摘要
聚落是人类生活的场所，乡村聚落是乡村地区人类各种形式的居住场所，乡村聚落的空间平面形态是乡村聚落形态研究的一个重要组成部分，可以反映聚落的结构性和秩序性。论文对乡村聚落空间平面形态的量化方法展开探索，旨在对聚落的营建过程中表现出的聚落空间形态的特点，提供可量化的指标方案，为我国传统乡村聚落有机更新提供有效的符合乡村可持续发展的理论与技术手段。
乡村聚落是中国文化的重要组成部分，它是民居建筑单体的聚集，其聚集方式及建筑物的朝向构建了聚落的整体形态并界定了聚落内外之间的关系。然而，在乡村聚落的研究中，传统的定性研究方法较为常见，对聚落进行定量分析的研究较少，导致我们缺乏对乡村聚落空间平面形态的科学理解和量化评价方法。因此，本文通过以张家口张北县的15个村庄边界形态指数及离散度的相关数据为基础，从行业专业的角度进行解读、计算、统计、分析，提炼出一套适用于乡村聚落边界形态类型的量化指数，旨在对乡村聚落边界形态进行界定。研究发现，冀西北地区的乡村聚落空间平面形态多以带状分布为主，长宽比接近1:1，且指状特征明显。其次，本研究还发现乡村聚落平面形态除了与受到内部结构的影响，与外界环境因素也有强烈关联。启示我们在今后的乡村规划工作中，我们需要避免只依靠传统设计思路及人为的主观影响指导判断，而是要借助参数化工具给予度量，以期望在抽象的规划指标之外，提供更为精确的数据储备对聚落平面形态赋予理论支撑。
本文结尾部分对所用的研究方法做了部分评述，除了考虑到的在研究方法上所需要的推进之外，也对研究过程中的不足进行了补充说明，并提出可以向聚落中心性的有无和建筑及空间三维高度的方向上进行研究，以便于更好地理解聚落形态。论文最后给出了关于中国传统民居保护与发展问题的一些思考：要加强规划指导，重视调查、评估工作，定性、定量的研究方法相结合开展设计工作。希望通过本论文的论述，为我国冀西北地区传统村落的保护与发展提供一个参考意见。
关键词:冀西北；乡村聚落；总平面图；边界形态；量化分析
一、绪论
1.1背景
为了深入贯彻落实党的十九大精神，全面贯彻落实xx，2022年6月，xxx关于实施乡村振兴战略的决定，国标委及时修订2015版标准，对有关内容进行了拓展，对创建美丽宜居乡村进行顶层设计、明确定位、提供指引。反映出国家对乡村居民的高度重视，在中国乡村聚落的发展历程中，这是一个重要的探索，更是时代背景的必然选择。
万里潇湘，江山丽丽，聚落为地球上人类活动之核心，这里既有人的栖居，也有生命的存在、休息及从事各项社会活动之处，它还是人们从事劳动和生产的地方，其中既有乡村的，也有城市的，都是人类聚居的地方。随着我国工业化进程加快，城乡二元结构逐步消失，城乡差别越来越小，但同时，由于人口迁移，产业转移及城镇化发展，导致许多传统村落消亡或逐渐向城镇集中，形成新的区域——乡村聚落。本文所研究的乡村聚落是指农村人口聚居、主要从事农业生产的村落地域空间。随着我国改革开放的深入，城乡经济一体化进程加快，城乡二元结构逐步消失，城镇数量迅速增加，城镇人口占总人口比重越来越大，从而引起城乡空间结构发生变化。城市化对乡村聚落空间影响较大，更是城市化进程中各种因素对村落地域空间影响的过程，在城市化的大环境下，乡村聚落空间经历了一个逾越的发展史，主动型演变过程，如集聚扩展式，无序膨胀式，亦有为城市所环绕的现象，撤并后的消极改造现象等。从城乡二元结构向城乡一体化转变，这使得乡村聚落间形成了相互依存，相互制约又彼此依存的共生关系。也有与城市空间相分离的城市消极性开发，这是显而易见的，在相同发展背景下或者外力作用下，受乡村聚落间资源条件和区位优势影响，经济发展水平，社会环境诸条件差异，特别是，它和城市之间存在着区位关系，经济和社会发展条件也存在着差异性，在不同乡村聚落中的作用也不一样，并使之在空间上出现不同演变特征。
因此，对乡村聚落进行研究在城市化过程中是一个不容忽视的方面，同时，这是实现乡村振兴和共同富裕绕不过去的一条路，在上述问题日益突出的今天，乡村聚落空间未来的发展，也引起了国家及社会各界学者们的普遍关注。在这一城乡之间社会问题大环境中，本论文从冀西北地区一些村落的聚落空间入手，进行研究，通过对此区域聚落空间平面形态的分析和讨论，以期对未来乡村聚落建设奠定一定的理论基础。
1.2研究目的和意义
1.2.1研究目的
冀西北地区是我国华北经济区最为落后的农村地区之一，近年来随着城乡一体化发展的加速，该地区的人居环境得到了一定的提升，基于“乡村聚落”视角对该地区人居环境人居环境的现状进行实证分析。我们可以看到，冀西北地区具有良好的居住条件和生态环境，村落数量众多，实现了一定程度的人口集聚效应。然而，在这一过程中，也存在着一些问题。例如，农村居民的生活条件远远落后于城市居民，基础设施建设相对薄弱，公共服务水平不尽如人意，人们的生活质量得不到保障。此外，城市化进程的推进也使得农村土地资源的快速开发加速，导致生态环境的破坏和农村文化的丧失，这些问题都制约了冀西北地区的可持续发展。而在加强村镇建设管理方面，首先需要加强对乡村聚落的规划和设计。应该在规划设计阶段，注重对传统文化和历史遗产的保护和利用。其次，还需要注重科技创新，引入新的科技手段，如智能化、自动化、数字化等，提高村庄的建设水平和品质，实现可持续发展。第三，应该对冀西北地区乡村聚落的空间平面形态特征进行深入分析。这是了解乡村聚落的空间演变发展规律的基础，也是制定科学的规划和设计方案的重要依据。第四，通过量化分析乡村聚落边界形态的指标，评价乡村聚落边界的合理性、适宜性和可塑性，为未来乡村聚落规划和管理提供参考。
1.2.2研究意义
a、理论意义
