خلاصه
اعمال و تعاملات انسانی تا حدودی توسط محیط مستقیم ما شکل می گیرد. مطالعات کریستوفر الکساندر نشان می دهد که اشیاء و ساختارها می توانند خواص و ویژگی های طبیعی را مهار کنند. این در ساختار زنده اندازه گیری می شود. او همچنین دریافت که ما ارتباط و احساس بهتری با ساختارهای طبیعی بیشتری داریم، زیرا آنها بیشتر به خودمان شباهت دارند. این نظریه ها در این پژوهش برای تحلیل و مقایسه مورفولوژی شهری در شهرهای مختلف به کار گرفته شده اند. هدف اصلی این مطالعه اندازه گیری ساختار زندگی در شهرها می باشد. با شناسایی ساختار زندگی در داخل شهرها، می توان بین انواع مختلف شهرها، مصنوعی و تاریخی مقایسه کرد و تخمین زد که چه نوع تأثیری بر رفاه ما دارد. برای انجام این، شهرهای طبیعی و خیابان‌های طبیعی بر اساس یک روش داده‌محور از پایین به بالا بر اساس ساختارهای زیربنایی موجود در داده‌های جاده‌ای OpenStreetMap (OSM) شناسایی می‌شوند. لبه های شهر به طور طبیعی تعریف شده (شهرهای طبیعی) بر اساس تراکم تقاطع و جاده های متصل به طور طبیعی (خیابان های طبیعی) بر اساس تداوم خوب بین بخش های جاده در داده های جاده استخراج و سپس با هم تحلیل می شوند. پس از آن، شهرهای تاریخی با شهرهای مصنوعی برای بررسی تفاوت‌های ساختار زندگی مقایسه می‌شوند. مشخص شده است که شهرهای تاریخی عموماً دارای ساختار زنده تری نسبت به شهرهای مصنوعی هستند. این تحقیق نشان می دهد که استفاده کنونی از بتن، فولاد و شیشه همراه با سرعت توسعه بسیار سریع برای ساختار زندگی در شهرها مضر است.
کلید واژه ها:
شکستگی سر/دم ؛ پوسته پوسته شدن ؛ ساختار زنده ; تمامیت ؛ خیابان های طبیعی ؛ شهرهای طبیعی ؛ مورفولوژی شهری
1. معرفی
شهرها و محیط‌های مستقیمی که ما در آن زندگی می‌کنیم توسط خودمان طراحی، شکل‌دهی، ساخته و ساخته شده‌اند و ما باید از قوانینی که این سازه‌ها ارائه می‌کنند پیروی کنیم. در گذشته انگیزه ها و سرعت توسعه شهر با وضعیت فعلی متفاوت بود [ 1 ]. ضرورت مرمت بناها در اروپا پس از جنگ جهانی دوم و فراوانی منابعی مانند بتن و فولاد باعث شد تا معماری مبتنی بر استفاده غالب از این منابع تا به امروز [ 2]]. این برخلاف تحولات تاریخی قبل از این زمان است. منابع محدود بود و ساخت و ساز بیشتر طول کشید. این بدان معناست که توسعه‌ها اغلب بسیار بیشتر فکر می‌کردند و همچنین به گونه‌ای طراحی می‌شدند که نه تنها کاربردی، بلکه در عین حال زیبا نیز باشند. این امر افراد بیشتری را به شهرها جذب کرد و به آنها اجازه داد به طور طبیعی در طول زمان با سرعت طبیعی رشد کنند [ 3 ]. تفاوت توسعه در حال حاضر و گذشته در این است که ساختار شهرها در حال کم شدن طبیعی شدن است. خانه‌ها همگی شبیه هم هستند و اغلب ساختمان‌هایی شبیه جعبه ناهارخوری ایجاد می‌شوند، زیرا ساخت آنها ارزان، سریع و آسان است. این منجر به مشکلات مردم در مسیریابی، اجتناب از محله‌ها و ساختارهای شهری می‌شود که از خود شهر حمایت نامطلوب می‌کنند.
مردم از طریق مسیرهای ساخته شده آن – جاده‌ها، مسیرهای پیاده‌روی، مسیرهای دوچرخه‌سواری، و راهروها، از میان شهرها عبور می‌کنند. برای تحلیل ساختار یک شهر می توان از شبکه های خیابانی استفاده کرد. اینها اساساً شریان های شهر هستند و وقتی در کنار هم قرار گیرند، در تعیین ساختار درونی شهر بسیار مهم هستند. کریستوفر الکساندر نظریه ای در مورد چگونگی اندازه گیری زیبایی یا زندگی درون اشیاء و سازه ها ایجاد کرده است. بر اساس نظریه مراکز و پانزده اصل مختلف او، ما کیفیت زندگی درون اشیاء را در مقادیر متفاوت درک می کنیم [ 4 ، 5 ]. این ساختار زنده را می توان با نگاه کردن به شهر به عنوان یک شبکه پیچیده در شهرها اندازه گیری کرد. 6]. ویژگی های ویژگی ها، اشیاء و شهر به عنوان یک کل امکان مقایسه بین شهرهای مختلف را فراهم می کند. با نگاه کردن به شهرها به عنوان اشیا، می‌توانیم تفاوت‌های بین ساختارهای زندگی شهرها را به صورت کمی اندازه‌گیری کنیم.
در حال حاضر، شهرها در حال از دست دادن ساختار طبیعی دقیق خود هستند زیرا تحولات از سرعت طبیعی تکامل پیشی گرفته است. این بدان معنی است که انسجام ساختاری درونی شهرها به مرور زمان از بین می رود، اما انسجام بین شهرهای مختلف به طور کلی ضعیف می شود. با چالش های پیش رو و فعلی در مورد رشد جمعیت و تغییرات آب و هوایی، این امر مطلوب نیست. شهرها باید قوی تر شوند و ساکنان همگی باید بتوانند احساس کنند که در خانه خود هستند. شهرها باید بتوانند از ساکنان خود حمایت کنند تا ساکنان بتوانند از شهر حمایت کنند. این مطالعه سعی می‌کند جنبه‌های کلیدی بهبود شهرها یا تحولات کلیدی را که ساختار زیربنایی شهرها را بهبود می‌بخشد یا تضعیف می‌کند، شناسایی کند. با استفاده از نمونه های شناخته شده شهرهای جذاب و دافعه می توان تفاوت های بین آنها را شناسایی کرد.
وقتی بتوان ساختار زندگی در شهرها را اندازه گیری و مقایسه کرد، می توان به نواحی نمره نسبی از نحوه زندگی آنها داد. پس از این، می توان تحقیقات بیشتری را برای شناسایی اثرات آن بر سلامت انسان انجام داد – نه تنها بر شادی کوتاه مدت، بلکه به ویژه بر شادی طولانی و پایدار. این همچنین ممکن است از دولت‌هایی که محله‌های مشکل‌ساز دارند با توضیح اینکه چرا مشکل‌ساز هستند، حمایت می‌کند و در عین حال راه‌حلی ارائه می‌دهد. این باعث می شود این تحلیل برای همه محیط های زندگی بسیار قدرتمند و مهم باشد. با استفاده از مفهوم کشف شده توسط الکساندر [ 4 ] که توسط جیانگ [ 6 ] بیشتر گسترش یافته است، این تحقیق قادر به انجام این نوع تحلیل است.
بر اساس مفهوم ساختار زندگی که توسط آثار اسکندر [ 4 ] به دست آمده است، این مطالعه ساختار یک شهر را به عنوان یک کل شناسایی می کند و آن را بر اساس ساختار زیربنایی آن ارزیابی می کند. با انجام این کار برای چندین شهر و کشور، می توان بین شهرها و از نظر تاریخی درون شهرها مقایسه کرد. برای این منظور، تحقیقات بیشتری در مورد این مفهوم توسط جیانگ [ 6 ، 7] انجام شد] امکان استفاده جدید از سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) را فراهم می کند که با آن قادر به انجام این نوع تحلیل می شود. این مطالعه اساساً یک مطالعه موردی از این نظریه های پیشنهادی است تا ببیند آیا ساختار زنده یا زیبایی را می توان به صورت تجربی اندازه گیری کرد. این مطالعه سه هدف اصلی برای پاسخ به این سوال خواهد داشت. در ابتدا، این مطالعه بررسی می‌کند که آیا شهرها را می‌توان با استفاده از مفهوم خیابان‌های طبیعی و شهرهای طبیعی توصیف کرد. ثانیاً، انواع مختلف شهرها شناسایی و با یکدیگر مقایسه می‌شوند تا میزان زندگی یا میزان ساختار زندگی به دست آید. ثالثاً، شهرهای منفرد از نظر زمانی مقایسه می شوند تا به تکامل ساختار زندگی در این شهرها نگاهی بیندازیم تا ایده ای از نحوه شکل گیری ساختار زندگی بدست آوریم.
