数据驱动・多尺度解析・多方协同|南京荷花塘历史地段:用智能模型破解保护更新难题
- 2026-04-30 07:00:43
本期推荐的文献为2023年发表于《建筑学报》上的《历史地段多尺度层级结构解析模型的建构及应用——以南京荷花塘历史文化街区为例》文章。历史地段保护与更新，从来不是简单的“修旧如旧”，而是一场空间、产权、人情、风貌交织的复杂工程。在数字化、智能化成为行业趋势的今天，如何让老街区既保留历史肌理，又能高效协调多方诉求、科学决策、精准更新？东南大学建筑学院团队以南京荷花塘历史文化街区为典型样本，基于形态类型学搭建历史地段多尺度层级结构解析模型，用自主研发的数字化工具，实现“空间量化—实时解析—多方协同—动态反馈”全流程支撑，为居住型历史地段保护更新提供了可复制、可落地的智能解决方案。
南京荷花塘历史文化街区地处老城南，是明清传统住区格局保存最清晰、风貌最完整、历史遗存最丰富的片区之一。片区北临集庆路、东靠中山南路、南接明城墙、西至鸣羊街，占地约12.57公顷，文脉可追溯至六朝，明清格局延续至今。
但长期以来，这片珍贵的历史街区面临普遍且棘手的难题：
1空间结构混乱
私搭乱建严重，街巷碎片化、断头路多，整体肌理被切割，传统空间秩序逐渐消失。
2产权关系复杂
历史遗留问题导致同一院落多户共有、产权交错，居民改造意愿不一，协调难度极大。
3传统方法失效
人工调研耗时长、信息零散；通用软件（GIS、Grasshopper等）难以适配历史地段多尺度、动态化、协同式的分析需求；设计师难以快速统筹政府、居民、投资方、设计方多方诉求，决策依赖经验，效率低、精准度不足。
在城镇化进入中后期、历史文化保护愈发重要的当下，用数字化、智能化工具重构保护更新工作流程，成为必然选择。
研究引入形态类型学与克罗普夫街区尺度层级理论，将历史地段空间从宏观到微观拆解为五层可量化、可操作、可联动的层级体系：
1城市肌理（街区层级）
整体道路网络、风貌格局、街区边界，决定片区整体空间骨架。
2单一肌理
由主/次街巷+两侧连续地块构成，是历史街区空间构成的核心基本单元，也是连接整体与微观的关键中间层。
3地块序列与道路
街巷系统与成组地块的组合关系，反映交通组织与地块布局逻辑。
4产权地块
以产权边界划分的地块，是保护更新最直接的操作单元，直接对应居民意愿与实施主体。
5建筑与院落
最微观的居住空间单元，包括建筑层数、风貌、质量、院落布局、出入口方式等。
这一结构清晰回答了：从街区到建筑，每一层空间如何关联、如何影响、如何改造，为数字化建模提供了完整理论骨架。
研究没有依赖现有商业软件，而是用Java语言自主编程，打造专属历史地段保护更新的解析模型，整体分为后端数字化转译、中端解析引擎、前端可视化交互三大模块。
（一）后端：空间形态→数字化转译（可计算、可量化）
把不可直接计算的空间形态，转为两类标准化数据：
自身属性（几何特征）
道路：长度、宽度
地块：占地面积、容积率、建筑占地率、平均层数、开放空间率
建筑：占地面积、层数、总面积、风貌评估、质量评估
外部属性（拓扑关系）
采用空间句法四大核心指标，描述空间连通性、公共性、可达性：
深度值：空间到达难度
连接值：相邻空间数量
控制度：空间对周边的影响力
集成度：空间与整体系统的联系紧密程度
为让数据更直观，模型引入K-Means聚类算法，自动将相似道路、地块、建筑分组归类，设计师无需处理复杂数据，即可快速识别空间类型。
（二）中端：解析模型（核心计算引擎）
这是整个工具的“大脑”，实现三大关键能力：
自动读取图纸
直接识别CAD/DXF文件图层，自动提取道路、地块、建筑、院落几何信息与产权、历史价值等非形态信息。
多尺度数据联动
层级数据互相绑定：修改建筑→地块自动更新→街区整体重新计算，实现牵一发而动全身的动态解析。
实时调整与循环更新
支持道路打通/拓宽、地块合并/划分、建筑拆/改/留等模拟操作，每一次修改后，模型立即重建、重新计算、输出新结果，形成“修改—解析—反馈”闭环。
（三）前端：可视化交互界面（多方协同操作）
工具面向政府、设计师、投资方、居民四大主体，打造权限分级、操作简单的协同界面：
2D+3D双视图展示，以色差直观呈现分析结果，一目了然。
左侧操作栏：快速完成空间调整、属性修改。
右侧数据栏：实时显示街区整体指标，点选即可查看单个元素详细数据。
多模式切换：自身属性分析图、外部属性分析图、历史/产权信息图、三维视图自由切换。
权限管理：居民可操作自家房屋；投资方管理已收房地块；设计师与管理方可统筹全局。
该工具已获得国家计算机软件著作权（历史地段保护更新设计辅助决策软件V1.0）。
研究将模型直接用于荷花塘保护更新前期决策阶段，重点解决路网优化与地块重组两大核心问题，效果可量化、可验证。
（一）路网优化：打通断头，疏通片区交通
荷花塘原有路网封闭、碎片化严重，交通效率低。模型辅助完成三项关键调整：
打通孝顺里、水斋庵、磨盘街等多处断头小巷，并适度拓宽。
新增谢公巷—鸣羊里南北向通路，连通西侧孤立街巷。
删除低效微型断头路，调整地块出入口，直接对接主路。
数据结果：
道路平均深度值：3.11→2.92（更易到达）
道路平均连接值：3.19→3.50（连通性显著提升）
整体空间向更公共、更通畅、更安全转变。
（二）地块重组：尊重产权，空间价值最大化
在不违背居民意愿的前提下，模型辅助完成两类地块优化：
零散地块合并
水斋庵等片区大量小地块闭塞、不临街，合并为规则、临街的大地块，适配商业等公共功能，提升活力与经济价值。
产权友好型划分
以殷高巷14-4号/14-5号为例，尊重居民保留意愿，仅整合可协商置换的改造空间，形成新的混合功能地块，兼顾保护与利用。
模型实时输出空间属性判断，确保每一步调整不破坏历史肌理、符合多方诉求、空间利用最优，最终直接输出CAD底图与三维模型，无缝对接后续详细设计。
这一模型与工具，不只是技术创新，更是工作模式的革新：
从经验判断→数据驱动
减少人工调研与重复计算，分析更客观、精准、高效，降低主观决策偏差。
从单向设计→多方协同
居民、政府、投资方、设计师全程参与、实时反馈，真正实现“共同缔造”。
从孤立分析→层级联动
微观—中观—整体同步响应，保护更系统、更完整，避免“改局部、伤整体”。
原文信息：
[1]宋哲昊,唐芃,王笑,等.历史地段多尺度层级结构解析模型的建构及应用——以南京荷花塘历史文化街区为例[J].建筑学报,2023,(10):55-61.DOI:10.19819/j.cnki.ISSN0529-1399.202310009.
（以上内容由AI总结，请注意甄别。文章具体内容可以点击左下角阅读原文）
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