大数据与城市规划 (13).pdf
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1、第一作者单位:清华大学建筑学院(北京,100084)第二作者单位:成都市规划设计研究院(成都,610041)摘要街道在城市生活中扮演着极为重要的角色,它不仅是交通的主要载体,也是重要的城市开放空间。在龙瀛和沈尧提出的街道城市主义思想的基础上,对成都全市街道活力展开定量探索,明确了“街道”“活力”和“街道城市主义”的概念,构建了街道活力定量评价的指标体系,分别探索了A类(公共管理与公共服务)、B类(商业服务业设施)和R类(居住)街道活力的外在表征和街道活力构成因素的关系。研究表明,不同类型街道的活力影响因子差异较大:A类街道活力受天府广场距离制约明显,B类街道活力则与地铁口紧密关联,R类街道活力
2、更多受功能混合度影响。关键词街道城市主义手机信令数据增强设计功能密度功能多样性成都ABSTRACTStreets as traffic carrier and public space of a city are playing increasingly important role in daily city life.We quantitatively explore the street vibrancy of Chengdu,while referring to street urbanism proposed by Long Ying and Shen Yao in 2015.We
3、firstly define the concepts of street,vibrancy and street urbanism,followed by developing the factors for quantitatively evaluating street vibrancy at the street level.These factors range from function density,function diversity,accessibility to metro stations,distance to city center and sub-centers
4、,to street level and width.Linear regression has been adopted for identifying the impact of each factor on the street vibrancy,which is measured by population density derived from mobile phone traces.We specifically analyze the impact factors for public administration and service streets(Type A),com
5、mercial streets(Type B)and residential streets(Type C).KEY WORDSstreet urbanism,mobile phone traces,data augmented design,function density,function diversity,Chengdu中图分类号TU-023文献标志码A文章编号1000-3959(2016)01-0052-06街道活力的量化评价及影响因素分析以成都为例Quantitative Evaluation on Street Vibrancy and Its Impact Factors:A
6、Case Study of Chengdu街道在城市生活中扮演着极为重要的角色,它不仅是交通的主要载体,也是重要的城市开放空间,是居民认识城市和城市生活的基本单元1。然而,随着城市化快速推进,城市规模不断扩大,以车行为主导的道路设计,使得街道的交通功能越来越强,而社会属性逐渐减弱;同时,互联网技术的发展使得一种虚拟的公共生活兴起,给当代城市实体公共空间带来极大的挑战2。雅各布斯曾说:街道有生气,城市才有活力3。关于街道活力的研究,已有一些经典论著。雅各布斯认为有活力的街道具有如下属性:长度短、较大的行人密度、功能的混合和建筑年代的混合3。卡茨(Katz)等认为紧凑、步行尺度、功能混合、适宜的建
7、筑密度是影响活力的重要因素4。蒙哥马利(Montgomery)认为良好的活力空间应具有细致的肌理、人性化的尺度、混合的功能和街道连通性5。扬盖尔分析了功能混合、慢速交通、开放而非封闭的空间对活力的影响6。但他们多从定性的角度来阐述,缺乏强有力的数据支持,许多设计师、城市批判家乃至社会学家都有一套自己认为的营造空间活力的最佳方式。目前国内外紧扣街道活力的定量实证研究较52 1/2016 新建筑NEW ARCHITECTURE公共空间与城市活力少,而部分与街道活力相关的定量研究多采用专家打分、现场调研的方法完成。尤因(Ewing)等人采用摄影记录和专家评分的方法做了一系列关于城市空间营造、可步行性
