陳以樂,鄭 亮 ,鄭劍藝
景觀視線保護(hù)源于20 世紀(jì)初期各國的風(fēng)景規(guī)劃體系中的風(fēng)景保護(hù),如1919 年日本京都市制定《城市建筑法》中對居住區(qū)高度控制、1923 年奧地利的州法案強(qiáng)調(diào)建筑與風(fēng)景協(xié)調(diào)、1938 年英國倫敦大火紀(jì)念碑周邊高度控制等[1],發(fā)展至今,其趨勢可歸納為:①風(fēng)景規(guī)劃作為范圍更為廣泛的環(huán)境保護(hù)政策之環(huán)節(jié),建立獨自的規(guī)劃體系,并與城市規(guī)劃的土地利用控制體系一起發(fā)揮作用;②與前者相反,風(fēng)景規(guī)劃最終被納入地區(qū)詳細(xì)規(guī)劃之中,合二為一形成高精度的城市規(guī)劃控制體系[1]。因此在城市發(fā)展中,歷史紀(jì)念物和具有特別意義的自然風(fēng)景構(gòu)成的景觀對于塑造城市風(fēng)貌、特征、形象、肌理具有重要的結(jié)構(gòu)性意義,該要素成為了城市規(guī)劃和管控的重點[2]。隨著城市建設(shè)與景觀保護(hù)的矛盾日益顯現(xiàn),以人的視覺空間形態(tài)為導(dǎo)向的景觀視線保護(hù)逐漸受到國內(nèi)外城市的重視并制定出一系列的措施[1],如英國的戰(zhàn)略性眺望景觀和地方性眺望景觀(圖1)[3],法國的遠(yuǎn)景、全景、視廊三種紡錘形控制(fuseaux de protection)方法(圖2)[4],日本風(fēng)致地區(qū)(ふうちちく)景觀控高[5]。
圖1 倫敦的戰(zhàn)略性眺望景觀保護(hù)
圖2 巴黎地方城規(guī)(PLU)紡錘形控制保護(hù)區(qū)
在我國,城市景觀視線的保護(hù)規(guī)劃研究和實踐發(fā)展迅速。王建國研究團(tuán)隊在西湖景觀眺望研究中提出“景”和“觀”互動評價理論,將西湖分為102 個視點人工實測獲得視覺數(shù)據(jù)[6],并提出4 個圈層的周邊建筑高度控制數(shù)值[7]。在南京專題性總體城市設(shè)計編制中提出鳥瞰眺望視廊、遠(yuǎn)景平眺視廊和高點環(huán)眺視廊3 種[8],在無錫總體城市設(shè)計[9]和南京東山地區(qū)城市設(shè)計[10]也提出視廊控制要求。香港城市設(shè)計指引中亦提出了眺望點和山脊遮擋的視線景觀控制要求[11]。另有學(xué)者探索視線分析的量化計算方法,其基本原理仍然建立在以特定觀察點為依據(jù)的剖面三角函數(shù)視線計算求得視線[12,13],或者進(jìn)一步擴(kuò)展為一條特定觀察視線,選擇若干個典型斷面,再通過ArcGIS 形成視線曲面[14]。也有集中于對視線吸引要素及質(zhì)量的評價[15],或者立足于山水環(huán)境特色提煉“山望城”和“城望山”的視覺互饋模式[16],從而推到觀景場域、路線或控制主體周邊的建筑高度。使用的軟件主要以地理信息系統(tǒng)(ArcGIS、ArcScene)為主[18,19],其次有利用空間句法軟件(Depthmap)[20]、參數(shù)化設(shè)計軟件(Grasshopper)[21]等計算機(jī)技術(shù)的二次開發(fā)和應(yīng)用。景觀視線和視廊對城市景觀保護(hù)起著重要作用,但目前的研究和實踐中,仍主要以定性分析和特定剖面二維幾何分析為主,再擴(kuò)展到鄰近地區(qū)。在英國的景觀視廊控制方法采用平面和剖面結(jié)合的二維分析,無法面對復(fù)雜的建筑形體,與實際相差較多,需要引入計算機(jī)模擬才能解決。法國的紡錘形控制方法相對較為全面,然而其幾何計算方式繁瑣,需要依靠人工方式逐個計算。
