基于多源大数据的历史街区空间形态量化分析研究*——以高州市中山路街区为例

文/中南大学建筑与艺术学院 曾凡梓 石 磊 张 驰

0 引言

历史街区是承载历史风貌、社会结构和人文内涵的建筑群落，包含特色的街道风貌特征、建筑形态及公共空间组织等，具有极高的保护和研究价值。随着多源大数据信息技术的发展，为城市研究带来新方法和新角度，其应用主要集中于城市空间与城市问题等方面，而在历史街区研究中运用较少。大数据技术相较传统的研究方法，具有研究范围广、数据精确、实时性高的优势[1]。研究基于多源大数据，提取中山路进行地理信息数据，并量化分析其街区空间形态，归纳其空间现状特征。

1 研究范围及方法

1.1 研究范围

中山路为省级历史文化街区，始建于隋朝，是高州城九街之首。公元1920年，老街改名中山路，至今仍保留着“北衙南商”的建筑布局，两侧界面形成2～3层商住合一的骑楼建筑群。

据相关文献记载，中山路街区核心为长约1000m的街道，故研究以潘州中路、环城西路2条规划道路为南北边界，划定中山路街区范围，用地总面积约45.21hm2。研究采用“面、线、点”的手法将中山路街区空间形态分为3个层级：①街区空间形态，主要为街区内肌理形态，关注传统建筑与现代建筑高度的协调性；②街道空间形态，主要以街道的界面密度、宽高比2个参数为基准；③节点空间形态，包括建筑节点、景观节点。

1.2 研究方法

1.2.1 数据采集与绘制

数据提取包括像素化地理数据收集与矢量化地图数据处理。首先使用谷歌地图、ArcGIS、古籍文献等多源大数据导出相关图像数据；其次，利用Vector Magic软件对多源图像进行矢量化加工；最后，结合大数据对建筑的功能、高度、特征等属性进行分类处理，并利用SketchUp生成可视化地理信息模型（见图1）。

1可视化地理信息模型（图片来源：作者自绘）

1.2.2 建立量化参数的数据分析库

在参数的选取方面，主要分为街区空间形态与街道空间形态。街区空间形态参数主要包括建筑物数量、建筑毛密度、建筑均周长、周长标准差、建筑均面积、面积标准差、道路总长度、交叉口数量、界面密度和宽高比，将所有数据信息归纳汇总至表格并导入ArcGIS，建立历史街区空间形态量化参数的数据分析库（见表1）。

表1 高州市中山路街区形态

2 历史街区空间

2.1 街区空间形态

2.1.1 形态特征

中山路街区功能分区合理，不同的功能区赋予建筑不同的层数与高度。中山路南北两侧多为2～3层传统骑楼。在骑楼街区内，因后续加建与商业入驻，中段片区存在较多骑楼柱廊损坏、建筑加建至4～6层等现象，使部分片段空间压迫感较强。中山路与解放路交会处为学校与政府用地，占地范围较大，建筑密度低，故此区域空间较为空旷。其他部分是后建的商住区，多为2～6层建筑，高层建筑较少，工业化气息浓厚，对历史街区的视线与传统人文风貌的影响较大，故针对历史街区的建筑应进行严格的高度控制和风貌控制。

2.1.2 参数对比

通过对比高州市中山路历史街区、高州市南华路历史街区、高州北关历史文化街区、东莞石龙镇中山路街区、东莞中山路历史文化街区5个历史街区得出，高州市中山路历史街区在容积率、建筑均面积、建筑面积标准差、建筑基底面积标准差、道路总长度5个参数与样本平均值有明显差距。其主要原因为高州市中山路历史街区道路总长度较短，街区内校园占地较大，许多场地用于设置绿地与操场，建筑占地面积较小，且无明显的道路划分，其他波动较大参数与街区形态风貌具有一定联系。

2.2 街道空间形态

2.2.1 街道界面密度

界面密度是指街道一侧建筑物沿街道投影面宽与该段街道长度之比，主要对街道水平维度上的界面密集程度进行量化分析[2]，参数值越大，街道界面密集度越大，空间感知则越强。空间感知与水平视野范围联系紧密，结合人的水平可见视野120°与街道宽度得出每个视觉片段的长度[3]，对中山路街道进行划分（见图2）。中山路街道经历百年改建及修建，实际街道宽度变化较频繁，故随机选择33个节点以统计街道宽度，其平均值为10.5m，得出划分的视觉片段长度约36.0m，街道共划分为30段，且对每段南北界面密度进行数据统计（见图3）。

