寒地城市大学校园区域的空间类型学：来自中国东北三市的证据

《Buildings》：A Spatial Typology of University Campus Areas in Cold-Climate Cities: Evidence from Three Cities in Northeast China

　　

摘要：校园与城市的关系对于优化寒地城市中的校园区域至关重要。现有的分类主要基于区位、开放度或空间布局，但很少区分校园与城市空间关系的组合。本研究从校园区域的视角出发，发展了一个空间类型学框架。研究人员以哈尔滨、长春和沈阳的53个样本为研究对象，将校园本体及其周边1000米内的邻近城区视为一个统一的分析单元。研究结合了多层次空间表征与相关性分析、因子分析和聚类分析。结果显示，旋转前四个因子解释了61.25%的方差，并对应四个维度：空间交互支撑、形态差异、交通可达性和建设强度差异。基于因子得分的聚类识别出四种类型：交互主导型、交通可达型、连接失衡型和外围孤立型。轮廓系数平均值为0.311，调整兰德指数（ARI）在重抽样中平均值为0.869。每种类型在每个城市均有出现。类型组成无显著差异，但空间分布各异。四个冬季相关空间指标载荷于其中三个因子上，代表了在冬季可能相关的空间条件，而非实测的气候效应。该类型学将分类从个体属性扩展到校园-城市空间关系的组合，支持比较研究和类型特定的更新改造。

寒地城市大学校园区域空间类型学研究解读

一、研究背景与问题

随着城市发展转向现有建成区的更新改造，校园与城市的关系已成为寒地城市空间优化的关键议题。大学不再仅是相对封闭的教育机构，而是通过集聚和共享知识、人力资本与公共资源，日益参与城市进程，从而强化了校园与城市的联系。因此，研究视角需从校园内部扩展至校园本体及其邻近城区。在中国，高等教育的扩张推动了新校区和大学城的快速发展，形成了与既有校园并存的多时期校园景观。不同校园与其周围城区的空间连接程度差异显著。寒地气候条件进一步影响了这些连接在冬季的有效性，因为低温和降雪使得非机动化出行和步行更加困难。

然而，现有研究存在三大局限：第一，对校园-城市连接的考察多局限于局部层面，较少将校园本体与邻近城区作为一个整合整体来分析；第二，现有校园分类多基于区位、开放度或空间布局等单一属性，如内城-外围、开放-封闭、分散-紧凑等类型，对多种空间条件组合所导致的校园-城市关系差异关注不足；第三，针对寒地校园的研究主要集中在内部空间及其使用，对冬季可能特别影响校园-城市连接的空间条件关注较少。为填补这些空白，本研究将跨空间层次的校园-城市关系整合为可比较的关系构型，进而识别校园区域类型，并将冬季相关空间条件作为情境特征纳入分析框架。

二、研究内容与结论

研究人员选取了中国东北地区哈尔滨、长春和沈阳三个寒地城市，基于2026年《全国高等学校名单》筛选出79所本科高校的103个独立校园边界，依据空间邻近性和主要空间障碍（如快速交通走廊、铁路、河流）将其归并为55个初始样本单元，最终纳入53个有效样本进行分析。每个样本单元由校园本体及其向外延伸1000米（基于15分钟步行邻里的典型尺度）的邻近城区构成，形成一个统一的分析单元。研究通过多层次空间表征、相关性分析、探索性因子分析和K-means聚类分析，识别出校园-城市空间关系的主导维度及基本类型，并在三市间进行了类型构成与空间分布的对比。

研究得出以下结论：（1）四个因子解释了旋转前61.25%的总方差，分别对应空间交互支撑、形态差异、交通可达性和建设强度差异四个维度；（2）基于因子得分的K-means聚类（K=4）识别出四种空间类型：交互主导型（11个样本）、交通可达型（16个样本）、连接失衡型（14个样本）和外围孤立型（12个样本），轮廓系数均值0.311，调整兰德指数（ARI）均值0.869；（3）所有四种类型在三个城市中均出现，类型构成无显著差异，但空间分布模式各有特点；（4）四个冬季相关空间指标载荷于上述三个因子上，代表静态空间条件而非实测气候效应。该研究的核心贡献在于将校园分类从个体属性扩展到跨层次校园-城市空间关系的组合构型，表明有利的单一空间条件并不必然转化为连贯的校园-城市连接，跨层次的连续性同样重要，同时将冬季相关空间条件纳入了关系评估框架，支持寒地城市校园区域的比较研究和类型特定更新改造。

