基于空间句法的传统村落空间形态与优化研究
——以张谷英村为例

刘一曼，李伯华，2，周 鑫，杨家蕊，3，陈 驰

（1.衡阳师范学院 城市与旅游学院，湖南衡阳421002；2.湖南省人居环境学研究基地，湖南 衡阳421002；3.华南师范大学 地理科学学院，广东 广州510631）

基于空间句法的传统村落空间形态与优化研究
——以张谷英村为例

刘一曼1，李伯华1，2，周 鑫1，杨家蕊1，3，陈 驰1

（1.衡阳师范学院 城市与旅游学院，湖南衡阳421002；2.湖南省人居环境学研究基地，湖南 衡阳421002；3.华南师范大学 地理科学学院，广东 广州510631）

基于空间句法理论，结合实地调研资料，利用AutoCAD和Depthmap运算形态变量解读了张谷英村空间形态特征及其内在社会文化逻辑，为聚落空间形态优化提出了可行性建议。研究表明：①从空间形态组织效果看，张谷英村形成“串联”状整合度核心，组织框架不成熟、交通承载力差；②从空间形态智能水平看，空间形态物质性和功能性结构具有良好的智能性水平，核心轴线可使感知主体形成对村落空间形态的整体理解；③从空间形态社会属性看，村落的自然发展与外来文化的冲击，使“龙形”结构遭到破坏，“双核”核心发生位移。④从空间组织优化看，应积极活化景观基因，合理规划空间组织，建立圈层式空间结构。

传统村落；空间形态；空间句法；张谷英村

1 引言

空间句法理论是由Bill Hillier在20世纪70年代提出，并在其著作《The Social Logic of Space》中对空间句法的理论基础、核心概念和研究方法等做了阐述［1，2］。空间句法是一种通过量化描述人居空间结构，并研究空间组织与人类社会关系的理论与方法［3］，它通过构建空间拓扑模型，在复杂系统中分析空间关系，量化评估空间形态、揭示物质空间的内在社会文化逻辑［4，5］。目前，国外关于空间句法的研究已进入方法创新与社会服务阶段［6］，研究尺度多为建筑本体、虚拟空间或城镇地域，研究视角侧重于空间认知、空间塑造、空间模拟、商业服务、社会服务等［7］。国内目前已有大量关于空间句法的研究成果，研究方法以定量研究为主，研究内容主要涉及空间形态特征［8，9］、空间认知研究［10］、空间组织与人类活动的关系［11］、方法创新与技术集成［12］等，应用领域主要涉及土地利用［13］、街道交通布局［14］、空间通达性［15］、人流量预测等方面。

空间形态是人类社会与自然环境交互作用的外化表征，反映了本土自然环境特点及人类社会的文化逻辑。快速城镇化背景下，关于传统村落空间形态的研究引起了学术界的广泛关注。20世纪90年代，传统村落空间形态研究开始引起了学术界的关注，研究内容涉及概念界定、形态类型、影响因素、演变机制、空间结构等方面［16－18］，研究方法由描摹性的定性阐释转变为评价性的模型分析。夏淑娟认为，传统村落空间形态是自然条件、风水学说、徽商经济和宗法观念等综合作用的结果［19］；任映红等研究了城市化进程背景下传统村落变迁的条件基础和作用机理［20］；胡燕等通过深入分析传统村落的特质，对其概念界定、文化内涵、构成要素等进行了详细分析［21］；徐洪涛等以南宁市传统村落为例进行了价值判断和旅游开发模式探讨［22］；刘沛林等通过构建古村落乡村性传承评价层次分析模型，评估了爨底下村的乡村传承性情况，发现其传承具有选择性［23］。上述研究均难以准确反应空间组织结构社会性质。空间句法作为一种能量化评价空间形态和内在关联的方法，近年来逐渐被应用于传统村落空间形态研究中，研究焦点多集中于空间形态及演变规律、空间认知及感知评价、影响因素及作用机制等方面［9－10］，关于空间组织效果及智能性水平评价、空间社会属性等方面少有涉及。基于此，本文试图以空间句法理论为基础，以中国传统村落张谷英村为例，综合运用多种计算机分析软件，运算空间形态变量，研究空间构型关系，以期揭示传统村落空间形态及其社会性质，为优化传统村落空间布局，挖掘传统村落景观价值，促进村落保护性开发提供理论和实证借鉴。

