规划问道

【深度连载】关于空间句法,你一定要知道这些(第二部分)丨城市数据派

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【深度连载】关于空间句法,你一定要知道这些(第二部分)丨城市数据派

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【深度连载】关于空间句法,你一定要知道这些(第一部分)丨城市数据派


各个学科与专业都在寻求自身的Holy Grail,空间句法也不列外。Bill Hillier教授不时提到Holy Grail的设想,这也许是他早年提到的Pattern, Arrangement, Structure, Syntax, Local-to-Global等,也许是后来的Configuration, Actor-Structure, 以及Allocentricity等。



现象学与社会物理学

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不少争论认为空间句法对于空间感知和认知的研究更偏向于抽象,而非挖据其内在丰富的现象与经验。虽然空间句法从理论上认可抽象的空间结构来自于真实空间体验,然而这种描述性回溯与涌现机制并未在实证案例中加以详实的论证,仅仅存在于思想实验或简单实验之中。希列尔(Hillier)教授曾提出空间句法是桥接现象学和社会物理学的纽带(Hillier, 2009),不过针对个体体验的现象学研究,仍然是空间句法所缺乏的,其大部分案例型研究还是偏向集体性的统计分析。

因此,在个体数据日益丰富的今天,借助于个体传感器去跟踪个体对空间形态的认知和感知,揭示个体与集体、虚拟概念与真实世界、客观空间构成与主观空间认知的联动路径,将会是空间句法的新挑战之一。在本质上,这也是通过数字化的世界,去桥接并联动物质世界和人们的感知。


非空间因素的作用
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既然社会经济现象有很多非空间的因素起到决定性的作用,为什么空间句法要将物质空间放到如此重要的位置上?在一定程度上,这是回归到了形式与功能的问题,即良好的建成环境并不一定能带来良好的社会功能。然而,空间句法研究发现非空间因素借助空间本身的构成去实现其社会经济目标。

从理论上而言,建成空间类似于其他非空间要素,如语言、文字、火把、徽章、制服、电话、互联网等,都属于人工产物,用于人们彼此的沟通,最终形成社会。


跨越空间
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正如空间句法的研究表明,诸如语言、火把或互联网等非空间因素的作用还在于跨越空间,实现人们之间的彼此沟通,也是形成社会的重要因素(Hillier, 1996)。

随着互联网、物联网等通信设施的不断发达以及人工智能技术的完善,是否人们不再依靠空间去实现彼此的交流和交易?换言之,人们在未来是否不再需要面对面的交流?也就是人们在空间上的聚集逐步消失?或者如同Peter Hall所说的距离的消失?虽然历史上电话和互联网的出现曾带来了种种关于分散生活或城市消失的预言,然而这一直并未实现,反而出现了更为集中的城镇群现象。这在于跨越空间的同时,还依赖空间布局或共同在场去实现社会经济的运转。


社会经济的空间化
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由于很多社会经济环境等数据难以获取,空间句法只是重点分析了诸如日常行为活动、人车流、用地或房间功能、汽车尾气污染、犯罪活动、房屋价格等要素。例如,从空间形态网络在不同时间和尺度的发展变化视为空间足迹,分辨具有空间潜力的节点与联系;从功能业态以及开发强度等所代表的功能活力,去判断与空间区位相对应的空间价值;从公共空间或自然景观的场所界面中去落实空间营造的具体事项。

大数据与物联网时代提供了获取社会经济网络的实时数据的可能性,在一定程度上可进一步揭示社会经济活动是否运用空间,以及怎样运用空间的规律。


全息模型
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空间句法并未完全揭示非空间因素之间的功能关系及其与空间的关系。换言之,社会经济等相关学科之中运用相似的图论方法揭示社会经济网络的规律,这些方法并未与空间句法的研究方法有密切的对接。

目前各种反映社会经济活动的大数据逐步普遍化,特别是那些数据的空间定位更为精准,那么这些社会经济活动的空间规律将会更为容易的获取,并被表达出来。其中的非空间因素与空间因素的对比作用将会更为明显。这不仅有利于我们证实或证伪那些非空间因素在今后建成空间发展趋势之中的作用,而且有利于我们建立更为全面的句法模型,即构建空间因素与非空间因素彼此互联互通的新型全息模型,用于解释或预测建成环境的运营与建设情况。