ساختار این مقاله به شرح زیر است: در بخش بعدی، تحلیل ساختاری مورفولوژی شهری همراه با مفاهیم کلیدی ساختار زندگی، خیابان‌های طبیعی، شهرهای طبیعی و قانون مقیاس‌بندی توضیح داده می‌شود. پس از آن، بخش 3 روش شناسی را نشان می دهد و سپس بخش 4 نتایج را تشریح می کند. در نهایت، بخش 5 نتایج این تحقیق را مورد بحث قرار می دهد و بخش پایانی مقاله را به پایان می رساند.
2. تجزیه و تحلیل مورفولوژی شهری به صورت تجربی بر اساس ساختار آن
شهرها چیزهای بسیار پیچیده ای هستند. برای اینکه بتوانیم پیچیدگی آنها را درک کنیم و مشکلات ناشی از پیچیدگی مذکور را حل کنیم، نمی توان به شهرها به عنوان مسائل ساده برخورد کرد. به دلیل پیچیدگی آنها، درک تمام تأثیرات تصمیمات گرفته شده بسیار دشوار می شود. جین جاکوبز [ 8 ] نظریه پیچیدگی سازمان یافته خود را برای نزدیک شدن به مشکلات ارائه شده شهرها توسعه داد. در آن زمان، او با شیوه‌های برنامه‌ریزی و بازسازی شهر موافق نبود، زیرا آنها «پایه‌ای از مزخرفات» هستند [ 8 ]. معماری مدرنیستی که در حدود دهه 1950-1960 آغاز شد، به دلیل نداشتن پایه علمی مورد انتقاد قرار گرفت [ 6]]. کوین لینچ در کنار جیکوبز که شهرها را به‌عنوان یک وب تجزیه و تحلیل می‌کرد تا بفهمد همه چیز چگونه به هم متصل هستند، کوین لینچ چگونگی درک مردم از شهرها را تجزیه و تحلیل کرد. او متوجه شد که افراد می توانند با ایجاد نقشه های ذهنی که در آن چندین شناسه اصلی نقش اصلی را ایفا می کنند، محیط اطراف خود را درک کنند. مسیرها، لبه‌ها، ناحیه‌ها، گره‌ها و نشانه‌ها مورد نیاز است تا فرد بتواند در یک شهر حرکت کند. این عناصر تصویر شهر را تشکیل می دهند [ 9 ].
آثار جیکوبز و لینچ مکمل یکدیگرند. شهرها می توانند از نظر پیچیدگی سازماندهی شده با یکدیگر متفاوت باشند که منجر به دید متفاوت انسانی از شهر خواهد شد. مفهوم جالب اینجا این است که هر فردی از طریق پنج عنصری که لینچ کشف کرده، دیدگاه متفاوتی از یک شهر دارد. با این حال، هر شهر همچنین دارای تنها یک ساختار اصلی است که این دیدگاه های فردی را تعیین می کند [ 8 ، 9 ]. این نشان می دهد که مطالعه کل شهرها به جای تمرکز بر مناطق یا نواحی توسعه جدیدتر بسیار مهم است، زیرا کل از مجموع اجزای آن بیشتر است. تحقیقات بیشتری بر اساس پیچیدگی سازمان یافته انجام شده است و یکی از تأثیرگذارترین مواردی که این مطالعه را به طور قابل توجهی تحت تأثیر قرار می دهد، کار معروف ماندلبروت است [ 10 ،11 ]. هندسه فراکتال برای توصیف این ساختارهای پیچیده با استفاده از بازگشت پذیری در مقیاس های مختلف استفاده می شود. با تجزیه و تحلیل پدیده‌های فضایی از منظر فراکتال، ساختاری که در آنها وجود دارد قابل درک است، زیرا آنها الگوهایی را نشان می‌دهند که در آن چیزهای بسیار کوچک‌تری نسبت به چیزهای بزرگ وجود دارد [ 12 ، 13 ]. الگوهای فراکتال در شهرها همچنین می توانند به توضیح الگوهای توسعه ای که نشان می دهند کمک کند، به ویژه با سرعت فعلی که در حال رشد هستند [ 14 ].
علاوه بر این، کریستوفر الکساندر مفهوم تمامیت را برای اندازه گیری نظم در چیزها توسعه داد. تمامیت بیشتر نشان‌دهنده ساختاری است که طبیعی‌تر یا زنده‌تر است. این ساختار طبیعی با ظاهر چیزهای کوچک بسیار بیشتری نسبت به چیزهای بزرگ نشان داده می شود [ 4 ]. همه چیز در یک شهر به گونه ای ساخته شده است که چیزی به شهر اضافه می کند و مفید بودن آن را افزایش می دهد. هر بخش از شهر به یکدیگر تعلق دارد که در این صورت بخشی از یک کل بزرگتر است. این مجموعه از شهر و سلسله مراتب آنها یک ساختار بازگشتی را تشکیل می دهند [ 15]. شهرهای مختلف در این راه یکسان نیستند. تصمیمات و ویژگی های مختلف باعث ایجاد تفاوت در ساختار زیربنایی شهرها می شود. این به این معنی است که هر شهر مختلف مقادیر متفاوتی از تمامیت را نشان می دهد. هنگامی که یک شهر مقدار بیشتری از تمامیت را نشان می دهد، نشان می دهد که یک شهر زنده تر یا طبیعی تر است [ 7 ]. اسکندر معتقد است که جهان به دو بخش تقسیم می شود – دنیای بیرونی و تجربه درونی. چون آنها جزئی از یکدیگر هستند، باید همدیگر را منعکس کنند. این بدان معنی است که شهری که تمامیت بیشتر یا ساختار زندگی بهتری را بیان می کند، به درون طبیعی ما نزدیک تر است و بنابراین پایدارتر است. او از تئوری الگو استفاده می کند تا این دو بخش را در کنار هم قرار دهد تا زیبایی را بتوان از نظر علمی اندازه گیری کرد. 16].
تجربه درونی ما در طول زمان تغییر می کند و تکامل می یابد. درست مانند سایر چیزهای طبیعی قابل مشاهده، رشد می کند. این یکی از چیزهای کلیدی در طبیعت است. با گذشت زمان، می تواند تغییر کند، سازگار شود و قوی تر شود. برای اینکه دنیای بیرونی به بزرگترین پتانسیل در رسیدن به یک تمامیت بیشتر برسد، باید بتواند در طول زمان تغییر کند. ساختار زنده‌ای که در طول زمان تغییر نمی‌کند هنوز هم می‌تواند زنده باشد – یک درخت مرده هنوز ساختار زنده‌اش را از چند شاخه بزرگ و چندین چنگال کوچکتر نشان می‌دهد. 6]]. با این حال، ساختمان ها یا نقاشی ها تنها در صورتی زنده هستند که از این ساختار پیروی کنند. از آنجا که آنها تابع بعد زمانی نیستند، زیرا پس از اتمام آنها باقی می مانند – آنها قادر به تکامل و رسیدن به یک کلیت بیشتر نیستند. برای سازه هایی که در حال حاضر ساختارهای زنده را نشان می دهند، این کار خوب است، زیرا ذاتا احساس خوبی خواهند داشت. اما برای ساختارهایی که از این ساختار زنده پیروی نمی کنند، اتصال به آنها دشوار می شود، زیرا دنیای بیرون و تجربه درونی از هم جدا می شوند.
بسیاری از ساختمان ها و پیشرفت های مدرنیستی از این ایده ها تبعیت نمی کنند. این به نوبه خود به این معنی است که ما نمی توانیم ارتباط برقرار کنیم و فضاهای بد شکل می گیرند [ 17 ، 18 ، 19 ]. در خوبی بین فضاها تفاوت هایی وجود دارد و علاوه بر آن خوبی می تواند در طول زمان تغییر کند. یکی از مهمترین نکاتی که اسکندر در مورد خوب بودن فضا بیان می کند، ذهنی نبودن آن است. حتی اگر به نظر یک موضوع ذهنی است، نمی توان انکار کرد که به طور غیرقابل توجهی بر انسان تأثیر می گذارد [ 20 ]. با استفاده از تمامیت به عنوان یک ابزار، مناطق شهری را می توان توسعه یا توسعه داد تا برای انسان بهتر شوند [ 21 ، 22 ].
