空間句法視角中的多尺度空間結構

楊滔

中國城市規劃設計研究院學術信息中心副主任

感謝作者授權發布。

引 子

自2015年12月中央城市工作會議召開以來，以人的城鎮化為出發點，優化城市空間結構，提升城市空間品質，逐步成為我國新型城鎮化轉型的新趨勢。當前的實踐項目往往包括宏觀區域尺度、城市尺度以及中微觀的社區尺度的城市設計等，這些都將涉及到如何去觀測、設計、評估以及優化那些不同尺度的空間結構。例如，大到北京城市副中心155平方公里和雄安新區100平方公里的空間結構布局，小到北京或上海等城市中心區0.2公頃左右較小規模的空間結構更新等。特別是當前城市總體規劃改革中提出針對城市空間結構的體檢和評估工作，亟需建立起面向實踐的方法體系。不過，如何定義空間結構結構並沒有固定的方法或模式，這導致對其優化的方法中存在模糊性。

總體而言，一方面研究空間形態的結構，即物質空間是如何布局的；同時，另一方面探索社會經濟環境等要素的空間分布與關聯而構成的結構，即非空間要素在空間中是如何布局的。不管哪一種研究，結構往往被認為是表面現象或形式之下的深層次內容、機制或本質，支撐著整體空間系統的構成和運營，並不斷地變化或演進，乃至突變。因此，優化空間結構被認為將會帶動完善各種類型的城鎮化進程，緩解不同階段的城市病，促進不同尺度的高質量與精細化發展，使得城鎮良好而高效地運轉。

然而，任何一個尺度的設計都必然會涉及到其他尺度的問題，而且不同尺度上的設計內容如何層層傳導或迭代也是不可迴避的話題。從空間結構和功能效益的角度，深入研究城市空間結構在不同尺度上的互動機制，將有助於設計或優化城市之中的空間結構，提供一套可行且可推廣的方法體系。以往基於靜態的或者單一尺度的空間形狀或功能的研究，已經不能解決上述跨尺度的空間結構的識別與設計。因此就多尺度的空間形態本身，深入探索新的研究範式，剖析城市空間結構的構成機制和尺度互動，從而力求解決我國新型城鎮化轉型過程之中面臨的設計實踐問題，這將是必要的。

範式的轉型

從城市空間結構及相關領域研究的國內外發展來看，隨著以人為中心理念轉變、網路思維方式的普及以及大數據分析方法的興起，特別是更為精細的大量實時動態數據以及人工智慧技術出現，空間結構研究的範式發生了深刻的變化。從構圖形式，轉向場所，再轉向空間網路；從整體格局，轉向個體空間體驗，再轉向個體與整體的互動；從靜態的形式，轉向動態的系統，再轉向多維的分析。這些範式的變化促進了不同學派的出現與發展。這些研究範式的變遷起源於社會學、生物學、信息學、電力學等學科對於社會網路、生物網路、互聯網、電力網路等深入的研究；同時也源於網路理論本身的出現，對於解決複雜性的問題有突破性的進展。

新的研究範式也越來越關注多尺度「流動」與「聯繫」，包括整體空間各個局部之間在城市、片區、社區上的聯繫，以及物質空間結構與諸如能耗、社會人口、交通物流、環境污染等之間的關聯，而這些不同維度和尺度的關聯構成了描述城市空間結構的基礎。例如，麥克?巴蒂（Mike Batty）於2013年的《城市新科學》（The New Science of Cities）一書中明確了研究範式從傳統意義上的區位（location）轉向了網路（Network），認為區位源於交流（Interaction），即不同尺度的社會經濟等活動中的交流關係決定了那些不同規模活動的空間區位。此外，物質空間結構也被認為是那些社會經濟環境等要素在不同尺度空間之中關聯的折射。特別是近十年，「網路」的概念進一步啟發了城市空間結構研究的新方向。因此，將城市空間形態視為多尺度變化的網路結構，這種研究範式也成為新的趨勢。

