空间句法简述

空间句法简述空间句法理论的提出和发展引子首先让我们来看一个解释空间句法的经典案例：如图,左数第一列的三个建筑平面，其形状几乎一样，只是内部隔墙开门略有不同。但在接下来的分析中，会发现其空间构形有着巨大差异。第二列的三个平面，是将第一列平面进行图底反转，以强调我们的研究对象——空间。再用圆圈（即节点）代表矩形空间，用短线来表示它们之间的连接关系，就可转换为第三列的三个结构图解。空间句法理论的提出和发展引子（续）从中可以清楚地看到1,a是个很深的“链形”结构，2,b则是相对较浅的“树形”结构3,c是套接起来的两个“环形”结构。正如左边这种“关系图解”（J图）帮助我们更好的理解a,b和c图的结构差异一样。空间句法帮助我们更好的理解建筑现象，从而能帮助我们我们去设计出更好的更合理的也更加优秀的建筑。空间句法理论的提出和发展概述（国外）1984年，剑桥大学出版了由比尔·希利尔和朱利安·汉森合著的《空间的社会逻辑》。在这本书中，比尔·希利尔创造了一种新的空间理论：空间是社会生活的一部分。经过二十余年的发展，空间句法理论已经深入到对建筑和城市的空间本质与功能的细致研究之中，并得到不断完善；由此开发出的一整套计算机软件，可用于建成环境各个尺度的空间分析；而且在建筑和城市设计中进行了广泛的应用。1997年，首届世界性的空间句法研讨会在伦敦举行；其后于1999年和2001年又在巴西利亚和亚特兰大举行了第二和第三届。2003年6月，在伦敦刚刚举行的第四届研讨会上，来自世界数十个国家和地区的82篇论文，从不同角度对空间句法进行了广泛深入的探讨。如今，空间句法的研究和应用已经在世界范围内普遍展开。1996年，《空间是机器》英文版的第一版得以出版，作者比尔·希利尔在书中提出了关于建筑与城市化的新理论，其核心思想是空间组构的概念。简单地说，空间句法是一种通过对包括建筑、聚落、城市甚至景观在内的人居空间结构的量化描述，来研究空间组织与人类社会之间关系的理论和方法。早在1974年，希列尔就用“句法”一词来代指某种法则，以解释基本的但又是根本不同的空间安排如何产生。到1977年，空间句法研究则略具雏形。空间句法理论的提出与发展概述（国内）1985年第一期《新建筑》发表了由赵冰翻译的《空间句法——城市新见》，简要介绍了早期的空间句法方法在城市空间形态研究方面的应用，但未全面介绍其方法背景、原理和其他应用。随后又有学者开始运用空间句法对城市道路、城市地价等进行了一些研究。比如：李江等以武汉市交通为例，在GIS环境下对不同尺度空间范围的句法变量进行对比分析，探讨了空间可达性。集成度与人类活动间的关系；陈明星等基于空间句法对安徽省芜湖市城市交通网络特征进行了初步研究；段瑞兰等将空间句法集成到GIS中，分析城市道路结构与地价间的关系；高峰用空间句法分析了皖南村落巷道的空间系统等。（备注：地理信息系统（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）有时又称为“地学信息系统”。）空间句法假定人的空间行为和空间形态之间存在必然的联系，而现实社会的情况并非完全如此，由此难免惹出世间的种种是是非非：一方面，许多实验研究已经证实空间句法对于模拟和理解城市形态和结构具有重要的意义。另一方面，在如何使用电脑以及答案的有效性分析方面暂时还不够具体，有很多地方还是需要依靠直觉判断的，以及。。。空间句法理论概述（续）空间是将作为物质的城市和人所体验的城市关联在一起的关键所在。不同的空间具有不同的整合度值。街道形式的网络也同样可以进行整合度的分析，将每条街道画到其他街道的J图，计算从各条街道到所有其他街道要经过的街的数量，然后以得到的整合度值给街道网着色。道路越接近红色，它到其他路线的可达性就越强。同时，仅仅由于路线与路线之间的关联方式，更多的人流移动会通过一些可达性强的路线。