拓扑分析技术

2.1.2　拓扑分析技术

对现代城市街道网络进行空间系统分析多采取拓扑分析方法。拓扑分析是遵循图论原理，将空间要素抽象为点、线、面并探讨其结构关系^[2]的现代数学分析技术。这一技术在地理与城市空间分析领域得到了比较广泛的应用，并通过与计算机技术的集成，构建了现代空间信息科学。城市拓扑研究将城市空间系统简化为拓扑网络系统，通过分析拓扑结构参数和其间的函数关系，对空间拓扑结构进行分析解剖，归纳城市空间演化的内在规律。

自拓扑分析技术应用于城市研究中以来，大致经历了两个阶段。第一阶段是基于纯粹空间表态图形的传统拓扑分析，这一分析从客体性城市空间出发，分析的着力点在于城市空间形态的物质层面要素。传统拓扑分析要素的提取依赖于城市交通网络，其以道路交叉点作为节点，任意两个相邻节点间的连线为弧，多个弧围合的封闭区为域。通过研究节点、弧与域之间的连接、邻接、包含及整个网络内部的拓扑关系，分析空间拓扑结构的内在构成规律。第二阶段是基于城市空间主客体双重特性的空间句法分析。空间句法分析是一类新的拓扑分析技术，其内在的拓扑要素原理与前者相同，但为了表征城市空间系统的社会性与功能特征，强调了空间内在的主体特性。在拓扑空间要素选取过程中，该方法选取社会性功能强烈的可视范围内的街道空间确立句法轴线（Axial Lines），对应于传统拓扑分析要素中的弧，并选取最少数量的全部最长轴线来表征整个城市空间拓扑结构，轴线交叉点既包括网络交叉点（Junctions），也包括街道空间转换点（Turning Points）［比尔·希列尔（Hiller B.），汉森（Hanson J.），1984；比尔·希列尔（Hiller B.），1996］。这一方法以句法轴线作为分析的核心要素，通过分析轴线本身的可达性、集成性和渗透性研究拓扑结构的内在逻辑，总结其发展变化规则，借以判断城市空间系统内在的变化规律。