برای اینکه یک شی زنده در نظر گرفته شود، ساختار آن نمی تواند یک بعدی باشد و باید بتواند ویژگی های قانون مقیاس بندی را در مقیاس های متعدد نشان دهد [ 6 ]. به شرح زیرشکل 1ساختاری را نشان می‌دهد – کلیسای سنت پیترز در کلیسای مقدس – که می‌توان آن را زنده در نظر گرفت زیرا مقیاس‌های متعددی وجود دارد که می‌توان قانون مقیاس‌بندی را در آن تشخیص داد. این ساختمان شما را به داخل دعوت می کند و هیچ سوالی در مورد محل ورودی وجود ندارد. در حال حاضر جنبش های معماری با تمرکز بر بازسازی جنبه های معماری قدیمی در ساختمان های مدرن وجود دارد. نباید هزاران سال کار معماری انجام می شد تا اکنون نادیده گرفته شود. دلیلی برای اشکال و ساختارهای ساخته شده در تاریخ وجود دارد. با تحلیل تجربی این نوع ساختارها، ممکن است دلیل مستقیمی نسبت داده شود.
استفاده از روش‌های متداول برای تجسم داده‌ها کافی نیست، زیرا آنها به شیوه تفکر اقلیدسی محدود می‌شوند. طبقه‌بندی داده‌ها تأثیر زیادی بر تجسم کلی دارد و به همین دلیل باید آن را تغییر داد تا با روش تفکر فراکتالی مطابقت داشته باشد. جیانگ [ 24] این کار را با توسعه یک روش طبقه‌بندی انجام داده است که قادر است توزیع دم بلند زیرین را که ذاتاً در داده‌های مکانی قابل مشاهده است نشان دهد. این روش شکسته های سر/دم نامیده می شود و با تقسیم داده ها به دو قسمت مکرر (به صورت بازگشتی) حول میانگین کار می کند. با تقسیم بازگشتی داده ها به یک مجموعه بزرگتر (دم) و یک مجموعه کوچکتر (سر)، یک طبقه بندی ساخته می شود که به طور طبیعی از این توزیع دم بلند پیروی می کند. با بازگشت به پیچیدگی سازمان‌یافته از جاکوبز [ 8 ]، این بدان معناست که شکستگی‌های سر/دم به بخش‌های مختلف وب اجازه می‌دهد تا تجسم شوند. این نیز در تئوری مراکزی که اسکندر طرفدار آن است، می گنجد [ 4]. با شناسایی این مراکز با طبقه بندی، تجسم و اندازه گیری تجربی باید امکان پذیر شود.
حرکت مردم در داخل مناطق شهری به ساختار آنها محدود می شود و این ساختار در خطوط کلی ساختمان یا به طور خاص تر در جاده ها منعکس می شود، زیرا آنها مستقیماً به عنوان مسیرهای حمل و نقل استفاده می شوند. هنگام پیمایش، شکل خیابان ها مهم نیست، بلکه به کدام خیابان ها متصل هستند. اتصالات بین خیابان ها با ترسیم نقشه های محوری [ 25 ] اندازه گیری شده است. به عنوان جانشین نقشه های محوری، جیانگ و همکارانش [ 26 ] خیابان های طبیعی را توسعه دادند. با تعیین ارتباط بین جاده ها در یک شهر با رویکرد پایین به بالا، می توان ساختار شبکه های جاده ای درون یک شهر را تحلیل کرد. در کنار خیابان های طبیعی، رویکرد دیگری از پایین به بالا برای تحلیل و تعریف شهرها دنبال می شود. این مقاله از شهرهای طبیعی استفاده می کند [ 27] برای تعریف شهرها در صورت امکان بر اساس داده های شبکه جاده ای. این روشی است که در مقایسه با استفاده از یک رویکرد مبتنی بر شبکه یا تجزیه و تحلیل چگالی هسته، یک برآوردگر خوب است [ 28 ]. با تعیین مرزهای یک شهر بر اساس ویژگی‌های ساختاری طبیعی مانند سیستم راه‌ها، یک روش ثابت برای تعیین مرزهای شهر وجود دارد. علاوه بر این، زمانی که بخش‌های خاصی از شهر در این مرز نیستند، باید توضیحی در مورد دلیل این امر وجود داشته باشد. توجه داشته باشید که این یک تعریف متفاوت از شهرهای طبیعی است که توسط الکساندر [ 15 ] تعریف شده است، زیرا او شهرهای طبیعی را به عنوان شهرهای طبیعی تعریف می کند، در مقابل حاشیه های شهر به طور طبیعی تعریف شده است.
علاوه بر این، زمانی که داده ها حاوی نقاط کوچک بسیار بیشتری نسبت به نقاط بزرگ هستند، انتظار می رود که از توزیع قدرت پیروی کنند. بسیاری از پدیده های طبیعی، اجتماعی و فیزیکی را می توان با توزیع قانون قدرت توصیف کرد [ 29 ، 30 ، 31]. مفهوم این است که داده هایی که بهتر از توزیع قانون قدرت پیروی می کنند، به ظاهر طبیعی تر نیز هستند. بنابراین، تجزیه و تحلیل توزیع قانون قدرت در داده های توپولوژیکی می تواند به عنوان یک اندازه گیری اضافی برای تأیید اندازه گیری ساختار زنده استفاده شود. در مجموع، ساختار زندگی را می‌توان با نگاهی به ترکیبی از شهرهای طبیعی و خیابان‌های طبیعی اندازه‌گیری کرد، جایی که به‌ویژه سلسله‌مراتب درون شهرهای طبیعی و خیابان‌های طبیعی نشان‌دهنده زندگی تکمیل‌شده توسط آمار قانون قدرت است.
3. اندازه گیری ساختار زندگی در شهرها به صورت مقایسه ای و زمانی
در این تحقیق تنها از یک منبع داده اصلی استفاده شده است که در ترکیب با تکنیک های GIS به نتایج ما منجر می شود. داده‌های خام OpenStreetMap (OSM) به‌دست‌آمده از geofabrik.de به‌عنوان پایه‌ای برای تمام تحلیل‌های بیشتر استفاده می‌شوند. داده های OSM به ویژه مفید هستند زیرا، به عنوان اطلاعات جغرافیایی داوطلبانه، دقت عمومی در مناطق شهری خوب است [ 32 ]. دقت هندسی داده های جغرافیایی داوطلبانه می تواند کمتر خوب باشد. اما به دلیل ماهیت این تحقیق، دقت هندسی مهم نیست، بلکه دقت توپولوژیکی مهم است. طول و موقعیت بخش های جاده تاثیر کمی بر تجزیه و تحلیل دارد و اتصال بین بخش های مختلف آن چیزی است که بسیار مهم است [ 25]]. به دلیل اینکه ما معمولاً خودمان را، از محل اتصال به محل دیگر، حرکت می‌کنیم، اینها اغلب با دقت نشان داده می‌شوند. اگرچه این تحقیق بر مورفولوژی شهر متمرکز است، اما به دست آوردن داده ها از کل کشور مهم است زیرا شهرها بخشی از کل یک کشور هستند. بنابراین، مرزهای شهر بر اساس مجموعه داده‌های جاده‌ای کل کشور تعیین می‌شوند. جدول 1 نشان دهنده کشورها و شهرهای انتخابی است که مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند، نوع شهر تعیین شده به پیشینه تاریخی و قدمت شهر بستگی دارد.
برای اینکه بتوانیم شش شهر مختلف را با یکدیگر تحلیل و مقایسه کنیم، ابتدا باید شهرها را تعریف کنیم. این کار با تولید شهرهای طبیعی هر کشور انجام می شود [ 27 ، 33]، که شهرها را بر اساس رویکردی از پایین به بالا شناسایی می کند که در آن یک ساختار از قبل موجود مرزهای شهر را تعیین می کند. این به جای مرزهای شهری است که خودسرانه تعریف شده است، که ممکن است مساحت بیشتری را نسبت به شهر واقعی پوشش دهد یا برعکس. شناسایی صحیح شهر مهم است، زیرا ساختار زندگی با توجه به کل شهر اندازه گیری می شود، جایی که مهم است که شروع و پایان شهر با توجه به اطلاعات فیزیکی موجود به درستی اندازه گیری شود. بنابراین برای تولید شهرهای طبیعی، شبکه راه ها به عنوان اطلاعات ورودی در نظر گرفته می شود. شهرها بر اساس فاصله بین تقاطع ها شناسایی می شوند. اگر منطقه ای دارای تقاطع های زیادی باشد، فرض بر این است که یک شهر در آنجا وجود دارد، در حالی که مناطقی که تقاطع های کمی دارند، روستایی در نظر گرفته می شوند. طرح 1این روش شناسی را نشان می دهد که به صورت شماتیک دنبال می شود.