空間句法的發展

在新的研究趨勢之中，空間句法（Space Syntax）是從網路思維的角度研究空間形態及其認知與功能的一個學派，這是該研究主要的理論基礎和方法。此處特指英國倫敦大學學院的比爾?希列爾（Bill Hillier）教授及其同事們於1970年代建立的關於空間形態的理論和方法，剖析了不同尺度下不同空間之間的複雜聯繫、及其和人們活動模式的相互關係，來直觀定量地揭示空間現象下那些無法言表的社會邏輯和空間規則，提出了自組織的空間結構及其演變模型。例如，亞歷山大（Christopher Alexander）後期的著作《自然的秩序》以及巴蒂（Mike Batty）後期的著作《城市的新科學》對空間句法早期的研究案例都有詳細的評論，並加以借鑒與推廣。

與之同時，空間句法的基本理念還是強調：空間布局或空間序列的模式對於區位、行為、社會經濟等方面的決定性影響。空間句法的這些研究由倫敦大學學院（UCL）傳播到了世界300多個高校和研究機構，並在美國、法國、德國、挪威、日本、巴西等國家形成了關於空間句法的研究中心。在我國，空間句法也逐步進入不少高校的教學和科研之中，並先後在北京交通大學、東南大學以及深圳大學舉辦了三屆空間句法研討會議。根據知網全文檢索，最近三年關於空間句法的文獻共計1166篇，在國內形成較為活躍的研究氛圍。因此，從學術研究的角度而言，空間句法為城市空間結構方面的研究提供了一條新的路徑，值得我們繼續探索。

基於網路科學和個體行為模式研究以及大數據和機器學習技術的發展，空間句法理論本身也面臨範式的轉換。不同文化下的城鎮空間結構具有明顯的異質性（圖1），而這些特色空間又是如何在不同尺度的空間文化作用下形成的，它們又是如何彼此關聯的，這也是該理論需要進一步研究的方向。因此，針對多尺度互動和變化的空間句法研究，將有助於我們從基礎研究的角度，為國際空間句法理論和方法的創新發展做出應有的貢獻。

圖1-1 不同文化下的城市空間結構：塞普勒斯首都尼科西亞中心區

圖1-2 不同文化下的城市空間結構：北京中心區

圖1-3 不同文化下的城市空間結構：華盛頓中心區

圖1-4 不同文化下的城市空間結構：馬德里中心區

從靜態的空間結構到「空間流」

空間句法研究的核心對象是城市空間結構，這一直都是城市研究之中經久不衰的話題。空間結構一詞大概於19世紀初被地理學者運用到城市研究之中，目的是將城市作為有機體來研究，揭示其本質性的系統性關聯，形成對城市空間發展的理論和方法。用空間形態的方法分析和研究城市的物質形式和社會經濟等結構性問題，都可認為是城市空間結構研究的一部分。其研究與實踐的內容也多種多樣，至少根據「尺度」與「時間」的不同而有不同內涵，如從區域的形態到個體建築的風格，從一個到多個國家的城市形態演變等。

隨著歷史的發展，城市空間結構研究與實踐的範疇被逐步擴展：古典的城市形態更多地與美學、幾何、以及社會象徵意義相關，如圖底關係、幾何形狀所體現的「烏托邦」或者「宇宙秩序」等；隨後，西方城市形態與經濟社會聯繫起來，如老歐洲的多個學派對街坊塊、綠地、公共空間、建築高度等方面的研究，美國芝加哥學派伯吉斯（Burgess）等根據用地、人種、經濟狀況等繪製的城市同心圓模式，以及不同研究與實踐總結的帶型城市、網格城市、單中心或者多中心模式等等；進而，城市空間結構研究與心理學、環境行為、交通、環保、節能、城市管理等各個相關領域彼此交融，形成了新的研究範疇與對象。

隨著20世紀末可持續發展和網路理念的提出，近年來評估與創新城市空間結構這個話題又逐步成為了國際研究熱點之一。一方面，近現代城鄉規劃和設計發展史上，伴隨機器大生產、機動車普及、住宅工業化、互聯網誕生等，關於城市空間結構的新想法被一次次提出來，也反覆遇到各種新挑戰。例如，凱文?林奇（Kevin Lynch）從認知和感知的角度，提出物質空間結構的連續性與可讀性。基於地塊、街區、用地、時間等因素，康澤恩學派的傑弗里?懷特漢德(Jeremy Whitehand)提出了城鎮空間結構的演進機制，即租地權周期和經濟發展周期在空間形態變化上的折射。