2007 年,我國澳門由于東望洋山周邊建設(shè)引發(fā)景觀危機(jī),引起了聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)的關(guān)注和介入調(diào)查,并提出了整改期限和要求;2021 年第44 屆世界遺產(chǎn)大會上,UNESCO 由于英國利物浦濱海區(qū)的開發(fā)計劃嚴(yán)重?fù)p害了歷史遺跡,而將利物浦海事商城從世界遺產(chǎn)名錄上除名。同時,匈牙利布達(dá)佩斯市政府堅持在布達(dá)城堡地區(qū)修建摩天大樓導(dǎo)致多瑙河的傳統(tǒng)景色受到破壞,也引發(fā)了UNESCO 的嚴(yán)重警告。針對不受控制的高速發(fā)展給城市遺產(chǎn)保護(hù)帶來嚴(yán)重威脅的現(xiàn)況,UNESCO 提出了城市歷史景觀(HUL)的理論和方法[22]。因此,世遺景觀的保護(hù)管理、重要景點的眺望景觀視線分析方法的探索仍是當(dāng)前城市發(fā)展和保護(hù)相協(xié)調(diào)所面臨的迫切問題。而澳門近期擬訂的《澳門歷史城區(qū)保護(hù)及管理計劃》中,雖然涉及景觀視廊和視線的保護(hù)要求,但也僅以箭頭示意,尚未能提供客觀準(zhǔn)確的劃定依據(jù)。對此,本研究借鑒法國紡錘形控制概念,以重要景觀為對象,采用參數(shù)化技術(shù)計算生成紡錘形視線,并得出城市戶外空間所有紡錘形視線的視點,以及紡錘形視線區(qū)域內(nèi)的建筑海拔最大高度數(shù)值。
重要景點眺望的參數(shù)化分析,首先需要建立景點和視點之間的連線,作為虛擬的視線。景點,即城市中重要的景觀標(biāo)志物或建筑物。其次是視點,人在城市戶外空間觀察景點的位置。為了便于計算分析,將景點和視點均簡化為一個幾何意義的“點”。景點的“點”選擇在景點外輪廓的最上部,視點則假設(shè)將城市地面以10m×10m 網(wǎng)格化,網(wǎng)格相交的“點”設(shè)為視點。利用參數(shù)化軟件編程,連接上述兩“點”形成虛擬的視線。理論上,網(wǎng)格越小則視點越密集,軟件生成的紡錘形視線越密集,越接近真實情況下的任意觀察視點,分析精度就越高。然而,受到計算機(jī)運(yùn)行負(fù)荷限制,10m×10m的視點密度已能滿足城市戶外空間的分析要求。
利用澳門特別行政區(qū)地圖繪制暨地籍局2019 年12月版本澳門數(shù)碼化地圖作為城市建筑的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),采用Rhinoceros 軟件分別生成城市地形模型和建立建筑體塊模型。為了確保模型信息的準(zhǔn)確性,進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研和高德地圖API 平臺數(shù)據(jù)的補(bǔ)充核對,進(jìn)一步完善城市模型。其次是將城市地形模型與視點網(wǎng)格匹配,使得視點網(wǎng)格隨地形表面附著。導(dǎo)入城市建筑體塊模型,通過Rhinoceros 電池組編程分析,刪除所有景點和視點連線中與建筑體塊觸碰的視線,即被建筑物遮擋的視線,剩余的視線就是未被遮擋的有效視線。
