董瀟迪 哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院工程師

1 背景

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及與信息化的高速發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用成為城市更新的新常態(tài)[1]。而歷史文化街區(qū)作為最能體現(xiàn)城市風(fēng)貌特征以及延續(xù)文脈的核心承載地，是城市更新過程中的矛盾聚集之處，其保護(hù)模式與更新方法成為近幾年城市更新過程中的矛盾主戰(zhàn)場[2]。

2019 年，沈陽市政府印發(fā)《沈陽市歷史文化名城保護(hù)行動(dòng)實(shí)施方案（2019—2021 年）》，計(jì)劃編制堂子廟巷、三臺(tái)子工人村以及睦路工人村等16 處歷史片區(qū)的規(guī)劃方案。針對堂子廟巷歷史片區(qū)等亟待解決的功能業(yè)態(tài)配置不合理、交通系統(tǒng)紊亂以及可持續(xù)更新等問題，探討如何應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢構(gòu)建歷史街區(qū)有機(jī)更新的新路徑。多層次、多視角地分析、獲取并利用數(shù)字信息將成為量化測度下歷史街區(qū)更新研究的新課題。

2 國內(nèi)外大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用概況

國內(nèi)外有關(guān)大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市更新領(lǐng)域的應(yīng)用中，將大數(shù)據(jù)信息分為物理空間數(shù)據(jù)與社會(huì)空間數(shù)據(jù)2 類。

2.1 物理空間數(shù)據(jù)應(yīng)用

物理空間數(shù)據(jù)以體現(xiàn)表征信息為主的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)為主。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)包含通過走訪調(diào)研獲得的歷史信息數(shù)據(jù)以及通過互聯(lián)網(wǎng)與遙感衛(wèi)星獲得的道路、實(shí)景等互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。

（1）歷史信息數(shù)據(jù)。歷史街區(qū)更新采用傳統(tǒng)調(diào)研與無人機(jī)傾斜攝影、三維激光掃描技術(shù)相結(jié)合的測繪方法，可以獲得更豐富的歷史建筑點(diǎn)源信息及空間形態(tài)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而構(gòu)建歷史街區(qū)的實(shí)景三維數(shù)據(jù)模型，在最大程度上減少對歷史街區(qū)的二次破壞。

（2）道路交通數(shù)據(jù)。普遍采用空間句法軟件，對路網(wǎng)密度、街區(qū)的可達(dá)性進(jìn)行科學(xué)性的模擬與測算，結(jié)合百度路況圖數(shù)據(jù)，為滿足車輛通行需求的交通系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支撐[3]。

（3）遙感與實(shí)景數(shù)據(jù)。通過電磁波的反射進(jìn)行衛(wèi)星地圖成像的數(shù)據(jù)，可以從宏觀尺度把握歷史街區(qū)物質(zhì)空間的特征。利用計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)技術(shù)識(shí)別街景圖片綠化布局?jǐn)?shù)值，更便捷地定量統(tǒng)計(jì)各街道或廣場空間的綠化數(shù)值。

2.2 社會(huì)空間數(shù)據(jù)

社會(huì)空間數(shù)據(jù)利用使用人群的移動(dòng)信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)社交媒體軟件使用的定位來反映人群的活動(dòng)分布、道路交通的車行流量以及業(yè)態(tài)功能的分布與密度數(shù)據(jù)[4]。在歷史文化街區(qū)更新設(shè)計(jì)相關(guān)研究領(lǐng)域，較為常用的為百度熱力圖數(shù)據(jù)與POI 興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)。其中，百度熱力圖與百度路況圖通過獲取百度旗下軟件使用者的定位信息與智慧交通設(shè)施獲得交通數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)展現(xiàn)區(qū)域人群密度與道路擁擠情況，進(jìn)而分析使用者的訴求[5]。POI 興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)可以更精準(zhǔn)地統(tǒng)計(jì)各功能服務(wù)設(shè)施數(shù)量，從信息點(diǎn)中分析各業(yè)態(tài)的空間分布情況是否合理。

3 國內(nèi)外研究對沈陽歷史文化街區(qū)更新的啟示

3.1 堂子廟巷現(xiàn)狀與存在問題

堂子廟巷歷史片區(qū)位于大東區(qū)、盛京城歷史城區(qū)內(nèi)，北鄰大東路、西鄰培育巷、東鄰堂子街，始建于1625 年，是后金與清朝時(shí)期的重要國家祭祀地，也是沈陽城內(nèi)現(xiàn)存唯一一處傳統(tǒng)合院式建筑群。隨著1896 年奉天機(jī)器局、江浙會(huì)館以及1923年奉天警察局第二署的建成，其建筑樣式反映出了傳統(tǒng)建筑向現(xiàn)代建筑過渡的特征，也是沈陽近代歷史建筑發(fā)展的重要過程節(jié)點(diǎn)。

