探索数字化和智能技术在历史地段更新诊断中的应用途径，从时间、空间和社会3个维度总结历史地段更新中的评估诊断要求，借助空间句法、环境模拟、街景识别、语义分析等技术构建面向历史地段的“时间—空间—社会”数字化解析维度与方法体系，运用该方法体系对武汉三阳片区进行诊断，并提出针对性的更新策略，以期实现从诊断到更新的衔接和闭环，为提升历史地段更新的科学性和精准性提供思路借鉴。
[关键词] 历史地段；城市更新；评估诊断；“时间—空间—社会”三维视角；数字化解析；智能技术
[文章编号] 1006-0022(2025)03-0131-08
[中图分类号] TU984、K928
[文献标志码] B
[引文格式] 崔澳，史宜．“时间—空间—社会”三维视角下历史地段数字化解析及更新诊断路径[J]．规划师，2025(3)：131-138．
随着我国的城镇化进入下半场，城市建设逐渐从增量开发转变为存量提升，城市更新行动也从大拆大建转向以人民为中心的建成环境综合整治。在新发展理念下，“轻介入”“点穴法”“对症式”等微更新手法越来越受重视。“对症施策”的前提是“精准问诊”。面对日益复杂的城市巨系统和高频、高流动性的人群活动，城市更新亟须坚持问题导向，准确识别交通拥堵、环境热岛效应、设施紧缺等“城市病”及其诱因，同时有效抓取居民日益增长的多维需求。
随着城市体检评估工作制度的不断完善，以体检评估推动城市更新、指导项目落位的做法，逐渐得到了学界和业界的认可。2021年，自然资源部发布《国土空间规划城市体检评估规程》，要求持续推动“一年一体检、五年一评估”，综合评价城市发展阶段特征，提高规划实施的有效性；2023年，《住房城乡建设部关于全面开展城市体检工作的指导意见》明确提出，要把识别出的难点、堵点和痛点问题作为城市更新的重点，有针对性地开展后续更新和问题整治。以高标准体检评估引领高水平城市更新，重点在于将城市体检评估工作作为查找城市短板、推动城市更新和指导风貌品质改善的关键抓手及前置工具。通过精准解析城市系统中的物质空间要素及其背后的文化、社会等非实体要素，直面城市治理和空间营造中的难题与“病灶”，以诊断环节为过渡和衔接，推动形成城市更新的工作闭环。当前，城市更新工作越来越注重利用新技术、大数据等进行评估诊断，评估诊断已成为新形势下推动城市更新工作持续走向纵深的重要基础。
基于此，本文以评估诊断的思路和工作框架为基础，聚焦历史地段这一要素繁杂、系统复合、诉求多元的特殊区域，将体检评估拓展至诊断决策环节，探索基于城市体检评估的历史地段更新诊断方法体系与具体路径。同时，借助空间句法、环境模拟、街景识别、语义分析等数字化和智能技术开展多维度解析，以期全面、系统地评估历史地段的短板和资源禀赋，为更新策略的制定与实施提供指导。
历史地段是指城市中能够反映一定历史时期特定传统文化风貌和地域特色的区域，其保护理念可追溯至《关于历史性纪念物修复的雅典宪章》(1931)、《华盛顿宪章》(1987)等文件。这些文件强调，对历史地段的保护应从建筑的单体保护逐渐扩展到对历史文化环境的开放、动态和整体性保护。本文所提的历史地段为广义上的历史地段概念，既包含文物古迹集中连片的地段、古街古镇，又包括能较完整地体现历史风貌的区域。以南京为例，《南京市国土空间总体规划(2021—2035年)》将历史地段划分为历史文化街区(指定保护)、历史风貌区(登录保护)和一般历史地段(规划控制)3个层级。历史地段内往往包含大量具备历史和文化价值的建(构)筑物，蕴含着浓厚的城市价值和人文精神。同时，由于历史地段特殊的历史演进过程，在更广阔的时代背景下，其发展还受到新旧建筑对立、产权变迁、社区关系重构等因素的影响。在快速城镇化的进程中，历史地段出现了原有风貌和建筑肌理被迫消解、居民居住环境遭到破坏、交通混乱拥挤影响生活品质等一系列问题，需要通过适应性的更新方法来解决。