與之同時，從社會學和歷史學角度，對空間的異質性和複雜性有了更多的關注。1989年社會學家和地理學家愛德華?W?蘇賈(Edward W Soja)以洛杉磯為例提出的後工業化模型，強調了空間性（Spatiality）在社會學和歷史學中的重要地位以及第三空間的理論，平衡了空間、歷史、社會這三方面的維度。2001年社會學家曼紐爾?卡斯特（Manuel Castells）的網路社會模型等，明確地區別了兩種空間，即空間流動（Flows）和空間場所（Places）。最近幾年，麥克?巴蒂（Mike Batty）認為城市空間結構研究都面臨新的挑戰，即網路（Network）、流動（Flow）、交流（Interexchange）等概念使得區位（Location）只是流（Flow）的結果，甚至全球化也可視為更大尺度的空間鏈接。

當今，由於西方能源危機和全球極端氣候的出現，可持續發展、或彈性、或活力的空間結構的議題頻繁出現在國際論壇之上，如新城市主義(New Urbanism)、新都市鄉村(New Urban Village)、精明增長(Smart Growth)、慢行城市(Slow City)、緊湊城市(Compact City)、基於形態的導則（Form-based Code）等明確涉及到物質空間結構的各種新理念，這是物質形態空間結構在21世紀初重新得以重視的原因之一。然而，其評估或優化的標準、方法、指標等並未達成共識。這是由於關於那些新理念提出的更多是關於規範性的要求，而非分析性的內容，反而在一定程度上導致了對空間結構的內在構成機制缺乏深入的研究。於是，對於空間結構的研究及其評估體系和方法依然是各國城市研究領域的學者們努力探索的方向。

空間句法從1990年起就從空間彼此連接的角度，探索城市空間結構對交通和用地的影響。對歐美城市的大量研究表明，不同尺度的空間組織，讓不同出現距離的交通出行恰當地交織在同一空間中，推動了不同功能的湧現，形成真正的混合用地模式與多元化的交流活動，促進社會、經濟與環境的可持續發展。基於歐盟24國的研究，他們提出了無所不在的中心性，即城市中心性的功能將遍布在城市的各個角落，這不是一種簡單的多中心模式或區位等級，而是多尺度中心的複雜而精緻的交織和互動，構成了城鎮的一種普遍性功能。

多尺度的空間結構

另一方面，在過往的研究之中，空間結構涉及到空間格局、空間區位、中心與邊緣、單元規模、空間價值、有機序列、發展方向、演變機制等方面，其中對於社會經濟環境等多尺度機制探索變得越來越重要，這是由於假設前提是那些空間結構的建設都是由不同尺度的社會經濟環境要素推動的。然而，社會經濟環境等要素需要落位到空間結構建設之中，真正地轉化為人們的空間活動，城鎮空間的運作才能順暢，從而促進能源節約與公共空間資源公正化，真正地推動可持續發展。

特別是近十年，「網路」的概念進一步啟發了城市空間結構研究的新方向，例如空間句法研究理念逐步被接受。因此，將城市空間結構視為網路結構的研究方法也成為新的趨勢。然而，真實世界中各種要素之間的關聯比城市空間模型更為精細、更為動態，從而使得整個由那些要素構成的網路系統變得更為複雜，不確定性由此而更為明顯，出現了不可預測的方面。因此，在絕大部分研究之中，城市空間各個部分之間在各個尺度上的關聯機制並未充分揭示，而更多關注特定尺度的社會經濟環境等要素的空間結構化特徵。

因此，對於特定城市或片區，空間形態結構和空間功能結構在哪個（些）尺度層面上才顯著性地相互影響？又為什麼會這樣？這並未定量地揭示出來，而往往採用「綜合性」這種定性的辭彙來描述。除此之外，目前的研究更多是偏向於宏觀研究，如全球化和地方化兩個層面的功能對於世界城市或多中心空間形態的影響；對於空間結構的中微觀尺度互動的研究偏少，也存在一定技術瓶頸，因為中微觀的尺度變化機制更為精緻而細微，常常難以精確捕捉。即使空間句法這種國際公認的應用於中微觀空間多尺度分析的理論和技術，識別出從區域直到社區尺度的不同空間關聯特徵，仍未完全解釋多尺度互動機制。而這種機制的明確將有助於決策者在多重尺度（如區域、城市、片區、社區或街道）互動中，客觀地判讀出某種形態和功能因素的重要性，如舊城更新之中辨別「微循環」的路徑。因此，從多尺度互動角度對於城市空間結構中形態與功能之間互動機制的研究，不僅是國際城市規劃和設計界研究的新趨勢，而且有助於豐富我國城市空間結構的多尺度理論體系和技術方法。