2 研究方法及数据来源

2.1 区域概况

张谷英村位于湖南省岳阳市的渭洞笔架山下，保留有1700多座明清建筑、200多个天井、60多条巷道，12个门头和58座石桥［24］，有着“明清湘楚民居的活化石”等诸多美誉（图1）。

图1 张谷英村区位

明洪武年，张氏祖先张谷英定址渭洞盆地西南部，至张氏第八氏，村落重心转移至渭溪河附近，形成了背靠三峰、面朝两河、前耕后居的“龙形村落”空间形貌和“山环水绕，负阴抱阳”的风水格局［25］。20世纪80年代末，张谷英村因其“聚族而居”的宗族文化、湘楚特色的家风民俗、玄妙莫测的风水内涵和独特古朴的建筑风格引起了学术界的广泛关注［26－28］。随着城镇化和工业化的快速发展，张谷英村旅游资源被不断挖掘，吸引了大量的旅游投资商和外来旅游者，为了迎合旅游者多样化和个性化的需求，满足自身生活质量的需要，张谷英村村民不断调整自身行为，以适应外部环境的变化。在内外作用力的推动和城乡文化交融的影响下，张谷英村空间形态开始伴随着村落发展不断变化与重组。

2.2 研究方法

利用空间句法理论对传统村落空间形态进行测度与评价，主要包括以下两方面：首先，依据空间划分原则进行空间分割，目的是提取传统村落空间形态基本特征，提取方法包括轴线模型法、凸多边形模型法和视区分割法，本文采用的是轴线模型法［14］；其次，利用Axwoman和Depthmap软件运算空间形态变量，通过研究空间中各要素位置及其相互连接关系来评价各要素空间属性［12］。本文主要采用三种形态变量。

整合度（Integration）：反映一个空间相对于系统中其他空间的集聚或离散程度，计算公式为：

式中，n为空间系统内总轴线数或结点数；MD为平均深度。MD的计算公式为：

智能度（Intelligibility）：反映了由局部空间的连接性感知整体空间的能力，计算公式为：

式中，I（3）为步数 n ＝ 3 时的局部整合度值为三步整合度平均值；I（n）为全局整合度值；为全局整合度平均值。

平均深度（Mean Depth）：指空间系统中一个空间到其他所有空间最小步数之和的平均值，深度值越低道路越便捷。除此之外，部分数据需要实地调研获取，如需通过部门走访和田野调查法获取张谷英村的重要空间元素及其连通路径的空间位置、形态、规模、功能、修建时间、保护状况等信息，了解张谷英村旅游开发情况，村落发展历史及趋势等。

2.3 数据来源

本文所需的基础数据来源于国家基础地理信息网站（nfgis.nsdi.gov.cn），先后获取了湖南省张谷英村的地理地图数据和ENVI遥感影像图，并根据实地调研进行验证取舍，作为句法分析底图，然后将底图导入AutoCAD软件，对主要道路及关键节点进行矢量化，构建轴线模型；再将轴线模型导入空间句法分析软件Depthmap和Axwoman中运算整合度、智能度和深度值等形态变量。根据计算结果，分析张谷英村的空间形态特征及其内在社会文化逻辑。