2不同界面的De值比例（图片来源：作者自绘）

3De值与建筑形态类型的关系（图片来源：作者自绘）

自然生长肌理型道路的界面密度区间为86%～92%，人工规划道路的界面密度区间为72%～83%[4]。而界面密度De值大于70%是形成优秀街道空间的必要条件[5]。本文将De值区间依空间感知性好坏分为“差、良、优”3类，并对上述29个片段中界面密度De值的数据进行统计。De≥80%占比达72.4%，可见街道两侧空间感知品质较高；De＜70%占比达17.3%是因街道东侧设有景观广场，北侧建筑退让且南侧无建筑，整体较空旷。

中山路街道两侧建筑发展具有历时性，新旧建筑交替存在，故将沿街面建筑分为4种类型：①A类为纯骑楼形态；②B类为纯加建建筑；③AB类为骑楼且其上部含加建建筑；④C类为无建筑界面。A类占比43.1%，且多位于街道西侧，说明该片段区骑楼形态保存较好。B类多位于街道东侧或南侧，占比17.2%，呈多层或高层建筑形态。AB类多位于街道东侧，占比34.5%，多数建筑呈半破坏与新旧生长状态。为表现沿街界面形态类型与界面密度De值之间的关系，需综合分析上述2个变量。A类、B类、AB类沿街建筑形态类型在De≥80%的占比明显高于其他区间，由此可得传统建筑与加建建筑对界面空间感知未造成过多影响，在界面水平向延续了历史街区空间特点。

2.2.2 街道宽高比

街道宽高比是指街道两侧的建筑高度（D）与该段街道的宽度（H）之比[6]，D/H主要用于描述街道垂直维度上的界面形态特征。以中山路街道29个分区的中点作为样本取街道与建筑的宽高比值。以宽高比为指标来探寻街巷、建筑与人的关系[7-8]。当D/H=1时，街道尺度最为亲切舒适；当D/H>1时，随比值增大，两侧建筑呈游离状，街道空旷而有远离之感；当D/H<1时，街巷空间视线高度收束，有压迫之感。结合芦原义信提出的空间场所感概念[9-10]，笔者将D/H值区间分为3段，分别表示亲切舒适、内聚压迫、游离空旷的空间关系特点（见图4）。

4中山路街道29个片段宽高比测算点（图片来源：作者自绘）

2.3 特色建筑节点

中山路街区街道两侧现存大量民国南洋风骑楼建筑群，同时还遗留较多具有纪念意义的历史古建。广东省农民协会南路办事处旧址位于中山路与府前路交会处，原为清代所建的南皋学舍，为2层楼阁式砖木结构建筑。中山纪念堂则位于中山路与学府路交会处的市委大院内，是广州粤派、西方古典主义2种建筑风格的高度结合。历史街区更新改造应整体控制街区的空间结构与历史建筑风貌，合理利用历史建筑遗址，充分挖掘历史空间节点的文化价值和空间价值，实现街区内部开放、半开放、封闭等多层次街区空间形态的有机统一。

2.4 绿地景观与公共空间

秀川广场位于中山路街道东南侧，是南北轴线重要的起始节点，作为空间序列的开端，广场空间开阔，无实体建筑，与北侧高州市委员会大院相连呈明显的轴线关系，该轴线西侧依次布置人民会堂、中山纪念堂等重要的历史建筑，既延续城市景观空间肌理，又成为串联整个街区历史文脉的中心枢纽，在文化传承、街区活力塑造、空间结构组织等方面起到积极作用。

3 结语

历史街区的保护和更新具有复杂性和地域性，既要关注建筑风貌与呈现的符号元素，又要考虑历史街区的空间形态结构，根据大数据定量分析得出空间结构模型，分析文化内涵传承性、居民生活情景场所和心理感知，对整体城市空间肌理进行可视化表达，为未来历史街区空间形态更新与保护提供参考。