我國的研究動向

我國規劃和設計學界對已建或新建城市空間結構的特質化、集約化和高效化等也開展了不少理論研究和實踐探索。很大一部分是從地理學的角度，進行研究社會經濟因素的地理空間布局及其對於城市空間模式或結構的影響；最近空間句法的理念也被借用到社會經濟的空間分布研究之中。還有一部分研究是從傳統意義的建築學角度，進行研究物質空間的構成方式及其功能或象徵意義內涵。

其中，一部分學者如龍瀛和楊俊宴運用了新興信息技術和大數據挖據方法等，對城市空間結構進行了不同尺度的精細化探索，特別關注人的感知對於大尺度空間結構的影響。針對這一新趨勢，王建國提出了「城市多重尺度的全鏈空間體驗性把握」的新概念，並結合中央城市工作會議公報提到的「空間立體性、平面協調性、風貌整體性、文脈延續性」等進行了深入的剖析。研究的範式從關注形式本身的分類，逐步轉而去探索形式形成的內部機制以及與其他社會經濟環境等因素的互動關係。然而，從空間網路的角度，對於我國城市空間結構的特徵、建構機制、以及內在的形態和功能機制的研究仍有很大的空間，這也是建構城市空間評估與優化技術的基礎，具備有廣泛的實踐意義。特別是最近幾年，在數字化集成技術的支持，對於不同尺度、不同時間精度的空間形態屬性可進行快速而較為準確的認知，從而我們可以去識別我國快速城鎮化進程之中更為精細的空間協同、聯動、迭代過程。

與之同時，自從空間句法理論和方法於1980年代介紹進入我國，我國學者藉助這個理論和方法，對城市空間結構展開了一系列研究工作。例如，楊滔分析了清代北京城以及1949年之後北京舊城的歷時性變化，分辨出北京舊城禮儀空間和日常生活空間的特徵。朱東風分析了蘇州空間結構的變遷，提出了中心結構體系。王浩鋒和葉珉對於西遞傳統村落空間結構形態進行了分析，探討了其空間形態對於村落生活的影響；之後，王浩鋒深入地研究了深圳市的空間結構與商業用地之間的關係，發現這兩者之間有明顯的正相關關係。段進對於相關理論進行辯論，針對蘇州、南京、嘉興、天津等地案例應用進行過較為系統的梳理，從空間結構、交通、用地等方面指出了空間句法在中國城市應用的優劣。王靜文、毛其智和黨安榮也構建了北京不同時期的空間結構模型，詳細分析了空間、用地、以及社會經濟之間的關係，揭示了北京空間體系運行的機制以及演變規律。盛強和韓林飛更詳細地分析了北京中微觀層面的商業中心形態，發現北京歷史城市中道路等級劃分、鋪裝方式等技術因素與空間拓撲形態高度吻合。呂斌和陳圓圓將空間句法的方法應用到城市結構更新之中，認為空間句法在方案設計指導和評估問題中，使得規划過程和空間社會性預期結果得到可觀的呈現。楊滔採用空間句法的方法對北京、上海、倫敦、東京等十個城市的空間結構進行了比較，認為這提供了一種較為精確而直觀的評估方法。上述這些研究基於對空間形態的識別，或多或少地研究了空間結構與功能使用之間的多尺度聯繫，然而多尺度的空間聯繫還未完全揭示清楚。進一步完善多尺度的空間句法技術，有助於多方位地考慮以人為本的設計策略，同時多層次地關注物質形態設計品質。

總之，隨著複雜網路科學發展、大數據和人工智慧技術成熟、以及城市實體空間結構和虛擬空間結構互動的強化，從多尺度的角度去探索空間形態與空間功能結構之間的關係，總結其深層次的特徵，並和西方城市的空間結構進行對比研究，無疑有助於在全球的視野下發掘我國城市空間結構的形成機制，為優化空間結構提供一種多尺度的理論依據和技術支持。