根據(jù)以上思路結(jié)合Grasshopper的電池組編程方法,以實現(xiàn)紡錘形視線的計算(圖3)。編程流程主要為:①將建筑、地形、道路等模型數(shù)據(jù)利用Mesh Jion 模塊結(jié)合,并通過Mesh模塊將模型數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格數(shù)據(jù)(圖4A)。②利用Square(SqGrid)模塊設(shè)定與分析精度相關(guān)的網(wǎng)格平面位置、尺寸、X 軸長度、Y 軸長度等,并通過Mesh Ray 模塊將網(wǎng)格中的交點投影到地形和道路的模型中,同時用Move 組件向Z 軸偏移1.6m 模擬人站在場地中的視點(圖4B)。③設(shè)定景點(Point),并通過Line組件將景點與視點相連生成全局視線(圖4C)。④利用MCX 組件將全局視線與現(xiàn)狀模型進(jìn)行連接并標(biāo)記為“0”和“1”,“0”即是視線與模型交錯,“1”即是視線與模型未交錯。通過Equality 組件統(tǒng)計所有為“0”的線段,使用Cull Pattern 組件將“0”的線段剔除,得到所有為“1”的線段,生成紡錘形視線圖(圖4D)。⑤利用Gradient組件標(biāo)記所有為“1”的線段視點為紅色,反之則為藍(lán)色,并用Dot Display 組件渲染為彩色球,生成紡錐形控制區(qū)分析圖(圖4E)。
圖3 視線分析邏輯與流程圖
圖4 電池組設(shè)置
東望洋燈塔位于澳門半島東南側(cè)的東望洋山,建于1864 年,1865 年建成后持續(xù)運(yùn)作至今,是中國沿海地區(qū)歷史最悠久的現(xiàn)代燈塔之一,在2005 年列入世界文化遺產(chǎn)名錄,是澳門重要的城市地標(biāo),也是澳門作為貿(mào)易海港城市的價值見證,在視覺上聯(lián)系著歷史城區(qū)、海洋、港口[23]。20 世紀(jì)20 年代開始,澳葡政府開始制定一系列的填海造陸和都市更新計劃,1920 年代開始填海,1970年代到1980 年代效仿香港中環(huán)的高密度高強(qiáng)度規(guī)劃[24]。但直到回歸前,這個片區(qū)的發(fā)展仍然較為緩慢。回歸后經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,新口岸的高層建筑陸續(xù)建成,建筑與燈塔的遮擋問題逐漸成為社會各界、UNESCO、世界遺產(chǎn)大會等熱議關(guān)注點,同時城市發(fā)展和世遺保護(hù)的矛盾也更加突出[25,26]。但是,對于目前燈塔的景觀可視區(qū)域一直無法厘清,景觀視廊的定義過于模糊。
在設(shè)立東望洋燈塔為觀察對象,建立精細(xì)化模型以后,導(dǎo)入Rhinoceros 平臺下的 Grasshopper 軟件進(jìn)行計算分析(圖5)。同時為驗證模型數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和研究結(jié)果的合理性,通過實地調(diào)研對東望洋燈塔周邊區(qū)域的建筑數(shù)量、建筑高度、道路設(shè)施、可視狀況等對比模型數(shù)據(jù)進(jìn)行相互的驗證。通過現(xiàn)場調(diào)研可知,東望洋燈塔周邊區(qū)域可視場地有友誼大馬路、金蓮花廣場、蒙地卡羅前地、澳門科學(xué)館停車場、塔石廣場等(圖6)。但東望洋山周邊區(qū)域的可視程度,在澳門半島的戶外可視空間具體地點,需要進(jìn)一步的研究分析。研究以東望洋山周邊區(qū)域的紡錘形視線狀況進(jìn)行模擬,通過紡錘形視線的結(jié)果論證該地段的建設(shè)對東望洋燈塔景觀的影響,同時對燈塔在澳門半島的景觀視線作出整體的分析判斷。以東望洋燈塔為景點,將澳門半島的地面公共區(qū)域與其相連線,排除被干擾的視線后得到紡錘形視線分析圖,圖7-A 為紡錘形視線,圖7-B 為標(biāo)記可視區(qū)域的紡錘形控制區(qū)(圖7)。