یک شبکه نامنظم مثلثی (TIN) از تمام تقاطع های داخل یک کشور ایجاد می شود که از تمام کلاس های جاده در جاده های OSM مشتق شده است. اتصالات بین تقاطع ها و با استخراج خطوط فردی بین نقاط از TIN جدا شده است. سپس فواصل بین هر تقاطع محاسبه می شود. فواصل به‌دست‌آمده در هر کشور با وقفه‌های سر/دم برای جدا کردن تقاطع‌های روستایی در فواصل طولانی از تقاطع‌های شهری کوتاه‌مدت تحلیل می‌شوند. بین کشورها تفاوت هایی وجود دارد. برای کشورهایی که شبکه جاده ای نسبتاً یکنواختی دارند، مانند هلند، تنها یک جداسازی برای به دست آوردن شهرهای طبیعی انجام می شود. در کشورهای بزرگتر با تفاوت بیشتر بین مناطق شهری و روستایی مانند ایتالیا و برزیل، چندین تکرار دیگر از شکستن سر/دم وجود دارد زیرا اولین شکست فقط کوه‌های ایتالیا یا جنگل‌های بارانی در برزیل را از هم جدا می‌کند. یک استراحت دوم برای جداسازی مناطق روستایی از شهرها لازم است.شکل 2 روند تولید شهرهای طبیعی را برای منطقه West-Friesland در هلند نشان می دهد.
پس از شناسایی شهرها، اکنون می توان ساختار درون شهری را تحلیل کرد. برای تعیین مرکز شهر از خیابان ها و اتصالات آن به خیابان های دیگر استفاده می شود. مناطقی که دارای خیابان‌هایی هستند که ارتباط خیابانی نسبتاً پایینی دارند، آرام هستند و برعکس، خیابان‌هایی که اتصال بالایی دارند، مسیرهای زیادی را نشان می‌دهند که از آن خیابان استفاده می‌کنند، بنابراین در منطقه‌ای شلوغ و مرکزی قرار دارد. برای اینکه بتوان ارتباط جاده ها را تعیین کرد، از خیابان های طبیعی استفاده می شود [ 26 ]. تولید خیابان های طبیعی با نرم افزار Axwoman [ 34] محاسبه می شود]. این نرم‌افزار جاده‌ها را خود سازماندهی می‌کند و بر اساس اصل گشتالت تداوم خوب، بخش‌های جاده‌ای جداگانه به هم متصل می‌شوند تا خیابان‌های طبیعی را تشکیل دهند. پس از ایجاد خیابان‌های طبیعی برای هر شهر، آنها با وقفه‌های سر/دم از اتصالاتشان طبقه‌بندی می‌شوند. این فرآیند نشان می‌دهد که کجای خیابان‌هایی که به خوبی متصل هستند در یک شهر قرار دارند. همچنین ساختار زیربنایی شبکه جاده ها را با برجسته کردن شلوغ ترین جاده ها و ساکت ترین مناطق نشان می دهد.
تفاوت بین شهرهای تاریخی و شهرهای مصنوعی با تحلیل ساختارهای موجود در شهرهای طبیعی کشورها و خیابان های طبیعی خود شهرها بررسی می شود. علاوه بر این، نقاط داغ درون شهرها با استفاده از رویکرد شهر طبیعی به صورت بازگشتی برای ساختارهای درون شهر شناسایی می‌شوند. هات اسپات در اصل مجموعه ای از شهرهای طبیعی (ساختار درون شهر) برای شهر طبیعی انتخاب شده (مرزهای شهر) است. سپس بزرگترین هات اسپات را می توان به همان روش تجزیه و تحلیل کرد تا ریز اسپات ها را که متراکم ترین مناطق درون هات اسپات هستند شناسایی کرد. طبقه‌بندی نقاط مختلف و ریزنقاط بر اساس شکستگی‌های سر/دم، ساختار درونی شهر را بر اساس تراکم آن تجسم می‌کند. با نگاهی به شهرهای طبیعی، نقاط داغ، نقاط کوچک و خیابان های طبیعی،13 ]. در نهایت، آمار قانون قدرت آنها بررسی می شود. آمار Powerlaw با استفاده از کد MATLAB توسعه یافته توسط Clauset و همکارانش [ 29] به دست می آید ] به دست می آید و پارامترها با استفاده از آزمون نسبت درستنمایی حداکثر محاسبه می شوند.
برای حمایت از این روش و نشان دادن الگوی رشد طبیعی تر، شهرهای تاریخی نیز به صورت زمانی تحلیل می شوند. با استفاده از نقشه های تاریخی می توان وسعت و پیشرفت های یک شهر را کشف کرد. آمستردام برای نشان دادن توسعه تاریخی در طول زمان انتخاب شده است، زیرا این شهر اطلاعات دقیق زیادی در مورد گذشته خود دارد. الگوهای جاده در آمستردام با در نظر گرفتن جاده‌های OSM فعلی و برش دادن آنها بر اساس اندازه شهر تاریخی که از نقشه‌های تاریخی گرفته شده است، تجزیه و تحلیل می‌شوند. پس از آن، خیابان های طبیعی از این ها تولید می شوند و با یک طبقه بندی شکستگی سر/دم ارائه می شوند.
4. تجزیه و تحلیل ساختار زندگی در داخل شهرها از طریق شبکه راه آن
4.1. اندازه گیری ساختار زندگی
ساختار زنده در طبیعت بازگشتی است. این بدان معنی است که یک ساختار زنده خوب این بازگشت را بیشتر نشان می دهد. با استفاده از این ویژگی ها، می توان به تک تک مناطق شهر نگاه کرد و آنها را با هم مقایسه کرد. در مورد خیابان‌های طبیعی، چند جاده بزرگتر باید توسط جاده‌های کوچکتر حمایت شوند، و این جاده‌های کوچکتر باید توسط بسیاری از جاده‌های حتی کوچکتر حمایت شوند تا یک ساختار زندگی خوب داشته باشند. ما دو ناحیه شهری برازیلیا و آمستردام را که در شکل 3 نشان داده شده اند، مقایسه می کنیم . خیابان های طبیعی نشان می دهد که از نظر ساختاری، برازیلیا در مقایسه با آمستردام بسیار کمتر به هم مرتبط است. برازیلیا دارای چهار بازوی بزرگ جداگانه است که به هم متصل نیستند، در حالی که آمستردام بسیار بیشتر به دور خود پیچیده شده است و به یک انسجام ساختاری بالاتر منجر می شود.
مکمل‌های خیابان‌های طبیعی شهر، نقاط داغ و ریزنقاط تجزیه و تحلیل می‌شوند. ساختار زنده خود را در مقیاس‌های مختلف پشتیبانی می‌کند، بنابراین ساختارهایی که تمامیت بیشتری دارند، قانون مقیاس‌بندی را در همه مقیاس‌ها به خوبی نشان می‌دهند. آمستردام، رم، و برازیلیا با هم مقایسه می‌شوند، جایی که بزرگترین نقطه کانونی در مرکز شهر برای تجزیه و تحلیل میکرو اسپات انتخاب می‌شود. در شکل 4هات اسپات ها و ریز اسپات ها بر اساس اندازه شان در شکستگی های سر/دم طبقه بندی شده اند. نقاط داغ در رم بهترین ساختار طبیعی را نشان می دهند – یک مرکز واضح با نقاط مهم در اطراف آنها وجود دارد. متعاقباً، این الگو در مرکز شهر ادامه می یابد. این الگو در آمستردام به دلیل گسترش سریع آن پس از جنگ جهانی دوم به وضوح کمتر تعریف شده است. ساختار کلی برازیلیا در حال حاضر به دلیل شهر طبیعی جدا شده آن قطع شده است، که در نتیجه نقاط مهم آن نیز بسیار بزرگ و غیر طبیعی است. به دلیل شکل کشیده بزرگترین هات اسپات، لبه های این هات اسپات پشتیبانی بسیار کمی دارند و همچنین بزرگترین ریزنقاط ها همگی در مرکز قرار گرفته اند و مقیاس های مختلف ریزنقاط را از یکدیگر جدا می کنند و حمایتی را که می توانند می توانند کاهش دهند. به یکدیگر ارائه دهند. این،
با نگاهی دقیق تر به ریزنقاط ها، رم فاقد یک مرکز کاملاً تعریف شده است، که با این واقعیت نشان می دهد که دو مرکز بزرگ وجود دارد (در شکل 4 با رنگ قرمز نشان داده شده است.). این را می توان به دلیل موقعیت ایستگاه قطار ترمینی، که ریزنقطه بزرگ غربی است، توضیح داد. این منطقه بسیار متراکم در لبه منطقه مرکزی در رم است. بزرگترین نقطه کوچک آمستردام نیز در ایستگاه قطار مرکزی آن واقع شده است. ریزنقاط در منطقه اصلی شهر برازیلیا ساختار بهتری نسبت به نقاط داغ نشان می‌دهند، با این حال هنوز مشکلاتی وجود دارد. به عنوان مثال، تفاوت بین بزرگترین ریزنقطه و دومین ریزنقطه بزرگ، بسیار زیاد است. در آمستردام و رم، این تفاوت ها تدریجی تر است. پشتیبانی از یک سازه بزرگ با دو ساختار بسیار کوچکتر دشوارتر است. علاوه بر این، آنها دقیقاً در کنار بزرگترین نقطه کوچک قرار دارند. این نشان دهنده یک ساختار خودنگهدار نیست. حتی اگر پوسته پوسته شدن در ریزنقاط برازیلیا درست به نظر می رسد،
4.2. مقایسه انواع شهرها
تفاوت زندگی در شهرها را می توان به نحوه توسعه شهرها نسبت داد. در این بخش، دو نوع شهر با جزئیات بیشتر مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند. شهرهای تاریخی که در یک دوره زمانی طولانی توسعه یافته اند و دارای تاریخ ثبت شده اند و شهرهای مصنوعی که عمدتاً قبل از وجود شهر به طور کامل برنامه ریزی شده اند، با نگاهی به خیابان های طبیعی و نقاط حساس آنها با یکدیگر مقایسه می شوند. نشان دهنده تفاوت در زندگی است. آمستردام، رم و جنوا به عنوان شهرهای تاریخی و چاندیگار، لویت تاون و برازیلیا به عنوان شهرهای مصنوعی انتخاب شده اند. این شهرها به جز جمعیت کوچکتر لویتتاون، از نظر وسعت و جمعیت مشابه یکدیگر هستند.