堂子廟巷歷史片區(qū)內(nèi)現(xiàn)存歷史建筑18 棟，以居住為主，臨時(shí)商業(yè)沿街布局，建筑層數(shù)為1 ～3 層，經(jīng)現(xiàn)狀調(diào)研發(fā)現(xiàn)存在以下問題。

第一，空間失序，缺乏整體規(guī)劃，街區(qū)路網(wǎng)密度較高，等級(jí)級(jí)配與路權(quán)分配不合理，停車空間局促。經(jīng)過多次翻建，建筑風(fēng)格與傳統(tǒng)院落空間特色不突出。

第二，業(yè)態(tài)缺失，街區(qū)內(nèi)公共服務(wù)設(shè)施陳舊不完善。功能置換缺乏市場驗(yàn)證，業(yè)態(tài)變更導(dǎo)致原生活網(wǎng)絡(luò)的破壞。

第三，文化遺失，現(xiàn)有的堂子廟巷歷史片區(qū)保護(hù)規(guī)劃方案對建筑立面風(fēng)貌要求詳盡，以修繕為主，而針對其他建筑群的風(fēng)貌要求，缺乏滿族建筑特征，未能彰顯街區(qū)的歷史文化氛圍。加之當(dāng)?shù)鼐用竦乃阶圆鸶呐c違建，使現(xiàn)存歷史建筑的二次破壞嚴(yán)重。堂子廟巷歷史保護(hù)片區(qū)現(xiàn)存的諸多問題很難單從定性的角度給予回答。結(jié)合前文大數(shù)據(jù)技術(shù)綜述研究，本文嘗試通過定量分析手段進(jìn)行解決，探尋歷史街區(qū)更新的新技術(shù)與方法。

3.2 堂子廟巷歷史保護(hù)片區(qū)更新策略

以大數(shù)據(jù)技術(shù)為指導(dǎo)的更新策略可以更量化、更科學(xué)地模擬更新前后的使用狀態(tài)，協(xié)助設(shè)計(jì)者從多維角度探索歷史街區(qū)空間的發(fā)展規(guī)律，推動(dòng)歷史街區(qū)更新過程中的定量化研究。

3.2.1 構(gòu)建歷史信息量化數(shù)據(jù)庫

利用無人機(jī)傾斜攝影與三位激光掃描技術(shù)，將歷史建筑現(xiàn)狀特征信息進(jìn)行掃描存儲(chǔ)，同時(shí)查閱建成時(shí)間、形式、色彩、使用材質(zhì)、層數(shù)、結(jié)構(gòu)、破損狀況、改造過程、歷史沿革等歷史信息，導(dǎo)入ArcGIS，應(yīng)用可視化手段展現(xiàn)歷史街區(qū)的空間演變軌跡，形成動(dòng)態(tài)的歷史信息數(shù)據(jù)庫。通過網(wǎng)絡(luò)及實(shí)地調(diào)研獲得街區(qū)的用地屬性、道路網(wǎng)絡(luò)、空間肌理以及單體建筑等特征基礎(chǔ)信息，導(dǎo)入已構(gòu)建的歷史信息數(shù)據(jù)庫，形成物質(zhì)空間數(shù)據(jù)集；網(wǎng)絡(luò)抓取POI 數(shù)據(jù)、人群熱力分布、路況信息等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，形成社會(huì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集。搭建一個(gè)完整的、分類清晰的歷史街區(qū)數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)進(jìn)行量化研究提供可靠的研究基礎(chǔ)資料。

3.2.2 大數(shù)據(jù)量化技術(shù)應(yīng)用

（1）通過公眾參與調(diào)查規(guī)律，掌握使用人群訴求與特征。歷史文化街區(qū)的主要使用者為人，人的行為選擇與主觀能動(dòng)性決定了更新設(shè)計(jì)的環(huán)境特征。人群經(jīng)常到訪的空間，可以體現(xiàn)其活躍程度。通過對堂子廟巷歷史保護(hù)片區(qū)使用人群進(jìn)行公眾參與問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，街區(qū)周邊人群經(jīng)常到訪的區(qū)域?yàn)檫|寧省腫瘤醫(yī)院與北方茶城附近，對用地周邊以茶葉售賣為主的零售類業(yè)態(tài)與餐飲類業(yè)態(tài)較為感興趣?？梢钥闯龅皆L人群除了求醫(yī)和購買茶葉需求外，對餐飲業(yè)態(tài)也有一定需求。