以这种方式看待空间，必然会得到空间构型能够塑造人流。空间句法理论基于的两个关键想法空间句法是关于空间和城市的建筑性理论。⑴空间不仅仅视为是人类活动的背景和物体的背景，而是看作是人类做任何事情的内在属性。这些都有其自然的和必要的空间几何性。由于空间是人类活动的内在属性，我们就以反映这个特点的方式塑造空间，也正是通过这点，我们塑造的空间变得人性化了。⑵空间如何为人工作在于组成一种布局的所有空间之间的关系。所谓布局，是指一种空间模式或者空间构型，暗示同时存在的既有关系。一般通过图示来思考空间构型，关系图解，简称J图（justifiedgraph）是其中的一种方式。空间句法的方法空间分割（Ⅰ）构形分析首先要把空间系统转化为节点及其相互连接组成的关系图解，其中，每个节点代表空间系统的一个组成单元。这种将整个空间系统划分为各组成单元的过程称为空间分割。空间句法的基本原则是空间分割，根据城市的自由空间情况，空间分割有3种基本方法：轴线法、凸多边形法、视区分割法。空间句法的方法空间分割（Ⅱ）轴线法：对于建筑或者比较密集的建筑群体，一般采用轴线法，这里轴线具有视觉感知和运动状态的双重含义，它是公共空间（主要是街道空间）中一点所能看到的最远距离，表示沿平面一维方向展开的一个小尺度空间。空间句法规定，用最少且最大的凸状覆盖整个空间系统，然后把每个凸状当作一个节点根据它们之间的连接关系，便可转化为前述关系图解并计算和分析各种空间句法变量，然后用深浅不同的颜色表示每个凸状空间句法变量的高低。凸多边形法：对于建筑内部房间或者走廊，一般采用凸多边形法，它代表沿二维平面展开的可感知的一个小尺度空间。轴线图是人类最早的表现形式，它是所有人类活动的方式。大量的研究显示轴线图可以简单地模拟城市街道网格，并且得出空间整合度的分布，以此可以预测人车的流动情况。空间句法的方法空间分割（Ⅲ）视区分割法：对其中的每一点，相应的视区是由所有从该点可视的点的集合构成，即视区分割法，该方法目前限于理论探索阶段，也称为可见图分解法。视区方法进行空间分割的步骤：首先在空间系统中选择一定数量的特征点，一般选取道路交叉口和转折点的中心作为特征点，因为这些地方在空间转换上具有战略性地位；接着求出每个点的视区，然后根据这些视区之间的交接关系，转化为关系图解，并计算每个视区的句法变量。最后的图示可用深浅不同的颜色来表示每个点句法变量的大小，并用等值线描绘出这些点之间的过渡区域。视区分割法的最大缺点是计算相当耗时，但随着计算机运算能力的不断增强，只要适当控制取样点的密度，视区分割法完全可以胜任规模较大的建筑和城市空间分析。空间句法的方法空间分割（Ⅳ）研究发现：人们倾向于从主入口开始沿建筑中轴线进入展示空间，之后沿着一系列较短的交叉轴线参观。参观者的分布主要集中在建筑左侧的展示空间。空间整合度模型显示，中轴线是美术馆中整合度最高的区域，位于建筑左侧的垂直核心与一系列水平轴线结合，成为次一级的中心空间句法的方法空间分割（Ⅴ）不同轴线引导的人流运动量存在差异，在句法结构中，拥有高集成度的轴线能够引入更多的人流与社会功能。空间句法的概念主要变量（一）连接值𝑪𝒊：表示系统中与第i个单元空间相交的其他单元空间的数目。对应于轴线图，连接值则表示与其他单元空间的数目。对应于轴线图，连接值则表示与指定街道i相交的其他街道的总数。其表达式为：𝐶𝑖=k控制值𝑪𝒕𝒓𝒍𝒊：表征一个空间对与之相交空间的控制程度，反映一个空间对其周围空间的影响程度。控制值是理想状态下的空间可选择性的评价方式，如果舍弃社会、经济、技术层面的因素，主体对空间单元格的选择自由度，是和该空间相邻的单元的选择的自由度，是由和该空间相邻的数目决定的。控制值正是基于空间连接数目通过数学均权后得到的，计算公式为：Ctrl𝑖=1𝐶𝑗𝑘j=1式中，k是与第i个节点直接相连的节点数，j（j=1,2,3···k）是与结点i直接相连的结点，𝐶𝑗是第j个结点的连接值。