量化分析可通过数据的集成来实现，把现实的某些感性表达转化为指标公式或模型，对地方传统村落保护工作提供大量数字化资料信息，让我们能够更直观地看到实际生活中所出现的各种问题，让问题清晰明朗，帮助设计者更好地把握自然、文化、社会和经济等因素，并且对问题解决的实施途径提供了有力的依据。对得到的数据进行量化，在一定程度上，表征了这一地域中村落形态所具有的独特空间特色与内涵，保留为数据，以及村落形态数据库，以及其他基础图形与数字信息的构建，有利于有关人员或者部门对于传统村落发展方向进行有效地动态监管，并且及时恢复村庄的现时状态，促进聚落的合理有效发展。
b、现实意义
针对冀西北地区的乡村聚落空间进行量化研究，可以为乡村建设提供实际的指导意义。定量化解析方法不仅可以扩展研究范围和深度，还可以提供大量理性数值区间信息，深入了解乡村聚落与周边环境的关系，从而明确解决问题所需措施的优先级，优化提升聚落的空间结构和形态，更好推动乡村振兴战略的实施。同时本研究对于历史文化遗产保护、数字化城乡建设等方面也具有重要作用。这种方法论是一种全新的研究方法，相较于定性研究方法和研究范围更具优势。从认知的角度来看，将传统村落的形态特征从主观的感性认知提升为客观的数字化认知，是人类认知能力的又一次重大进步和创新。在进行当地村落规划保护与新村落建设时，可以利用之前所得出的数值区间或数值标准，采用参数化设计方法进行有效的设计输出。同时，还需要与规划设计师的主观规划设计思想相结合，以控制条件的方式引导规划设计，使村落形态肌理特征与原有乡村肌理形态相符合，从而实现传承和重构乡土文脉特色的目标。
1.3相关研究综述
1.3.1国内研究现状
知网中以“乡村聚落空间形态”为主题进行中文文献的检索，截止到2022年4月，共得到1222条结果，其中期刊277篇、学术辑刊6篇、国内会议18篇、硕士学位论文782篇、博士学位论文139篇。从近几年来的研究成果来看,我国学者对聚落空间物质形态的研究视角已经由原来的中观逐步扩大至宏观层面，并且研究内容和角度也更加多元化，多学科交叉研究的学术成果比比皆是，大多数是与自然地理、社会经济、历史人文等学科相结合展开研究进程。
致力于聚落形态量化方法的独创性研究的代表人物，主要有王昀教授和浦欣成博士等，其研发的有关聚落形态的量化方法相对系统成熟，且最具有影响力。其中浦欣成博士所著的《传统乡村聚落平面形态的量化方法》，建立了典型的村落空间形态量化指标体系,这种量化方法使传统村落形态量化的可操作性加强，也为后续学者提供了有关传统聚落量化的具体实战方法与技术。在传统村落形态研究的领域内，“浦氏”量化方法目前在国内较为普及。
1.3.2国外研究现状
乡村聚落空间平面形态量化研究是一个比较新的研究领域，国外的研究也较少。X一些研究机构和大学对传统村落量化研究进行了一些探索和实践。其中，研究的重点主要集中在城市和乡村房屋的空间分布、共同设计和适应性等方面。例如，X康涅狄格大学的研究团队探索了乡村聚落空间组织的特点，以及如何在这些地区寻找和发展城乡之间的联系对于国外关于聚落性质的研究方法和理论；而在欧洲，荷兰是一个较为典型的乡村聚落平面形态量化研究国家。荷兰的乡村聚落平面形态量化研究主要集中在荷兰农村的建设和发展规划方面。荷兰开发了一种名为“集群村庄”（Cluster Villages）的新型农村聚落形态，旨在通过将不同规模和类型的乡村聚落组合在一起，提高居民的生活质量和社交基础设施。日本也对乡村聚落平面形态量化进行了一些研究，其主要研究方向是如何提高乡村聚落的竞争力、适应性和可持续性。此外，日本还试图将乡村聚落的传统元素与现代设计相结合，以创造出一种更具文化特色和现代感的乡村聚落。总的来说，乡村聚落平面形态量化研究在国外尚处于发展阶段，研究的重点主要集中在乡村建设和发展规划方面，以提高乡村竞争力、适应性和可持续性。笔者通过对现有文献资料的梳理和研究，可以简单地分为两类：一类是采用定量研究方法。完全忽视村落特征和文化历史的文脉，只是在物质的质地和形状层面量化具体参数，进而刻画村落的形态特征，这也是近年来主要的研究方法。另一种是比较传统的研究方法。从历史文脉、文化内涵和空间形态等方面对聚落研究对象进行定性分析，主要采用类型学、历史地理学、认知意象和现象学等理论和方法的定性研究分析。在研究方法上，定性研究占了现有冀西北传统村落研究成果的绝大部分。这类研究的结果多是从经济发展、历史文化、村庄选址和村庄建设机制要素、风水理念、村庄总体布局、传承与保护等方面对传统村落进行定性描述。细观测量方面，利用现代定量方法对传统村落的平面物质形态和肌理进行深度定量分析研究的成果几乎为零。这些问题需要进一步探索和解决，以填补形态学定量研究的空白。
1.4研究范围和内容
1.4.1研究范围的界定
本篇文章所指的冀西北地区是行政区域范围，指位于河北省西北部的张家口全境。本文着眼于张北县的部分村庄展开重点论述。因张家口脱胎于冀、晋、蒙三省交界，衍生在高寒干燥的塞外赵北之地，形成了富含多种地方文化特色的民俗，成为燕赵大地独特的一面镜子，同时，张北县位于华北内地与内蒙连接的咽喉地段，区域内拥有高原、丘陵、山麓等多种自然地理条件，地势起伏变化，形成了错综复杂丰富多彩的聚落立地构造的环境；张北县有着4000年的历史底蕴，自古至今山高水远，处于地理与政治文化的边缘地带，由此，现代化人类文明对该地区的乡村聚落的影响变化相对比较缓慢，使得传统的民族文化及原有人居环境还有所存留。综合以上缘由，张北县地区无论是在多民族聚居集中、特色的山地地理空间特征及民居环境的保存等方面都具有比较高的研究需求与意义。因此，本选题锁定张家口地区为研究范围，剖析多种不同的乡村聚落空间在该地域内长期以来自然适应及社会适应碰撞融合下人文环境的典型化表征。
