Urbana 'fingeravtryck' avslöjar äntligen likheterna (och skillnaderna) mellan amerikanska och europeiska städer

Res till vilken europeisk stad som helst och sannolikheten är att den kommer att se och kännas avsevärt annorlunda än moderna amerikanska städer som Los Angeles, San Diego eller Miami.

Orsakerna är många. De flesta äldre europeiska städer har vuxit organiskt, vanligtvis innan bilarnas tillkomst, med deras väglayout till stor del bestämt av faktorer som lokal geografi. Tillväxten av många amerikanska städer skedde däremot efter utvecklingen av bilar och deras väglayout planerades ofta centralt med hjälp av geometriska rutnät.

Men även om skillnaderna är stora för varje mänsklig observatör, har ingen lyckats hitta ett objektivt sätt att fånga skillnaden. Idag förändras det tack vare Rémi Loufs och Marc Barthelemys arbete vid Institut de Physique Théorique cirka 20 kilometer söder om Paris. De har hittat ett sätt att fånga det unika fingeravtrycket av en stads väglayout och tillhandahålla ett sätt att klassificera och jämföra de unika layouterna för städer över hela världen för första gången.

Louf och Barthelemy började med att ladda ner väglayouterna från OpenStreetMap för 131 städer från alla andra kontinenter än Antarktis. Ett objektivt sätt att bedöma väglayouten är att tänka på det som ett nätverk där noderna är korsningar och vägsegmenten är länkarna däremellan .

Problemet med denna metod är att nätverken i de flesta städer visar sig vara anmärkningsvärt lika. Det beror på att topologin fångar kopplingen till en stad men ingenting om layoutens skala eller geometri. Det är layoutens skala och geometri som verkar vara den avgörande skillnaden mellan städer som människor känner igen.

Louf och Barthelemys genombrott var att hitta ett sätt att fånga denna skillnad. Istället för att undersöka väglayouten tittar de på formerna på de utrymmen som avgränsas av vägar. De analyserar med andra ord gatukvarterens storlek och form.

I en stad baserad på ett rutnät kommer dessa block mestadels att vara kvadratiska eller rektangulära. Men när gatulayouten är mindre regelbunden kan dessa block vara en mängd olika polygoner.

Att fånga geometrin i stadskvarter är knepigt. Louf och Barthelemy gör dock detta genom att använda förhållandet mellan ett blocks area och arean av en cirkel som omsluter det. Denna kvantitet är alltid mindre än 1 och ju mindre dess värde är, desto mer exotisk och utökad form. Forskarna plottar sedan fördelningen av blockformer för en given stad.

Men denna formfördelning i sig är inte tillräckligt för att förklara visuella likheter och olikheter mellan gatumönster. Louf och Barthelemy påpekar att New York och Tokyo delar liknande formfördelningar men den visuella likheten mellan dessa städers layouter är långt ifrån uppenbar.

Det beror på att block kan ha liknande former men väldigt olika områden. Om två städer har block av samma form i samma proportion men med helt olika ytor, kommer de att se olika ut, säger de.

Så det avgörande måttet som kännetecknar en stad kombinerar både kvarterens form och deras område. För att visa detta arrangerar Louf och Barthelemy blocken efter deras area längs Y-axeln och deras formförhållande längs X-axeln. Den resulterande handlingen är det unika fingeravtrycket som kännetecknar varje stad.

När de gjorde detta för var och en av de 131 städer de hade data för, upptäckte de att städer delas in i fyra huvudtyper (se diagrammet ovan). Den första kategorin innehåller bara en stad, Buenos Aires i Argentina, som är helt olik alla andra städer i databasen. Dess block är alla medelstora kvadrater och vanliga rektanglar.

Ett exempel från den andra gruppen är Aten i Grekland. Dessa städer består mestadels av små block med en bred spridning av former.

De flesta städer som Louf och Barthelemy studerade hamnar i den tredje gruppen. Liksom den andra gruppen har blocken i städerna en bred spridning av former. De tenderar dock att vara större än kvarteren i Aten.

Denna tredje grupp innehåller flera undergrupper. En av dessa innehåller 68 procent av alla amerikanska städer som Louf och Barthelemy studerat. Däremot faller alla europeiska städer, utom Aten, i en annan undergrupp. Denna europeiska undergrupp innehåller även Boston, Washington, Portland, Pittsburgh, Cincinnati och Baltimore, som har en europeisk smak.

Det finns en sista grupp, representerad av Mogadishu i Somalia, som nästan helt består av små kvadratiska block med ett stänk av små rektanglar.

Louf och Barthelemy går sedan vidare och studerar skillnaden mellan stadsdelar i en stad, som kan ha dramatiskt olika stilar. Ett slående exempel på detta är stadsdelen Eixample i Barcelona, ​​som skiljer sig mycket från andra delar av staden.

Som ett exempel mätte forskarna de unika fingeravtrycken från stadsdelarna i New York City: Bronx, Brooklyn, Manhattan, Queens och Staten Island. De säger att Staten Island och Bronx har liknande fingeravtryck. Manhattan har ett unikt fingeravtryck baserat på en rutnätsstruktur som domineras av två typer av rektanglar. Brooklyn och Queens har också unika signaturer som återspeglar formen på rektanglarna som utgör deras rutnätsliknande struktur.

En begränsning av detta tillvägagångssätt är hur stadsdelar i sig definieras, vanligtvis som administrativa distrikt snarare än arkitektoniska. Louf och Barthelemy säger att en intressant väg för framtida forskning skulle vara att hitta ett sätt att bestämma gränserna för stadsdelar baserat på deras layoutklassificering.

Möjligheten att klassificera städer på detta sätt kommer som något av en uppenbarelse för resenärer som länge har lagt märke till de visuella likheterna och skillnaderna mellan städer över hela världen. Oförmågan att klassificera dessa föreningar har alltid varit något av en pinsamhet för stadsplanerare.

Nu när det är möjligt är applikationerna många. Till exempel ger det stadsplanerare ett sätt att jämföra sin design med befintliga städer och stadsdelar. En planerare som vill reproducera stadsdelens struktur i San Francisco och samtidigt undvika strukturen i Kansas City, har nu ett sätt att objektivt bedöma framtida design. På samma sätt har alla som vill flytta till en stadsdel som liknar en de redan gillar nu ett sätt att jämföra och bedöma sina alternativ.

Det kan också tillåta andra typer av stadsvetenskap. Ett intressant tillvägagångssätt kan vara att leta efter samband mellan brott och vissa typer av stadsdelar.

Det finns helt klart mycket roligt att göra med den framväxande disciplinen stadsvetenskap under de närmaste åren.

Ref: arxiv.org/abs/1410.2094 : En typologi av gatumönster

Dölj