孫振洋 韓寶睿 王寶樂

摘? 要：南京鼓樓地區(qū)經(jīng)歷了近百年的演變，形成了獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)特征。文章旨在通過整理2021年的鼓樓地區(qū)道路網(wǎng)數(shù)據(jù)，并運(yùn)用空間句法分析方法，選取全局整合度、局部整合度和可理解度作為主要指標(biāo)，來量化分析鼓樓地區(qū)道路網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同時，對2021年的平面道路網(wǎng)和立體道路網(wǎng)進(jìn)行空間句法對比分析，以更準(zhǔn)確地揭示城市道路網(wǎng)的特征。此外，還分析了鼓樓地區(qū)公共事業(yè)單位與道路網(wǎng)之間的空間關(guān)系和作用機(jī)制，采用集成核方法進(jìn)行耦合分析。文章構(gòu)建了鼓樓地區(qū)道路網(wǎng)分析模型，為歷史古城片區(qū)道路網(wǎng)的發(fā)展提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：空間句法；立體交通；道路網(wǎng)；南京鼓樓

中圖分類號：U491???? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.13.019

Abstract： Nanjing drum-tower has undergone nearly a century of evolution， resulting in unique network characteristics. This paper aims to analyze the topological structure of the road network in the Nanjing drum-tower by organizing the road network data from 2021 and applying spatial syntax analysis， with the key indicators of global integration， local integration， and intelligibility. Furthermore， a comparative analysis of the planar road network and the three-dimensional road network in 2021 is conducted to accurately reveal the features of the urban road network. Additionally， the spatial relationship and interaction mechanism between public utilities and the road network in Nanjing drum-tower are analyzed， employing an integrated kernel method for coupling analysis. This paper presents a road network analysis model for Nanjing drum-tower providing a reference for the development of road networks in historical and ancient urban areas.

Key words： spatial syntax; three-dimensional traffic; road network; Nanjing drum-tower

0? 引? 言

道路網(wǎng)承擔(dān)多樣的社會功能，承擔(dān)著日常生活和滿足情感需求，反映人們對未來的期望和對現(xiàn)實(shí)生活的追求。因此，從立體道路網(wǎng)的視角來揭示鼓樓地區(qū)道路網(wǎng)的特征，將為改善歷史古城片區(qū)的公共空間和道路網(wǎng)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

空間句法理論把現(xiàn)實(shí)環(huán)境抽象為幾何空間，所探討的并不是目標(biāo)和目標(biāo)之間的具體位置，而是與目標(biāo)之間在軸線圖上的拓?fù)渎?lián)系關(guān)系。在道路網(wǎng)形態(tài)分析中，武凱華等[1]將線密度分析與空間句法相結(jié)合，揭示了交通優(yōu)勢區(qū)域不同集成核之間的關(guān)系；雒占福等[2]基于空間句法分析道路網(wǎng)河谷帶狀組團(tuán)式空間分布特征；高慧等[3]研究了南京仙林地區(qū)對街區(qū)制和小區(qū)制兩種不同居住模式的道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)與空間感知；Jin Lv[4]運(yùn)用空間句法分析松原市不同時間的道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，總結(jié)出各階段空間演變特征和規(guī)律。在分析區(qū)域用地方面，F(xiàn)oltete J C et al[5]以空間句法的整合度量化分析行人移動與土地利用的關(guān)系；Tsou K W et al[6]通過空間句法分析城市多種網(wǎng)絡(luò)配置，得知街道配置和公共交通網(wǎng)絡(luò)都會影響零售模式；Hillier B[7]則認(rèn)為空間結(jié)構(gòu)通過對城市人流密度分配規(guī)律的塑造，極大地影響了城市土地利用的空間分布。

從上述研究來看，學(xué)者們對于道路網(wǎng)形態(tài)的研究大多著眼于城市平面道路空間，針對立體交通分析較少。本文以立體道路網(wǎng)的視角為基礎(chǔ)，將空間句法與公共事業(yè)發(fā)展相結(jié)合，判斷其與句法指標(biāo)的契合程度。