1.4.2研究内容
形态学本质上是研究形式的科学。形态包含了所有可能的形式，形态学的研究试图描述和理解客观世界及其形成原因。广义上的形态学包括了语言形态学、生物形态学、地理形态学等，聚落形态学是其中之一。
聚落形态研究是研究聚落形态的科学。聚落的本质是聚落要素在特定地理位置的聚集，聚落的生长是当地物理形态和空间形态不断积累并有序化的过程，因此，聚落形态的研究内容涵盖多个层面:(1)聚落形式的外在物质形态，如建成肌理、建筑单体、人工构筑、自然环境等;(2)聚落形式的内部抽象逻辑，如路网系统的结构秩序、聚落空间的构成逻辑等;(3)聚落在时间维度上的演变过程及影响因素等。聚落形态研究是感知和认识物质形态复杂性的一种方式，是探索乡村建筑更新本质的一种最基本的分析方法。
本研究从纯粹形态学研究的角度出发，立足于构成聚落物质形态的建筑本体，通过考察传统乡村聚落最基本的物质形态，探究聚落形态的结构秩序和内在抽象逻辑，暂不讨论其成因。在客观世界中聚落以三维形式呈现，基于聚落平面形态是聚落总体形态的基础,即基本包含并反映了构成聚落整体物质形态的特征、要素、及其相互关系，因此本研究选择性地忽略建筑单体的高度特征与自然环境的高程变化，只是从二维角度分析聚落形态的平面特征进行抽象描述和分析。所以，本文将从乡村聚落边界形态、指数计算、边界布局分析、边界形态变化分析等方面入手，从微观层面对冀西北地区乡村聚落空间进行深入探讨，综合分析聚落空间之间形态的规律特点，更加全面的对该区的乡村聚落进行剖析，并归纳其典型性特征，具体内容如下：
1.边界形态特征分析:通过对聚落边界形态特征的分析，包括边界长度、形状、朝向、密度、分布等方面，以获取聚落边界的基本信息和形态特征。
2.边界形态指数计算:通过对聚落边界形态特征的量化统计，计算出一系列边界形态指数，如圆形指数、弯曲指数、分形维数等指标以表征边界形态复杂性、紧凑性等方面的特征。
3.边界布局分析:通过对聚落边界布局特征的分析，包括聚落整体的布局方式和具体边界内部道路、建筑物等的布局方式，以获取聚落空间结构的基本信息和布局特征。
5.聚落边界形态变化分析:通过对不同时期的聚落边界形态及其变化情况的分析，可以研究聚落边界形态的演化规律和趋势。
1.5研究方法
（1）文献、资料的收集与整理
广泛从书籍与期刊中收集前人的研究资料,特别是他人已有的关于聚落物质形态的研究成果，作为本研究开展的基础;通过综述和对比，进行理论框架的深入研究；还可以通过访问图书馆提供的一些在线数据库来获取资料；此外，学术引擎搜索和一些社交媒体也可以找到一些相关文献和学术报道。
（2）对比研究法
为了保证样本形态的可比性，主要从不同地理形态、不同的村落选址类型、不同的建村年代和经济发展状况等方面,对村落空间形态的边界闭合图形的形态特征方面，做详细的横向与纵向对比分析。并拿传统乡村聚落与规划乡村聚落在建设边界形态复杂性方面做横向比较。通过多个不同类型的村落边界形态进行对比分析，来剖析影响聚落发展演变的因素，使结果更加准确。
（3）图底关系分析法
形态肌理图斑的获得渠道是以集群建筑平面的几何拓扑关系为基础,运用图底转换的手法获取量化图斑。以传统村落空间形态来说，如果村落的住居实体是“图”，那么建筑实体空间外围的村落外部公共空间则为“底”。准确的说图底关系分析法是指利用地图、遥感影像等图像资料，结合地形地貌、水文水资源、岩土地质等地理信息，研究不同地物（如道路、河流、建筑、植被等）之间的空间关系，以及这些关系对事物的影响和作用。这种研究方法能够揭示出不同地物之间的相互作用和影响，对于城市规划、环境保护、灾害防治等领域都有一定的应用价值。
（4）量化分析法
量化分析法的特点是通过标准化的数据收集方法和工具来获取数据，这种数据可以被统计学方法进行分析和解释，然后使用此类数据（如数据、统计量和图表）来描述和分析事物，使其结果可以被量化和可视化。本文借助统计学软件SPSS26.0、景观生态学中对景观簇群的形状指数的计算方法，再参考浦欣成博士的量化参数体系，来对张家口地区的传统村庄聚落空间形态特点进行边界形状指数、离散度等指标的具体量化解析。
1.6研究框架
二、研究的理论基础
2.1概念
2.1.1乡村聚落
聚落是指人类或其他动物在一起定居形成的区域。在人类社会中，乡村聚落通常是指一系列村庄、城镇或城市的集合。聚落的大小和形态可以有很大差别，有些可能只有几个家庭组成，而有些可能拥有数千居民。聚落的形成通常是由于共同的经济、社会或政治需求而形成的。例如，一些乡村聚落可能是为了更好地保护自己免受野兽和其他对手的攻击而形成的。而其他乡村聚落可能是为了更好地利用可用的资源，例如水源或土地而形成的。这些聚落的形成也可以与文化、宗教或其他社会因素有关。
2.1.2村庄的空间形态
聚落空间的形态包括聚落空间与聚落形态两方面。聚落内部的空间形态和各种构成要素的组合形式构成了聚落的空间。聚落形态既包括聚落景观系统、聚落结构、院落空间组织、空间分布、空间类型、聚落内单体建筑等物质形态，也包括聚落内居民的民俗活动、宗教信仰、公共组织、艺术文化等无形形态。本文所讨论的聚落空间形态均指聚落的物理形态。本研究所讨论的聚落空间形态，是指聚落中大小不一、用途各异的各类居民住宅，经过多年的自我组织生长和建设所形成和表现出来的形态。本文对这类物质形态的研究范围包括住宅本身、建筑间的公共空间以及聚落边界整体发展的特征。聚落空间形态对于城市规划、建筑设计、交通运输等方面都有着重要影响。因此，在研究聚落空间形态的同时还需要关注聚落与周边环境的联系、交通状况、人口密度等相关因素。
