目前国内外有关城市形态的研究可以分为以下几大类：以环境行为与心理学为主的研究方法、以类型学为主的研究方法和以组构理论为主导的研究方法——空间句法。这三种研究方法中,以类型学为主的研究方法主要用于在建筑学与城市规划等领域中研究传统与现代的继承关系,视角较窄,并且更倾向于作者的个人喜好,所以不太适合于本文使用。以环境行为与心理学为主的研究方法着眼于多领域、多学科如地理信息科学、计算机科学等的研究视角,视角较开放,论证过程更严谨。并且对我们研究社会个体对社会的认知很有意义。另一方面,认知地图反映的从本质上来说是客观环境在主体中的主观反映。虽然从要素或模式等方面我们不能否认认知地图是具有一定的规律性的,但我们更应该要重视的是它更多的天生的主观性。这种主观性再加上心理因素的影响对于认知地图的构成、内容和功能则会产生积极或消极的影响,从而影响结论的准确性。空间句法理论较其他理论而言,更加强调的是空间的物质性、自主的规律性和主动性。同时,由于空间句法理论在研究方法上采用轴线分析法、凸状空间分析法、视区分析法这三个主要分析法,再加上集成度、通达性、深度值、控制度等四个主要技术参量等,所以此理论也较传统的城市设计的方法和思路有所创新。此外,将空间句法理论与城市设计方法进行有效结合,还能得出更为客观、理性并且直观的研究结果,因此可以说空间句法理论是一种更为新型的研究方法。所以本论文立足于将认知理论与空间句法理论两种研究方法并列、交叉使用。以衡阳市这样一个典型的内陆中小城市的历史城区为主要研究对象,一边采用凯文·林奇的城市意象理论以及其经典的认知地图法和问卷调查的方法对衡阳市进行调研,一边通过空间句法理论及其配套分析软件对衡阳市历史城区的轴线图进行句法分析,并对两种方法的研究结果进行统计和对比。一方面,通过空间句法理论来印证认知理论,同时也通过认知理论来印证空间句法理论,探讨两套理论间的内在联系,另一方面又利用空间句法理论来充实弥补凯文林奇认知理论五大要素互相割裂的不足。通过将多种研究方法互补利用,以得出更为科学、直观的研究成果。