3 空间形态解读

3.1 空间形态组织效果分析

以2016年张谷英村遥感地图为底图，在AutoCAD中绘制轴线图，利用Axwoman和Depthmap进行拓扑学分析，得到张谷英村空间句法轴线图（图2），分析张谷英村空间形态组织效果，得到以下结论：①巷道交错，通达性高，但尚未形成成熟的结构框架。整合度反映了局部空间与其他所有空间的连接程度。在全局整合度轴线图中，轴线灰度越高，该轴线整合度越高，空间可达性越强，吸引穿越交通的潜力越大，人流越易聚集，是村落活动最集中的地方。从图2可知，张谷英村巷道众多，交错分布，独有的文化特质吸引了大量旅游者在主要观光线路集聚。其中，当大门扇形广场前的分岔路口整合度数值最大，可达性最高，与牌坊、祖先堂、百步三桥、龙涎井和畔溪走廊空间要素形成了多个“整合度核心”，呈串联分布，但未形成较大规模的环状结构，组织框架不完善。②重要空间要素分布集中，具有较高的吸引力和可达性，形成了线形核心区域。百步三桥和龙涎井位于主干道至景点区的交汇处，属观光必经之地，具有较高的通达性和吸引力，整合度分别为0.8476和0.8437，其次为张谷英村的标志性建筑——当大门。当大门作为张谷英村的礼制和精神文化核心，具有独特的观光价值，整合度为0.8305，这些独具特色的景观要素附近形成了明显的集聚核心，是张谷英村社会性、功能性和流动量最强的地区，以乘数效应带动了张谷英地区的社会经济发展，是该村落的核心区域，呈线形分布。③整合度和平均深度不协调，道路所承担的交通职能超出了自身的承载能力。整合度值越大，平均深度值越小，空间结构越合理，故对平均深度值进行不影响其数学内涵的处理，取其倒数，得到与整合度具有相同作用方向和数量级的新参数1/平均深度，将两者放入二维坐标系，生成折线图（图3）。从图3可见，部分轴线的整合度和平均深度的拟合效果不理想，说明张谷英村部分道路的便捷性不够，疏散能力较差，所承担的交通压力超出了自身的承载力。这可能与张谷英村游览线路单一、巷道狭窄、承担经济功能与生活功能的道路高度重合有关。

图2 张谷英村空间句法轴线

图3 整合度和平均深度倒数数值分布

3.2 空间形态智能水平评价

智能度反映的是由局部空间感知整体空间的能力，将Depthmap运算得到的全局整合度和半径为3的局部集成度以CSV格式导入SPSS17.0软件进行相关性分析，得出表1，以此来衡量张谷英村空间形态智能度。轴线的全局整合度与局部整合度的相关系数r为0.664，显著性概率水平小于0.01，说明两者具有中度相关性，智能度较高。从张谷英村的物质性结构来看，张谷英村整体空间感知度较好，村民和游客可由局部空间连通性获得空间可达性信息，通过局部空间特征感知村落整体空间形态。

我们将张谷英村重要建筑牌坊、当大门、祖先堂、百步三桥、龙涎井、畔溪走廊、王家土段、民俗馆和上新屋叠加到张谷英村轴线图（图2），发现村落空间范围不大，重要建筑群体位于村落中轴线和旅游开发的主干线上，同时也是全局集成度的核心轴线，吸引物的布局与核心轴线具有很高的协同性。因此，从张谷英村的功能性结构来看，核心轴线具有极强的吸引穿越交通的能力，以核心轴线为主导的局部空间的意象空间能力较强，对全局具有良好的可识别性和可意象性，有利于村民和游客由局部空间意象感知空间整体特征。

表1 全局整合度和局部整合度相关性分析

3.3 空间形态社会属性研究

为了进一步揭示传统村落空间形态的深层社会属性，本文综合分析了空间主体参与者与空间形态的关系。根据实地调研所得出的人口分布状况，绘制居住功能热力图，热度值越高表明居住功能越强，居住人口分布越密集。此外，在调研中发放了230份绘有张谷英村景观要素的调查问卷，得到张谷英村景观要素的居民感知数据［27］，导入ArcGIS中绘制出景观要素辨识度空间分布图，将两张图进行叠加（图4）得出以下结论：①景观基因日趋弱化，“龙形村落”结构破坏。整体来看，张谷英村传统空间形态呈现出以村口巨石为龙珠，以当大门为龙头，王家土段为龙身，上新屋为龙尾的“巨龙戏珠”形态；局部来看，建筑群体呈现出“十”字形、“丰”字形、“井”字形和“向心型”组织结构，体现出恪守礼法、忠君亲祖、人丁兴旺、知书达理、尊师重教、官运亨通等家族期望。但随着城市化的不断推进和旅游业的快速发展，张谷英村空间形态发生了较大变化，破坏了原有的“巨龙戏珠”形态。一方面，村落人口不断增加，原有居住空间不能满足村民生产生活需求，村落自发向四周扩张；另一方面，受到城市文化影响和乡村规划制约，村民生产生活要求发生了重大变化，传统宗族血缘意识不断减弱，造成原有空间形态的内在社会文化逻辑被破坏，景观基因日趋弱化。②外来文化加速入侵，“双核模式”核心位移。张谷英村传统村落形态，受“尊亲孝祖、孝友传家、友睦乡邻、天人合一”礼俗规范和特定的外显物质影响，形成了以“当大门”为中心的具有生产生活功能的“村落核心”和以“张氏宗祠”为中心的具有宗族凝聚功能的“礼制核心”，呈现出“双核心”模式。但随着新型城镇化的快速发展，村民生产生活观念发生变化，原有的小农经济生活方式和古老的建筑形式不能满足村民日益增长的物质文化需求。因此，在自组织与他组织综合作用下，形成了以“当大门”为中心的具有旅游功能和经济效益的“村核心”和以新设“张谷英镇”为中心的具有生产生活功能的“镇核心”，核心位置和核心功能发生了改变。