作为一种发现和解决问题的设计决策方法，城市体检评估通过建立指标体系，精准查找城市建成环境的短板，以实现对人居环境系统、全面、整体的评价。相较于一般城市片区，历史地段面临的经济、社会等问题更加复杂，其评估诊断和更新营造不仅要关注真实物质空间的整治提升、公共服务能力供给的有效匹配和基础设施的完整配套，还要聚焦历史文化遗存的活化利用程度、新旧建筑的秩序与协调度，以及多元人群在历史地段的不同需求。这也对历史地段更新中的评估诊断提出了时间、空间和社会3个维度的要求。
(1)在时间维度，历史地段在漫长的发展过程中留下的演变痕迹，构成了当下城市复杂性和多样性的基础。这种由时间要素形成的层积性是认识文化遗产价值完整性的起点，既涵盖过去的历史环境，也包含当代空间与建筑的演变。时间的轨迹留存于城市中，需要被更好地理解和感知。因此，在评估诊断中，应当建构时序线索，在考虑历史地段发展跨度、不同时期重大历史事件价值的基础上，解析历史要素之间的内在关联性，保留真实的历史信息。
(2)在空间维度，由于历史地段在空间布局、建筑形态、装饰风格、色彩和材质上的特殊性及地域性，其更新面临一些难点，包括如何在保护历史资源要素的基础上实现现代化更新，如何平衡保护与发展之间的关系等。因此，在评估诊断中，需要综合考虑历史地段存量用地的可利用性、公共空间的网络完备性、绿色空间的环境舒适性等空间本体要素的营造，针对地区发展面临的主要问题，寻求创新性的解决方案。
(3)在社会维度，活力复兴是历史地段更新与保护的重要议题。人的聚集与流动是促使场地焕发活力的核心动力，因此需在剖析社会背景和现实意义的基础上，进一步探索场地活力的分异特征及影响因素，分析功能业态、交通可达性等场地特征与空间活力外在表征的联系。同时，还需理清历史地段对当地居民的直接和潜在影响，考虑人群的异质化需求和不同主体的权益，促进历史地段的可持续发展。
综上所述，面向历史地段的体检评估和更新营造，既要评价当前人居环境的建设状态，也要追溯其演变和发展历程；既要解决当前居民的“急难愁盼”问题，也要凝聚未来城市更新的活力点。
2 历史地段更新诊断中时间、空间和社会维度的数字化解析
大数据和人工智能的快速发展，为历史地段更新诊断提供了新的手段和方式。利用不同场景下的大数据直观地展示地段发展状态并剖析其演进规律，可以为基础指标测定提供支撑。本文集成城市中的建筑形态、街景风貌和人群活动等多源数据，利用深度学习算法、句法指标计算、计算机视觉、语义分析等技术，建立面向历史地段更新诊断的“时间—空间—社会”数字化解析维度与方法体系(图1)。3个维度的解析结果相互融合，使得城市体检评估更加精准、高效，进而打通从体检评估到诊断决策的实践链条，在综合量化场地建设运营条件的基础上做到科学决策，为更新设计方案的制定提供指导。
图1 “时间—空间—社会”数字化解析维度与方法体系
时间维度的历史地段数字化解析旨在解读历史与现实之间的整体性和关联性，将城市更新与场地的空间格局演化、历史变迁等联系起来，并为非原型、非实体的历史资源赋予文化意义和保护价值。其重点解析历史资源要素的演化历程，再现场地的“前世今生”，主要内容包括基于历史地图的文脉空间推演解析、基于图底关系的文脉肌理类型解析、基于空间包络的历史要素识别解析、基于社交媒体评论的历史要素感知解析等。