2.2量化分析方法
2.2.1量化方法
对聚落空间形态量化的研究方法，本文借鉴浦欣成相关的量化方法，具体量化方法如下：
聚落边界形态指数：
浦欣成在《传统乡村聚落平面形态的量化方法研究》提出的选取以等面积、同长宽比椭圆为参照的聚落边界形状指数分析公式如下:公式1:
（其中P为周长，A为面积，入为长宽比）。首先根据聚落边界长轴与短轴的比值入首先区分带状或团状特征主控的聚落边界特征。临界值为2，大于2则是以带状为主控，小于2即是以团状为主控特征。然后，运用边界形态指数的计算方法来进一步对聚落形态进行细分。
2.2.2量化思路
对乡村聚落边界线的尺度进行测量
乡村聚落作为一种特殊的城市形态，其边界线的测量尺度问题一直备受关注。本文以建筑单体的实边界和虚边界为依据，探讨了不同虚边界尺度下的聚落边界形态特征。
边界线的虚边界尺度大小直接决定着聚落边界的大小和形态特征。本文设置了三种不同的虚边界尺度层级来考察聚落边界的形态：大边界（100m）、中边界（30m）和小边界（7m）。由于乡村聚落中建筑单体一般为两层，且坡顶平均高度在7m左右，因此水平和高度方向上形成7x7m的空间围合，具有较好的围合感。而30m则是一个相对较弱的围合尺度。
通过参考扬·盖尔和爱德华·T·霍尔的相关数据以及王所引佐藤方彦监修的数据，本文在考虑社会性视域范围、人的识别域范围和相互认识域范围的基础上，将100m、30m和7m作为虚边界可以跨越的最大距离。
研究结果表明，虚边界尺度越大，聚落边界所围合的面积越大、周长越小，边界图形也越光滑；反之，虚边界尺度越小，聚落边界所围合的面积越小，周长越大，边界图形也越琐碎，凹凸不平。
本文的研究成果对乡村聚落的空间规划和设计具有一定的参考价值。在乡村聚落的规划和设计过程中，应该充分考虑聚落边界的尺度问题，注重虚边界尺度的合理设计，以达到合理的空间围合感和视觉效果。最后根据三层边界的加权平均值的结果来进一步将聚落形态化分为团状倾向的指状聚落、无明确倾向的指状聚落、带状倾向的指状聚落、团状聚落、带状倾向的团状聚落、带状聚落。
(1)团状聚落
团状聚落是以核心聚居区为中心，周围分布着各种不同类型的建筑和居民区，形成一种类似于圆形的结构。这种聚落形态适合于山区和丘陵地带，因为它能够充分利用地形地貌的特点，这种形态在地势平坦的环境中易于演变。这种形态的特点是边界闭合，长宽比一般不大于1.5，并且轮廓两端缺乏明确的方向性指向。在聚落内部，如果密度较高，会具有一定的组织性和内在凝聚力；如果密度较低，秩序关系较为紊乱。
(2)带状聚落
这种种聚落形态是边界形态有且仅有一个方向性外延主导。这种形态的特点是边界图形的长宽比大于2，聚落建筑单体通常沿着某一个线型要素展开生长，这些线状要素可以是重要的道路、水体边缘、山体山脚线与山脊线或者某一个高程为主的等高线。在这种形态中，聚落的轮廓呈现出带状特征或环状特征。此外，环状聚落是带状聚落的一种比较特殊的形式。该形态通常是聚落沿着一个与其自身相比并不太大的团状物线型展开，最后可能首尾相接连成一个闭合环状，也可能未相接从而形成半围合状。这种团状物可以是池塘、水面或者小型山体。闭合环状聚落也可以看作是中空的团状聚落。在带状聚落中，一般都有一个主要的聚居区，其他建筑则散布在周围的地区。这种聚落形态的优势在于它能够方便地连接各个地区，便于交通和经济的发展。
(3)指状聚落
最后一种聚落形态是边界形态具有多个方向性外延主导，通常是以一个中心点为起点，向外发展出多个分叉的道路和建筑群，如同手指从手掌以不同的方向向外延展。这种形态多为地处山谷之中的聚落，因循山谷的沟举脉络，在其中自然生长，形成了这种边界旱指状发散的形态特征。在平地上也可能出现这种形态的聚落，但一般是由于局部密度差异过大造成的。指状聚落在城市和农村中都能够见到。在城市中，指状聚落一般是由商业区或市中心向周围扩散而成。在农村中，指状聚落则是由中心村庄向周围的村庄或农田扩散而成。
三、现状特征研究
3.1乡村聚落空间的组成及特点
3.1.1聚落的空间组成
对聚落空间组成的研究是聚落研究的主要方向之一，聚落的各种空间在有序的内部联系中形成共同的聚落空间环境，通常包括建筑空间、开放空间、道路空间、绿化空间、水域空间、标志性建筑空间、其他空间。《城市意象》中，凯文·林奇基于心理认知图将城市聚落空间结构分解为五个组成部分，分别是聚落边界、区域、节点、道路、聚落中的标志物，这种认知方法代表了一种超越了文化差异的普遍认知，并且城市聚落的空间构成大都能够拆分归类成这种形式，因此这种空间解构形式在聚落研究中的使用率相对较高。国内一些学者依据聚落的空间形态，将聚落的空间构成解构的、抽象的划分为点、线、面、三要素，三种要素对应的空间形态则为点、线、面状空间，点代表聚落空间中的坐席、水井等形态空间；线代表空间聚落中的街巷、溪流、道路等线型空间；面状空间代表庭院、广场等平面空间。在《传统乡村聚落平面形态的量化方法研究》中，浦欣成为了便于对聚落空间形态的定量研究，将聚落的空间形态转化到非物质形态层面而将聚落空间划分成建筑、公共空间、边界三个要素，同时把聚落的内部空间分为比较不整齐的公共开放空间和相对较规整的闭合庭院。
上述研究结果中聚落空间构成的各种分解方法，是各研究学者所依据其自身的科研视角和目标形成的聚落空间划分方法。在聚落空间调研的过程中需要全方位观察和分析，了解各类空间在聚落内的分布、比例、形态等特征，以及它们之间的相互联系和影响。受上述聚落空间构成与划分的引导启发，本文根据冀西北地区乡村聚落的现状及研究目的，将聚落空间分为边界、住宅庭院空间、聚落公共区、生产区四个部分，其中住宅庭院空间与聚落公共区构成了聚落的住居区，与居民的生产生活关系最为密切。