图4 居住功能与景观要素分布

4 空间组织优化重构

4.1 提取文化景观基因，切实保护空间景观

聚落景观作为聚落文化的重要物质载体，具有鲜明浓厚的地域特色。形式上看，文化基因分显性与隐性，显性基因是以客观物质形态为表现形式的（如村落形态布局、建筑样式、重要节点等）；隐性基因是融合人的主观意向的基因类型（如信仰、图腾、宗教和伦理等）。因此，挖掘和提取文化景观基因应从景观的建筑文化、形态布局、宗族伦理等方面入手。由此可见，空间景观可通过重组变化来表达聚落文化，而聚落文化又反作用于建筑文化与形态布局。

为了保护传统的空间景观，利用Depthmap运算空间形态变量（表2），彰显张谷英村空间景观的重要性和节点现状。结果显示，整合度越高，轴线的可达性越高，百步三桥、龙涎井、当大门等著名景点的整合度分别为 0.8437、0.8476 和 0.8305，均布局在整合度核心区，说明景观要素布局合理和轴线具有较高的中心地位。选择度表达了从某一空间到其他空间的倾向程度，选择度越高，吸引穿越交通的能力越强，因此选择度高的地方往往在村路交汇处，如村口牌坊和游览线路起点处的百步三桥、龙涎井等，其数值分别为31111、25289和21071。在百步三桥、龙涎井和当大门处，整合度和选择度都较高，说明附近道路在聚落中有着重要作用，既是村民和游客出行时选择的道路，也是承担着更多功能的村落中心、旅游活动中心和村民活动中心。从表2可知，控制度较高的为张谷英镇镇口和当大门，其数值分别为 1.8333和1.6667，说明这两个空间可控制其他空间范围的能力更强，有利于对村落进行便捷有效的管理，他们分别为张谷英村生产生活中心和旅游活动中心。由此可知，张谷英村显性文化景观基因均位于轴线整合度核心、选择度核心和控制度核心等重要位置，对提高村民及游客重视程度和理解度、保护传统村落空间形态具有重要意义。但隐性文化基因的挖掘尚不充分，游览线路以外的风土文化亟待保护，应通过合理的空间规划来活化这些正处于弱化的隐性文化基因。

4.2 合理规划空间组织，积极转变发展方式

张谷英村空间结构变化主要发生在20世纪90年代的初步开发期和本世纪初的保护开发期。1990年，政府完善了张谷英村的基础设施，修建了梅城线旅游公路和通往107国道的公路。此时，张谷英村旅游开发缓慢，但基础设施不健全，道路形态变化不大，基本遵循传统空间格局。2002年以后，张谷英村引进了企业资本投入，先后获得了“中国历史文化名村”、“中国传统村落”等称号，有一定的上拨经费。此阶段，村内道路和村外主干道完全竣工，村内古建筑进行了保护性的整改与恢复，张谷英村旅游开发进入加速发展时期。以此为依据，利用Depthmap空间句法软件绘制了1990年、2002年和2016年整合度散点图（图5），以揭示张谷英村空间组织演变过程，制定合理的规划引导方案。

图5 1990年、2002年和2016年张谷英村整合度

研究结果显示，张谷英村全局整合度和以3步为半径的局部整合度呈均匀变化趋势，点的离散程度逐渐变小，越来越趋近于一条直线。就拟合度R2而言，R2（1990）＝ 0.51 ＞ R2（2002）＝ 0.46 ＞ R2（2006）＝ 0.44，表明在低速发展期，张谷英村受外在他组织影响程度不深，全局整合度与局部整合度较协调，在一定程度上能由局部空间特征感知整体空间形态，村落各部分发展较协调。进入快速发展期后，全局整合度和局部整合拟合度有所下降，局部空间形态与整体空间形态差异加大，说明后期规划调整对村落空间形态有一定的调整效果，强化了以当大门、畔溪走廊为代表的古建筑观光区的特殊职能，完善了该地区的巷道建设，加大了该地区与村落其他部分的差异。同时，在实地调研中发现张谷英村的空间组织结构存在景点过于集中和单一、旅游线路缺乏、边缘建筑失修破损、旅游旺期空间承载力不足等问题，加剧了村落发展的不平衡性，未来张谷英村的整合度随着核心轴线的不断强化，会日趋降低。因此，可从建立功能圈方面对张谷英村空间形态做出优化重构（图6）。