圖5 以東望洋燈塔為觀察點的視線分析流程
圖6 東望洋燈塔周邊區(qū)域可視景觀
如圖7A 所示,在澳門半島的區(qū)域內(nèi),紡錘形視線主要集中在東南方向,根據(jù)量化分析結(jié)果標(biāo)記序號1 至8區(qū)域,依次為螺絲山公園、外港碼頭、金蓮花廣場、澳門科學(xué)館停車場、南灣湖片區(qū)、主教山小堂、塔石廣場和圣味基墳場,與澳門文化局?jǐn)M定的《澳門歷史城區(qū)保護(hù)及管理計劃》[27]中的規(guī)定基本吻合,并且發(fā)現(xiàn)序號1、3、4 方向的紡錘形控制區(qū)即螺絲山公園、金蓮花廣場、澳門科學(xué)館停車場的戶外空間也能與東望洋燈塔的景觀視線連通,并具有較好的景觀視線空間。圖8 中A 為外港碼頭及海面、B 為畢士達(dá)大馬路戶外空間、C 為塔石廣場以及圖D 為金蓮花廣場,是澳門目前重要的城市公共空間,均可清晰看到東望洋燈塔,需要重點關(guān)注與保持其視線良好的通達(dá)性。
圖7 以東望洋燈塔為景點的澳門半島紡錘形視線分析結(jié)果
圖8 紡錘形控制區(qū)實地觀察結(jié)果
位于澳門西望洋山上的主教山小堂(圖9),被評定為“具有建筑藝術(shù)價值之建筑物”并收錄在《澳門文物名錄》。1990 年后,澳門城市高速發(fā)展,澳門特區(qū)政府制定“玫瑰園計劃”,西望洋山南側(cè)的南灣開始了填海,形成了南灣湖C、D 區(qū),海面也被分為西灣湖及南灣湖兩片水域。2008 年初獲中央批準(zhǔn)在南灣湖南側(cè)填海建設(shè)新城B 區(qū)[28],繼而形成了與南灣湖C、D 區(qū)南側(cè)相連的新城B 區(qū)(圖10)。南灣湖C、D 區(qū)(即目前地塊編號為C1 至C17、D1 至D5 區(qū)域)與新城B 區(qū)西側(cè)用地共同構(gòu)成了當(dāng)前南灣湖片區(qū)的建設(shè)用地(圖11)。
圖9 1950 年主教山小堂
圖10 南灣湖片區(qū)填海歷程(A:主教山小堂;B:南灣湖片區(qū);C:新城B 區(qū))
在澳門南灣湖片區(qū)的規(guī)劃過程中,陸續(xù)建設(shè)了澳門旅游塔、澳門旅游塔會展娛樂中心、初級法院刑事大樓、消防局總部大樓、立法會、終審及中級法院大樓、中葡國家商貿(mào)合作服務(wù)平臺綜合體等建筑物,其余待開發(fā)的土地,近期因為建筑限高問題引起了社會廣泛關(guān)注[29],至今仍然閑置(圖11)。各部門對該地段制定出相應(yīng)的建筑控高政策,如土地運(yùn)輸工務(wù)局在該地段批出的規(guī)劃條件圖,但未覆蓋所有的樓宇最大許可高度?!栋拈T特區(qū)城市總體規(guī)劃草案》中制定該地段的樓宇最大許可高度為62.7m,不能反映建筑與景觀的距離對視廊的影響。在控高政策的方法上,均以特定角度在二維平面或剖面對景點、視點和視廊進(jìn)行分析,與景觀視線的三維空間視角仍有較大差距和缺陷。
圖11 南灣湖建設(shè)用地現(xiàn)狀建筑及地塊
為了提高對復(fù)雜空間視域分析的效率,本次編制的程序主要分為視域判斷及建筑高度判讀兩個部分(圖12)。首先,結(jié)合場地的實際地形、現(xiàn)有建筑、道路等要素建立數(shù)字模型,由于植物對場地的影響較小且具有一定的可控性,暫不考慮植物對視域的影響。在城市數(shù)字模型的基礎(chǔ)上設(shè)定主教山小堂為景點,場地內(nèi)的建筑、地形及道路為視線干擾物,澳門半島與氹仔之間的海域模型上利用網(wǎng)格工具劃分等距網(wǎng)格,網(wǎng)格結(jié)構(gòu)線的交錯點設(shè)為紡錘形控制區(qū)的視點。