در شکل 5 ، تفاوت بین نقاط حساس شش شهر مورد تجزیه و تحلیل نشان داده شده است. مشاهده می کنیم که الگوی مقیاس بندی در شهرهای تاریخی در مقایسه با شهرهای مصنوعی بسیار بهتر تعریف شده است. اگرچه ht-index مشابه است، اما طبقات مختلف در شهرهای تاریخی بسیار بهتر تعریف می شوند. به خصوص رم ساختار خود نگهدار خوبی را نشان می دهد. بزرگترین تفاوتی که می‌توان مشاهده کرد این است که برای شهرهای مصنوعی، بیشتر هات‌اسپات‌ها در کلاس اول (نامرئی) کوچک‌ترین نقاط هستند، در حالی که این تقسیم‌بندی در کلاس‌های بعدی بسیار بهتر است. این نشان می‌دهد که شهرهای مصنوعی مراکز بسیار کمتری دارند که طبقات زیربنایی را پشتیبانی می‌کنند، که به نوبه خود نشان‌دهنده سطح پایین‌تری از زندگی است.
مکمل این آمار در جدول 2 است . اندازه متوسط نقاط حساس به خوبی نشان دهنده این پدیده است. نقاط داغ به طور متوسط در شهرهای تاریخی بسیار کوچکتر هستند، که به دلیل تفاوت در تراکم مشاهده شده، ساختار داخلی بسیار پیچیده تری را برجسته می کند. به همین دلیل، نقاط حساس نسبتاً کمتری در شهرهای مصنوعی وجود دارد، زیرا هیچ مرز مشخص یا تفاوتی در تراکم وجود ندارد. بسیاری از مناطق با هم تشکیل می شوند زیرا بسیار شبیه به هم هستند و بنابراین غیر زنده هستند. در نهایت، شاخص ht به طور متوسط در شهرهای تاریخی در رابطه با نقاط داغ کمی بالاتر است، بنابراین نه تنها نقاط داغ بیشتری وجود دارد، بلکه از نظر ساختاری نیز از نظر اندازه بازگشتی تر هستند.
نقاط داغ شهرها نشان می دهد که سه شهر تاریخی در مقایسه با سه شهر مصنوعی زنده تر و در نتیجه کل تر هستند. مکمل این، خیابان های طبیعی نیز مقایسه می شوند. که در شکل 6خیابان‌های طبیعی شش شهر با هم مقایسه شده و تفاوت‌های واضحی بین این دو شهر وجود دارد اما شباهت‌هایی در داخل آن وجود دارد. از ساختار خیابان‌های طبیعی، مشاهده می‌کنیم که آمستردام را می‌توان از نظر خیابان‌های طبیعی، زنده‌ترین خیابان‌ها دانست، زیرا انتظارات یک ساختار کامل را به بهترین نحو دنبال می‌کند. متصل ترین خیابان در مرکز شهر و اطراف آن است، در حالی که سایر خیابان های با اتصال خوب از بزرگترین خیابان جدا شده و به آن متصل می شوند. متصل ترین خیابان های رم به سمت مرکز هدایت می شوند، که نشان می دهد مرکز شهر احتمالا مقصد اصلی بسیاری از مسافران در اینجا است. جنوا از طریق شکل کشیده‌اش شبکه‌ای زنده را نشان می‌دهد که در آن خیابان‌هایی که به خوبی متصل هستند در امتداد ساحل واقع شده‌اند، که سپس در بقیه شهر منشعب می‌شود.
برخلاف درجه بالاتر زندگی شهرهای تاریخی، شهرهای مصنوعی فقدان آن را نشان می دهند. چاندیگر به خوبی متصل ترین جاده خود را در حاشیه شهر دارد و هیچ پشتیبانی از جاده های دیگر وجود ندارد. سازه های کوچک تری قابل مشاهده هستند که نشان دهنده مناطق مربع شکل شهر هستند، اما آنها از یکدیگر جدا شده اند، و دومین و سومین خیابان با اتصال خوب از هم گسیخته هستند و به جای اطراف جاده های به هم متصل، فقط به انتهای جاده های دیگر متصل می شوند. مراکز Levittown ساختار مشابهی را نشان می دهد، جایی که جاده های اصلی، از نظر اتصال، در مرکز قرار ندارند. انتظار می رود جاده اصلی در امتداد محور افقی باشد تا منطقه را پوشش دهد. در اینجا، نواحی مختلف داخل منطقه، سازه‌های منفرد هستند که سست هستند، و بسیاری از تکیه‌گاه‌ها از دومین جاده‌های کوچک است.
اگر تنها آمار ( جدول 2 ) در نظر گرفته شود، خیابان های طبیعی برای همه شهرها مشابه به نظر می رسد، اما این ناقص است. اگرچه در ht-index میزان خیابان‌های طبیعی و میانگین و حداکثر اتصالات قابل مقایسه است، اما نحوه چیدمان خیابان‌های طبیعی در تفسیر درجه حیات بسیار مهم است. مشابه نقاط داغ، موقعیت مکانی خیابان های طبیعی می تواند تا حد زیادی بر تمامیت تأثیر بگذارد. اگرچه یک ساختار در مقیاس‌های چندگانه وجود دارد، اما حمایتی که هر مقیاس از یکدیگر دریافت می‌کند، در تعیین درجه حیات مؤثر است.
با تجزیه و تحلیل نمودارهای پاورلاو که در شکل 7 مشاهده می شود، مشخص می شود که همه شهرها هم برای اتصالات خیابان های طبیعی و هم نقاط داغ آنها به خوبی برای بخش های بزرگی از توزیع ها توزیع شده اند. برای خیابان‌های طبیعی، فقط شهرهای مصنوعی از نظر آماری بر اساس قانون توزیع می‌شوند ( جدول 2 را ببینید )، با این حال مقدار آلفا مربوط به آن تناسب بسیار بالا است (>3) [ 29]]. علاوه بر این، بهترین مکان‌ها برای شهرهای مصنوعی دارای x-min نسبتاً بالایی هستند، بنابراین بسیاری از خیابان‌های کمتر متصل در بهترین تناسب حذف می‌شوند. برای هات اسپات ها، فقط شهرهای تاریخی و لویت تاون تناسب قدرت قابل توجهی دارند، و از نمودارها می بینیم که شهرهای تاریخی به طور کلی اندازه هات اسپات کوچک تری دارند، با پشتیبانی بهتر از کانون های کوچکتر. لویت تاون هنوز نسبتاً متعادل است، با این حال نقاط مهم کوچکتر زیادی ندارد، بنابراین آنها فاقد اولین سطح پشتیبانی اولیه از کوچک‌ترین هات‌اسپات‌های نظری هستند.
