拓扑分析理论发展

2.2.1　拓扑分析理论发展

1）传统拓扑分析理论

应对于城市空间形态与结构的整体性特征分析，传统的城市空间形态网络拓扑分析一直是空间网络研究的通用方法。这一方法的主要技术特征有以下几个方面:

（1）基于图论原理，将空间几何形态按点、弧、域、网络等要素进行结构分析。而城市形态在两维空间上符合拓扑特征，可以根据网络拓扑关系对其进行结构分析，寻求其中的空间关系。

（2）网络拓扑分析直接基于城市空间系统本身进行空间系统整体性研究，能够有效地解析城市空间系统演变过程中形态与结构变动的过程。

（3）拓扑分析能够揭示城市空间形态这一客观对象的特征与规律，使得城市空间形态研究具有一定的技术理性。

将城市空间形态转变为几何网络，运用图论对城市整体空间进行拓扑分析最早见于前苏联地理学家S.A.萨拉科夫的城市空间研究。国内在20世纪80年代引入此方法，武进曾运用这一方法对当时国内124个城市网络进行了拓扑网络分析，并提出城市拓扑等级与城市规模存在对应关系、城市网络核心数与城市规模成正比、网络等级越小其分支越发达、最内等级与城市中心相一致等观点（武进，1990）。张勇强也曾借助这一方法对武汉的城市网络进行了拓扑分析，解释了武汉城市空间形态的现状特征，并对网络拓扑分析方法的技术局限性进行了探讨，他认为传统拓扑分析不能反映城市内部空间结构及城市与区域空间的关系（张勇强，2001）。作者认为，城市空间形态的传统网络拓扑分析的不足主要在于:一是难以对城市空间内部的结构关系进行深入分析；二是传统研究缺乏历史动态分析，难以总结城市空间形态的阶段性发展规律；三是要素分析相对于复杂的城市空间系统显得过于简单，难以把握空间要素间（点弧之间、节点与网络之间、邻域之间等等）的深层量化关系；四是城市空间所蕴含的社会功能特征在以层级、拓扑核为主体的图形关系中难以体现。

2）现代空间句法理论

20世纪80年代，有西方学者认为:城市空间格网^[3]（Grid）与空间的社会属性（各种各样城市功能行为主体的活动）存在高度相关性。由于两者在城市系统内是高度耦合的互动子系统，因此，城市社会活动既决定空间形态的变化，也受到城市空间格网形态的支配。那么，城市空间的社会功能布局可以通过对城市空间格网的分析加以解译和优化。基于这一城市空间社会性法则，空间句法希列尔分析技术理论应运而生［比尔·希列尔（Hiller B.）汉森（Hanson J.），1984；比尔·希列尔，1996］。

空间句法分析技术源于微观空间单元之间以及空间单元结构与行为主体间的关系研究，这一技术方法的理论基础是空间格网是城市社会功能要素长期影响下自组织作用的产物，并且“空间格网本身对行为主体的运动产生影响”，因此，可以通过空间单元之间及其与整体的动态网络关系分析空间关系，并对之进行组织与结构的优化以适应空间的社会性。这一分析技术不仅用于对城市空间网络结构与城市主体的社会运动（如交通流、人口分布、购物路径、行为地图等）方面的相关研究，1990；希列尔，1996；Jiang Bin，1999］，揭示了空间格网与主体社会活动的相互作用关系。而且，空间句法分析技术对城市空间形态的整体性研究不断深入，其逻辑支撑在于“城市整体空间可以分解为多个适合分析的中小尺度空间”（Jiang Bin et al.2002），城市整体空间结构关系与运行效率取决于其空间单元之间的渗透与集成能力，而不仅仅是各个空间单元本身区位功能与空间特性。希列尔认为城市空间特性分为全局空间特性与局部空间特性，局部空间特性维系城市轴线空间在有限深度范围内的空间社会功能，全局空间特征维系城市轴线空间在最大深度范围内的空间社会功能；并且在整个城市空间系统中，空间全局特性还取决于局部空间之间的相互作用关系，而这种“局部—局部”和“局部—全局”的空间相互关系存在于空间系统自身的构形（Configuration）之中，体现为不同历史阶段空间格网结构的变化。因此，对城市空间系统的整体综合研究可以简化为对蕴含社会逻辑特质的城市格网的构造逻辑研究。通过分析城市格网的空间逻辑关系及其变化，探讨城市空间系统的有机演变过程^[4]。