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伦敦奥运会开幕式中地面的空间句法伦敦分析图

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伦敦奥运公园的空间句法方案

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早年的Bill Hillier教授

对于设计过程,Hillier教授认同Alexander的系统性思维,但他认为Alexander的方法学存在问题。以村庄设计为例,Alexander根据村庄的需求,将其分解诸如农舍、水井、耕田等模式,然后再组合成为村庄。Hillier认为这是一种“分析+综合”的设计方法,即根据设计任务书进行分解,再进行综合,其设计不会构成任何创新,偏离了设计的本质。他提出了“假设+验证”的设计方法,即从设计之初就需要把握农舍、水井、耕田等之间的整体性结构,并对此提出整体性做出创新性假设,之后在设计过程之中不断地验证、推翻、修正其假设,并不断地“假设+验证”,才能做出好的方案。Hillier认为理性分析是必要的,而直觉性的假设也尤为重要。他认为人们对空间的描述往往难以用日常语言精准描述,必须采用图来表达;而这种图不仅需要从鸟瞰的角度去描述,更加需要从人看的角度去整体性描述,那么就带来了如何描述这些图及其内在结构的问题。那么,空间句法试图去建构一种空间描述的理论与方法,揭示整体性、直觉性的假设机制,并建立设计分析验证的过程。


为什么要研究空间?
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有用的形态:三十辐共一毂,当其无,有车之用。埏埴以为器,当其无,有器之用。凿户牖以为室,当其无,有室之用;它与实体相应,是客观存在的形态。

社会的物质体现:空间既支持社会活动,又来自社会活动;它是真实而复杂的人造物。 

认知的直觉性:以“人看”的视点来感知并使用各种局部空间,然而我们又需要从“鸟瞰”的角度来理解更为整体的城市空间 ,而从局部到整体的认知是直觉性的,无意识的,往往比较模糊。

然而,在规划与设计中,我们则需要有意识地去理解空间形态,需要明确地知道哪些空间模式好,即哪些空间能较好地容纳社会经济活动,这些可能是规划设计的起点之一。


句法是什么?
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城市建筑空间是复杂系统吗?是!

局部与整体的关系:各个局部空间之和不等于整体空间;空间的整体性“涌现”于局部的聚集过程;而整体性又作用于局部空间,并约束局部的聚集过程。比如:城市不是一棵树 (Alexander, 1964)与 模式语言(Alexander, 1977)

元素与关联:元素的形成取决于元素之间的关联?复杂系统中关联的重要性?对于“社会”这类的系统,我们看不见,但是我们能感知它的存在,也能赋予名称,而名称就表示了一种元素,空间系统就是这类系统 (Hillier, 1984);GIS中元素对关联的依赖性(Batty, 1998)。

句法:对于三个以上的局部空间,它们之间存在复杂的关联,体现在局部与整体的互动之中,而形成这些复杂关系且被人所能理解的规则称为句法。


空间句法是什么?
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分析性理论与方法,而非规范性理论与方法:它仅仅告诉规划设计者这个世界为什么是这样的,而不是要求这个世界应该如何;一般的设计者会宣称自己在创造,而伟大的设计者会坚信自己在发现。这种差别在于这一点:虽然设计者根据理论基础进行某种概念的抽象,进而形成了自己特有的思维定势,即规范性的理论或者方法,但是在创造性的实践之中,伟大设计者的思维定势必将根据客观实在而被打破,于是思维定势中已有的类型将会升华为未来的设计(Hillier, 1996)。

实证的思想:基于空间形态的分析以及其他社会、文化、经济等的空间调研,进行一些规划设计(关于形式与功能等),即假设;然后根据分析假设在空间、社会、文化、经济等变化,检验是否符合相关需求。规划设计是“假设与检验”的过程,实证贯穿其中。

表达不可言表的直觉性思维:规划设计中包含整体性的直觉思维过程,如“路网清晰有序”往往只可意会,属于不可精准言表的想法。这需要被有意识地精准地表达出来。

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不同城市的空间句法分析

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伦敦空中高速自行车道的设想

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伦敦空中高速自行车道的验证


《空间的社会逻辑》中提到:对于复杂系统的可知性的描述,最好从人工智能的角度思考。对于诸如下象棋、识别图案、智能对话等,本质上将心智运行转化为操作流程。但是人类的智能不是建立在复杂流程之上,而是建立在知识的交流与互动之上。那么,空间设计又是如何得以研究?


