从机场形态到基于自然的再生:后机场项目AI辅助、设计导向分析的原型本体框架

《Land》:From Airfield Morphologies to Nature-Based Regeneration: A Proto-Ontological Framework for an AI-Assisted, Design-Oriented Analysis of Post-Airfield Projects

【字体: 时间:2026年06月24日 来源:Land 3.5

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  退役机场日益被认为是生态再生、气候适应和新公共空间创建的战略地点。然而,关于其转型的研究主要集中于基于自然的解决方案(Nature-based Solutions, NBS)的环境绩效,往往忽视了继承空间形态在结构再生过程和结果中的作用。本文提出了一种AI辅助

  
退役机场日益被认为是生态再生、气候适应和新公共空间创建的战略地点。然而,关于其转型的研究主要集中于基于自然的解决方案(Nature-based Solutions, NBS)的环境绩效,往往忽视了继承空间形态在结构再生过程和结果中的作用。本文提出了一种AI辅助、基于形态学的原型本体(proto-ontological)框架,用于分析和设计后机场建筑。该框架通过对32个城市后机场再生项目的语料库进行归纳和比较分析而开发,从中识别出重复出现的继承形态、转型动作、空间装置和NBS,并将其结构化为一个关系序列。然后,该框架被应用于两个对比案例研究:莫里斯·罗斯机场公园(法兰克福)和徐汇跑道公园(上海);这两个案例因其不同的转型逻辑而被选中。结果表明,相似的机场形态可以根据其转型方式及与NBS的关联,产生显著不同的气候、生态、社会和记忆相关结果。该研究表明,继承的机场形态不是被动的残余,而是可操作的空间结构,NBS应被理解为空间嵌入且形式生成的设计组件。所提出的原型本体提供了可迁移的分析模型,并为未来的计算和生成式设计应用奠定了基础。
**论文解读文章:从形态学到再生——后机场项目AI辅助分析的原型本体框架**

**研究背景与问题**

在过去的世纪中,航空业的快速扩张在都市区域、城乡结合部和前军事领地中留下了大量机场和航空港网络。然而,随着移动系统、航空技术和地域经济的演变,许多设施变得过时、利用不足或完全退役。仅在欧洲,估计有超过750个机场被废弃或等待转型,北美和亚洲部分地区也呈现类似模式。这些闲置的基础设施景观成为当代城市中最大的休眠地块之一。同时,城市正面临气候、环境和社会挑战的汇聚:气温上升、强降雨与洪涝、生物多样性丧失,以及对无障碍和包容性公共空间需求的增长。

在这一背景下,前机场因其大规模、相对开敞以及都市或近郊位置,成为生态再生、气候适应与韧性以及新型城市公共空间试验的关键场地。然而,现有研究存在四个关键空白:第一,形态学分析代表性不足——跑道、滑行道、停机坪等继承形式常被视为被动背景而非可操作空间结构;第二,基于自然的解决方案(Nature-based Solutions, NBS)仍主要通过绩效指标衡量(如温度降低、雨水滞留),忽略了NBS如何通过空间形态运作;第三,气候适应、生态恢复、社会可达性和文化记忆常被分别处理,缺乏读取这些维度空间相互依赖关系的综合框架;第四,缺乏可迁移的分析方法——多数研究依赖个别项目叙事或描述性案例,难以跨案例比较继承形态如何转化为空间装置、NBS配置和多维结果。

**研究内容与结论**

针对上述空白,本文提出一个基于形态学、面向设计的原型本体(proto-ontological)框架,用于分析后机场再生。核心论点是:继承的机场形态(跑道、停机坪、滑行道、排水系统、边界和开放内场)并非被动残余,而是可操作的空间结构,它们调节NBS的嵌入方式、空间装置的生产方式以及气候、生态、社会和记忆结果的产生方式。

研究人员构建了32个国际后机场再生项目的语料库,通过归纳和比较分析,识别出重复出现的继承形态、转型动作、空间装置和NBS,并将它们组织成序列:继承形态 → 空间动作 → 空间装置 → NBS → 空间结果。该框架随后应用于两个对比案例:莫里斯·罗斯机场公园(法兰克福,侧重保留与生态解释)和徐汇跑道公园(上海,侧重空间重构与气候响应设计)。结果表明,相似的机场形态因不同的转型逻辑可产生截然不同的结果。论文发表在《Land》。

**关键技术方法**

研究方法分为两个阶段。第一阶段:基于32个项目语料库的归纳比较,构建原型本体框架。通过五个步骤:语料库构建(按五项标准选择案例,来源包括专业事务所网站、数据库、学术文献、谷歌地球历史影像等);归纳提取(跨案例比较识别重复形态);分析抽象(将提取模式抽象为空间动作和空间装置);NBS关联与结果定义(将装置与NBS、气候/生态/社会/记忆结果关联);原型本体结构化与迭代精炼(组织关系序列)。第二阶段:将框架应用于两个案例(莫里斯·罗斯机场公园和徐汇跑道公园),通过四步分析(识别继承形态、比较后干预配置、关联NBS、评估结果)测试其解读能力。AI用于支持语料库文本分类、词汇标准化和视觉识别辅助,但所有分类由研究人员主导。