以“村核心”和“镇核心”为两极，建立两个一级圈层。即以“当大门”为代表的古建筑群为保护和旅游开发的一级圈层，作为开发核心区，由政府出资维护并严禁修改建筑格局；以张谷英镇主干道为旅游消费的一级圈层，作为镇商业区，用于满足游客和村民日常消费所需。在以“村核心”为中心的圈层内，以下新屋到向家土段为第二圈层，作为旅游外围区，可适度改造，用于接待游客文化体验；以向家土段至牌坊处为第三圈层，作为居住功能区，满足村民生活需要。在以“镇核心”为中心的圈层内，以三岔路口至镇政府为第二圈层，作为镇居民居住功能区，满足村民生活需要；以镇政府至村牌坊为第三圈层，作为混合功能区，可用于满足村民医疗教育和生产生活所需。

图6 张谷英村圈层优化

5 结论与讨论

本文利用AutoCAD和Depthmap空间分析软件，以张谷英村为例，研究了其空间形态的组织效果、智能性水平和社会属性，并为其优化重构提出了可行性建议，对传统村落的物质遗产保护和精神文化传承具有一定现实意义。

空间句法作为一种尚不完全成熟的研究方法，在数据处理及运算方面还具有很多的局限性，在生成线段模型时，Depthmap虽然可以自动生成轴线图，但由于软件的不稳定性，只能在AutoCAD中根据张谷英村的遥感图进行手绘，因此轴线图会存在着主观上的偏差，且Depthmap软件将轴线模型转变为线段模型的功能不稳定，也对研究结果造成了一定程度的影响，后续研究如能对空间形态轴线模型的绘制和Depthmap软件的不稳定性做出一定改进，以期取得更加严谨的研究成果。

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Spatial Morphology and Optimization of Traditional Villages Based on Spatial Syntax Theory——A Case Study of Zhangguying Village

LIU Yi－ man1，LI Bo－ hua1，2，ZHOU Xin1，YANG Jia－ rui1，3，CHEN Chi1
（1.College of City ＆ Tourism，Hengyang Normal University，Hengyang 421002，China；2.Research Establishment for Hunan Settlement，Hengyang 421002，China；3.School of Geography，South China Normal University，Guangzhou 510631，China）

Based on the spatial syntax theory，this paper analyzed the spatial morphology features and the inner sociocultural logic with field research data and operating morphological variables with AutoCAD and Depthmap，and then provided feasibility proposal for spatial morphology optimization of traditional villages.The results showed that：①From the perspective of organizational effectiveness of spatial morphology，Zhangguying Village formed a “tandem”shape integration core，the organizational framework was immature and the traffic carrying capacity did not match.②From the perspective of intelligence level of spatial morphological，the material and functional structure of spatial morphology had a good level of intelligence，the core axis could help the main body of perception forming general comprehension of villages′spatial morphology to a certain extent.③From the perspective of social attributes of morphology，the natural development and foreign culture shock of villages caused the“dragon－ shaped”structure being destroyed and “dual－ core”being displaced.④From the perspective of spatial organization optimization，the villages should revitalize landscape genes，plan spatial organization reasonably and establish circular space structure.

traditional village；spatial morphology；spatial syntax；Zhangguying Village

TU982.29

A

1005－8141（2017）11－1289－06

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.11.002

2017－09－13；

2017－10－19

国家自然科学基金项目（编号：41571161、41501191）；湖南省教育厅科学研究项目（编号：16C0229）；大学生研究性学习和创新性实验计划项目（编号：CX1618、CX1649、CX1650）。

刘一曼（1994－），女，河北省石家庄人，硕士研究生，研究方向为传统村落人居环境。

李伯华（1979－），男，湖北省黄冈人，教授，硕士生导师，研究方向为乡村人居环境学。