港口城市空间网络形态的跨尺度分析以德国汉堡港口为例

中图分类号 TU984 文献标识码 B 文章编号 1003-739X （2019）05-0084-05 收稿日期 2018-03-21肖 彦 | Xiao Yan 朱 嘉 | Zhu Jia港口城市空间网络形态的跨尺度分析——以德国汉堡港口为例The Multi-Scale Analysis of Port Spatial Network: The Case of Hamburg摘 要 以德国汉堡市为例，采取空间句法的定量分析技术，解读城市总体布局特征，对城市空间网络的拓扑性、集聚性，以及可达性展开跨尺度分析，总结城市空间形态的生成逻辑与演进机制。

研究结果表明，港口城市网络空间同其物质空间实体及其功能运行密切相关。

研究汉堡港城市空间形态与布局变化趋势，能够为我国港口城市的设计规划提供实证研究依据和经验参考。

关键词 汉堡港 空间逻辑 空间网络形态 跨尺度分析Abstract Spatial morphology affects the overa ll layout of t he function a l groups in port cities and reflects their historical p ro c e s s o f s e l f-e volut io n. I n c a s e o f Hamburg in Germany, taking Space Syntax analysis technology, we make quantitative multi-scale interpretation of the overall urban layout characteristics of the urban spatial network topology, agglomeration, and accessibility, so as to summarize the generation logic and evolution mechanism of spatial form of port-city. The results show that the network space of port-city is closely related to its physical space entity and its function. The urban spatial pattern and layout trend of the port of Hamburg can provide empirical research basis and experience reference for future design planning of port cities in China.Keywords Port of Hamburg, Spatial logic, Spatial network configuration, Multi-Scale analysis伴随全球临港经济的蓬勃发展，港口的贸易活动和物资流通催化城市空间的集聚效应，逐渐改变了沿海城市的格局及空间形态[1]。

现阶段，我国沿海城市纷纷提出“以港兴市”的新发展策略[2]，但在设计规划与建设过程中却问题频现，如港口与城市在布局上相互侵扰，以致港口陆域纵深褊狭。

因此，从空间的角度深入剖析国外港口城市的空间发展过程，总结其演变规律，对于我国港口城市形态与空间格局规划极富战略意义。

本文基于城市空间网络拓扑性，采用空间句法理论及测度参数，以德国汉堡港为例，从不同层面对港口城市的空间形态构造进行探索，分析其对港口经济活动的空间分布的影响，寻求汉堡港未来的发展趋势。

1 港口城市空间网络拓扑形态的定量分析港口城市通常在一定的自然地理环境、经济规律、社会文化等元素长时间作用下自组织形成，并不断演进[3]。

其演进过程在物质层面，表现为港口城市空间网络结构以及拓扑形态的改变[4]。

港口城市空间的网络拓扑形态与结构，不仅能映射出社会、经济或自然营造因素条件[5]，对港口城市经济活动的扩张，生活辅助设施的供给、集疏运网络的完善也有重要影响[6]。

港口城市空间形态方面的既有研究大多侧重于总结性与描述性的定性分析，缺少数据方面的定量支撑，难以对港口城市空间形态与功能布局，以及港口城市的空间发展做出有规律、有系统的总结。

因此，迫切需要对港城空间网络形态与组织构架展开定量分析，探究港口地带空间形态演化的规律性特征，从而对港口城市未来的发展趋势做出理论预测。

本文从城市网络形态与空间结构入手，运用空间句法轴线模型与空间网络拓扑参数对港口城市空间形态的拓扑结构进行定量分析①，探讨其内在演进机制[7]，对港口城市空间发展的规律进行归纳和总结，寻求空间发展的整体性规律[8]。

2 汉堡港发展概况及区位因素汉堡港位于德国北部的河流交汇入海口，市内河流密布、桥梁纵横，是德国最重要的交通枢纽之一[9]（图1）。

从17世纪至今，汉堡经历了急速的城市扩展和变化，沿河逐渐发展，最终形成以港口为中心的城市空间结构[10]。

随着集装箱运输逐渐兴盛，港口装卸功能区开始转向具备现代化装卸功能的易北河南岸地区[11]。

原港口的旧有设施则继续为传统型船舶停靠及货物的装卸与仓储提供服务。

20世纪末期，汉堡市议会通过了建设港口新城的决议，将港口迁回易北河北畔。

新城规划拓展了港口城区功能，形成了如临水居住、特色办公、创意市集等不同区块，自西向东第次展开，功能板块主题鲜明，推动了城市功能的自主成长与融汇，开启了“港口新城时代”。

3 汉堡港的空间网络形态的连通性分析基于空间网络拓扑理论，空间句法提出了一系列空间测度变量。

其中，连接值（Connectivity ）与选择度（Choice ）的空间测度参数能够反映城市空间网络拓扑形态的连通街网密度平均值1362.883286.0311673.2094799.1248480.00876370.00表1 不同半径下汉堡街网密度值表2不同半径下汉堡整合度值整合度平均值14.7722.1647.92209.98428.821084.40性。