3.1.2聚落空间形态及其特点
聚落空间形态指城市、乡村或其他居住区域内，聚落内部和聚落之间的各种空间形态特征以及它们与周边环境的联系。聚落空间形态普遍具有以下几个特点:
1.多样性:聚落空间形态在不同的地理、社会、历史环境下呈现出多样性，每个聚落都有其独特的空间形态特征。
2.组织性:聚落空间形态有一定的组织结构，包括道路网格、地块形态、建筑高度分布等，反映出聚落内部组织和居民群体关系的特征
3.层次性:聚落空间形态具有层次性，包括聚落外部与周边环境的联系、聚落内部不同空间类型之间的联系等。
4.原则性:聚落空间形态受到一定的规划和设计原则的影响，如城市中心的高密度建筑、居住区的分区规划等。
5.功能性:聚落空间形态具有一定的功能性，不同的空间类型服务于不同的居住、生活、工作、娱乐等需求。
在各种研究观点的基础上，衍生了许多有关聚落形式的描述和分类。其中，按照密集程度，乡村聚落形态可以划分为散居型、松散团聚型和聚集型；一些传统聚落根据交通体系分为中心放射型、树枝型、网络型；更有多个角度的组合方式对聚落进行分类，这些类型划分使聚落形态的分类更加复杂化，例如:结合外廓形状和地理位置，可以将聚落分类为自由布局、带状布局沿河布局、组团式布局；将内部规划结构、外廓形状、一定的文化内涵和交通体系进行结合，聚落的空间结构可以分为:灵活型、集中形、带型、组团型、象征型、放射型。其中，一种具有指导意义的分类方法是首先区分乡村聚落形态和聚落结构形式，然后把我们的乡村聚落形态分为散漫型和集聚型(带状、团状、指状)两种类型，结构型式分为星点型、中心型、均衡型、线轴型。
在聚落形态中按照主演分类方式对聚落空间形态进行划分，所得到的聚落形式中存在交叉及重合；同时，聚落形态的分类在不同研究角度和不同的区域中具有相应的变化，因此部分学者根据其研究的需要，综合以上分类方法对聚落形态进行分类。
3.2基于聚落长短之比的聚落边界形态
聚落的边界是限制聚落向外扩张的边界线，同时它还能在一定程度上表现出聚落的外部形态特征。针对聚落的形态分析，浦欣成在对聚落平面形态量化方法研究的相关成果中，将聚落形态的非物质部分去掉，单从物质的层面来讨论，以便于对聚落进行量化分析。他借助最小外接矩形对聚落的平面形态在横纵的拓展倾向做了一个粗略的分类。而在深入分析聚落形态的过程中，还需要根据聚落边界的曲折变化的特征对聚落形态分类进一步细化。
聚落形态的分类方法目前还没有统一标准。但通过对相关文献分类方法的汇总分析，可以大致将其划分成三类：团状聚落、带状聚落和指状聚落。其中，前两种是基本态，第三种是前两者的混合态。
边界线的划定不仅影响到村庄的形态和空间结构，还涉及到土地利用和规划管理等方面。而对于乡村聚落的边界划分，我们可以通过大、中、小三层边界的叠加来进行研究和分析。我们将大、中、小三层边界叠加在同一张图上，形成的三层边界叠合图，可以更直观地表达出乡村聚落的形态、轮廓和特征：
首先，通过三层边界的大小和形态可以初步判断出乡村聚落的大体形态特征。大边界表达了乡村聚落的整体形态，但是由于太过笼统，精度较低。中边界是一个尺度适宜的边界，可以比较精确地显示出乡村聚落的形态特征。小边界则承续了中边界的大体特征，但是变得更为琐碎，反映了乡村聚落的更加细微的特征；其次，通过三层边界的叠加，还可以分析出乡村聚落的空间结构和规模。我们可以通过对三层边界的周长、面积等指标进行计算和比较，得出乡村聚落的空间特征、规模和密度等方面的信息。同时，三层边界的叠加还可以分析出乡村聚落的内部结构和布局，有利于后续的规划设计和管理。最后，对于乡村聚落的规划和建设来说，三层边界的叠加也具有指导意义。在乡村聚落规划设计中，应该注重边界的精确划分和合理布局，保持边界的连续性和完整性。同时，应该结合乡村聚落的实际发展需求和特征，采取差异化的规划和建设策略，提高乡村聚落的质量和效益。这样形成的”边界轮廓图”：如果不考虑房屋、道路和其他设施等外部因素，仅仅从建筑本身来看，这个区域内所有建筑物均位于该平面之内，并与外立面保持一定距离，那么整个范围内所对应的边界线就是此线。我们选择张北县15个村庄来分析，它们特征如下表3-1所示：
表3-1样本聚落名称及其现状特征一览表
对应的平面图和边界图分别如下：
3.3基于聚落外边界闭合图形的聚落形态分析
通过上图中(图3-1~图3-15)可以看出，在聚落形态的研究中，跨度和长宽比是两个重要的量化指标。本小节将重点研究张北县乡村聚落边界图形的跨度和长宽比，并对聚落形态进行了初步分类。
在研究跨度方面，通过观察三层边线图，发现如果用7m的边线来划分乡村边界，则会显得过于细致，呈现出过多的细碎折线，难以反映出乡村整体的形态和特点；以最外层100m为来观察的话，该跨度较大，能够比较全面地反映出乡村的大小和范围，从而让人能够对乡村的规模有一个整体的感知。但是，如果仅仅采用100m的边线来划分乡村边界，则会显得过于笼统，无法准确反映出乡村内部的具体情况；因此，最为合适的跨度是30m。在30m的跨度下，边界的涵盖性比较好，同时也不会出现过多的细碎折线，从而可以更准确地划分乡村边界。所以用30m为最大跨度的边界能够较为清楚地将聚落的形态和特点进行表述。这也说明不同规模自然村间在总体上是相互独立的，而单个村庄内部则存在着相对稳定而又复杂的结构关系，各个区域之间也有明显差异。因此，30m的边界可以为聚落的研究提供基本的构架。