1? 研究基礎(chǔ)與方法

1.1? 研究方法概況?？臻g句法的本質(zhì)是將空間劃分為獨(dú)立的拓?fù)湓?，結(jié)合圖論的思想，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具，定量分析各元素空間與空間的相互聯(lián)系和相互關(guān)系[8]。在城市研究中，將大尺度空間劃分為可研究的自由空間是空間句法的基礎(chǔ)，其中“自由空間”是指建筑之間的道路與廣場等人可以自由移動的空間。

空間分割法主要有特征點(diǎn)法、軸線分割法、視區(qū)分割法、凸多邊形分割法，分別對應(yīng)于點(diǎn)、線、面。由于城市道路大多都是線性空間，故一般采用軸線分割法，采用最長且最少的軸線覆蓋整個道路網(wǎng)絡(luò)生成相應(yīng)的軸線圖[9]，根據(jù)各軸線之間的拓?fù)潢P(guān)系，進(jìn)行句法變量計(jì)算，其中整合度圖中用不同顏色區(qū)分?jǐn)?shù)值大小，暖色表示較高的數(shù)值、冷色表示較低的數(shù)值。

近年來隨著車輛的爆炸式增長，鼓樓地區(qū)高架橋建設(shè)得到快速發(fā)展。為了更好地分析鼓樓地區(qū)道路網(wǎng)。首先對鼓樓地區(qū)現(xiàn)狀地面道路進(jìn)行空間句法計(jì)算；其次在現(xiàn)狀地面道路上累加高架道路和隧道，并運(yùn)用unlink命令將空間上不連接的道路分開，保持上下兩層的拓?fù)潢P(guān)系。

軸線法流程示意圖如圖1所示。

1.2? 道路網(wǎng)評價指標(biāo)

1.2.1? 整合度。整合度通過分析空間元素之間的拓?fù)潢P(guān)系和連接方式，衡量空間結(jié)構(gòu)中各元素的整合程度[10]，包括全局整合度和局部整合度。對于道路網(wǎng)來說，整合度越大，表示該道路在道路網(wǎng)中的吸引能力越強(qiáng)，可達(dá)性越高；反之，表明道路在道路網(wǎng)中處于不便捷的位置。整合度的計(jì)算與局部平均深度值有關(guān)，通過不確定值來計(jì)算整合度[11]，其計(jì)算公式為[12]：

I==????????????????????????????????????? （1）

式中：n為道路編號；RRA為實(shí)際相對不對稱值；m為道路網(wǎng)中道路個數(shù)和；為局部平均深度值（即系統(tǒng)中某一節(jié)點(diǎn)到其他節(jié)點(diǎn)最短步數(shù)的平均值）。

1.2.2? 集成核。集成核通過計(jì)算空間元素之間的距離、連接強(qiáng)度或其他相關(guān)性指標(biāo)來確定元素的重要程度，即擁有相對高整合度的空間系統(tǒng)軸線分布區(qū)，代表社會性最強(qiáng)的空間區(qū)域[13]。集成核是將整合度由高到低排列，占據(jù)總量10%的區(qū)域。

1.2.3? 可理解度?？衫斫舛仁蔷植空隙扰c全局整合度二者相關(guān)水平的度量[10]，數(shù)值上為局部整合度和全局整合度的相關(guān)性

R?？衫斫舛仁侵冈诳臻g結(jié)構(gòu)中，人們對于空間元素之間關(guān)系和排列方式的理解程度。它反映了空間句法分析結(jié)果的直觀性和可理解性。可理解度取決于整體變量和局部變量間的關(guān)系，通過計(jì)算全局整合度和局部整合度得知[14]，其表達(dá)式如下：

R=??????????????????????????????????? ?????（2）

式中：R為城市道路可理解度值；I為系統(tǒng)中任意一軸線的局部整合度值；為平均局部整合度值；I為系統(tǒng)中任意一軸線的全局整合度值；為全局整合度值。