4.3. تحلیل زمانی
برای درک دلیل اینکه چرا شهرهای تاریخی در مقایسه با شهرهای مصنوعی کلیت بیشتری از خود نشان می دهند، توسعه تاریخی آمستردام بیشتر مورد بررسی قرار می گیرد. شکل 8 پیشرفت آمستردام را در طول زمان نشان می دهد. این شکل یک مسیر توسعه بسیار طبیعی را نشان می دهد. شهر گسترش یافته است در حالی که ساختار شهر دست نخورده باقی مانده است. جاده هایی که به خوبی به هم متصل هستند، تغییر کمی نشان می دهند و تنها زمانی که شهر بزرگ می شود، اندازه آنها افزایش می یابد. از آنجایی که مرکز شهر کنونی حول این ساختار است و به دلیل اینکه تا به امروز دست نخورده باقی مانده است، آمستردام مدرن هنوز هم ساختار مرکز شهر بسیار زنده ای دارد.
5. بحث در مورد مطالعه
تغییر تحولات تاریخی و فعلی منجر به تخریب ساختار زندگی و حتی فقدان کامل ساختار زندگی در شهرها می شود. دنیای بیرونی ما دیگر با تجربه درونی ما مطابقت ندارد [ 4 ]. این قطع ارتباط در مورفولوژی شهری می تواند به طور مستقیم بر سلامت ما تأثیر بگذارد [ 35 ، 36]. مردم از محیط های طبیعی بالاتر از مکان های هندسی غیرطبیعی امتیاز می دهند و از آنها لذت می برند. تهدیدهای اصلی برای حفظ و ایجاد ساختار زنده نه تنها سرعت توسعه فعلی، بلکه دیدگاه‌های معماری غالب فعلی است. سرعت توسعه منجر به زمان های کوتاه تری برای تصمیم گیری و طراحی مناطق شهری جدید می شود. پس از ساخته شدن، این مناطق باید سال های بیشتری دوام بیاورند. یک تصمیم سریع می تواند بعداً تأثیر زیادی داشته باشد. این امر می‌تواند منجر به شهروندانی شود که مجبور به زندگی در محیط‌هایی هستند که آگاهانه یا ناخودآگاه در محیط‌هایی کمتر از حد مطلوب هستند. نه تنها توزیع ساختمان، بلکه خود ساختمان‌ها نیز باید در مورد تأثیری که می‌توانند بر محیط از نظر ساختار کلی داشته باشند، در نظر گرفته شوند. اغلب اوقات، معماری فعلی برای ساختار زندگی مضر است [16 ]. برای این کار، شبکه‌های از پیش موجود فعلی و الگوهای مقیاس‌بندی محیط باید هنگام توسعه در نظر گرفته شوند. هنگامی که پیوند در انسان انجام می شود، هر دو بافت موجود و جدید به هم متصل می شوند. توسعه شهر را نباید تنها به عنوان یک گسترش فردی در نظر گرفت، بلکه باید از نظر نحوه تناسب آن در کل شهر نیز در نظر گرفته شود.
راه‌های ممکن دیگر برای تجزیه و تحلیل ساختارهای زنده عبارتند از، به جای استفاده از تحلیل تمامیت خیابان، ساختمان‌های شهر یا بلوک‌های شهر به عنوان یک ساختار به عنوان یک کل در نظر گرفته شوند [ 33 ]. این نوع داده ها نیز در سرتاسر جهان در دسترس است و روش کلی آن بسیار مشابه است. با تخصیص مقادیر به بلوک های شهری یا ساختمان ها، ممکن است یک بعد اضافی در داده ها مورد تحقیق قرار گیرد. ساختمان‌های موزه‌ها و ساختمان‌های اداری احساسات متفاوتی را در افراد برمی‌انگیزد و بنابراین جایگاه آنها در مورفولوژی شهری به‌طور بهینه متفاوت است. ترکیبی از تحلیل نما [ 36] و تجزیه و تحلیل ساختار ساختمان به عنوان یک کل می تواند ارزیابی دقیقی از ساختار و زندگی یک شهر ارائه دهد. علاوه بر این، روابط بین اشیاء را می توان بر اساس چند ضلعی به چند ضلعی تعیین کرد. این تحقیق از تقاطع ها که روابط نقطه به نقطه هستند برای تعیین ساختارهای طبیعی شهر استفاده می کند. با در نظر گرفتن چند ضلعی به عنوان یک کل، تحلیل ممکن است دقیق تر شود. تغییرات حاصل احتمالا خیلی بزرگ نخواهد بود، اما برای مکان های خاص یا توسعه های برنامه ریزی شده ممکن است به عنوان ابزاری برای اهداف برنامه ریزی عمل کنند. با گنجاندن زندگی در فرآیند برنامه ریزی به صورت تجربی، تصمیمات آینده ممکن است به محیطی بهتر و پایدارتر منجر شود.
رویکردهای طبیعی از پایین به بالا مورد استفاده برای تعیین مرزهای شهر، مراکز شهر، و همچنین اینکه کدام جاده ها را می توان به عنوان یکی در نظر گرفت، هر دو بر اساس یک رویکرد توپولوژیکی هستند. بسیاری از روش‌های رایج GIS به هندسه ویژگی‌ها بستگی دارد، مانند، برای مثال، رویکردهای مبتنی بر شبکه مانند تخمین چگالی هسته (KDE) یا تعاریف از بالا به پایین مانند داده‌های سرشماری. رویکردهای اتخاذ شده در این مقاله کاملاً مبتنی بر خود داده‌ها هستند و به دلیل این داده‌ها که از توزیع قانون توان پیروی می‌کنند، این روش‌ها می‌توانند به صورت بازگشتی انجام شوند، زیرا ساختارهای مشابهی در مقیاس‌های مختلف وجود دارد. مرزهای تعیین شده شهر و مرزهای مرکز شهر بر اساس خود تراکم جاده است. تراکم جمعیت یا تراکم ساختمان ممکن است مرزهای متفاوتی را ایجاد کند، با این حال شبکه‌های جاده‌ای خود نشانگر خوبی برای لبه‌های واقعی شهر هستند.37 ].
از منابع داده اضافی نیز می توان برای تعیین مرزهای شهر و تراکم شهر استفاده کرد – به عنوان مثال، با استفاده از رسانه های اجتماعی، داده های دارای برچسب جغرافیایی. هولنشتاین و پوروز از داده های فلیکر دارای برچسب جغرافیایی برای تعیین مراکز شهر استفاده کردند. مشخص شد که این داده ها از یک توزیع طولانی تبعیت می کنند و آنها فقط در مناطق خاصی قابل اعتماد هستند [ 38 ]. آنها سپس از KDE برای تجسم داده های دم بلند استفاده کردند. این مثال خوبی است از اینکه رویکرد این مقاله در کجا و چرا متفاوت است. به دلیل طولانی بودن داده ها، توصیف آنها با روش مبتنی بر گاوس (KDE) بسیار دشوار است. این روش بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد [ 39 ]، و قابلیت اطمینان این نوع داده ها مورد تردید است [ 40]]. این مقاله از شکسته‌های سر/دم برای توصیف داده‌های دنباله‌دار استفاده می‌کند، که به مراتب بهتر با این نوع داده‌ها مطابقت دارد. علاوه بر این، کاستی‌های داده‌های مبتنی بر رسانه‌های اجتماعی این است که به دلیل نگرانی‌های حفظ حریم خصوصی، همیشه در دسترس نیستند. با استفاده از داده‌های OSM، که بسیار بالغ‌تر و همچنین به‌طور آزادانه در دسترس هستند [ 32 ]، این مسائل را دور می‌زنیم.