在研究长宽比方面，利用聚落边界图形的最小外接矩形来计算长宽比。当长宽比的比值λ大于2时，聚落形态横向发展，显示为带状的特征，因此将聚落界定为带状聚落；当λ小于1.5时，聚落形态显现为团状的特征，将聚落划分为团状型聚落；当λ大于1.5小于2时，聚落形态呈现为带状的特征不太明显，此时将聚落形态定义为带状倾向的团状聚落。通过对15个张家口乡村聚落边界图形的长宽比进行设定和计算，本文得到了聚落形态类型的初步分类。
3.4计算边界指数并进行加权统计
在浦氏量化方法的指导下，本小节用公式1分析了张家口地区15个资源型和经济贸易型的乡村聚落的形状指数，探讨其空间特征和聚落类型。求得均值分别为:S1均=3.56、S2均=4.24、S3均=5.01，首先，根据形状指数的计算结果，可以发现这些乡村聚落的边界复杂程度各不相同。其中，S3均的数值最高，表明这些聚落的外边界形状较为复杂，可能存在着凹凸不平、分叉等不规则形状。这与地区特征有关，可能是由于该地区地形复杂、地貌多样造成的。而S1均的数值最低，表明这些聚落的边界形状相对简单，可能呈现圆形或椭圆形。同时，S2均的数值介于S3均和S1均之间，表明这些聚落的外边界形状略有复杂，可能存在一些倾向团状或呈“U”形的聚落，为了减小计算过程中的误差，我们借助“浦氏”量化方法中对数值的转换技术，运用S2均与另外两个数值进行比值计算，以达成转换唯一值的目的。
其次，乡村聚落的形状指数还可以反映出其空间特征和聚落类型。比如，形状指数高的聚落通常更容易形成错落有致的空间结构。这种聚落类型通常出现在地形起伏较大的山区，其中包括了一些传统的古村落和自然村庄。相比之下，形状指数低的聚落边界形状比较规则，通常布局更加紧凑，具有更强的集聚性。这种聚落类型多出现在平原和河谷地区，其中包括了一些新型乡村聚落和规划设计较为先进的示范点。
最后，形状指数的计算还可以进一步优化。针对不同类型的乡村聚落，可以分别制定适合的形状指数计算方法，以更好地反映聚落形态的特征。同时，还需要考虑其他因素的影响，比如聚落内建筑的布局和朝向等，从而更加全面地了解乡村聚落的空间结构和发展趋势。
对15个研究对象的小、中、大三层边界根据形状指数计算公式1逐层进行边界形态指数的计算，所得结果如上表3-3所示。将三个值进行加权，其中，S2作为主要指数，起到了至关重要的作用。S1和S3的值都按平均值的比例转换到S2的大小，这样可以保证三个值的平衡，同时避免了单一指数对结果的影响过大。S2/S1=1.19，S2/S3=0.85，从而得到最优的结果。我们还对最终的S权进行了加权处理，S2占50%，S1和S3的转换数值按25%的比例，所得结果如下表，至此我们完成了对聚落外形形状复杂度形成了唯一值的描述。
在形状指数计算公式的基础上，对15个研究对象进行了小，中，大三层边界的边界形态指数计算，并对计算结果进行了加权处理，形成了唯一值描述。将各类型资料进行S权升序排列后发现:大跨度边界S1曲线形状值数是各村庄最低,7m作为最小跨度值数S3线折线显着最高;S2介于二者之间。在这些方法中,S1之所以取值最小，可能是由于我们直接使用了在外侧边线上加上外框并求出长宽比，使得所有村庄基本上都向圆形倾斜，因此形状相似度很高，而S3值偏高则可能是因为过度精细的分割使村庄的造型碎片化明显，从而使无明显造型趋势的形体同样反映出强烈的线性趋势。如果把整个村庄作为一个整体来分析的话，那么可以发现，村子内部各个角落之间存在着一定程度上的差异。这些不同部分主要分布在村头、村口和村内道路两侧；同时还有一些村民居住相对集中，如代家村靠近西北角方向有13个住户组成。通过这些指标值的计算和对比，可以客观、定量地评价聚落的外形复杂度，并为规划设计提供科学依据。同时，在实际应用中，应注意选择合理的计算方法和参数，避免因参数选择不当导致结果失真。
通过对15个研究对象的长宽比值和聚落边界形态指数的加权平均值进行计算和统计，我们可以初步了解聚落的形态。根据聚落的长宽比值和形态指数的加权平均值，我们可以进一步划分聚落的形态。根据村庄具体的边界形状指数S权均=4为标准,判定并划分样本村落是否存在典型的指状特征，当S>4时，为指状聚落。其中，当λ<1.5时，为具有团状倾向的指状聚落，当1.5≤λ<2时，聚落形态为无明确倾向性的指状聚落，当λ>2时，聚落形态为带状倾向指状聚落;当S<4，λ﹥2时,为带状聚落,为团状聚落,当1.5≤λ<2时，为带状倾向团状聚落，当λ<1.5时，为团状聚落。根据各研究聚落形态指数与长宽比的数值，我们可以对研究对象的聚落形态进行分类。从表3-5可以看出，研究对象中有许多聚落形态为团状聚落，这表明这些聚落的形态比较规整，有利于城市的规划和建设。此外，我们还可以看出，有一些聚落形态比较特殊，比如带状倾向团状聚落，这种聚落形态对城市的发展可能会有一定的限制。
基于上述结果与数据，选取不同类型村集中居住点作为研究对象，从聚落内部空间分布上分析得出：整体来看团状倾向的指状聚落数量最多；无明确倾向的指状聚落较少，但由于交通便利等因素影响，各村庄聚集程度不一，形成典型区域格局，如张家口市张北县的羊盘卜村。
3.5聚落边界闭合图形的边界长度比分析
我们在本节之前对于相应的村落都做了以7m，30m，100m为单位跨度的三层基础边界线。其特点是随着可跨越尺度的减小，跨越可以囊括的面积也越来越小，但却使得内部村落中的住居边线逐渐清晰，而边线的长度也就越来越大。
图3-17三层边界线样例图（以邢地湾村为例）
来源：自绘
