现在当地的孩童通过成为僧侣在塔尔寺内进行藏族文字和知识的学习。在藏族文化中，宗教早与日常社会生活融为一体，塔尔寺本身就是青海佛学院的最高学府。

通过对数据的剔除、选取整理后，获得湟中县文化要素的空间分布图，如图4所示。

从图中可以看出，主要文化要素集中分布于鲁沙尔镇，多巴镇及其周边地区。从湟中县的整体行政范围来看，主要分布于镇域南侧。这与湟中县域内的北部多山脉少城镇的县域发展情况相吻合。从文化要素类型来看，环境文化要素多集中于西南侧山脉地区中，且布局集中于鲁沙尔镇域西南侧及其周边范围，从鲁沙尔镇高程数据也可以看出，西南部地势较高。宗教文化要素多分布于鲁沙尔镇和多巴镇等城镇活动密集地区，与人们的生产生活息息相关。从图4中可以看出：藏传佛教主要聚集分布于鲁沙尔镇内，数量较多且分布集中;伊斯兰教则散布于各个村中之中，分布较为分散，且从图中可以明显看出鲁沙尔镇和多巴地区较其他地区数量更多，更集中。而汉族世俗神庙则零星地广泛分布于镇域之中。

二、数据与方法

（一）POI方法运用

POI，也叫兴趣点，是一种带地理坐标信息的位置数据，作为大数据的一种，可以从宏观层面进行整体面貌分析，因此现在被广泛运用于城市空间、城市活动研究中。百度地图的POI接口SDK提供了三种类型的POI检索：周边检索、区域检索和城市内检索。本文通过城市行政区域内检索，从而获取所需的湟中县的POI数据。

从文化要素兴趣点的爬取的实际获取数量和分布结果来看，本文将选取湟中县域和鲁沙尔镇域两个范围区定为数据获取范围，即本文的研究范围。

对于湟中县域坐标范围（经纬度：左下角东经101.1722°，北纬36.2369°;右上角东经101.9027°，北纬37.0624°。）和湟中县鲁沙尔镇域坐标范围（经纬度：左下角东经101.3176°，北纬36.3727°;右上角东经101.6209°，北纬36.5402°）内的兴趣点进行爬取。范围如图5所示。

对湟中县域和鲁沙尔镇域内的百度地图兴趣点进行数据的爬取和汇总，共获得二百九十六个数据。通过表1和百度 POI 类别一览表[10]分类的类别情况对照，对数据进行整理，剔除无效数据以及错误、重复等数据，将剩下的科学数据作为本文的POI基础数据进行下一步的分析，呈现鲁沙尔镇域内文化要素的分布境况。

（二）核密度分析

核密度分析为空间点模式分析中的一种，根据兴趣点在空间中的位置信息来探索点数据的分布模式与布局特征，对点数据进行统计分析来描述点数据的分布密度、分布范围、分布中心以及分布轴线。

核密度估计法：使用核函数根据点要素计算每单位面积的量值，以将各个点拟合为光滑锥状表面。一般通过测度研究区域中单位面积上的事件数来估计各点的密度值。

本文使用ArcGIS中的核密度分析工具，具體计算方法如式（1）所示：

f（x）是x处的核密度计算函数， n为距离x处欧氏距离小于h的要素的个数，h是进行距离衰减计算的阈值，k表示空间权重函数。经过反复实验，对距离衰减阈值进行调试，使用了 250m×250m的栅格作为数据输出。

将研究区域进行规则格网划分;计算带宽;将文化要素分布数据换算成格网密度值，把文化要素点密度数据连到格网中心点上;使用空间连续数据核心估计函数把中心点上的核密度值插成格网表面，形成点要素的密度分析图。根据本文的研究对象，叠加湟中县域行政区划图和鲁沙尔镇域行政范围图，获得相应的核密度分析图 （图6、7）。

