在關(guān)系圖解基礎(chǔ)之上，空間句法發(fā)展了一系列基于拓?fù)溆?jì)算的形態(tài)變量，來定量地描述構(gòu)形。其中最基本的變量有如下五個(gè)：

　　（1）連接值（connectivity value）

　　與某節(jié)點(diǎn)鄰接的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)即為該節(jié)點(diǎn)的連接值。在實(shí)際空間系統(tǒng)中，某個(gè)空間的連接值越高，則表示其空間滲透性越好。

　　（2）控制值（control value）

　　假設(shè)系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重都是1，則某節(jié)點(diǎn)a從相鄰節(jié)點(diǎn)b分配到的權(quán)重為[1/（b的連接值）]，那么與a直接相連的節(jié)點(diǎn)的連接值倒數(shù)之和，就是a從相鄰各節(jié)點(diǎn)分配到的權(quán)重，這表示節(jié)點(diǎn)之間相互控制的程度，因此稱為a節(jié)點(diǎn)的控制值。

　　（3）深度值（depth value）

　　規(guī)定兩個(gè)鄰接節(jié)點(diǎn)間的距離為一步，則從一節(jié)點(diǎn)到另一節(jié)點(diǎn)的最短路程（即最少步數(shù)）就是這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的深度。系統(tǒng)中某個(gè)節(jié)點(diǎn)到其他所有節(jié)點(diǎn)的最短路程（即最少步數(shù)）的平均值，即稱為該節(jié)點(diǎn)的平均深度值。用關(guān)系圖解來輔助計(jì)算，則更加清晰，公式可表示為[MD=（∑深度×該深度上的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)）/（節(jié)點(diǎn)總數(shù)－1）].例如，入口空間的平均深度值MD=（1×1+2×2+3×2+4×3+5×1）/（9－1）=3.5.系統(tǒng)的總深度值則是各節(jié)點(diǎn)的平均深度值之和。

　　很明顯，深度值表達(dá)的是節(jié)點(diǎn)在拓?fù)湟饬x上的可達(dá)性，即節(jié)點(diǎn)在空間系統(tǒng)中的便捷度。這一概念最初源自應(yīng)用圖論的研究成果[4].深度是空間句法中最重要的概念之一，它蘊(yùn)涵著重要的社會和文化意義。人們常說的“酒好不怕巷子深”、“庭院深深”，這其中的“深”就有局部深度的含義，它主要表達(dá)空間轉(zhuǎn)換的次數(shù)，而不是指實(shí)際距離。

　　上面所說的平均深度值和總深度值都是整體深度值，是對整個(gè)系統(tǒng)的描述；與此概念相對的是局部深度值。假設(shè)從某節(jié)點(diǎn)出發(fā)，要走k步才能覆蓋整個(gè)系統(tǒng)，那么其在n步內(nèi)走過的路程，即為局部深度值（這里n＜k）。

　�。�4）集成度（integration value）

　　用上述方法定義的“深度值”在很大程度上決定于系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。因此，為剔除系統(tǒng)中元素?cái)?shù)量的干擾，P.Steadman改進(jìn)了計(jì)算方法，用相對不對稱值（relative asymmetry）來將其標(biāo)準(zhǔn)化，公式是RA=2（MD－1）/（n－2）。[5] [其中的n為節(jié)點(diǎn)總數(shù)].為與實(shí)際意義正相關(guān)，將RA取倒數(shù)，稱為集成度。后來又用RRA來進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化集成度，以便比較不同大小的空間系統(tǒng)。RRA=RA/Dn.[6]對應(yīng)于整體深度值和局部深度值，也同樣存在著整體集成度和局部集成度。整體集成度表示節(jié)點(diǎn)與整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)聯(lián)系的緊密程度；而局部集成度是表示，某節(jié)點(diǎn)與其附近幾步內(nèi)的節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系的緊密程度，通常計(jì)算三步或十步范圍，稱為“半徑－3集成度”或“半徑－10集成度”。

　　（5）可理解度（intelligibility）

　　上述連接值、控制值和局部集成度，是描述局部層次上的結(jié)構(gòu)特征的；而整體集成度是描述整體層次上的結(jié)構(gòu)特征的。可理解度用來描述這種局部變量與整體變量之間的相關(guān)度。希列爾指出，無論對城市還是建筑空間，我們都很難原地立刻體驗(yàn)它，必須通過在系統(tǒng)中運(yùn)動地觀察，才能一部分一部分地逐漸建立起整個(gè)空間系統(tǒng)的圖景。可理解度就是衡量從一個(gè)空間所看到的局部空間結(jié)構(gòu)，是否有助于建立起整個(gè)空間系統(tǒng)的圖景，即能否作為其看不到的整個(gè)空間結(jié)構(gòu)的引導(dǎo)。所以，如果空間系統(tǒng)中連接值高的空間，其集成度也高，那么，這就是一個(gè)可理解性好的空間系統(tǒng)。

　　以上這些變量定量地描述了節(jié)點(diǎn)之間，以及節(jié)點(diǎn)與整個(gè)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，或者定量描述了整個(gè)結(jié)構(gòu)的特征。此外，在具體的構(gòu)形分析中，為說明特定問題，還會根據(jù)上述五個(gè)基本變量導(dǎo)出很多參數(shù)，在此就不一一列出了。