1.3? 核密度分析。核密度衡量了特定區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度水平，通過將每個數(shù)據(jù)點(diǎn)視為一個核函數(shù)，然后將這些核函數(shù)疊加來計(jì)算數(shù)據(jù)點(diǎn)的密度分布[15]。運(yùn)用核密度分析計(jì)算不同時期鼓樓地區(qū)公共事業(yè)單位（醫(yī)院、學(xué)校、商場、政府機(jī)關(guān)）空間集聚程度。計(jì)算公式為：

fx=????????????????????????????????????????? （3）

式中：n為點(diǎn)要素；h為搜索帶寬；x-x為估計(jì)點(diǎn)到樣本點(diǎn)的距離。經(jīng)過多次調(diào)試，確定搜索半徑為1 000m。

2? 鼓樓地區(qū)句法分析

本文所選取研究區(qū)域位于南京市鼓樓區(qū)，如圖2所示。從地理位置來看，由主要道路、水系和城墻包圍而成。研究區(qū)西起秦淮河，東至玄武湖，北接建寧路，南臨廣州路，整體位于南京古城西北處，形狀較為規(guī)整，面積約20.62平方千米，包含道路457條，道路網(wǎng)平均密度為7.62千米/平方千米。南京鼓樓片區(qū)在百年歷史中的城市地位不斷變化，該區(qū)域內(nèi)的用地性質(zhì)也隨著時間的推移而發(fā)生明顯變化。

2.1? 立體道路網(wǎng)與平面道路網(wǎng)對比分析。南京市鼓樓地區(qū)2021年現(xiàn)狀地面平面道路網(wǎng)、現(xiàn)狀立體道路網(wǎng)（平面道路網(wǎng)加高架道路和隧道）的各個空間句法指標(biāo)測度結(jié)果如表1所示?？傮w上，鼓樓地區(qū)的各個句法指標(biāo)在平均值、最大值、最小值和標(biāo)準(zhǔn)差相比，平面道路網(wǎng)和立體道路網(wǎng)的變化較小，說明加入高架和隧道的立體道路網(wǎng)的整體連通度雖然有所提高，但并不明顯。

在所示指標(biāo)中，整合度作為空間句法中最基本的指標(biāo)，能夠更準(zhǔn)確、直觀地反映道路網(wǎng)的連通程度，因此重點(diǎn)分析整合度的差異。相較于平面道路網(wǎng)，立體道路網(wǎng)的全局整合度在平均值、最大值、最小值和標(biāo)準(zhǔn)差上分別提高了0.506%、0.532%、1.327%和0.000%，而局部整合度則分別提高了

-0.685%、1.694%、0.000%和1.624%，表明立體道路網(wǎng)的連通度得到了一定提升。

根據(jù)空間句法的理論特點(diǎn)，整合度作為一個無量綱差異數(shù)值的指標(biāo)，可以進(jìn)行數(shù)值大小比較。因此按照等距原則將全局整合度和局部整合度劃分為低、較低、中、較高、高五部分，以比較立體道路網(wǎng)是否更好地描述了鼓樓地區(qū)道路網(wǎng)的連通度。根據(jù)表2的數(shù)據(jù)可得知：道路網(wǎng)中較低級別的道路數(shù)量最多，其次是中級道路，而低、較高和高級別的道路數(shù)量差異不大（數(shù)量差都小于10條）。