前者反映空间网络连通性，后者度量从某个空间到达其他所有空间的难易程度[12]。

根据2000年汉堡港口规划地图，建立以汉堡港口为中心的轴线模型（Axial Map）与线段模型（Segment Map），以此分析汉堡港口空间网络形态（图2）。

从汉堡的全局连接值来看，其整体连接值较低。

但阿尔斯特湖附近的连接值明显要高于其他区域，说明阿尔斯特湖附近的空间渗透性强于其他区域。

作为汉堡城市的重要亲水开敞空间，阿尔斯特湖具有吸引人流的作用，形成良性互动，反映了景观因素会对城市空间产生影响并作用于城市的道路网结构[13]。

在线段模型中（图3），选择度的分析结果表明汉堡的选择度并非各向均质，峰值集聚在穿越易北河与港口的一条南北向线性空间，恰为当前城市中主要的交通路径。

这与其在网络中所具有的拓扑连通性紧密相关，表明该空间吸引穿越交通的潜力越大，具有较高的交通可达潜力。

汉堡的港城体系自有特色，几条大河将内城割裂为若干区域，城市内、外均需要建立完善的交通联接。

形成这些高选择度的路网轴线的原因可归结为道路和河流的共同作用，形成除海河之外的南北向新生线性长轴用于城市对外连接、交通运输便利，增强空间网络连通性。

4 汉堡港的空间网络形态的集聚性分析在港口城市发展的自组织作用机制影响下，活跃港口的城市中心通常占据该市中较好的地域，局部空间结构也相对良好。

空间的整合测度可以用于度量一个空间集聚程度，整合度愈高，该轴线对于人流和车流的汇聚与吸引能力愈强。

根据全域整合度分级色谱可以很直观地看出汉堡的整体空间网络结构关系（图4），识别人流、车流最密集的区域。

分别图示了汉堡网络全局整合度与局部整合度的空间分布形态。

全局整合度分布图表明汉堡的空间结构呈圈层式分布。

整合度峰值轴线沿易北河向东延伸至汉通过汉堡中央火车站，将人流从火车站区域引向汉堡大市场、码头等区域。

全局整合度极值发生于汉堡中央火车站及汉堡大市场所在位置，即汉堡的商业核心区，也正是汉堡老城区所在。

依托于河道建立起的老城区是汉堡人群最密集、交通流量最大、经济最繁华的地区。

对比全局整合度图与卫星图可以发现，在城市的空间构造中，具有最高全局整合度轴线的分布地带与当前城市中最主要的交通路径吻合。

这些道路空间在网络中的拓扑连接结构与其在日常使用中的主要交通地位是相关的。

反观局部整合度分级色谱（图5），全局性连续的高整合度空间结构很难鉴识，取而代之的是城市范围内出现大量散射状组团结构。

这种整体和局部的空间功能与结构之间形成的交错关联，可视为港口城市在自组织过程中的一种同步反馈结果。

究其原因，汉堡港在城市发展过程中，依托于易北河及内部的阿尔斯特湖建立了大大小小的组团，这些组团内部功能相对完善，既可以视为分散的独立系统运作，也能够在更大范围完成一个城市完整的系统结构[14]。

5 汉堡港的空间网络形态跨尺度分析5.1 不同半径下的街网密度分析在线段轴线模式下，通过不同半径下的总线段长度，即以该半径画圆能覆盖到的所有线段中点的线段长度之和，探究汉堡城市社会经济活动在不同尺度的空间结构的制约下的变化特点与分布模式。

如图6所示，半径为300m和500m时，即步行尺度覆盖范围内，街网密度高的空间节点呈点状零散分布于易北河北岸和阿尔斯特湖周围，即剧场、音乐厅等市民比较集中的社区级的核心；当半径扩大到3km和5km时，街网密度高的区域已经沿着易北河北岸和阿尔斯特湖周围形成了环状结构，集中在区域级的核心；半径为10km 时，街网密度圈层式结构更为明显，街网密度最高的区域集中在阿尔斯特湖北侧和东北侧，向机场方向的居住组团偏移。

这种层级递进的中心环放射街网格局加强了港区与内城中心的联系，它们相对独立，又互相联系，能够在一定程度上避免港口对城市生活造成干扰，使城市北部的内城中心和南部港口融洽无间（表1）。

5.2 不同半径下整合度分析根据图7不同半径下的整合度分级色谱分级所示，当半径为300m时，汉堡的整合度趋于均质，未形成整合度较高的片区。

半径为500m时，围绕着阿尔斯特湖周围开始出现局部整合度提升。

半径为1km时，上述现象更为明显。

表明该区域具备良好的自组织结构，且其构造与城市的整体结构差异性显著。

半径为3km时，整合度较高的区域已经连成环状结构，出现了几条整合度较高的轴线。

半径为5km时，整合度较高的区域向四周扩散，整合度较高的轴线更加明显，呈指状向四周发散。

半径为10km时，整合度较高的区域有向北偏移的趋势。

而易北河南侧在不同半径下整合度变化不大。