8、、宜人性的定量研究79。关于步行、骑行街道环境的评价也多采用现场调研的形式,而完成一份调研资料非常费时,比如Systematic Pedestrian and Cycling Environmental Scan(SPACES)和Pedestrian Environment Data Scan(PEDS)评价指标近40个,完成每一个街段调研需要花费近5分钟甚至更多时间10,11。徐磊青、康琦通过问卷调查的方法,研究了商业的空间与界面特征对步行者停留活动的影响12。姜蕾、杨东峰给出了城市街道活力定量评估的指标,但与指标项对应的数据不易获取,只选择了两条街道展开研究2。叶宇运用手持GPS结合空间句
9、法理论在小范围内探讨了空间活力的影响指标13。现场调研的费时性决定了该方法不可能用于大范围的研究,而目前关于活力的大范围研究,粒度较大,难以精确到街道尺度。郑思齐运用大众点评、地图兴趣点(Point of Interest,POI)等展开城市的消费活力研究,但研究单元为2 km2 km的网格使街道被切割,且给出的活力指标没能用其他更精细或同等精细数据验证14。2014年,美国佛蒙特大学的一篇城市规划的研究论文基于空间数据和空间分析方法,利用计算机程序来衡量波士顿、纽约和巴尔的摩街景设计的宜居性,是城市设计、街道设计领域里的一项重大进展,也是城市定量分析研究领域的又一里程碑15。中央提出以人为本
10、的新型城镇化,城市管理和规划走向精细化、智慧化,中国部分城市发生的城市收缩现象,以及城市街道生活空间被割离的现实,促使城市研究者开始关注街道视角下的城市研究,这就是提出街道城市主义的初衷16-18。此外,新的数据环境引发的数据增强设计,使得很多传统方法无法完成的研究变为可能19,20。因此,关于街道活力的定量探索,还有很大深入空间。一概念界定关于街道活力,可从两方面来解读:街道与活力。1街道街道(street)不等同于道路(road)。道路是到达某个目的地的途径,着重点在两地之间的运动,强调其通行能力。街道也具备道路的许多功能特性,除了道路的交通功能之外,街道不仅表现在它的物理形态,表示两地点
11、或区域之间是否有关系,表示人的动线和物的活动量,而且普遍被看作是人们交往和娱乐的公共场所21。关于街道空间的界定方法,有两种普遍的概念:第一种是从原有的整块材料中切割出来,街道空间以沿街立面为界;第二种是把城市作为一个场所,建筑作为独立的三维物体置于其中,而街道和其他空间则在建筑和景物之间流动22。本文将街道界定为城镇范围内、非交通为主、能承载人们日常社交生活的道路。从空间上来说,本研究对街道的界定不仅包括道路红线范围,还包含对街道活力有直接影响的建筑底层商铺、小的开敞空间等。因此,本文的街道范围即为以街道中线为基础,左右各55 m的缓冲区域(55 m能包含临街地图兴趣点点位)。2活力关于活力
12、的概念,不同学者从城市尺度、街道尺度分别给出了各自的理解。凯文林奇对“活力”曾有一个粗线条的描述:一个聚落形态对于生命机能、生态要求和人类能力的支持程度,而最重要的是如何保护物种的延续23。该描述可理解为活力的最低标准。雅各布斯认为,人和人活动及生活场所相互交织的过程,及这种城市生活的多样性,使城市获得了活力3。梅塔(Mehta)还指出,有活力的街道是指有大量的人参加一系列固定或持续的活动,尤其是那些社会性活动的街道24。蒋涤非对城市活力进行细分,认为城市活力应由经济活力、社会活力、文化活力三者构成25。大多数情况下经济活力和社会活力很难兼顾,快速的交通运转是经济活力的体现;而扬盖尔指出慢速交
13、通意味着富有活力的城市6。“街道活力”应该是城市活力中社会活力的一个外在表现,其主要表现是人们在街道上的各类基于步行的活动26。本研究中街道的活力主要体现为其社会活力,街道的物质空间环境本身不能形成活力,只是提供人们活动的场所,并对人的活动产生一定的影响。街道的活力核心为街上从事各种活动的人。1成都市域N彭州市都江堰市郫县新都区青白江区金堂县龙泉驿区温江县青羊区金牛区成华区武侯区锦江区双流县新津县邛崃市蒲江县01530 km一圈层区县二圈层区县三圈层区县大邑县崇州市新建筑NEW ARCHITECTURE 1/2016 53公共空间与城市活力3街道城市主义街道城市主义(Street Urbani
14、sm)由龙瀛和沈尧率先于2015年在国内提出,是在认识论层面上认识城市的一种方式,在方法论上是建立以街道为个体的城市空间分析、统计和模拟的框架体系27。在现有的数据增强设计(Data Augmented Design,DAD)的框架下,街道城市主义将吸收已有设计师、评论家和学者对街道的认识和思考,并结合成熟理论将成果用于设计实践。对城市来说,街道如同人体的骨骼,地块如同人体的肌肉,在过去的若干年里,由于数据和城市发展阶段的限制,地块多是城市研究的核心,并日益成为城市研究的基本单元和日常规划的管理对象,而作为骨骼起到支撑作用的街道被人们忽视,相对而言更多关注的是设计师和社会观察家(偏向于定性的认
15、知)。在新数据环境下,国务院提出以人为本的城镇化,城市管理和规划走向精细化、智慧化,中国的部分城市发生的城市收缩现象,以及城市生活空间从地块转向城市等种种现状,都在引导着城市研究者关注街道视角下的城市研究,这也是笔者提出街道城市主义的初衷。同时,街道城市主义并不否定地块主义的作用,而是希望街道能真正起到骨骼的支撑作用,连接作为肌肉的地块与城市,使城市迸发出真正的活力。二研究范围与数据1研究范围本文研究范围为成都市域。全市面积12 121 km2,东西长192 km,南北宽166 km,平原面积占40.1%,丘陵面积占 27.6%,山区面积占 32.3%28。成都是四川省会,国家历史文化名城,国