(1)文脉空间推演解析。可通过采集或爬取互联网中研究区域不同时期的地图，利用数字技术解译和挖掘其中的文脉信息，并结合关键史料，追溯近代城市的演进轨迹。首先，在地理信息系统中建立场地现状地图，并集成历史地段中的建筑、道路、水系等空间要素。其次，对这些空间要素进行配准和对位叠合，在来源不同的历史地图中选取典型的历史遗迹和便于识别的场地地标，并将其作为空间配准和校正的基准点，以保证对位的准确性。最后，对地图所记载的横向“共时性”和纵向“历时性”信息的类型进行划分及解读，形成对整体格局、街巷网络、建筑体量特征变迁的完整认识，进而探寻文脉空间演进的自组织规律节点。
(2)文脉肌理类型解析。将建筑实体视作“实”空间，将其所在的街道、广场等视作“虚”空间，以此对承载文脉的“虚”“实”空间肌理进行正向推导和逆向追溯。建立历史地段的不同时段建筑信息数据库，分析和提取“虚”“实”空间要素的空间位置关系和属性信息等，找到传承时间较长并且相对稳定的图底关系。这种图底关系反映了城市历史地段新旧更替和发展演变的痕迹，其一旦形成，便承载了获得本地居民认同的人文、社会和历史等多重要素，还会塑造市民的共同记忆。在后续的设计中，对新旧空间的连接以及界面的延续或重塑，都需基于文脉肌理的精准识别和类型模式的归纳提取展开，这也是城市更新工作启动前的必要性技术工作。
(3)历史要素识别解析。历史地段区别于城市一般地区的显著特点之一就是场地内部包含大量历史意义和文化价值突出的建(构)筑物，其在建筑形态、色彩、形制上均具有特定历史时期的风貌和地域特色，表现出历史的层积性和时间价值。从整体角度出发，可以采用包络分析识别各级文物保护单位、优秀历史建筑、不可移动文物等不同类型历史要素的关联网络和空间面域范围。具体而言，将不同类型历史要素分别作为点集，每一个要素按空间位置落于具体的点位，利用点集内所有的点创建最小凸多边形，使得任意两点之间的线段都完全位于多边形内部或边界上，同时使多边形具备最小的面积及周长，以准确描述和直观理解历史地段内不同要素的整体空间分布特征。
(4)历史要素感知解析。为反映地域文化和历史信息要素的演变与延续，需收集整理相关评论和报道信息，进行历史要素的数字化提取与感知分析。对多源信息进行整理、筛选和提取，按主题对提取到的信息进行分类归纳，筛选出与研究对象相关的关键词信息，并以词云图的形式直观呈现。在词云图中，以更大的字体显示出现频率和重要性较高的字段，使文本数据更生动易懂。随着深度学习的广泛应用，还可借助词嵌入技术、迁移学习等方法，捕捉文本数据中的语义和情感倾向。
空间维度的历史地段数字化解析以建筑形制、景观生态、风热环境等空间本体要素为切入点，系统评价建成空间的体征状态与建设质量。其重点解析物理环境性能优化、景观视廊模拟推演等内容，通过构建空间要素的数字孪生模型，实现多个系统的数理关联映射，主要包括基于数值模拟的风环境解析、基于遥感解译的热环境解析、基于视点的空间可视域解析、基于语义分割的街景感知解析等数字化和智能技术方法。
(1)风环境解析。街道外部空间的风环境条件对提升人居舒适度、改善热岛效应等具有显著影响，并直接影响居民在街区进行户外活动的体验。随着历史地段的发展向居、业、游一体化转型，其内部的风环境状况越来越受关注。建筑布局、尺度和街巷的高宽比均在一定程度上影响城市的自然通风。考虑到行人的实际体验感，通常选取高度为1.5m的行人风环境作为研究对象，通过流体动力学模型模拟历史地段街巷空间的风场分布、风速与风向变化，并结合冬季和夏季的风环境数据，评估建筑外部空间的风舒适性。这不仅可以优化建筑群组的通风口和连续廊道设计，还可辅助优化建筑单体形态和材料的选择，提升建筑的适应性。