6. نتیجه گیری
ساختار زندگی را می توان با استفاده از خیابان های طبیعی و شهرهای طبیعی اندازه گیری کرد. انتظاراتی که شهرهای تاریخی در مقایسه با شهرهای مصنوعی زندگی بیشتری از خود نشان می‌دهند، از طریق تحلیل توزیع‌ها و مکان‌های فضایی خیابان‌های طبیعی و تحلیل بازگشتی شهر طبیعی تأیید می‌شود. با این حال، برای بررسی شهرهای مختلط و نحوه مقایسه و اندازه گیری آنها، داده های بیشتری لازم است. اندازه‌گیری‌های تجربی را می‌توان برای مقایسه درجه زندگی شهرهای مختلف با یکدیگر انجام داد، اما اندازه‌گیری مستقیم زندگی هنوز به طور کامل توسعه نیافته است. از طریق استفاده از شکستگی های سر/دم و تجزیه و تحلیل مقیاس بندی، داده های مقایسه ای مستقیم تولید و مقایسه می شوند. با این حال، تنها استفاده از ht-index برای کل تجزیه و تحلیل کافی نیست و تجزیه و تحلیل powerlaw اطلاعات اضافی ارزشمندی را ارائه می دهد. از سوی دیگر،
نتایج نشان می‌دهد که شهرهای مصنوعی تحلیل‌شده در مقایسه با شهرهای تاریخی، با توجه به ساختار زندگی، مسائل ساختاری بسیار بیشتری دارند، اما از دهه‌های 1950 تا 1960 شهرهای تاریخی، تحولات مشابهی با شهرهای مصنوعی نشان می‌دهند و ساختار آنها نیز شروع به نشان دادن مسائل بیشتر و مشابه کرده است. ویژگی های شهرهای مصنوعی این نشان می‌دهد که مراکز شهرهای تاریخی به تنهایی درجه حیات نسبتاً بالایی خود را به دلیل ریخت‌شناسی از قبل تثبیت‌شده خود حفظ می‌کنند، در حالی که توسعه‌های جدیدتر عمدتاً به دلیل سرعت توسعه و عدم ارتباطشان عقب مانده‌اند. به طور کلی، به نظر می رسد که تحولات دوره قبل از جنگ جهانی دوم باعث افزایش حیات و تمامیت شده است، در حالی که تحولات دوره پس از آن زیان بارتر بوده است. که به احتمال زیاد می تواند به سرعت ساخت و ساز، تمرکز بر مقرون به صرفه بودن، و این واقعیت که مناطق توسعه به عنوان یک کل در نظر گرفته می شوند، نسبت داده شود. به دلیل افزایش استفاده از بتن، شیشه و فولاد، توسعه ساختمان بسیار ارزان‌تر و سریع‌تر شده است که این امر خوبی است، اما طراحی و معماری ساختمان‌ها از این روند پیروی کرده و منجر به ساختمان‌های بدون سازه و مورفولوژی شهری بدون ساختار زنده شده است.
با نگاهی به مسیر توسعه شهرهای تاریخی نشان داده می شود که توسعه در جایی امکان پذیر است که درجه کلی زندگی با حمایت از ساختار درونی از پیش موجود شهر تقویت شود. این می تواند به عنوان نمونه ای از چگونگی حفظ یا بهبود ساختار زندگی در شهرهای فعلی ما باشد. سایر مسیرهای توسعه تاریخی را نیز می توان به روشی مشابه بیشتر تجزیه و تحلیل کرد تا به طور کامل درک شود که ساختار زنده چگونه تکامل می یابد و چگونه می توان آن را بهبود بخشید یا زمانی که کاهش می یابد. مرحله بسیار مهم دیگر این است که شهرها به عنوان یک کل در نظر گرفته شوند. تحولات را باید به عنوان افزودنی بر کل ساختار موجود در نظر گرفت، زیرا نه تنها بر همسایگی مستقیم تأثیر می گذارد، بلکه ساختار بیشتر شهر به دلیل اختلال در پیچیدگی سازمان یافته در داخل شهر و انطباق بعدی آن با وضعیت جدید است. خیابان طبیعی و تجزیه و تحلیل شهر طبیعی بازگشتی یک راه در دسترس برای انجام این کار ارائه می دهد.
منابع
- پراک، م. سازه های بزرگ قرون وسطی: ساخت بناهای مذهبی در اروپا و آسیا، ج. 1000-1500. جی. گلوب. تاریخچه 2011 ، 6 ، 381-406. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- کامانی، آر. جیبلی، ام سی; Rigamonti، P. تحرک شهری و شکل شهری: هزینه های اجتماعی و زیست محیطی الگوهای مختلف گسترش شهری. Ecol. اقتصاد 2002 ، 40 ، 199-216. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- Dyson, SL Rome: A Living Portrait of An Ancient City ; جامعه و تاریخ باستان؛ انتشارات دانشگاه جان هاپکینز: بالتیمور، MD، ایالات متحده آمریکا، 2010; ISBN 9780801892530. [ Google Scholar ]
- Alexander, C. The Nature of Order: An Essay on the Art of Building and the Nature of Universe ; مرکز ساختار محیطی: برکلی، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا، 2002. [ Google Scholar ]
- گابریل، ر. کوئیلین، جی. جستجوی زیبایی/مبارزه با پیچیدگی: کریستوفر الکساندر. علوم شهری 2019 ، 3 ، 64. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- جیانگ، بی. ساختار زندگی تا زمین و تا بهشت: کریستوفر الکساندر. علوم شهری 2019 ، 3 ، 96. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- جیانگ، بی. الکساندر به عنوان بنیاد علمی طراحی و برنامه ریزی شهری پایدار. دس جدید ایده ها 2019 ، 3 ، 81-98. [ Google Scholar ]
- جیکوبز، جی. مرگ و زندگی شهرهای بزرگ آمریکا . کتاب های قدیمی: نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، 1992; پ. 13. ISBN 9780679741954. [ Google Scholar ]
- لینچ، کی. تصویر شهر . انتشارات مرکز مشترک مطالعات شهری; نچدر. انتشارات MIT: کمبریج، MA، ایالات متحده آمریکا، 2005; ISBN 9780262620017. [ Google Scholar ]
- ماندلبروت، ب. طول ساحل بریتانیا چقدر است؟ خود شباهت آماری و بعد کسری. Science 1967 , 156 , 636-638. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- ماندلبروت، بی بی. ویلر، JA هندسه فراکتالی طبیعت. صبح. J. Phys. 1983 ، 51 ، 286-287. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- باتی، م. Longley، P. شهرهای فراکتال: هندسه شکل و عملکرد . آکادمی چاپ: لندن، انگلستان، 1994; ISBN 9780124555709. [ Google Scholar ]
- جیانگ، بی. یین، J. شاخص Ht برای کمی کردن ساختار فراکتال یا مقیاس بندی ویژگی های جغرافیایی. ان دانشیار صبح. Geogr. 2014 ، 104 ، 530-541. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- انکارناسائو، اس. گائودیانو، م. سانتوس، اف سی؛ تندوریو، JA; Pacheco، JM نقشه برداری فراکتال مناطق شهری. علمی Rep. 2012 , 2 , 527. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- الکساندر، سی. باتی، م. Mehaffy، MW A City is Not a Tree: 50th Anniversary Edition ; Sustasis Press: Portland, OR, USA, 2015; ISBN 9780989346979. [ Google Scholar ]
- گال، پی. کریستوفر الکساندر نبرد برای زیبایی در دنیایی که زشت می‌شود: آغاز علم معماری؟ شی جی جی دس. اقتصاد نوآوری. 2020 ، 6 ، 345-375. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- مهافی، مگاوات؛ سالینگاروس، بنیادگرایی هندسی NA. در نظریه معماری ; Umbau-Verl: Solingen، آلمان، 2006; ISBN 9783937954073. [ Google Scholar ]
- سالینگاروس، NA; Alexander, C. Anti-Architecture and Deconstruction ; 3. Aufl. UMBAU-VERLAG: Solingen، آلمان، 2008; ISBN 9783937954097. [ Google Scholar ]
- Curl, JS Making Dystopia: The Strange Rise and Survival of Architectural Barbarism ; انتشارات دانشگاه آکسفورد: آکسفورد، بریتانیا، 2018. [ Google Scholar ]
- الکساندر، سی. پایداری و مورفوژنز: تولد یک جهان زنده . سخنرانی شوماخر، مرکز ساختار محیطی: بریستول، انگلستان، 2004. [ Google Scholar ]
- Mehaffy، MW Cities Alive: Jane Jacobs، Christopher Alexander, and the Roots of the New Urban Renaissance . Sustasis Press: پورتلند، OR، ایالات متحده آمریکا، 2017; ISBN 9780989346993. [ Google Scholar ]
- Salingaros، NA چگونه ریاضیات جهان ساخته شده را نجات خواهد داد! لبه مشترک: نیواورلئان، لس آنجلس، ایالات متحده آمریکا، 2019. [ Google Scholar ]