三、关键技术方法

研究人员采用了以下主要技术方法：

1. 1.
   多层次空间表征：将校园区域空间划分为三个分析层次——校园区域组织（campus-area tissue）、简单组织（simple tissue）和复合地块（composite plot），建立包含11个基础指标和4个冬季相关空间指标共15个空间指标的指标体系。
2. 2.
   相关性分析：采用Spearman秩相关系数检验15个空间指标间的单调关联，并使用Benjamini-Hochberg程序校正多重检验。
3. 3.
   探索性因子分析：使用主轴因子法（principal axis factoring）提取公因子，采用Oblimin斜交旋转允许维度间相关，基于特征值、碎石图和空间可解释性确定因子数量，并通过剔除最低共同度指标进行敏感性分析验证四因子结构的稳健性。
4. 4.
   K-means聚类与稳定性评估：对标准化因子得分进行K-means聚类，比较K=2至K=6的解，通过重抽样（1000次迭代，每次随机抽取80%样本）计算调整兰德指数（ARI）和Jaccard相似系数评估聚类稳定性，并在800米和1200米缓冲区下进行空间范围敏感性分析。
5. 5.
   跨城市比较：采用Fisher-Freeman-Halton精确检验比较三市间类型构成的差异。

数据来源包括高德地图（Amap）获取的校园边界、道路网络、建筑足迹、绿地水体等形态环境数据，以及公交站点、轨道交通站点和设施兴趣点（POI）数据。原始空间数据经过坐标转换（GCJ-02转WGS 84）、投影、空间裁剪、几何修复、去重和功能重分类等标准化处理。

四、研究结果

3.1 校园区域空间特征之间的关系

相关性分析揭示了跨层次显著关联，主要体现在三个方面：

3.1.1 邻近城市结构与局部校园空间的连续性：邻近道路网络密度（RND）与边界连通性（BC）呈强正相关（ρ=0.723），与边界绕行距离（BDD）呈负相关（ρ=-0.681）；校园-城市开敞空间分离度（OGD）与BC呈负相关（ρ=-0.619）。这表明更密集的邻近路网和更小的校园-城市开敞空间分离通常对应更高的边界连通性和更短的边界绕行。

3.1.2 空间形态与邻近城市功能的对应性：RND与邻近室内服务覆盖率（NISC）强正相关（ρ=0.802），建成环境连续性（BEC）与NISC正相关（ρ=0.538），OGD与NISC负相关（ρ=-0.709）。校园地块形态方面，地块面积比（R_AR）与开敞空间邻接度（OSA）正相关（ρ=0.588），而紧凑度比（R_CO）与OSA负相关（ρ=-0.607）。

3.1.3 基础空间连接与冬季相关空间指标的对应性：RND与到公共交通的步行距离（WTD）负相关（ρ=-0.506），到公共交通的可达性（PTA）与NISC正相关（ρ=0.670），与BDD负相关（ρ=-0.553）。WTD与BDD正相关（ρ=0.442），与BC负相关（ρ=-0.438）。

3.2 关键空间维度与类型识别

3.2.1 关键空间维度：KMO值为0.724，Bartlett球形检验显著（χ2(105)=430.556，p<0.001），数据适合因子分析。四个因子分别命名为：空间交互支撑（Factor 1，涉及边界访问和空间交互）、形态差异（Factor 2，涉及相对形态差异）、交通可达性（Factor 3，涉及公共交通接入）和建设强度差异（Factor 4，涉及建设强度差异及相关空间特征）。四个冬季相关空间指标载荷于这三个因子上，未形成独立因子。敏感性分析中11/12的指标保持原主因子分配，四因子结构稳定。

3.2.2 类型识别：K=4方案的平均轮廓系数为0.311，Davies-Bouldin指数为1.131，簇大小相对均衡（11、16、14、12）。重抽样分析显示K=4的平均ARI为0.869，各簇平均Jaccard相似系数介于0.845-0.936。空间范围敏感性分析显示800米和1200米缓冲区的聚类结果与1000米基线高度一致（ARI分别为1.000和0.811）。四种类型被命名为交互主导型、交通可达型、连接失衡型和外围孤立型。