全尺度的聚集與分散

因此，空間句法首先從城市空間結構的構成入手，研究每一條街道是如此彼此相互連接，從局部到整體，逐步最終構成整個城市空間網路，以此去明確哪些空間因素決定了城市空間網路跨越所有尺度的建構過程；進而思辨城市空間整合程度，即每個空間距離其他空間的遠近程度，與空間網路所覆蓋的範圍之間是否影響了空間網路本身的形成。結果表明：雙參數的韋伯累計函數控制了每條街道嵌入整個城市空間網路的全尺度過程；且規模參數和形狀參數分別為全局總深度的均值和嵌入速率的均值。

一方面，韋伯累計函數本身說明了城市空間網路形態的構成不是無序，而是有序而複雜的迭代變化過程。然而，這種有序並不是自上而下地強加在空間形態之上，而是基於每條街道與其他街道彼此自下而上的連接而一步步形成的，每一步都基於前一步的建構方式，最終在不同尺度上湧現出空間模式。不過，隨尺度的增加，較大規模的子網路或當時的整體網路將會限制新增街道的嵌入過程，這體現為自上而下的作用，或路徑依賴作用中的局限性。另一方面，雙參數實際上分別代表了空間的整合程度以及新增空間的數量。

這表明城市空間網路的構成目標是：每個空間儘可能地靠近其他所有空間，即靠近的目標空間；與之同時，每個空間儘可能地連接到更多的其他空間，即佔據的目標空間。不過，這兩個目標是相互矛盾的，因為在每次新增的特定尺度下，佔據了更多的其他空間，也就意味著在該尺度之下獲得了比前一個尺度更多的空間深度，於是系統的總深度就會增加。不過，正是這種在各個尺度上都相互制約的因素，導致了城市空間網路形態不會是無序的生長。

不嚴謹地說，城市空間網路是嵌入或映射到二維的地面之上，那麼這個二維平面本身就限定了每個空間連接到其他空間的方式，這是一種物理幾何空間的限制。正如小世界網路理論中，限制因素還包括物質空間上的限制。這使得任意空間不可能在較短的距離內無限制地連接到其他儘可能多的空間。於是，這種幾何維度上的限制使得某些空間必須遠離那些起點空間，其表現為分散的行為。在這種意義之上，空間上的聚集與分散就體現在那兩個變數之上，即整合度表示聚集，而嵌入速率則表示分散。

不過，這兩個變數在全尺度上都受制於空間網路的幾何本體在二維平面上的映射。同時，考慮到人們行走的模式一般是線性的，也就是一維空間。那麼，整合度可視為人們對空間靜態的佔據，而嵌入速率則可視為人們在空間中的穿行，即人們一維空間的出行方式。在這種意義上，聚集和分散也對應為佔據和穿行。於是，城市在二維平面上進行空間建構，可以視為城市空間網路本身選擇了不同的空間維度，去適應人們出行對一維空間的偏好，同時也適應於人們佔據對二維空間的偏好，那麼最終體現為多尺度的「空間維度的波動」，即穿行和佔據這兩種空間行為在不同空間尺度中的映射。

不均勻空間網路原型

基於上述城市空間網路構成的統計規律，從形態的視角探索空間網路是否非勻質化，這是否影響了空間網路聚集或分散的空間效率，以期進一步揭示空間網路內在的空間機制，並從中發展度量城市空間效率的方法與變數，這種聚集和分散的空間趨勢導致了不均勻的空間網路的形成。首先，對總深度的優化體現為空間網路的聚集，而對穿行度的分布模式優化，則體現為空間網路的分散。從幾何構成上來說，空間聚集程度較高的是放射狀的中心（星型結構）和正交方格網結構，而空間分散程度較高的環和線；隨尺度增加，這種區別越明顯。那麼，當城鎮規模小的時候，往往是線狀或環狀，因為總深度還不至於過大；而當城鎮規模大的時候，往往是方格狀（如北京），或放射狀（如倫敦），或兩者結合（如東京）。不過，規模大的城鎮空間網路中都存在斷裂點，如死胡同或盡端路，這樣使得線狀的結構可以摺疊起來（如威尼斯），從而既保持更好的聚集效應，又促進穿行度的均勻分布。因此，斷裂的方格網可作為較大城鎮的空間原型。