湟中县文化要素的核密度分析结果如图6所示。总体上呈现单一核心的文化要素聚集区，中心密度集中，周边稀疏。文化要素的聚集程度在鲁沙尔镇较高，周边城镇较低。中心呈一核心聚集，外部离心，呈多组团状态，且无明显的过渡区域。西南部组团连接成片状分布，北侧和东侧组团则各自分散分布，隐约有各自的聚集中心，独立性较强。由于文化要素的核密度分析结果呈单一核心，且聚集程度较高，核心内点数据较多，而湟中县域范围较广。为了更好地分析核心内的文化要素分布情况，对研究范围进行缩小，缩小为鲁沙尔城镇区进行分析，以其获得城市内更为清晰的分析结果。

鲁沙尔镇文化要素的核密度分析结果如图7所示，呈三个核心，即塔尔寺建筑群，核心区内最为集中的部位是塔尔寺广场、大金瓦寺和时轮学院，沿塔尔寺建筑群呈带状分布。由颜色深浅过渡过程，反映文化要素的外围扩散状态。西侧和东侧呈组团片状分布，核心聚集，周边稀疏。西侧的组团可以清晰地看出沿街道分布，鲁沙尔大清真寺处隐约出现中心集中点，根据卫星图的信息情况可以看出，此处为居民生活区，点要素信息为三级指标清真寺和刘琦庙，处于生活区，与当地居民的宗教活动息息相关。城市东侧的组团即为青海藏文化馆，湟中县文化馆等社会文化要素也沿城市街道分布，处于新区，且数量较少。这也与这些场馆于城市后期建设有关。

三、结语

本文从计量分析的视角对湟中县文化基因的空间布局进行分析研究，建立文化要素指标评价体系。通过百度地图提供的POI功能，以量化的方式对湟中县的文化要素进行核密度分析处理。通过数据处理得知湟中县文化要素核心聚集于鲁沙尔镇内，鲁沙尔镇外周边要素组团分布于湟中县的西南侧，多为自然文化要素。宗教文化要素和社会文化要素多集中于城镇建设中，由此可见文化基因与城镇发展密切相关，相互交融，分布于鲁沙尔镇居民日常活动范围内，以塔尔寺建筑群为核心向外围扩散。

从点要素的信息可以看出，鲁沙尔镇藏传佛教建筑还是以塔尔寺为中心，围绕塔尔寺形成群体。城区内同时存在少量汉传庙宇建筑。而清真寺则围绕居民区兴起，除了城镇中的三处清真寺外，多分散于其他镇区。教堂则多存在于乡村，如镇域外的黑嘴天主教堂。

参考文献：

[1]陈映雪，甄峰.基于居民活动数据的城市空间功能组织再探究：以南京市为例[J].城市规划学刊，2014（5）：72-78.

[2]钮心毅，康宁，李萌.都市圈视角下的上海城市公共中心体系重构探讨[J].城市规划学刊，2019（3）：42-49.

[3]徐刚，马丽丽，杨超.非历史文化名城“文化景观空间体系”构建的规划探索：以汤阴老城更新详细城市设计为例[J].城乡规划，2018（1）：100-108.

[4]田涛.古城复兴：西安城市文化基因梳理及其空间规划模式研究[D].西安建筑科技大學，2015.

[5]乌再荣.基于“文化基因”视角的苏州古代城市空间研究[D].南京大学，2009.

[6]于力群，侯鑫.城市文化氛围的量化评价研究：以天津等9个开埠城市为例[C]//.中国城市规划学会、重庆市人民政府.活力城乡 美好人居：2019中国城市规划年会论文集：12城乡治理与政策研究，北京：中国建筑工业出版社，2019：12.

[7]赵四东，杨永春，钟源，等.城市文化发展绩效量化评价模型构建及其实证：以山西省为例[C]//中国城市规划年会.多元与包容：2012中国城市规划年会论文集：12.城市文化.昆明：云南科技出版社，2012：163-171.

[8]刘长林.中国系统思维：文化基因透视[M].北京：中国社会科学出版社，1990：1-2.

[9]盛维，王永华.城市基因的研究框架归纳及其政策意义分析[J].经济管理，2015（11）：32-41.

[10]POI类别一览表[EB/OL].[2020-02-15].http：//lbsyun.baidu.com/index.php？title=lbscloud/poitags.

作者简介：

谢培琦，河南工业大学土木建筑学院建筑学专业硕士研究生。研究方向：城市规划。

段汉明，教授，博士生导师，河南工业大学城市科学与区域发展研究所所长。研究方向：城市规划。