表2表明，平面道路網(wǎng)和立體道路網(wǎng)中數(shù)量最多的為較低等級的道路，其次是中級道路，而低、較高、高等級的道路數(shù)量差別不大（數(shù)量差均小于10條）。較低等級的軸線數(shù)量從平面道路網(wǎng)到立體道路網(wǎng)，由154條增長到172條，占比從34.53%增長到36.44%；較低等級道路的全局整合度從平面道路網(wǎng)的0.625～0.798到立體道路網(wǎng)的0.631～0.804，提高了0.92%～0.72%。而中等級的軸線數(shù)量從平面道路網(wǎng)到立體道路網(wǎng)，由162條增長到163條，占比從36.32%增長到34.53%；中等級道路的全局整合度從平面道路網(wǎng)的0.798～0.971到立體道路網(wǎng)的0.804～0.977，提高了0.72%～0.59%。將較低等級和中級二者結(jié)合起來看，立體道路網(wǎng)在軸線數(shù)量比平面道路網(wǎng)增加了19條，占比則增加了0.12%，全局整合度數(shù)值上升了0.92%～0.72%。由此可知，立體道路網(wǎng)和平面道路網(wǎng)的差異主要體現(xiàn)在較低等級和中等級的道路上，對于低、較高和高等級的道路變化不明顯。這意味著，繪制立體道路網(wǎng)對于鼓樓地區(qū)道路網(wǎng)的連通度具有更好的表現(xiàn)。

根據(jù)等距原則將局部整合度也劃分為低、較低、中、較高和高（見表3）。由表3所知，二者的差異性主要來源于較低等級、中等級和較高等級道路，其他等級道路差異較?。ň∮?0）。針對于這兩種道路而言，道路軸線數(shù)量增加23，占比則減少了0.13%，局部整合度數(shù)值上升了1.13%～1.64%，這也表明了繪制立體道路網(wǎng)能夠更準(zhǔn)確描述鼓樓地區(qū)道路網(wǎng)，對局部整合度影響較大。

結(jié)合全局整合度和局部整合度的分析結(jié)果表明：首先，最低等級和最高等級的道路軸線數(shù)量相對較少，而中間三個等級的道路軸線數(shù)量較多，呈現(xiàn)出典型的正態(tài)分布趨勢；其次，立體道路網(wǎng)與平面道路網(wǎng)相比低等級和中等級道路軸線和占比均有所提高，說明連通度提高較為明顯；再次，從整體的角度出發(fā)，立體道路網(wǎng)對提高全局整合度的表現(xiàn)更為明顯（平均值提高了0.506%），而對局部整合度則有所下降（平均值下降了0.685%）；最后，從局部的角度出發(fā)，局部整合度較高等級道路軸線減少了10條，局部整合度平均值有所下降，而全局整合度卻恰恰相反，這表明立體道路網(wǎng)對于道路網(wǎng)連通度的整體改善較為良好，但是對于局部道路網(wǎng)的改善不明顯。

2.2? 道路網(wǎng)評價。改革開放以來，城市發(fā)展中的道路建設(shè)活動明顯增加。例如，20世紀(jì)90年代出臺土地有償使用制度改革，小區(qū)和學(xué)校的建立形成了大院模式，部分道路轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)部道路。鼓樓地區(qū)隨著商業(yè)發(fā)展壯大，道路建設(shè)加快，道路網(wǎng)逐步完善，城市整合度提高。觀察全局整合度，中山北路、模范馬路和中央路等道路具有較高整合度。新模范馬路擁有較高的全局整合度，說明其在整個道路系統(tǒng)中具有較高的可達(dá)性，所以新模范馬路才能成為貫穿鼓樓地區(qū)連接浦口區(qū)和玄武區(qū)的城市主干道。全局集成核形成“軸線雙核”的空間形態(tài)，與道路建設(shè)促進(jìn)整體整合度提升密切相關(guān)。鼓樓地區(qū)2021年全局與局部整合度如圖3所示。

將2021年的句法參數(shù)值導(dǎo)入統(tǒng)計(jì)分析軟件Spss里生成散點(diǎn)圖（見圖4），即“局部整合度-全局整合度”散點(diǎn)圖（其中X軸為整體整合度，Y軸為局部整合度）?？梢钥闯?，2021年的全局整合度和局部整合度的相關(guān)系數(shù)R為0.687，呈現(xiàn)中相關(guān)性。這表明較好，可以從局部空間特征來感受整個城市的空間形態(tài)。鼓樓地區(qū)形成的大院制路網(wǎng)格局，沒有其他支路的干擾，標(biāo)志性建筑多，居民更容易從其所屬的局部感知整體的空間格局。