(2)热环境解析。自然地表被建筑和不透水面取代，是加剧城市高温风险的重要因素。研究下垫面介质和植被景观格局对历史地段地表能量分布的作用机制，并借助数字化工具进行主动干预和优化，对于实现历史地段的可持续发展至关重要。以多光谱Landsat卫星数据为主要信息源，经过辐射定标和几何校正等预处理，利用OLI陆地成像仪的波段数据计算归一化植被指数(NDVI)，以TIRS热红外传感器的波段数据反演地表温度(LST)。这些数据可用于表征历史地段的植被覆盖特征与地表热环境效应，揭示历史地段热环境空间布局的特征与规律。
(3)空间可视域解析。通过量化分析某一视点的视域范围，梳理空间的视觉连通性，并揭示空间要素的视觉控制与影响作用。在Isovist视域分析中，既可以分析单个视点的可视范围，又可以通过等视域图呈现整体空间的可视性。具体而言，计算系统中所有元素的视域能力，并以颜色编码表示，使视域水平相同的区域显示相同颜色，从而直观揭示空间的可视性差异。
(4)街景感知解析。对建筑形态和街巷风貌的全面勘查是历史地段更新改造的基础，可通过地形图、航片和三维体块模型等方式进行勘测。街景大数据为批量、快速表征和理解城市空间本体提供了一种途径，既是历史地段风貌环境的直观呈现，也是市民视角的真实反映。街景大数据的来源广泛，包括网络地图平台、手持设备或车载设备等。基于卷积神经网络算法，对采集的街景大数据进行语义分割，统计绿地、天空、建筑等要素的占比，并将其作为计算天空可视比、绿视率和建筑可视比的数据基础。最终，将分析结果应用于历史地段，为街景风貌诊断评价和后期优化提供客观依据。
社会维度的历史地段数字化解析需秉承以人为本的更新理念，探索物质空间背后所蕴含的人群多样化需求，兼顾城市更新带来的社会效益与公众影响，同时重点分析社会功能与主导业态，构建空间设计与功能活力的反馈及决策支持机制，主要包括基于POI数据的业态功能解析、基于微博签到数据的认知意象解析、基于空间句法的活力动线解析，以及基于LBS位置数据的人群动态解析等数字化与智能技术方法。
(1)业态功能解析。基于POI数据分析业态功能规模的构成，重点关注公共服务的供给情况。POI数据主要来源于百度地图、高德地图，每条数据包含POI的业态名称、类型和位置坐标等信息。根据研究需求及历史地段的功能特性，将业态归纳为商业服务、商务办公、娱乐康体和旅游休闲4类。其中：商业服务设施包括餐饮、超市和酒店等；商务办公设施包括商务中心、金融机构等；娱乐康体设施包括酒吧和俱乐部等；旅游休闲设施包括公园、体育场和历史建筑等。在地理信息系统中，采用核密度分析方法表征设施的集聚情况及空间供给分异特征。
(2)认知意象解析。微博签到数据可反映个体在不同区域的时间、位置及活动信息，揭示了居民对历史地段城市环境的活力感知差异。这些数据具有开放、动态及公众化特征，是对传统调研数据的重要补充。通过API接口获取签到ID、时间、地点及坐标等信息，并通过叠加汇总不同地点的签到次数，测定居民社会活动的高频热点与低频冷点空间。此外，由于同一签到ID可能在短时间内到访多个地点，该数据还可以间接反映不同地点之间的活力关联性。
(3)活力动线解析。根据空间句法理论，城市活力聚集取决于多条内外交通动线的空间关系和连接方式，可利用空间句法线段分析的常用参数进行度量。其中：连接值表示与某道路节点相连的节点数量，反映了该道路节点对周边空间的影响力；深度值表示某道路节点到达其他空间需经过的节点数，反映了该道路节点的空间可达性；集成度表示某道路节点在一定半径内到其他道路的角度拓扑距离，用于衡量该道路节点到达周边空间的便捷程度；选择度表示某道路节点在一定半径内被其他道路段以最短路径经过的频率，用于衡量该道路节点被穿行的可能性。