3.3 四种空间类型的特征描述

交互主导型（11个样本，20.8%）：高空间交互支撑、低形态差异，交通可达性和建设强度差异接近平均水平。以哈尔滨H_G07为例，四个校园嵌入连续的城市路网，多向边界入口形成“分散布局-路网联动-多点接入”的空间结构。

交通可达型（16个样本，30.2%，占比最大）：交通可达性最突出，空间交互支撑和形态差异高于平均水平。以沈阳S_I03（中国医科大学）为例，沿南京北街的交通接入节点与既有校门和内部主要路径紧密对齐，形成从外部到达经边界接入至内部循环的连续交通连接。

连接失衡型（14个样本，26.4%）：空间交互支撑、形态差异和交通可达性均低于平均水平，建设强度差异接近均值。以沈阳S_G03（沈阳音乐学院长清校区与沈阳建筑大学）为例，每个校园有清晰的外部接入序列，但两校连接在集群内空间分离，开敞空间、内部路径和功能间的横向联系有限。

外围孤立型（12个样本，22.6%）：空间交互支撑和交通可达性最低，形态差异和建设强度差异较高。以长春C_I07（长春工业大学北湖校区）为例，内部道路和建筑群沿纵向轴线连续延伸，形成连贯的内部空间结构，但沿长边界的有效接入仅集中于少数点位，呈现“内部连续性-节点式外围连接”的空间关系。

3.4 类型构成与空间分布的跨城市比较

所有四种类型在三个城市中均出现。Fisher-Freeman-Halton精确检验显示三市类型构成无显著差异（p=0.905）。差异主要体现在空间分布和配置上：哈尔滨呈现“中心城区走廊集聚与外围区域内部分异”的模式；长春呈现“中心连续嵌入与外围差异化集群”的模式；沈阳呈现“较好连接类型在中心集中与外围多节点分异”的模式。

五、讨论与结论

讨论部分：研究发现空间关系的组合能够揭示校园-城市关系的差异，这是基于区位、规模或空间布局的分类可能忽视的。没有任何单一空间特征能充分代表校园-城市关系，高交通可达性并不必然转化为强空间交互，即使局部空间条件有利，若无跨层次的连续对应也难以形成连贯的校园-城市连接。因此类型识别的基础从校园拥有什么属性转向其如何与周围城市空间连接。四种基本类型在三市中均出现，表明这些关系模式在城市间具有可比性。关于冬季相关空间条件，四个指标载荷于三个因子上仅反映统计关联，不提供独立的寒地气候效应证据。从空间角度，其潜在冬季相关性涉及距离约束（步行距离和校园-城市分离）、路线约束（边界绕行和路线连续性）和服务支撑（邻近室内服务）三个方面。四种类型在冬季相关空间条件的组合上也存在差异。

研究结论翻译：本研究以哈尔滨、长春和沈阳的53个大学校园区域样本为对象，将校园本体与邻近城区作为统一分析单元，识别校园-城市空间关系及其组合。研究发现邻近城市结构、校园边界和局部校园空间之间存在跨层次对应关系。校园区域的空间差异可归纳为四个维度：空间交互支撑、形态差异、交通可达性和建设强度差异，表明校园区域可按空间关系组合而非个体空间属性进行分类。四个冬季相关空间指标载荷于其中三个维度，反映了与公共交通步行接入、校园-城市分离、路线连续性和邻近服务相关的空间特征。四个维度的不同组合形成了四种基本类型：交互主导型、交通可达型、连接失衡型和外围孤立型。这些类型代表校园-城市空间关系的不同状态，而非质量等级。类型构成在三市间无显著差异，差异主要体现在空间分布和配置上。本研究的主要概念贡献是将校园分类从个体空间属性扩展到跨层次校园-城市空间关系的构型类型学。研究还指出，有利的个体空间条件并不必然转化为连贯的校园-城市连接，跨层次的连续性同样重要。该框架还将冬季相关空间条件纳入关系评估，支持寒地城市校园区域的比较研究和类型特定更新改造。