根据以上三条边界线的特点(如图3-17所示)，我们猜想，如果对三层边线的长度比值进行比例研究。具体来说，我们将用外部边线长度与中部边线长度的比值来衡量聚落边界的平缓程度。如果这个比值越大，说明内外部边线长度越接近，聚落的边界形态越平缓；相反，如果这个比值越小，则说明聚落的边界形态越不平缓，边线变化越大。此外，离散度作为一个简单而有效的度量值，我们还可以通过比例值对离散程度进行正向描述。具体来说，我们可以用1减去外部边线长度与中部边线长度的比值来定义聚落的外部边缘离散度；用1减去内部边线长度与中部边线长度的比值来定义聚落的内部边缘离散度；用1减去最外侧边线长度与最内侧边线长度的比值来定义聚落边缘的总体离散度。由于这些离散度指标都是基于比例值计算的，因此它们能够有效地反映聚落边界形态的复杂程度，具体如下：公式2：
由此，我们可以知道，数值越大说明该对边线的差异性越大，聚落边边界越复杂.聚落分布越离散，所得数据如下表所示:
观察边界离散度与聚落的形态指数可以发现，除了个别村落以外，它们呈现出正相关的趋势。但是，计算边界形状指数所需的已知条件太多，包括长宽比、周长、面积等，还需要进行开方和π的计算，使得计算过程繁琐复杂。而且，该形状指数的概念不易理解，也难以被普及和应用。因此，我们建议采用外边界与内边界的比值的补值来作为聚落形态边界复杂度的度量值。这种度量方式更加直观和易于理解，并且可以避免繁琐的计算过程。同时，我们可以通过该比值的大小，来推断聚落的形态边界是否复杂。所以本文中同样建议用外边界与内边界的比值的补值来作为该聚落形状边界的复杂程度的度量值的考虑因素。
四、数据及解析
通过对张家口地区15个传统村落的空间平面形态进行深入研究，本文探讨了聚落闭合图形的长宽比λ以及闭合图形的边界面积和边界长度及其离散度为基础研究数据的聚落闭合图形的形态指数，并阐述了在中国北方典型地区如何利用这一信息做出合理规划。最后结合实例验证该方法对于解决实际问题具有一定参考价值。
本文对不同的地形特征、建村年代、人口规模、选址类型等因素对聚落边界图形形状指数的影响进行了深入考察。以形态指数S为例，研究发现，不同村落的S值差异较大。其中，地势崎岖的村落，其S值较大；而平坦地区的村落，其S值较小。此外，建村年代、人口规模等因素也会对聚落形态产生影响。例如，历史较为悠久、人口规模较大的村落，其形态比较复杂，边界线更为错综复杂。由此得出的主要结论如下：
结论一:通过借助景观生态学中的景观簇群形状指数的计算方法，结合统计学中相关数理描述统计分析方法，得出了张家口传统村落边界的形态具有如下特征：
(1)庄堡型传统村落边界形态多以“方形”为主，长宽比接近1:1，这种设计主要是考虑到军事防御的需要。在设计建筑时，建筑师们通常考虑周围山势和水系，选址适当，以便更好地保卫村落和居民的安全。此外，庄堡型传统村落的建筑还注重环境的自然因素，如气候、地形等，确保村落能够适应自然环境的变化和挑战。
(2)有很多村落受到了自然基质的限制或山地地形等要素的影响，呈现出了带状或有带状倾向的团状特征，并且指状特征较为明显。这种类型的山区村落，经常被称作“梯田村落”，因为它们通常建在山坡或山腰上，有着成层的梯田和坎田。
结论二:通过对比分析的研究方法得出，在张家口地区，不同类型的传统村落空间平面形态的差异性既与其内部构成要素有关，又与外部环境(建村年代、人口规模、地形、选址类型等)要素存在较强的关联性。
结论三:随着城市化进程的不断加速，传统村落的保护和发展已经成为一个亟待解决的问题。对于规划师而言，如何在保护传统村落的同时，又能够使其合理发展，是一个极具挑战性的课题。传统规划设计思路往往是以主观的观念和经验进行的，难以全面准确地反映出传统村落的实际情况。这就需要规划师利用先进的科技手段，将传统规划设计思路和参数化技术相结合，从而有力地推进传统村落的保护和发展。
在规划保护工作中，我们不仅要考虑村落边界空间形态与外部自然环境要素的融合渗透，还要结合当地传统聚落空间形态的组织形式。具体而言，我们应该充分考虑村落边界的自然界与人工界的界限，尊重村庄空间的自然性与人文性。同时，我们也应该参考当地传统聚落空间形态的组织形式，结合不同的地理环境，选择合适的规划方法。最后，我们需要深入探究传统村落的空间肌理，深入了解传统村落的形态特点以及其背后的文化内涵，以期在规划中更好地保留和传承传统文化。
五、方法评述及综合分析
5.1方法评述
a、三层外部边界的跨度的数值定义应随着聚落本身特点的不同而改变
三层外边界定义方法是研究聚落外部边界的重要研究方法之一，是量化聚落外边界的有力工具。原浦氏方法中使用了7m、30m、100m作为三层边界跨度的最大数值，链接了该聚落的边界各点，形成了三层相对准确的聚落边线。然而，在实际使用和计算中，不同地区的聚落由于其本身形态的不同，所需的三层边界跨度值也应不同。因此，建议应考虑在不同聚落中观察实际链接情况测定出相对准确的三层边界外框。但在实际常用的三层边界跨度中，建议将30m作为中间跨度的初始定值，剩余的两个值可以根据该值的确定而随机进行更改。这样的方法可应用于所有聚落的研究中，并在很大程度上提高了三层边界的准确性。另外，在不同的聚落形态中，三层边界的跨度值也应相应地进行调整，以使其更好地适应实际情况。除此之外，还可以考虑使用其他的方法来提高三层边界的准确性。
b、外部边界的形态复杂度的度量，出于简单易，快速计算的考虑，可以使用边界长度比值的方法达到相同的目的
浦氏方法中的聚落形状指数是一种评价聚落外边界复杂程度的概念。然而，该方法中对聚落前期要求值过多，且聚落长宽比的定义不够清晰。因此，本文建议使用聚落外部边界与内部边界比值的1的补值来描述聚落复杂程度，相比于聚落形状指数，该方法更为简单易懂，同时也更为通用和普适，而且外部边界在本文中相对准确且值的可信度相对唯一，其表达效果也与聚落形状指数相似。
