图析底特律：基于历史地图的城市形态演变与洞之城结构研究
摘要：基于代尔夫特历史形态学方法，对底特律城市空间形态进行图析研究。通过历史地图重构、形态系统识别和时空演变分析，揭示底特律从带状农场、万亩网格到杰斐逊网格的空间结构演进，以及城市衰退形成的"洞之城"特征。
研究背景与数据
2009年，本文第一作者应邀在美国密歇根大学A.阿尔弗雷德·陶布曼（A.AlfredTaubman）建筑和城市规划学院进行学术休假（类似中国的访学）。尽管整个大学和学院都在积极参与有关底特律的各种城市研究，但对底特律城市形态的了解并不多。学校里紧邻学院图书馆处有2个著名的历史地图、照片和相关材料的收藏馆：专门收藏有关美洲历史资源的威廉·L.克莱门茨图书馆，专门珍藏勒罗伊·巴尼特照片集的本特利历史博物馆。底特律公共图书馆的地图和照片收藏丰富，令人印象深刻。
在所有这些数据的基础上，再结合摄影技术发明之前的、经过精美处理的、发表在《前沿大都市：描绘早期底特律1701—1838》中的已知历史地图（图1），研究工作可以轻松顺利地开展[13]。
因此，笔者决定对底特律的城市形态及其历史进行研究，试图了解其背景和机制。陶布曼学院的同事基于自己对底特律的研究基础，也以图析的方式，展开了相关研究。《图析底特律：土地、社区与塑造城市》[14]这本书也随之诞生。本文第一作者和当时的学生助理刘雁甲撰写了历史形态学章节，名为《图析底特律"洞之城"》，该研究是基于代尔夫特历史形态分析方法进行的。其中"洞之城"是艾莉森·史密森在1997年提出的一个表示城市结构中建筑物损失的术语[15-16]。
地图重构方法
首先，我们筛选出展示并阐明城市形态转变重要时刻的出版物、历史地图和影像，为了更好地理解城市转型，最好的方式就是对地图进行详细的比较，并将它们叠加在一起。因为不同历史时期制图技术的差异，所筛选出的地图并不总能完美叠合。在密歇根大学空间和数字数据服务实验室（theSpatialandNumericalDataServicesLaboftheUniversityofMichigan,SAND）的帮助下，我们构建了一张基础地图，该实验室为我们提供了2009年底特律都市发展区的美国地质调查局基于地块的地理信息系统（geographicinformationsystem,GIS）数据，并辅助我们将这些数据汇总成为建筑群。
当时，在GIS中绘图会导致斜线出现断裂，所以我们制作了新的地图以避免这种技术影响。新绘制的地图用黑色表示地块聚合成的城市街区，用白色表示公共空间体系（图2）。这张图类似于形态学研究中的图底关系图，但它们是不一样的，因为黑色表示的不是建筑物，而是建成区或建筑群。对地图数据的简化是为了帮助人们更容易看到城市肌理的结构和城市的整体形态。SAND还提供了相关软件用以校准因不同地图投影技术造成扭曲的历史地图，将其与底图匹配，现在称为地理信息配准。
与历史地图和近代地图相比，新构建的当代基础地图更加精确，因此我们采取了类似于逆向工程的倒溯分析方法，从当代地图出发，按着时间线回溯、绘制不同历史时期的地图，即从后一个年代地图中剔除上一个年代未建成区域。这一系列地图共同展示了城市演进的历史过程。
底特律市的大部分区域重建于1805年大火后，采用了网格化的街道模式，其城市形态结构本身的转变相对较少。然而，当这些转变发生时，通常是非常具有破坏性的。比如，铁路和后来的高速公路斜向切割并以弯曲的路线穿过细密的矩形城市肌理。底特律的河流和自然河道对城市形态的影响甚微，城市范围内的河流大多被包裹在地下隧道中或被填平（图3）。
空间结构系统
底特律的城市网格本身具有叙事性，是城市发展所依托的决定性系统。在当代城市中可轻易识别出三大基础空间结构性系统。第一个是垂直于底特律河河道的带状农场，在18世纪法国占领期间这些农场被设置在保卫该地区的堡垒两侧。这些带状地块的方向与面宽取自18世纪初所建堡垒的小规模网格，基本与河岸垂直，每个农民可以拥有一块无限向内地延伸的土地。
第二个是18世纪末铺设的"万亩网格"，其方向源于带状农场。这个系统的出现也是为了组织那些被授予耕种的土地。在今天的城市形态中，除了被铁轨切断的东北角，万亩网格区域保存完好（图2）。第三个是叠合于其他2个网格周围的约1.6km×1.6km（1英里×1英里）的杰斐逊网格，它由美国第三任总统托马斯·杰斐逊提出并设计，在1875年的《土地条例》中实施，用以覆盖美国所有西部地区。
底特律城市结构中的另一个要素是看似叠加在城市网格上的由5条放射状大道组成的系统。有趣的是，它们有一部分比城市古老，其中3条沿着长长的印第安人的小路（图1）；另2条是新增的，共同创造了一个巴洛克式的"鹅脚"结构。
形态分析
将决定城市形态的空间结构性要素按照历史顺序排列，得到决定底特律城市空间形态发展的9个结构性空间系统(图3)。此外，还包括城市重建政策的影响，但是这些政策非常分散。
对底特律的形态分析是在2个尺度上进行的:城市尺度和都市发展区尺度。随着城市演变的速度和强度的增加，城市决定性演变节点的时间轴浮现出来，城市发展的最后一个时期体现为城市的衰退，土地的废弃和建筑的破坏，底特律成为名副其实的"洞之城"。