**研究结果**

**4.1 第一阶段:来自32项目语料库的空间动作与装置**
通过语料库的归纳比较,研究人员建立了受控分析词汇,包括12个空间动作(如保留、片段化、减法、连接、软化等)和11个空间装置(如走廊、混合表面、边缘、阈值、房间等)。这些动作和装置不是先验定义的,而是从项目中反复观察、编码、合并和验证后涌现的,使框架能从描述性叙事转向结构化比较。

**4.2 第二阶段:案例分析与比较**

**4.2.1 案例I:莫里斯·罗斯机场公园(法兰克福,2004年)**
该案例采用选择性保留和生态解释策略。继承形态包括直线跑道、残余停机坪、滑行道和开阔内场。转型动作包括保留、减法、生态丰富。跑道被保留为线性走廊,不渗透表面被片段化为混合表面,排水系统重塑为水空间网络,边界被软化。产生的空间装置包括走廊、表面、场地和阈值。NBS包括半自发再自然化、草地与湿地生态系统、生态走廊、渗透性表面。结论:保留与最小干预支持低强度生态过程,气候结果适中,生态结果强调生境连续性,社会结果支持非正式活动,记忆结果高度可读。

**4.2.2 案例II:徐汇跑道公园(上海,2020年)**
该案例采用保留与重构的综合策略。继承形态包括核心跑道、大面积不渗透表面、隐藏排水系统。转型动作包括保留、片段化、增添、再连接、挖掘、溶解。跑道部分保留并转化为走廊、房间和阈值,不渗透表面被转化为系统房间、表面和路径,排水系统重塑为水空间网络,边界完全溶解。产生的空间装置包括走廊、房间、渠道、阈值、隔膜。NBS包括城市绿色走廊、人工湿地、生物滞留沟、雨水花园、渗透性表面、生物工程边缘。结论:大型去密封、水系统和树冠主动减轻城市热岛效应,生态结果多样多层,社会结果高度编程化,记忆保留通过几何对齐和材料再利用实现。

**4.2.3 跨案例比较分析**
对比显示:莫里斯·罗斯通过保留和生态增强,保持形态可读性和低强度使用;徐汇则通过碎片化和重组成高度编程的多功能系统。相同的形态(如跑道)可转化为不同装置(走廊 vs. 走廊+房间+阈值),NBS的嵌入方式不同(低强度自发 vs. 设计工程系统),产生不同的气候、生态、社会和记忆结果。该框架系统地捕捉了这些差异,表明后机场再生不是空白的画布,而是形态结构化系统。

**讨论与结论**

讨论部分总结了四大贡献:(1)将机场形态重新定位为可操作结构,而非被动残余;(2)将NBS重新框架化为空间嵌入的设计组件,其效应依赖于形态和装置;(3)开发了链接五个层面的原型本体框架,使设计转型显式化和可比较;(4)澄清了AI在设计导向比较分析中的角色——支持归档、分类和一致性检查,但专家解释保持中心地位。局限性包括:语料库选择偏向有充分文档的项目;分析依赖定性空间解释,缺乏直接环境绩效测量;原型本体尚未完全形式化为机器可读本体;未来需扩展案例、整合定量参数、开发语义网络模型,并在设计工作室中测试应用。

研究结论部分翻译:本文通过继承形态、设计转型、基于自然的解决方案和空间结果之间的关系,考察了后机场再生。核心论点是:前机场不应被视为通用的棕地或中性生态补偿储备——其空间结构在退役后继续影响再生操作。分析表明,跑道、停机坪等继承形态充当转型的可操作框架,但它们的效果并非预定:相同形态可支持不同结果,取决于所应用的空间动作、产生的装置以及嵌入的NBS。莫里斯·罗斯与徐汇的对比表明,后机场再生不仅由继承结构的存在塑造,更由具体的转型设计操作决定。所提出的原型本体框架通过序列“继承形态→空间动作→空间装置→NBS→空间结果”使这些关系系统化,揭示了生态、气候、社会和记忆效应产生的中间设计条件。该研究还将NBS重新框架化为空间嵌入的设计组件,其评估应同时考虑环境绩效和空间结构。总体而言,论文为将后机场再生理解为一个介于生态转型和文化连续性之间的设计过程做出了贡献,前机场是结构化景观,其空间语法可成为气候适应、生态连续性、公共空间和记忆的活跃资源。
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