- de Rijke، CA یک مطالعه تجربی در مورد اندازه گیری درجه زندگی در شهرها. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه Gävle، Gävle، سوئد، 2020. [ Google Scholar ]
- Jiang, B. Head/Tail Breaks: یک طرح طبقه بندی جدید برای داده ها با توزیع دم سنگین. پروفسور Geogr. 2013 ، 65 ، 482-494. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- هیلیر، بی. فضا ماشین است: نظریه پیکربندی معماری . انتشارات دانشگاه کمبریج: کمبریج، انگلستان، 1996; ISBN 9780521560399. [ Google Scholar ]
- جیانگ، بی. ژائو، اس. یین، جی. جاده های طبیعی خود سازماندهی شده برای پیش بینی جریان ترافیک: مطالعه حساسیت. J. Stat. مکانیک. 2008 ، 2008 ، P07008. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- ما، دی. سندبرگ، ام. جیانگ، بی. دیدگاه اجتماعی-جغرافیایی در مورد فعالیت های انسانی در رسانه های اجتماعی. Geogr. مقعدی 2017 ، 49 ، 328-342. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- ژو، Q. مطالعه تطبیقی رویکردها برای تعیین مناطق ساخته شده با استفاده از داده های شبکه راه. ترانس. GIS 2015 ، 19 ، 848-876. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- کلاوزت، ا. شالیزی، CR; نیومن، توزیع‌های قانون قدرت MEJ در داده‌های تجربی. SIAM Rev. 2009 , 51 , 661-703. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- باک، پی. طبیعت چگونه کار می‌کند: علم نقد خودسازمان‌یافته . 1. چاپ جلد نرم. کوپرنیک: نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، 1999; ISBN 9780387987385. [ Google Scholar ]
- نیومن، قوانین قدرت MEJ، توزیع پارتو و قانون Zipf. تحقیر کردن فیزیک 2005 ، 46 ، 323-351. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- بارون، سی. نیس، پ. Zipf، A. چارچوبی جامع برای تحلیل کیفیت درونی OpenStreetMap: چارچوبی جامع برای تحلیل کیفی OpenStreetMap ذاتی. ترانس. GIS 2014 ، 18 ، 877-895. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- جیانگ، بی. میائو، ی. تکامل شهرهای طبیعی از دیدگاه رسانه های اجتماعی مبتنی بر مکان. پروفسور Geogr. 2015 ، 67 ، 295-306. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
- Jiang, B. Axwoman 6.3: An ArcGIS Extension for Urban Morphological Analysis ; دانشگاه Gävle: Gävle، سوئد، 2015. [ Google Scholar ]
- Steffner, L. Värdering av Stadsmiljöer. دکتری پایان نامه، دانشگاه لوند، لوند، سوئد، 2009. [ Google Scholar ]
- Wu, JH در حال بررسی نوع جدیدی از زیبایی با استفاده از انسان به عنوان یک ابزار اندازه گیری. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه Gävle، Gävle، سوئد، 2015. [ Google Scholar ]
- لین، ی. هو، ایکس. لین، ام. کیو، آر. لین، جی. لی، ب. پارادایم های فضایی در شبکه های جاده ای و تحدید آنها از مرزهای شهری بر اساس KDE. ISPRS Int. J. Geo-Inf. 2020 ، 9 ، 204. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
- هولنشتاین، ال. Purves، R. کاوش مکان از طریق محتوای تولید شده توسط کاربر: استفاده از Flickr برای توصیف هسته های شهر. جوسیس 2010 ، 21-48. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- لی، ال. Goodchild، MF; Xu، B. الگوهای مکانی، زمانی و اجتماعی-اقتصادی در استفاده از توییتر و فلیکر. کارتوگر. Geogr. Inf. علمی 2013 ، 40 ، 61-77. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
- کرامپتون، جی دبلیو. گراهام، ام. پورتویس، ا. شلتون، تی. استفنز، ام. ویلسون، مگاوات؛ Zook, M. Beyond the geotag: Situating ‘big data’ و استفاده از پتانسیل geoweb. کارتوگر. Geogr. Inf. علمی 2013 ، 40 ، 130-139. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
شکل 1. نمای کلیسای سنت پیتر با الگوهای پوسته پوسته شدن در مقیاس های متعدد. مناطق بزرگ با رنگ های گرم نشان داده می شوند، در حالی که مناطق کوچکتر و بیشتر با رنگ های سردتر نشان داده می شوند [ 23 ].
طرح 1. عملیات GIS و روش های مورد استفاده برای به دست آوردن نتایج. آبی (مستطیل با خطوط) نشان دهنده داده های ورودی خارجی، زرد (مستطیل) عملیات GIS، قرمز (متوازی الاضلاع) نتایج اصلی، نارنجی (مستطیل گرد) نشان دهنده تجزیه و تحلیل داده ها و سبز (بیضی) نشان دهنده نتیجه نهایی است.
شکل 2. تولید شهرهای طبیعی از تقاطع های جاده ای. پانل ( a ) خطوط TIN ساخته شده را نشان می دهد که هر تقاطع را بر اساس مجاورت به یکدیگر متصل می کند. پانل ( b ) همان مجموعه داده را نشان می‌دهد، اما فواصل طولانی‌تر تعیین‌شده توسط شکستگی‌های سر/دم حذف شده‌اند. پانل نهایی ( c ) شهرهای طبیعی را نشان می دهد که از جاده های ورودی OSM به دست آمده اند [ 23 ].
شکل 3. مقایسه خیابان های طبیعی در محله ها. رنگ‌های گرم‌تر (قرمز) نشان‌دهنده اتصال بالا هستند، در حالی که رنگ‌های سردتر نشان‌دهنده اتصال کمتر (آبی) صفحه ( a ) ناحیه کارگری شمال غربی برازیلیا و پانل ( b ) منطقه مسکونی در اطراف مرکز شهر آمستردام را نشان می‌دهد. نشان داده شده است که جاده های برازیلیا به طور کلی خیلی به هم متصل نیستند. 4 بازوی هندسی از هم گسیخته در وسط وجود دارد که از شمال به جنوب با خیابان قرمز (بالاترین اتصال) عبور می کنند که هیچ پشتیبانی از یکدیگر ندارند، در حالی که آمستردام در مرکز شهر با یک تکیه گاه پیاز مانند به هم متصل است.
شکل 4. تحلیل بازگشتی شهر طبیعی. در پانل های ( a – c )، شهرهای طبیعی آمستردام، رم، و برازیلیا با نقاط داغشان نشان داده شده اند. در پانل های ( d – f )، ریزنقاط در هات اسپات اصلی خود انتخاب می شوند. برای رم و برازیلیا، آنها با بزرگترین نقطه داغ مطابقت دارند. در آمستردام، نقطه داغی که در مرکز قرار دارد، به جای بزرگترین نقطه انتخاب می‌شود، همانطور که با جعبه‌های سیاه در سه پانل اول نشان داده می‌شود.
شکل 5. مقایسه نقاط حساس بین شهرهای مصنوعی و تاریخی. هر شهر نقاط داغ خود را در داخل مرزهای خود نشان می دهد. نقاط داغ بر اساس شکستگی سر/دم طبقه بندی می شوند. با رنگ قرمز، شهرهای تاریخی ( a – c )، و شهرهای مصنوعی با رنگ نارنجی ( d – f ) نشان داده شده‌اند. برای تجسم، پایین‌ترین کلاس‌ها در قسمت head/tail breaks 2.0 نشان داده نمی‌شوند به جز Levittown که همه کلاس‌ها را نشان می‌دهد. هات اسپات های بزرگتر با دایره های بزرگتر نشان داده می شوند و کانون های کوچکتر در دایره های کوچکتر نشان داده می شوند که بر اساس شکستگی سر/دم طبقه بندی می شوند.
شکل 6. مقایسه خیابان های طبیعی بین شهرهای مصنوعی و تاریخی. در رنگ‌های گرم‌تر (قرمز)، خیابان‌های طبیعی با اتصال خوب نشان داده می‌شوند و رنگ‌های سردتر (آبی) خیابان‌های کمتر متصل را نشان می‌دهند. پانل های بالایی ( a – c ) شهرهای تاریخی و پانل های پایینی ( d – f ) شهرهای مصنوعی را نشان می دهند. خیابان‌های طبیعی بر اساس شکستگی‌های سر/دم طبقه‌بندی شده‌اند و جزئیات بیشتر را می‌توانید در جدول 2 بیابید .
شکل 7. طرح های پاورلاو اتصالات طبیعی خیابان ها و مناطق هات اسپات.
شکل 8. توسعه تاریخی آمستردام. خیابان‌هایی که به هم متصل هستند با رنگ‌های گرم‌تر (قرمز) و خیابان‌هایی که کمترین ارتباط را دارند با رنگ‌های سردتر (آبی) نشان داده می‌شوند. این نشان می‌دهد که گسترش‌های تاریخی آهسته ساختار زندگی را دست نخورده باقی می‌گذارند، همانطور که به خوبی متصل‌ترین خیابان (به رنگ قرمز) در حال گسترش و قرار گرفتن در مرکز دیده می‌شود.
بدون دیدگاه