圖12 南灣湖片區(qū)分析計算程序編制流程
其次,連接所有視點與景點,設(shè)為全局視線,從生成的全局視線中排除被現(xiàn)有建筑、地形及道路遮擋的視線,篩選得到有效可視視線,以紡錘形視線距離為依據(jù)標(biāo)記不同的顏色,根據(jù)標(biāo)記的紡錘形視線距離劃分遠(yuǎn)、中、近的距離觀察軌跡(圖13)。3 條觀察軌跡可以作為山海視線保護(hù)中分別利用不同觀察軌跡與景點的連線生成對應(yīng)的紡錘形控制區(qū)。
圖13 近、中、遠(yuǎn)觀察軌跡
最后將場地內(nèi)空置地塊的街道準(zhǔn)線投影至不同觀察軌跡生成的紡錘形控制區(qū)上得到不同的Z 軸數(shù)值,Z 軸的數(shù)值在空間等同于高度數(shù)值。因為模擬的建筑體塊為平屋頂,所以在每個街道準(zhǔn)線生成的Z 軸數(shù)值中選用最小值,根據(jù)該數(shù)值拉升街道準(zhǔn)線成建筑體塊,為不同高度的建筑體塊上色以區(qū)分不同和建筑體塊之間的差異,獲取最終的建筑高度值(圖14)。此外,在遠(yuǎn)距離觀察軌跡中,由于地塊周邊的現(xiàn)有高層建筑(例如一號廣場)已經(jīng)對主教山小堂的視域產(chǎn)生遮擋,因此在遠(yuǎn)距離觀察軌跡中,新城B 區(qū)東側(cè)的部分建筑未列入研究的范圍。
圖14 近、中、遠(yuǎn)觀察軌跡分析形成的紡錘形控制區(qū)
4.3.1 建筑形態(tài)及天際線比較
不同的距離觀察軌跡對地塊的建筑最大許可高度計算結(jié)果不一樣,近距離觀察軌跡模擬的建筑群具有明顯的前后階梯式層次和高低錯落有致的天際線,與周邊建筑較為協(xié)調(diào),且對主教山小堂及西望洋山的遮擋最少,建筑高度介于5.1m 至58.3m 之間(圖15)。在中距離觀察軌跡下,新城B 區(qū)西側(cè)及東側(cè)的建筑產(chǎn)生了明顯的遮擋關(guān)系,最高海拔建筑高度相比近距離觀察軌跡有明顯的提升,西望洋山幾乎完全被建筑遮擋;在遠(yuǎn)距離觀察軌跡下,新城B 區(qū)建筑的最高海拔建筑高度進(jìn)一步提升,對西望洋山的遮擋比中距離觀察軌跡下分析結(jié)果更為嚴(yán)重。因此,近距離觀察軌跡的建筑高度對景觀視線影響較小,擁有較好的建筑立面天際線效果。
圖15 近、中、遠(yuǎn)觀察軌跡立面圖
4.3.2 建筑最大許可高度比較
目前,澳門相關(guān)部門對南灣湖片區(qū)的建筑最大許可高度做出了相應(yīng)的規(guī)劃及公示,如澳門土地工務(wù)運(yùn)輸局(DSSOPT)及其制定的澳門城市總體規(guī)劃(草案)等[30]。其中工務(wù)局對C1、C3 至C9 及C12 地塊以街道用地準(zhǔn)線圖則的形式公布了其地塊控高數(shù)值,總規(guī)則以一刀切的方式將該片區(qū)統(tǒng)一制定為不超過62.7m。上述研究可知近距離觀察軌跡的建筑形態(tài)及天際線呈現(xiàn)的效果更好,因此主要以分析結(jié)果中近距離觀察軌跡建筑海拔高度數(shù)值與其他部分制定的建筑海拔高度進(jìn)行對比(表1)。
表1 本研究與各部門公示的建筑海拔高度對比(單位:m)
(1)通過參數(shù)化運(yùn)行下形成的紡錘形控制區(qū),可精確計算南灣湖片區(qū)的建筑最大許可高度具體數(shù)值。目前總規(guī)將該片區(qū)的高度統(tǒng)一在62.7 米以下,避免了建筑最大許可高度超過西望洋山山體的海拔高度,雖然具有一定的合理性,但對于具體的地塊沒有建筑高度的區(qū)分,不利于對建筑天際線的控制,且未來澳門海上游項目開展時,也不利于對海上觀景路線的規(guī)劃。