其次，不同尺度的整合度優化導致了複雜的、疏密相間的不均勻空間網路形態。整個城市在總體層面上都保持「中心—邊緣」模式，即中心的街坊塊較小，而四周的則較大；而在中小尺度上保持兩種模式，即「邊緣—中心」和「中心—邊緣」模式，前者即為中心的街坊塊較大，而四周的則較小。這也是保持不同尺度上聚集和分散，即一部分空間網路的密集化，而另一部分空間網路的稀疏化。在這種意義上，聚集和分散本身都對應於空間形態。這體現為：城市空間網路在發展之初，往往呈現「一張皮」的發展模式，尋求較小尺度的整合性；而在城市空間網路發展成熟之後，將會向「一張皮」的兩翼發展，形成疏密相間片區，最終形成多中心的格局，以此綜合性地優化不同尺度的整合程度，實現跨越尺度的「均衡式」的空間優化機制。

最後，空間效率的概念是將聚集和分散統一在一起，形成空間影響力不均勻的前景和背景網路。一方面，根據定義，穿行度可視為從其他空間穿越某個空間的潛力。換言之，如果人們停留在該空間內，不用移動，就可以接受到其他空間人們的到訪，這體現為一種由空間帶來的信息或交往收益，即提供了更多不用外出就能獲得的交流機會。某個空間的穿行度越高，該空間所能獲得被訪問的概率越高，這表明該空間的收益越大。那麼，穿行度均勻分布的目的是使得儘可能多的空間具有更多的收益。另一方面，總深度則可視為從某個空間到達其他所有空間所消耗的總距離。可解釋為，為了獲得在其他空間的交流機會，而需要跨越其他空間所付出的空間距離或時間等。這可稱之為空間成本。那麼，穿行度與總深度之間的比值可視為空間效率。該指標消除了兩個變數之間的悖論，運用一個公式統一了空間的聚集和分散，也可視為空間的佔據和穿行活動。

此外，不同尺度下湧現的前景和背景網路的影響力各種不同，因城市而異。例如，曼哈頓、雅典、東京的前景網路在城市層面上具有最高的空間效率，而在社區層面上具有最低的空間效率；上海、北京、倫敦、威尼斯的前景網路則在社區層面上具有最高的空間效率，而在片區層面上具有最低的空間效率。可認為，空間的整合性與空間的穿行度（或嵌入速率）體現了城市空間網路在不同尺度上發揮著內在的幾何平衡機制，實現空間效率在不同尺度上的最優，而不是在某個單一尺度上的最大。

跨越尺度的立體聯動

基於對城市空間效率的度量，剖析出不同尺度的空間效率結構，判斷這些結構之間是否存在複雜關聯及其穩定性。除了在全尺度下，韋伯累計規律更好地描述了城市空間網路構成的規律之外，在中小尺度之下，那些不均勻的空間網路存在冪律規律或分形規律。例如，曼哈頓、芝加哥、雅典、北京、伊斯坦布爾、倫敦、東京、上海、巴西利亞、威尼斯十個城市、京津冀和長三角區域、以及三個超大區域均存在冪律規律（圖2）。這證實了過去對於城市空間網路分形的研究結果，不過上述研究案例跨越的範圍和尺度更大，充分說明了從社區、片區、城市、區域不同層級之間的空間網路形態存在相似的規律，或彼此互動。

然而，同一城市的不同尺度的前景網路，即高效率空間所形成中心性空間網路，並不一樣，存在一定的差別；而不同城市中，這種差別又各自不完全相同。例如，東京社區級前景網路在城市層面上也交織成為網狀，而芝加哥社區級的前景網路更為分散。這又說明了：對於真實城市，冪律法則之中還存在著細微變化，社區、片區、城市、區域等並不是完全的嵌套關係，而呈現出更為複雜的關聯。實際上，亞歷山大的《城市不是一顆樹》以及空間句法對於模糊邊界的研究中就表達了類似的觀點。城市空間網路的局部和整體之間存在類似的地方，然而不可能完全一樣，即不是完全自相似。正是由於不同層級的局部之間存在相互重疊的部分，使得局部的邊界並不是完全清晰界定的，導致了不同層級的局部都彼此存在密切的聯繫。