局部认知与整体认知
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空间认知则体现在局部和整体两个层面的描述性检索之中。局部层面上的回溯更多是从个人的视点去认知周边事物,称为自我为中心的认知(Egocentric);而整体层面上的回溯则是从所有人的视点去认知所有的事物,成为遍及所有自我中心的认知(Allocentric)。


秩序(Order)与结构(Structure)
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秩序源于鸟瞰视角去认知空间布局的几何模式,往往与对称、重复、类似、韵律等相关,强化局部与整体的相似性,从而获得格式塔模式。与之相反,结构源于人看视角去游历与体验空间布局,在空间序列之中去感知局部与整体之间的关系,从而获得整体的空间认知。

秩序是静态的图形,而结构是动态的流线。这种局部与整体之间的关系,确定了空间布局是否是迷宫,还是便于识路的空间组合。

城市空间的形成与演变是逐步的,局部随机变化,适应各个时期的社会经济生活,并最终涌现出来。上帝视角之中完型的图案并不能代表人视体验之中的有机结构。因此,这种空间形态并不是用某个几何图案可以进行完全刻画的。


城市的三重过滤器
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第一重过滤器是空间法则,不计其数的空间组合方式被减少到极少量,这是满足人们便于认知空间布局,不至于迷路。这对应于基本城市。第二重过滤器是社会经济文化,这使得空间组合方式形成了类型,称为城市类型。第三重过滤器是特定地形与时期,这使得城市获得了个性。

这种空间法则建构了最基本的几何城市。其规律体现为:一是内外整合度的博弈,即城市内部各部分最近,那么“圆”是最合适的形态,同时城市需要与外部连接,那么“线”是最合适的形态;二是视线与米制距离的悖论,“直线”对应于“一眼看尽”,便于理解,同时“直线”从米制距离而言,则是出行最远的形式。那么,在几何的限制之下,空间组合方式只能是有限的,需要满足人们基本的出行便捷与可理解性。


形态语言
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空间句法运用的是形态语言,不同于数学语言,也不同于日常语言。Hillier教授认为数学语言词汇少,组合关系的作用要大于词汇符号的作用,因此用于空间描述会过于简单;他认为日常语言的词汇很丰富,因此很难揭示空间的结构性。在他看来,形态语言不仅仅是逻辑与流程,而且包括知识结构,或者说知识图谱。因此,Hillier教授认为设计的构思过程是以知识为中心的,而不是围绕程序或流程展开的。

设计是将功能说明的文字转化为形式与空间的思考过程。设计是对形式的创造,它是依赖抽象的具象化过程,但它自身却不是抽象的过程。这种创造过程可视为某种搜索引擎,使得设计师在不断地感知、辨析、寻找所需要的东西。

规划师关注于社会经济的建构,而设计师关注物质空间形态的建构。这两者之间的鸿沟越来越大,但是空间形态与社会经济本身是不可分开的。


倒置的基因型
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对于生物系统,基因是隐藏在显性特征之下,而显性信息存在于时空环境之中。对于城市空间或人类社会而言,基因作为一种信息结构,或跨越空间的结构形式,它存在于时空的现实形态与活动之中。倒置的基因用于支配离散系统的演变,远比生物系统要复杂。

这也就是Hillier教授所认为的,人们通过读取时空之中的具象信息,去检索信息结构,用于再生产。例如,从建成环境的现实之中,人们读取与检索了院落组合现实或数字信息,运用抽象的院落结构,去设计新的院落方案。以此,空间基因结构也得以传承,而其反思行为也有可能将过去的基因彻底抹去。

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院落与街道的自下而上的检索与建构

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伦敦特拉法加广场更新

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长三角空间句法结构


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