(4)人群动态解析。人群密度、年龄和职业分布等是城市体检评估与更新实施的关键指标。在此基础上，利用LBS位置数据可更精细地测度人群波动的周期性与稳定性。LBS是通过移动互联网和定位技术获取用户位置信息，并记录空间坐标以提供资源服务的平台。百度热力图是LBS位置数据的典型代表，可提供时间连续的人群波动集聚数据，并通过颜色的明暗直观展示这一数据的变化情况。通过人群波动集聚数据，可以识别不同时段居民的重心分布、空间结构及集聚分异情况，进而获取居民热衷到访的历史地段区域。
武汉三阳片区东侧毗邻长江，西邻京汉大道，北至四唯路和麟趾路，南至车站路，总面积为105hm2。根据《武汉市历史文化名城保护规划(2022—2035年)》，三阳片区位于汉口原租界历史城区和汉口历史风貌区边界内，拥有丰富的历史文化资源和突出的风貌特色。同时，《武汉市主城历史文化与风貌街区体系规划》划定的一元路历史文化街区是三阳片区的主体区域，街区内有大量的历史建筑、文物保护单位等，还有广兴里、三德里等传统里份建筑和后期建成的现代居住小区及商业建筑，是以居住、商业、文娱等功能为主，具有租界文化和滨江风貌特征的复合型历史地段。当下，地区关注度较高的问题包括空间环境品质不高、慢行系统缺位、历史建筑闲置、活动空间不足等，急需通过数字化解析和更新诊断来识别具体问题并提出针对性的解决方案，进而为更新策略的制定提供有效指引。
3.2.1 时间维度：文脉存续完整，历史遗存丰富，但感知和活化程度低
首先，对文脉空间进行梳理。研究团队搜集了1915年的《汉口地图》、1922年的《武汉三镇街市图》、1939年的《汉口市街详图》、1947年的《汉口城市图》等历史地图，并进行校准分析。分析结果显示，在租界形成的过程中，三阳片区主要临近沿江大道布置大型公共建筑，沿租界区西侧布局商业街，片区内部主要为生活区与办公区。这种布局方式奠定了武汉沿长江发展的城市格局，对当下武汉的城市建设仍具有重要影响。
其次，对文脉肌理类型进行解析。受西方近代规划思想的影响，武汉的里份内部形成了相对严整的格局，如广兴里的主巷型、三德里的主次巷型、坤厚里的网格型和昌年里的综合型等，这种肌理确保了空间的秩序与私密性。随着城镇化进程的推进，原本细密规整的肌理逐渐被大体量建筑体块取代。
再次，对三阳片区的历史要素进行识别。片区历史资源丰富，拥有11处文物保护单位、25处优秀历史建筑和10处不可移动文物。通过包络分析识别历史要素的空间分布和关联网络，发现这些建筑主要分布于胜利路两侧。
最后，对历史要素进行感知分析。结果表明，区域内的历史建筑保护情况较好，德明饭店、德国工部巡捕房等建筑及其相关关键词出现的频率较高，而其他建筑在社交媒体中出现的频率较低，仍需加强对场地历史文化要素的活化利用。
3.2.2 空间维度：整体层面较好，局部零散地块需要进行疏解和提升
首先，基于仿真模拟平台计算历史地段中街道的风环境状况。仿真结果显示，三阳片区内部整体风环境较为稳定，在三阳路和一元路存在潜在风廊，可结合滨江风环境进一步优化(图2)。
其次，定量反演植被覆盖特征与地表热环境效应。研究表明，滨江绿带和点状绿地对热环境具有显著的改善作用，滨江绿带、武汉市政府院内绿地与道路两侧的地表热舒适度较高，因此高密度街区的更新设计需考虑热疏解问题。
再次，进行空间可视域解析。结果显示(图3)，三阳片区的道路交叉口和主次干道视域相对较好，但片区内部的视野通透性有待优化，武汉市政府院内绿地有一定的开放潜力，可考虑对屋顶空间进行再利用。
最后，运用卷积神经网络对采集到的街景图像进行数字化解析。结果显示，片区目前存在“滨水不见水”“见绿不接绿”的情况，未来的街区更新改造应重点关注该问题。此外，滨江区域与片区内部地块的连通性较低，可通过局部平台空间的设计加以改善。
3.2.3 社会维度：内外活力不均，有待优化彼此联系并加强设计引导