（2）通過空間可達(dá)性分析，構(gòu)建分等級(jí)智慧交通系統(tǒng)。到訪城市街區(qū)的便捷程度，可以利用空間句法軟件對道路的可達(dá)性進(jìn)行分析，通常會(huì)得出選擇度和整合度兩個(gè)典型的數(shù)值。選擇度高表示到達(dá)其他區(qū)域的路徑最短，交通更為便利；整合度高表示該區(qū)域的中心性強(qiáng)，到訪更為便捷。

利用道路路況信息數(shù)據(jù)，對堂子廟巷歷史保護(hù)片區(qū)周圍更新前道路與更新后道路的可達(dá)性進(jìn)行分析（表1），發(fā)現(xiàn)更新前北側(cè)大東路選擇度為6.90，整合度為57 865.91，相較于其他道路的數(shù)值均屬于高值，代表其可達(dá)性較高；西側(cè)的培育巷選擇度為1.79，屬于低值，代表其可達(dá)性較差，整合度為55 239.42，屬于中高值，證明從此路到訪較為便捷；東側(cè)堂子街選擇度為1.26，整合度為37 880.15，均屬于最低值，代表其可達(dá)性最差。街區(qū)南側(cè)為斷頭路，沒有與城市道路連接的支路，人們到達(dá)街區(qū)內(nèi)部并不便捷。

表1 更新前道路與更新后道路的可達(dá)性分析

考慮與城市道路的貫通性，在更新前的道路系統(tǒng)布局基礎(chǔ)上增加一條東西向貫穿用地的城市支路，同時(shí)南北向增加消防通道與城市道路連接，并滿足消防需求，如圖1 所示。增加道路后，大東路、培育巷以及堂子街的選擇度分別提高到6.93、3.18、1.31，整合度分別提高到58 467.93、56 026.15、38 697.42，證明利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對道路系統(tǒng)進(jìn)行合理規(guī)劃，可以增加街區(qū)的可達(dá)性，進(jìn)而提升街區(qū)活力。

圖1 道路交通系統(tǒng)布局

（3）通過業(yè)態(tài)功能混合度分析，規(guī)劃多樣的混合歷史街區(qū)。利用高德地圖API 平臺(tái)的數(shù)據(jù)獲取城市POI 數(shù)據(jù)，分析堂子廟巷歷史保護(hù)片區(qū)POI 功能業(yè)態(tài)混合度（圖2）得出，在街區(qū)周邊1 km 范圍內(nèi)，沈陽中街商圈與龍之夢購物中心商圈業(yè)態(tài)功能混合度為高值，證明POI功能業(yè)態(tài)多樣且較為集中，并以此為核心點(diǎn)沿小什字街、大什字街、東順城街、小河沿路，形成南北向帶狀密集區(qū)，集中了醫(yī)療、商業(yè)、教育、居住、辦公等多種業(yè)態(tài)。

圖2 POI 功能業(yè)態(tài)混合度

堂子街與大東路沿街界面業(yè)態(tài)功能混合度為中間值，代表街區(qū)周邊的堂子街與大東路是吸引人群的入口位置，可以新增業(yè)態(tài)形成成片的混合度高值區(qū)。

其余片區(qū)功能混合度均為低值，代表業(yè)態(tài)單一，不能夠滿足不同人群對不同功能業(yè)態(tài)的訴求，需要以歷史文脈為基礎(chǔ)，提高業(yè)態(tài)功能混合程度，增加街區(qū)的使用頻率與活躍程度。

因此，建議功能業(yè)態(tài)主題引入滿族文化，打造全街區(qū)滿族特色歷史街區(qū)，包括居住、餐飲、購物等基礎(chǔ)功能，嵌入運(yùn)動(dòng)休閑、藝術(shù)展覽等文創(chuàng)功能，以多元業(yè)態(tài)提升街區(qū)活力。

4 結(jié)語

大數(shù)據(jù)技術(shù)是未來相關(guān)領(lǐng)域研究的發(fā)展趨勢，本文通過對沈陽堂子廟巷歷史保護(hù)區(qū)進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)其存在空間失序、文化遺失、業(yè)態(tài)缺失和形態(tài)失調(diào)等問題，應(yīng)用公眾參與調(diào)研、交通可達(dá)性分析、業(yè)態(tài)功能混合度分析的方法對道路交通、業(yè)態(tài)功能、空間結(jié)構(gòu)和文脈傳承等方面提出更新策略與建議，明確了大數(shù)據(jù)技術(shù)在歷史文化街區(qū)更新研究的可行性。