故宫的空间句法研究测试

最近在做城市数据方向的研究,其主要方向是大数据导入和空间句法的研究测试,当然了,主要的应用软件也是grasshopper。

这里不是对某个软件产生依赖(其实也有一点点,嗯 ,哈哈),而是我搜寻了许多城市数据的课程和资料,他们都是针对GIS的,所用软件无非是arcmap之类的软件,在用他们做数据可视化的时候,说真的,作为一个设计出身的我来说,根本不能接受他们所谓的大数据可视化所达到的可视化效果,真的,太lou了,。

而且观察一圈他们中所有的功能无非坐标地位和点线面的划分,这些也都能在grasshopper中完成,相对应这里我更熟悉,而且分析数据可以直接应用于建模和模拟测试,更加方便简洁,而且可以做到很好的可视化效果,毕竟DIY嘛。

做城市数据分析,当然没办法绕开空间句法。说真的在刚刚接触大数据的时候,无数人给我安利空间句法(几乎我身边的每一个前辈,真的是每一个),甚至有一种被周围环境胁迫学习的感觉,所以我就这样由于一个小小的好奇心落入大数据这个小坑之后滑入了空间句法这个更深的坑里。

于是我就慢慢的深入了解了一下,空间句法是一个什么东西(终于切入正题了)

以下是我在网上搜到的一些比较细致的解释:

空间句法是关于空间与社会的一系列理论和技术,其核心观点是空间不是社会经济活动的背景,而是社会经济活动开展的一部分。空间句法理论作为一种新的描述建筑与城市空间模式的语言,其基本思想是对空间进行尺度划分和空间分割,分析其复杂的关系。(以上解释来自于百度百科,但是Hillier其实反对类似“任何东西都是语言”的观点,空间句法并不是一个基于语言学生成的模型。)

组构(Configuration)是空间句法(Space Syntax)的核心概念,Hillier直接表达了这个观点:各种“空间句法”技术就是“组构分析”的范例。一个比较简单但关键的定义是:组构意为一组关系,其中任一关系取决于与之相关的其他所有关系。

空间句法的最基本议题是:城市街道网络的组构对行动(车行和人行)是具有决定作用。而其解释模型将线转译成节点,交叉路口转译城链接。

Hillier(1997)在cities as movement economies 定义了“出行经济”,其理论是基于城市中个题的出行行为在不受外界条件影响下是受到城市网格的组构(configuration)决定的。因此,推论出以下逻辑,组构-从城市形态-行为-经济。这里的Movement 被定义为“natural movement”, 具体是指由空间形态而决定的行为,不受到有吸引力的空间影响的。而基于natural movement的研究(Hillier and Iida, 2005),人们的空间导航并不是依靠米制的距离,而更多是通过geometrical和topological的因素,简而言之,就是角度的变换和转折次数。

空间句法将空间之间的相互联系抽象为连接图,再按图论的基本原理,对轴线或特征各自的空间可达性进行拓扑分析,最终导出一系列的形态分析变量。

简而言之,就是空间句法可以作为一种行为规则用以分析现有空间的一些特性,并对其空间内的使用情况做出预测,比如整合度、深度值、连接值、控制值等等,可用于单个建筑内的功能流线分析,也可以做城市视角下的大组团分析。(请原谅我作为一个实用主义者的直白)

(好久没有这么一本正经的装%^%$了,简直不习惯,连图都不上一张,真的是)

当然了,空间句法有现行软件depthmath,而且是免费,但是,空间句法这个概念从理论到实践,再到规范成为一个分析软件,期间所需要诸多实践和酝酿,现在还在不断调试中。这里我所用的版本是gh界面下的空间句法分析插件,所以软件其实在开始我还是比较谨慎的,本案例的本意在于验证软件的正确性(当然了,作为一个着魔的软件党,之前对空间句法的理论也知之甚少,所以也好奇对这个理论以自己的视角来验证一下)。

所以这里不是来普及depthmath课程的,而是gh插件Space Syntax的一个实验性质的介绍,如果你喜欢,请在文章末尾下载,也可以在food4rhino下载。

故此案例挑选为清朝北京皇宫及其周边官员办公区域作为分析对象,一来有比较详细的地图资料作为基础,二来可以有很详尽的史实来反向验证软件和理论的合理性。

所用地图是清乾隆15年北京城街巷图(作为皇宫外官员办公场所依据),皇城内的地图时间没有考证到(备注说是导游地图,但是看皇极殿的字样,肯定是在乾隆之后,应该是故宫现在的样子,总体来说皇宫内主体流线格局几乎没变,所以可以作为互补参考搭建模型)。