那些不同層級的聯繫使得跨越不同尺度的高效空間彼此相互協同，並在空間位置上彼此相互連接，於是這就構成了跨尺度的「立體」網路，它們共同支撐著穩定的空間結構，使得整個系統能夠容納不同尺度、不同規模、不同類型的功能性活動，這稱之為空間網路形態的厚度。這也表明了不同城市、不同城鎮群、不同超大區域的空間網路形態的厚度也各自不完全一樣，這使得它們的前景網路和背景網路存在一定的差異，構成了這些城市、城鎮群或超大區域的空間特色。

圖2 長三角不同尺度的空間結構的融合

這些城市空間結構依賴於不同尺度的高效率空間彼此有機地連接在一起，同時在同一尺度下不同效率的空間適度協同，形成空間效率精細疊加的空間結構。這體現了同尺度的空間聯繫的豐富程度和穩定程度，可視為城市空間網路形態的厚度。在城鎮群和超大區域中的研究，也可發現不同尺度的空間效率之間的協同，對於空間結構的識別非常關鍵。在這種意義上，可認為城市空間結構是基於空間網路形態的厚度而產生的。隨著不同尺度之間的交互作用，城市空間結構並不是固定不變的，而是隨尺度的變化不斷地湧現出來的。當不同尺度的高效率空間彼此能更多地疊加在一起，那麼城市結構會根據其強弱程度而湧現，而不是完全由自上而下的空間形式而決定的。因此，由不同尺度的空間效率圖組合的空間圖譜為深入地理解動態的空間結構提供了可視化的工具。

城市功能的空間適應

不同尺度的空間效率圖譜也反映了空間區位的好壞，這對於城市功能在城市空間網路之中的選址和布局非常關鍵（圖3）。空間句法對於北京的研究表明：中小商店和低檔賓館不僅選擇空間區位較好的地方，而且城市空間形態影響了它們的空間布局；連鎖賓館的空間區位雖然相對較差，但城市空間形態仍然影響了它們的空間布局；高檔賓館的空間區位雖然相對較好，但其布局並不受到城市空間形態的影響；貿易市場則空間區位相對較差，且其布局完全不依賴於城市空間形態。這表明了城市中不同類型功能具有不同尺度的空間區位和布局需求，然而某些大型設施，如貿易批發市場等，並不依賴空間區位或空間結構的好壞。

圖3 上海（左）與成都（右）不同城市功能對城市不同區位的需求（橫軸表示城市尺度的區位，縱軸表示社區尺度的區位）

因此，可認為城市活力中心（如中小商業區）的區位好、布局相關度高；一般性中心（如連鎖酒店區）的區位一般、布局相關度高；品牌中心（如高檔賓館區）的區位好、布局相關度低；而特殊中心（如貿易市場區）的區位差、布局相關度低——這可稱之為北京的「空間形態—功能性」中心體系。在這種體系之中，不同的功能對應於不同的空間形態和空間區位。一方面，全局空間效率對一般商業分布模式影響大，而局部空間效率對較小型的設施分布模式影響大；且北京的空間效率對行政機構的分布模式有一定的影響，體現了北京作為行政中心的特色。另一方面，越小型的盈利型設施，越靠近（全局或局部）空間區位較好的場所；而大部分公共型的設施稍微遠離空間區位較好的地段。

然而，上述的分析明顯表明：除了空間結構因素之外，還存在諸如規模大小等因素對於城市功能選址的影響。這表明了部分城市功能並不依賴於空間因素，從而帶來了吸引點與空間結構的重要性之爭。不過，以往研究表明，大部分功能還是受到了空間因素的影響，這在於吸引點和空間結構之間的作用力是相輔相成的，甚至由於規模大而形成的吸引點在發展過程之中會逐步影響到空間結構的變化。基於此，可認為不同的功能需要根據其規模大小、消費或服務人群、文化或品牌、運作方式等非空間因素，去適應不同尺度的空間布局及其形成的空間區位。這可稱之為「城市功能的空間適應」，即非空間的功能因素在空間選擇過程之中逐步去適應空間的物化過程，並最終體現在空間區位與布局之上。