空间句法的概念主要变量（二）深度值：是指某一结点距其他所有结点的最短距离。深度值不是一个独立的形态变量，可它是计算集成度的一个中间变量。假设𝑑𝑖𝑗是连接图上任何两点i与j之间的最短距离，那么总深度为：𝑑ij𝑛𝑗=1而平均深度值为：MD𝑖=𝑑𝑖𝑗𝑛𝑗=1𝑛−1这里n是一个连接图的总结点数空间在整个系统中的拓扑深度越浅，空间整合度越高，反之亦然。组构：对于两个空间，如果我们把空间关系定义为它们之间任何形式的连接，比如相邻或互通，那么根据这两个空间中任意一个或者两者连接到至少其他第三个空间的方式，它们之间的上述关系就会发生了变化，组构就是存在于其中。组构是一系列相互依赖的关系，其中每一个关系由他自身与其他所有关系之间的关系决定。空间句法的概念主要变量（三）集成度𝑰𝒊：集成度反映了一个单元空间与系统中所有其他空间的集聚或离散程度。当集成度值越大，表示该空间在系统中的便捷程度越大，也就是该空间在系统中处于较便捷的位置；反之，则空间处于不便捷的位置。集成度越高的地方,人流量越大,从而吸引商店、超市以及城市基础设施到集成度较高的街道。集成度由相对不对称值𝑅𝐴𝑖relativeasymmetry和实际相对不对称值𝑅𝑅𝐴𝑖（realrelativeasymmetry）来表达：𝐼𝑖=𝑅𝐴𝑖=2(𝑀𝐷𝑖−1)𝑛−2和𝐼𝑖=𝑅𝑅𝐴𝑖=𝑅𝐴𝑖𝐷𝑚2{m𝑙𝑜𝑔2(((m+2)3)−1)+1}(m−1)(m−2)2|𝑀𝐷𝑖−1|(m−2)=𝑚[𝑙𝑜𝑔2𝑚+23−1+1]m−1|𝑀𝐷𝑖−1|根据所考虑结点情况，集成度可以表征一个空间与局部空间或整体空间的关系；集成度值是个相对值，在不同的轴线图中集成度值的高低比较没有任何意义，只能在同一轴线图中表示形态和网络的优劣情况。集成度的值大于1时，空间对象的集聚性就较强;值介于0.4至0.6之间时，空间对象的布局则较分散.一般暖色表达集成度高，冷色集成度低。空间句法的概念主要变量（四）智能值𝑹𝟐:表述了局部与整体连接特征的相互关系。如果局部范围内联通值较高的空间在整体上其集成值也较高，那么这个空间系统是清晰的，容易理解的。较低的智能关联值表明行人不容易通过街区的局部特征来感知整个街区系统的空间特征、智能值的实质反映了观察者通过对局部范围内空间连通性的观察。进一步获得了整体空间可达性信息多少的程度。智能意味着从局部感受整体，而非智能就很难有整体的概念𝑅2=[(𝐶𝑖−𝐶)(𝐼𝑖−𝐼)]2(𝐶𝑖−𝐶)2(𝐼𝑖−𝐼)2式中，𝐶为所有单元空间连同值的均值，𝐼为所有单元空间全局集成度的均值。空间句法的概念北京地铁（案例）空间句法的概念北京地铁（案例）空间句法的概念北京地铁（案例）空间句法的概念北京地铁（案例）0246北京轨道交通各线路可达性指标2008年2011年2020年空间句法的数学实现Dijkstra算法最短路问题的一般提法：设G=(V,E)为连通图，图中各边(𝑉𝑖，𝑉𝑗)有权𝐿ij（𝐿ij=∞表示𝑉𝑖，𝑉𝑗间无边），𝑉𝑠，𝑉𝑡为图中任意两点，求一条通路μ，使它是从𝑉𝑠到𝑉𝑡的所有路中总权最小的路，即L𝜇=𝐿ij(𝑉𝑖，𝑉𝑗)∈𝜇最小（备注：一个图中任意两点见至少有一条链相连，则此图为连通图。而图是由顶点和边构成的，简单来说，就是没有孤立存在的顶点的图就是连通图）迪克斯特拉（Dijkstra）算法是由Dijkstra于1959年提出，可用于求解指定两点𝑉𝑠，𝑉𝑡间的最短路，或指定点𝑉𝑠到其余各点的最短路，目前被认为是求无负权网络最短路问题的最好方法。算法的基本思路基于以下原理：若序列𝑉𝑠，𝑉1，𝑉2，···，𝑉n−1，𝑉𝑛是从𝑉𝑠到𝑉𝑛的最短路，则序列𝑉𝑠，𝑉1，𝑉2，···，𝑉n−1必为从𝑉𝑠到𝑉𝑛−1的最短路.空间句法的数学实现中国邮路问题（案例）2009年1月19日晚上，吉林一小学生数学寒假作业上的一道题，难倒了全家人。把题目发到网上后，有