首先，对三阳片区的业态功能进行测度。结果显示(图4)，遴选考察的4大类业态设施的空间分布较为明确，商业服务设施、商务办公设施、娱乐康体设施、旅游休闲设施分别集聚在场地的西南侧、北侧、南侧和东南侧。其中：商业服务设施主要集中在天声街及友谊街沿线；商务办公设施集中在三阳路北侧；娱乐康体设施集中在中山大道胜利街路口及蔡锷路；旅游休闲设施分布在滨江地段和街区内的部分历史建筑旧址，整体品质不高。
其次，采集城区的微博签到数据并进行空间格局分析和关联分析。分析发现，三阳片区位于江汉路热点簇群和武汉天地热点簇群的连接地带，热度不高，街区的功能意象塑造有待加强。
再次，利用空间句法中的连接值、深度值、集成度和选择度来刻画三阳片区的活力动线。结果显示(图5)，中山大道、胜利街及沿江区域具有较高的可达性与空间活力，但各地块间缺乏活力联系，这是街区更新需重点解决的问题。
最后，通过人群动态分析发现，三阳片区整体活力西高东低，三阳路地铁站基本保持高活力状态，大量里份由于处于修缮阶段或人口外迁形成了活力洼地，滨江区域的活力整体不高。
本文根据数字化解析和更新诊断结果，结合场地资源禀赋和居民诉求，提出三阳片区更新策略(图6)，通过精确诊断、精心设计、精细治理，实现场地的更新目标愿景。
提炼片区的江河风貌、商贸遗存、城堡文化、码头义利、里份、租界记忆等特色，在更新中集中展现。重点串联二曜路、一元路、蔡锷路等路段周边的多个街坊，连接历史文脉的多个标志性节点，对区域的风貌和文脉进行系统性整合。在更新过程中，应在顺应时代需求的基础上，延续里份主巷、主次巷、网格巷和综合巷型的空间肌理与规制，构建一个可以与历史对话交流的场所。对于德明饭店、胜利大院等历史建筑的保护与修复，应采用立面修整、功能置入等方式，加强对触媒要素的传承与利用。此外，引入文化创意产业，在延续集体记忆的同时提升场地的活力，实现历史建筑的时间价值和精神价值在当代的创造性转化。
尊重建筑、街区和景观的历史特色及原有风貌，采用“针灸式更新”“微更新”等更新方法。针对片区绿化不足、公共空间匮乏的问题，通过拆除违建、清除杂物、合理规划闲置空地等方式优化街道布局，并增设公共空间和口袋公园；采用虚实结合的方式拆解、重组外部空间，丰富空间的层次，利用“垂江绿廊”等项目提升片区的空间品质和风热环境舒适度；结合“一元·云上里份”等理念推进高层建筑改造，优化退台绿化并增加屋顶花园，以提升立体绿化的覆盖率。在此基础上，强化对创意要素与空间要素的利用，设置具有片区特色的街区标识系统，提升片区的辨识度和吸引力。
当前片区内呈现滨江设计咨询产业集群与市井生活场景共生的独特格局，这种格局为街区持续更新和健康运营提供了内生动力。要推动创意设计与居民日常生活深度融合，吸引设计爱好者和行业人士在此聚集，需重点实施以下策略：①通过打造设计会展中心、培育创意小微企业和设计工作室，提升行业辐射力和地区影响力。②升级现有地块中的功能业态，改善街坊内部的交通设施和交通组织，提升街巷的连通度，借助片区内多样化的活动吸引人群参与，促进社会互动和交流，增强居民的集体认同感。
历史地段是城市历史文化风貌和地域特色的重要载体，本文从时间、空间和社会维度切入，搭建了历史地段数字解析和更新诊断的框架体系，并以武汉三阳片区为例进行应用。研究表明，数字技术可以更加精准地剖析历史地段的演变情况、现状问题和未来愿景实现的可能性，为精准制定更新策略提供科学的决策支持。需要说明的是，受研究尺度的限制，本文对建筑单体构件、立面形制等的讨论尚存深化空间。未来，可以结合数字孪生和VR技术等前沿人工智能技术进一步提升历史地段评估诊断的精度。
(项目组成员包括崔澳、傅函珣、高宁静、王越、戴文豪。)
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