此外，大數據為我們提供了更為細緻的設計工具，使得合適的功能有可能更為精巧地體現在合適的空間形態之中，從而有利於根據物質空間網路形態的評估和調整輔助城市的精細化設計和管理。從理論上來說，今後大數據的實時交互功能的發展，將會進一步推動吸引點與空間結構之爭，因為大數據本身的實時交互提供了更多的非空間聯繫的方法。不過，一些學者的研究表明過去信息技術的發展對實體空間的影響不是削弱，反而是增強。本質上，城市空間網路形態是否勻質的？如果我們對實體空間的出行沒有需求，那麼這種勻質的空間網路將會出現。然而，作為生物人，我們至少暫時還生活在實體空間之中，對於出行的遠近仍然有考慮，那麼物質空間網路的形態還很可能不會變得均勻，從而空間效率和區位之間的差別仍將存在。不過，大數據的實時互動技術對於城市物質空間形態的影響仍然是一種重要的研究課題。正如彼得?霍爾（Peter Hall）曾多次談到，只要空間距離沒有消失，那麼城市規劃設計將不會消失。

小

結

上述的總結與討論使得我們可進行理論性的綜合，建立初步的概念性理論框架和模型，以此去描述多尺度的城市空間網路形態的特徵。如圖4所示，這個概念性理論框架包括三個空間維度：聚集、分散以及尺度。對於聚集，這體現為空間的整合與隔離這兩個極端，表現為城市分區，即面，或稱之為背景空間網路；對於分散，這體現為空間的多元與單一這兩個極端，表現為城市骨架，即線，或稱之為前景空間網路；對於尺度，這體現為聯動與孤立這兩個極端，表現為空間網路厚度，即層次。回歸到凱文?林奇（Kevin Lynch）對城市空間的兩個基本標準，即效率與公平，聚集在一定程度上體現了效率，然而單一尺度的過度聚集又使得效率降低，如交通擁堵；而分散在一定程度上體現了公平，然而多尺度的適度分散同時又促進了效率的提高。因此，在不同尺度上聚集與分散的物質空間形態的平衡體現了效率與公平之間的理念平衡。在不同尺度的聚集和分散折射出不同尺度的效率與公平，它們彼此之間也許在形態是完全不一樣的，形成了空間形態上的彼此疊加，因此最終體現為非均勻的空間形態。

圖4 概念性框架（紅色：空地；黃色：城鎮；藍色：原始部落群）（來源：作者自繪）

考慮極端案例，即空地和原始部落群；並從視線的角度來分析這兩個案例。對於空地而言，每個空間點儘可能的聚集起來，其整合程度最高。不過每個空間都能一眼望盡，其空間單一；同時所有空間之間彼此完全聯繫，尺度完全扁平化，因此只存在一個尺度。對於原始部落群而言，每個部落彼此完全隔離，其整合程度最低。然而，每個部落都各不一樣，其空間豐富，從信息熵的角度而言，可最大化；此外部落之間沒有聯繫，在理論上尺度是無限大，即提供了尺度互動的無限種可能性。這兩個案例其實是城鎮演變的起始情況之一。

當空地向分散的維度演變，那麼線性空間將會出現，往往是城鎮的主要道路，如「一張皮」的發展模式，包括路邊發展起來的村鎮或商業街；當原始部落群向聚集的維度演變，那麼面狀空間將會出現，往往是某個居住點的增大，甚至融合了周邊的部落。正常城鎮的空間網路形態位於這三個維度的中間部分（如圖4的黃色部分）。不同尺度下的聚集和分散的空間機制使得城市空間結構湧現出來，這包括整合程度的湧現、以及多元程度的湧現，這些特徵並不是完全自上而下地強加給物質空間形態之上，而是在空間之間自下而上的連接，並根據尺度的變化而互動，在每個尺度上自然地形成空間效率較高的中心，而且儘可能地分散開來，保持整體系統的均好性。這些中心又彼此連接，共同形成了前景網路，即城市空間的骨架或結構。這稱之為空間結構的湧現現象。

與之同時，中小尺度的空間聚集，其中一部分空間是在中小尺度上效率較高、而在較大尺度上效率較低的部分，而另外一部分空間在各種尺度上效率都較高。前者對應「邊緣—中心」模式，而後者對應於「中心—邊緣」模式。於是，這形成了城市的不同尺度之下的分區，共同構成了背景網路，這也是湧現出來的現象。因此，總體而言，城市空間網路形態會表現為不均勻的空間網路，從而形成空間效率不一的區位。在此基礎上，城市功能會根據不同尺度城市空間網路所湧現的區位強弱選擇不同尺度的空間場所，於是構成了功能與空間之間的尺度互動和配置。

參考文獻（略）

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