5.2综合分析
因个人研究能力和时间精力有限，在研究过程中难免存在不足，本段将指出已知的部分关于本文的一些科研方向上的缺失，望后续研究者可以在以下方面重点注意或进行研究方法上的尝试。现给出已知有待改进之处如下:
（1）目标村落的选取标准有待提升:
在村落选取标准方面，仍存在许多问题，需要我们进行深入思考和探讨。我们在选取目标村落时，往往是以村落的地理位置、土地面积等量化指标为依据，这样的做法可能会忽视村落的文化、历史、自然等方面的特征。而在我们的选取中，应该更多地考虑村落的整体性和对城市文脉的完整性的贡献。另外，经验不足和信息不对称是目标村落选取中较为常见的问题。由于笔者精力有限，选择张家口市张北县作为调研对象，笔者认为：选取样本村落时，应进行多角度的前期调查工作，并进行量化方法上的尝试，有助于更准确的获取数据。
（2）研究村落数目有待扩大:
需要扩大数据收集的范围与覆盖面。村落研究中，数据的收集往往面临着许多困难，例如数据的来源复杂、数据的获取难度大、数据的质量不稳定等。为了解决这些问题，后续的研究者可以将数据的来源多样化、收集手段灵活化，加大数据的收集力度，同时注意保证数据的质量和可靠性。
（3）研究中有待加入对落中心性问的论:
中心村的有无：本文中由于受个人精力及时间的限制，未能够将聚落中的中心和聚落的关系进行单独一系列的探讨。在聚落平面空间形态中，物理中心往往表现为建筑物集中或路网交汇的地方，这些区域往往是聚落的商业、政治、文化、宗教和娱乐中心。聚落中心的位置和规模往往与聚落历史、地形、经济和文化背景等因素密切相关。例如，许多古城镇中心往往位于城墙之内，这是因为它们在历史上是军事要塞或政治中心，所以需要建立较为安全的防御工事，同时在城墙内也会建立市场、宫殿、礼堂等公共建筑，成为文化中心和社交场所。在农村聚落中，聚落中心往往位于交通便利、水源充足、耕地肥沃和民居紧密的地方，因为这些地方更利于人类生存和发展，同时也是人们交流和合作的重要场所。聚落中心的数量和位置也会随着时间和社会变迁而发生变化。
中心村的数量也应考虑，在以往的农村聚落中，往往只有一个中心，而在现代城市中，可能会有多个中心，例如商业中心、行政中心、文化中心、交通中心等，这些中心之间相互独立而又相互联系，构成了城市的多中心结构。在城市化进程中，新的聚落中心也会不断涌现，例如高新技术园区、产业园区、科技创新中心等，它们的出现不仅带来了经济和技术发展，也对城市空间形态和社会文化特征产生了深远的影响。总之，聚落的中心性问题是聚落形态研究的重要方面，它在一定程度上反映了聚落的组织和活力，也对聚落的社会文化特征产生深远影响。在聚落形态研究中，要结合地域、时间和社会文化背景等因素，综合考虑聚落中心的数量、位置、规模和形态等指标，以更好地理解聚落的形态和特点，为城市规划和聚落发展提供有益参考。聚落的中心性问题是聚落形态研究的重要方面，它在一定程度上反映了聚落的组织和活力，也对聚落的社会文化特征产生深远影响。在聚落形态研究中，要结合地域、时间和社会文化背景等因素，综合考虑聚落中心的数量、位置、规模和形态等指标，以更好地理解聚落的形态和特点，为城市规划和聚落发展提供有益参考。
当然，任何分析都是片面的，我们如何将多要素结合分析，使量化方法更加准确全面，是后续研究所要考虑的问题。
六、总结与展望
近年来，随着我国城镇化的快速发展，乡村聚落的发展面临着严峻的挑战。城市文化对于乡村的单向输出，导致乡村人口对于本地文化认同感逐渐降低。同时，“拆旧建新”的现象使本就脆弱的乡村聚落生态遭受到毁灭性的影响。因此，研究乡村聚落的生长方向具有重要的现实意义。
乡村聚落边界形态量化研究是对乡村聚落形态特征和空间结构进行深入分析和研究的重要手段。通过对聚落边界形态特征进行量化分析，可以为聚落规划和设计提供科学依据，推动乡村振兴战略的实施，保护聚落历史文化遗产，推动数字化城乡建设等方面发挥重要作用。运用大数据思维和参数量化的设计手法辅助传统的规划方法，是未来发展的必然趋势。然而，当前的聚落研究尚处于初步探讨阶段，定性和定量的研究方法都只能是我们用来探讨乡村问题的具体工具。如何将这些研究成果与现实的、需要大量理论指导的乡村聚落的改造、建设结合起来，在实践中推动聚落文化的传承和发展，是我们该深思的问题。乡村聚落边界形态量化研究，通过对聚落边界形态特征进行量化分析，可以为聚落规划和设计提供科学依据，推动乡村振兴战略的实施，保护聚落历史文化遗产，推动数字化城乡建设等方面发挥重要作用。随着城市化进程不断加速，传统村落面临着前所未有的挑战，而如何传承和重构传统村落的形态肌理文脉，始终是摆在我们当代人面前最现实也是最严峻的问题。在这样的背景下，乡村聚落边界形态量化研究逐渐成为了对乡村聚落形态特征和空间结构进行深入分析和研究的重要手段，具有重要的意义和价值。
总之，乡村聚落边界形态量化研究在未来将面临一系列挑战，需要注重研究方法的创新和理论的完善，才能更好地促进乡村聚落的可持续发展。我们需要勇于担当，在深入乡村聚落之中，发现关键问题，灵活应用现有的科学理论知识和技术，为我国的乡村居民创造更好的乡村人居环境，让那些有千年历史文脉的乡村聚落得以保留，隐藏在深层次的乡村本身的文化内涵和精华可以被更多人知晓和学习。在未来，乡村聚落边界形态量化研究还需注重数据获取和处理技术、模型构建和算法优化、多学科交叉应用和多样性与可持续性的平衡，以实现乡村聚落的可持续发展。
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