如下图所示,本次案例考证的区域是皇城内和周围政府区域。

我手动勾勒了这一区域所有的道路流线作为模型基础。(其实到这篇文章写完我还不是对这个插件的所有功能及其使用范围、分析结果完全信任、掌握和了解,所以本片文章正文中不会分享文章的电池,不过插件会分享在文章末尾。)

接下来开始我的验证过程。

下图是故宫内部的整合价值分析。

按“空间的社会逻辑”进行整合分析,直观地讲,整合价值越高,空间越有可能成为公共空间,整合价值越低,空间就越被盗用。(红色为整合度最高的区域,蓝色为整合度最低的位置,黄色为中间过渡值)

如图中整合度(价值)最高的区域是位于皇城中轴线上的三大殿及其延续到后宫之首的乾清宫,太和殿是用来举行各种典礼的场所、中和殿是皇帝去太和殿大典之前休息的地方、保和殿是宴客和殿试的地方(乾隆五十四年殿试地点由太和殿移到保和殿),乾清宫是皇帝起居工作的区域。这些区域都是故宫中主要的举行典礼和办公空间,和整合价值分析吻合。

下图是故宫外办公区域的整合价值分析(分析样式和上图相同,红色为整合度最高,蓝色为整合度最低)。

图中分析结果整合价值最高的位置其实是皇城北侧及其围绕两边的主要交通流线,而所有黄色及其蓝色的区域都是官员办公的区域,所以不符合公共空间的要求。

下图是上面两个分析结合对比。

皇城以皇权为中心,所以皇帝是区域内的中心,皇宫中的举行典礼和办公区域,都是皇帝和大臣进行权利运作的主要区域,而且主要是大殿位置,都是公共空间,整合价值高是理所当然的。在故宫外周边区域,都是皇权运转过程中的办公区域,这些区域都有特定的工作内容,人员也相对固定,功能也相对单一,剥离了皇城内特殊的生活需求,整合价值低。

下图是故宫内部的熵值分析。

在“空间的社会逻辑”中描述的熵值,直觉上熵值越高,从该空间到达其他空间就越困难,反之亦然(蓝色为熵值最高的区域,红色为熵值最低的区域,黄色为过渡值,所以红色区域是到达其他空间越容易的空间,蓝色则相反)。

其中红色区域大致和整合价值红色区域相仿,都是三大殿所在和武英殿所在位置(武英殿做为皇帝在外朝的便殿,不仅做为皇帝接见大臣和举行小型仪典的地方,甚至还曾被李自成用来举行登基称帝的典礼)。蓝色区域是东边的内务府、造办处、咸若馆、慈宁宫和西边的皇极殿、南三所,及其东南角的内阁,内务府、造办处功能特殊细具,咸若馆为太后、太妃礼佛之所,慈宁宫是太后、太妃的主要居住场所,东侧的南三所是皇子时候的区域,皇极殿更是特殊,是乾隆皇帝做太上皇训政的时候改的,东南角内阁主要负责内廷外庭的权利衔接,雍正设置军机处之后,内阁的功能就更加简化了,以上功能都相对独立,所以分析结果也基本对应。

下图是故宫外官员办公区域的熵值分析。

(蓝色为熵值最高的区域,红色为熵值最低的区域,黄色为过渡值,所以红色区域是到达其他空间越容易的空间,蓝色则相反)。

区域中六部、宗人府、大理寺、太医院、翰林院(最南侧蓝色区域)等位置其功能相对政务,其包围故宫周围的红色区域多如缎库、司礼监等都是服务于皇城内生活一具用度的功能。

下图是上面两区域同时分析的结果。

结果也是如此,最红色的区域是故宫内靠边界的位置最是需要皇城内外流通的地方,黄色区域则如同皇城向外辐射,用以辅助故宫内所有人的运转。

下图为分析区域的局部动态度量(也被翻译为控制值)。

Hillieretal所描述的控制值,它被定义为局部动态度量,描述“每个空间对于它的近邻来说代表了什么程度的选择,作为要移动的空间”。(红色区域是局部动态度量值高的区域,蓝色则相反,黄色为过渡值),根据之前的分析,可以发现,图中的故宫外偏红色区域位于皇宫内外资源和信息交流的主要区域(东西两侧为资源交换,南侧为六部等政府机关的信息交换),从一定程度上表明了其道路的拥挤趋势和重要性。

这些是我在验证过程中的一些自我推断和逻辑自证,空间句法的整体电池会在我更加系统的研究之后发给大家。

如果各位有什么不同见解,欢迎互动。

电池插件链接:https://pan.baidu.com/s/1gFx-IKBQnMa3t4vVIwEJUg 密码:sdag

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