3? 公共事業(yè)單位核密度分析

基于POI數(shù)據(jù)，運(yùn)用Arcgis進(jìn)行核密度分析，研究公共事業(yè)空間的集聚特征（見圖5）。2021年公共事業(yè)空間集聚格局更加趨于多元化，形成“一軸雙核多點(diǎn)”空間格局。一軸即中山北路作為中軸線，兩核為公共事業(yè)高度聚類核心（鼓樓廣場、湖南路）；多點(diǎn)即在鼓樓地區(qū)草場門區(qū)域形成公共事業(yè)集聚點(diǎn)，核心趨向明顯。隨著北京西路的建設(shè)，公共事業(yè)的分布已經(jīng)不再受限于中山北路，而是向南部區(qū)域擴(kuò)展和集聚。然而，公共事業(yè)的集聚區(qū)仍主要集中在政策優(yōu)勢明顯、基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)達(dá)以及文化氛圍濃厚的城市綜合功能區(qū)。2021年公共事業(yè)空間形態(tài)形成“雙核心”的空間格局，草場門區(qū)域發(fā)展成新的公共事業(yè)集聚點(diǎn)。

綜上所述，公共事業(yè)空間的集聚格局與城市道路網(wǎng)的形態(tài)存在高度的耦合關(guān)系。具體而言，公共事業(yè)空間的集聚形態(tài)，如軸線、帶狀區(qū)域和核心區(qū)域，與城市道路網(wǎng)的全局集成核、高值全局整合度軸線在空間上呈現(xiàn)高度的耦合性。這些集聚形態(tài)主要位于鼓樓地區(qū)的中山北路核心地段，并依靠城市的結(jié)構(gòu)性干道交通優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)連通和便捷的交通網(wǎng)絡(luò)。

4? 結(jié)論與討論

本文采用立體道路網(wǎng)的視角，結(jié)合空間句法和GIS數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，以整合度作為衡量道路重要程度的指標(biāo)，對道路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究。同時，將公共事業(yè)單位數(shù)據(jù)與集成核軸線進(jìn)行對比分析，完善了以往學(xué)者的相關(guān)研究，結(jié)論如下：（1）相較于平面道路網(wǎng)，運(yùn)用立體道路網(wǎng)進(jìn)行空間句法分析，更加符合實(shí)際貼近現(xiàn)實(shí)，立體道路網(wǎng)與平面道路網(wǎng)相比連通性有所提升。立體道路網(wǎng)對全局整合度的提升明顯，但對局部整合度則有所下降。這說明立體道路網(wǎng)對于道路網(wǎng)連通度的整體改善較為良好，但是對于局部道路網(wǎng)的改善較差。（2）將集成核與核密度圖相結(jié)合，分析表明2021年公共事業(yè)單位與城市道路網(wǎng)空間形態(tài)基本一致，公共事業(yè)空間集聚格局與鼓樓地區(qū)道路網(wǎng)形態(tài)高度耦合。通過分析道路網(wǎng)的整合度與公共事業(yè)之間的契合程度，可以將公共事業(yè)單位進(jìn)行合理規(guī)劃布局。

研究結(jié)果表明，本文對于鼓樓地區(qū)道路與用地建設(shè)具有積極的指導(dǎo)意義，并為新城區(qū)規(guī)劃提供了新思路。在道路網(wǎng)絡(luò)特征分析方面，本文主要從機(jī)動車的視角出發(fā)進(jìn)行了研究。在后續(xù)研究中，可以進(jìn)一步結(jié)合非機(jī)動車交通與城市道路網(wǎng)絡(luò)，對其影響進(jìn)行更詳細(xì)的分析，以提供更全面的研究視角。

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