16、家重要的高新技术产业基地、商贸物流中心和综合交通枢纽,西部地区重要的中心城市29(图1)。2研究数据本文的研究数据主要包含路网、手机信令、地图兴趣点(POI)、现状用地分类和现状建设用地。(1)路网路网为2014年的测绘数据。合适的道路网络数据对开展基于街道层面的研究至关重要。原始路网数据细节过多,且存在可能的拓扑错误等问题,因此需要进行制图综合与拓扑处理,以便后续应用(图2)。(2)手机信令手机信令来源于成都移动公司在2015年9月的某个工作日和某个周末的全天数据。全市移动用户约1 500万(约占成都市75%的市场份额),基站4万多个。以基站为单元,统计每个基站每小时内的信令数据总量。(3)
17、地图POI地图POI数据于2014年取自中国某大型地图网站。根据简化后的街道,选取街道两侧55 m内与城市活力相关的POI点位,共计269 549个(表1)。参照刘行健和龙瀛的研究,将筛选之后的POI分为8大类:政府机构(2.4%),交通运输(7.9%),商业(66.6%),教育(2.5%),公司企业(10.2%),住宅(3.5%),绿地(0.2%),其他(6.7%)30。(4)现状用地分类参考城市用地分类与规划建设用地标准(GB50137-2011),将原始地块数据分为9类:R(居住用地)、A(公共管理与公共服务用地)、B(商业服务业设施用地)、M(工业用地)、W(物流仓储用地)、S(道路与
18、交通设施用地)、U(公用设施用地)、G(绿地与广场用地)、TESHU(其他用地)。(5)现状建设用地现状建设用地由遥感影像解译,数据源于USGS网站。表1地图POI数据分类POI类别P01政府机构P02机场港口码头P03火车站地铁站P04汽车站P05公交车站P06加油站加气站P07汽车维修P08高速服务区P09收费站P10银行POI类别P11商业大厦P12零售行业P13宾馆酒店P14餐饮娱乐P15医院P16学校科研院所P17公司企业P18公园广场P19住宅小区P20综合信息点位数(个)6 593 13 134 11218 694 653 7 840 1 622 -6 155点位数(个)1 52
19、593 592 5 048 61 142 5 674 6 83526 049 413 9 525 17 930类别政府机构交通运输交通运输交通运输交通运输交通运输商业交通运输不用商业类别公司企业商业商业商业商业教育公司企业绿地住宅其他2街道简化a 原始街道b简化后的街道32a2b手机人口密度外在表征构成要素周边区位街道肌理周边地块性质周边地块开发强度交通可达性功能混合度功能密度自身特征自身4GRRBA100 m100 mR类地块G类地块A类地块B类地块道路中线3街道活力指标体系4街道分类示意54 1/2016 新建筑NEW ARCHITECTURE公共空间与城市活力三研究方法1指标体系构建街道
20、的活力核心为街上从事各种活动的人,而街道的物理环境为人们提供了活动的场所,并对人的活动产生一定的影响。因此,活力的剖析可从两个维度展开:活力的外在表征和街道活力的构成要素。街道活力的外在表征可通过街道上的人口密度来反映,本研究选用手机信令数据的人口密度;街道活力的构成要素包括街道的自身特征和周边特征。区位:街道中点距离市中心、区县中心、大型商业综合体的直线距离。街道肌理:街道周边道路交叉口密度。周边地块性质:现状城市用地分类。周边地块开发强度:街道缓冲区内的平均容积率(利用建筑数据计算,数据暂缺)。交通可达性:街道中点与地铁口的最小直线距离,街道缓冲区内的公交站点密度。功能混合度:筛选分类之后
21、的POI混合度。功能密度:筛选分类之后的POI密度。自身特征:长度、宽度/等级、道路限速、道路两侧绿化率(数据暂未获取)。在考虑数据的可获取性的前提下,具体选择如下指标:区位、街道肌理、周边地块性质、交通可达性、功能混合度、功能密度和自身特征(图3)。2指标体系量化指标体系中区位特征、街道肌理(道路交叉口密度)、交通可达性意义明确,可用ARCGIS软件量化。其他要素较为抽象概念,为了便于后期定量研究,需要对这些数据进行量化和空间表达。(1)手机人口密度为了减少日常必要性活动(比如上下班)对人口密度分布规律的影响,本文选取周末下午14:0017:00的手机信令数据来反映与街道活力相关的人口密度。
22、由基站生成Thiessen多边,统计每个多边形内手机信令总数,计算每个Thiessen多边形内人口密度,即可得到人口密度的空间分布31。本文假设Thiessen多边形内人口均匀分布,推算出街道缓冲区内人口。后续研究可结合Thiessen多边形内建筑密度和容积率分布,对高密度区域赋予高概率值,低密度赋予低值,反映个体出现的可能性32。(2)周边地块性质地块的性质直接影响着与之相邻的街道活力,总体上工业区包含的街道活力较低,商业区包含的街道活力较高。已有研究鲜有讨论地块属性如何追加给街道,于是本文做了如下探索:街段性质由100 m缓冲范围内地块性质决定,若最高类型地块面积占比超过50%,则将该类型
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