(2)在地塊C1、C3、C4 的中、近距離觀察軌跡建筑最大許可高度與工務(wù)局制定的高度相近。并且發(fā)現(xiàn),在C7 地塊中,近距離觀察軌跡建筑最大許可高度數(shù)值高于工務(wù)局制定的高度,因此以上地塊工務(wù)局制定的高度具有一定的合理性。
(3)C5、C6、C8、C9 及C12 五個地塊中,近距離觀察軌跡建筑最大許可高度明顯低于工務(wù)局制定的高度。尤其是在工務(wù)局制定的C5、C6、C8、C9 地塊中,113.5m 至150m 高度已經(jīng)明顯超出西望洋山山體海拔高度62.7m,勢必會對西望洋山及主教山小堂的景觀視線造成較大的影響。另外,C7 地塊在近距離觀察軌跡建筑最大許可高度計算得出的45.8m 高于工務(wù)局制定的34.5m,在實際建設(shè)中可考慮適當(dāng)提高C7 的建筑最大許可高度。
(4)在其它地塊中,目前相關(guān)部門的文件并未給出具體建設(shè)指引,但本次研究將C10、C11、C17、D2 至D5 以及新城B 區(qū)4 個地段的建筑最大許可高度精確計算出,可為后續(xù)該片區(qū)的城市設(shè)計指引作參考。
本研究編制了參數(shù)化景觀視線分析的二次開發(fā)程序,并應(yīng)用在以澳門東望洋山周邊區(qū)域為例的城市戶外空間的可視域分析以及南灣湖片區(qū)待建設(shè)地塊的高度控制計算中,在三維空間上對景觀視線的模擬及分析具有更客觀的輸出結(jié)果及效果呈現(xiàn),彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的景觀視線分析中局限于二維平面的缺陷,在景觀視線分析中具有重要作用。
在分析方法構(gòu)建方面,以量化的紡錘形視線計算分析為依據(jù),建立可視化的紡錘形控制區(qū)分析模型,得出客觀科學(xué)的分析結(jié)果,比二維平面分析精確度更高。通過科學(xué)分析,不僅可以量化計算城市戶外空間可視域的具體分布位置,還可以快速獲取相對精準(zhǔn)的建筑最大許可高度數(shù)值,減少在城市設(shè)計中景觀視線可視域范圍、高度控制的主觀性及爭議性,后續(xù)仍可基于此建構(gòu)歷史性城鎮(zhèn)景觀(HUL)的評價方法,應(yīng)用于景觀多樣性的保護(hù),從而引導(dǎo)城市科學(xué)發(fā)展和保護(hù)。
《澳門特別行政區(qū)城市總體規(guī)劃(2020-2040)》在2022 年2 月正式生效,目前正在開展分區(qū)詳細(xì)規(guī)劃,例如外港區(qū)-1 和外港區(qū)-2 詳細(xì)規(guī)劃編制,視線控制成為制定整體形態(tài)控制、景觀環(huán)境和建筑高度的重要量化手段。而《澳門歷史城區(qū)保護(hù)及管理計劃》中其它方向的景觀視廊如,圣地牙哥炮臺至十字門水道方向、媽閣廟至內(nèi)港水道方向、大炮臺與東望洋炮臺等,后續(xù)仍可以進(jìn)一步計算分析,在現(xiàn)階段仍有較大的應(yīng)用價值。未來還可以廣泛應(yīng)用到我國內(nèi)地其它城市的地標(biāo)建筑、歷史街區(qū)標(biāo)志物、城市區(qū)域限高等研究中,并且可以結(jié)合人對空間的主觀感受、樹木遮擋情況等再進(jìn)一步對景觀視線作出更精細(xì)化的分析。
圖、表來源
圖1:引自參考文獻(xiàn)[3];
圖2:引自參考文獻(xiàn)[4];
圖9:引自:利冠棉,林發(fā)欽,19-20 世紀(jì)明信片中的澳門[M],澳門歷史教育學(xué)會,2008:93.
表1:根據(jù)參考文獻(xiàn)[28]、[29]的數(shù)據(jù)繪制;
其余圖片由作者繪制。