姜佳怡

戴 菲*

章俊華

時空行為是指特定時間與空間范圍內(nèi)，人群的全部時間分配行為與空間異動行為[1]。雖然人群的時空行為決策模式由活動模式、活動時間、目的地與出行方式選擇等既定步驟組成，但是其具體決策過程受到環(huán)境因素和社會經(jīng)濟(jì)屬性的影響[2]，并與公共服務(wù)用地與交通可選擇范圍、到達(dá)時間、安全性、費(fèi)用和方便程度呈現(xiàn)一定的函數(shù)關(guān)系，成為城市結(jié)構(gòu)與空間規(guī)劃的依據(jù)之一[3]。在發(fā)達(dá)國家，經(jīng)濟(jì)增長與人口紅利已經(jīng)不存在正相關(guān)關(guān)系，城市綠地空間質(zhì)量作為土地資源的一部分，成為制約城市發(fā)展的重要因子并得到了政府和學(xué)者的重視[4]。這些要素直接或間接地影響著人群行為決策的最終形成，并反映在城市空間分布熱度上，影響著城市空間的使用。

目前國內(nèi)外人群時空行為的可視化研究以交通方式選擇、個體行為偏好等基于個體數(shù)據(jù)的日志調(diào)查為主[5]。大數(shù)據(jù)時代的到來，為大規(guī)模人群的時空活動信息提供了獲取渠道[6]。

在城市空間熱度及人群時空行為研究方面，城市空間分布熱度識別以熱力圖為主[7]。本研究認(rèn)為，空間分布熱度差異可以根據(jù)熱力度和所占面積進(jìn)行區(qū)分，同一熱力度在每天不同時間及同一時間不同日期的分布也存在差異。這種差異主要來自2個方面：首先不同城市空間的人口密度本身存在一定差異，通常從城市中心區(qū)向郊區(qū)呈遞減趨勢；另一方面，城市空間中的人群并非靜止不動，這種人群活動在時間及空間上的差異又影響了熱力圖的分布變化。通過對熱力圖差異性的研究，可以間接掌握城市人群在空間上及時間上的整體情況，分析不同區(qū)域的空間引力[8]。目前的城市空間熱度識別研究以現(xiàn)狀評價及宏觀層面為主，缺少對街區(qū)層面的空間熱度識別與優(yōu)化策略研究[7]。本研究以此為切入點(diǎn)，以提升城市空間熱度為導(dǎo)向，依托城市綠地，進(jìn)行現(xiàn)狀評價及優(yōu)化策略研究。

在城市空間結(jié)構(gòu)方面，基于POI數(shù)據(jù)的城市功能區(qū)識別與優(yōu)化為城市空間構(gòu)成提供了更加直觀的圖示結(jié)果[9]。研究表明，綠道等帶狀綠地及公園綠地與公共設(shè)施類、道路與交通設(shè)施類基礎(chǔ)設(shè)施的分布關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，呈一定的正相關(guān)關(guān)系，且公共設(shè)施類對其影響高于道路與交通設(shè)施類[10]。社區(qū)綠道網(wǎng)絡(luò)不僅能夠作為綠色線性廊道改善居民生活環(huán)境，更重要的是能夠有效串聯(lián)社會服務(wù)設(shè)施，構(gòu)建更加便民的綠色交通網(wǎng)絡(luò)[11]。其作為低成本、見效快、可持續(xù)的城市綠地空間，在以上海市為代表的發(fā)達(dá)城市空間熱度提升中具有應(yīng)用前景。

百度熱力圖可以識別所有攜帶智能手機(jī)的聯(lián)網(wǎng)用戶，涵蓋面廣、可信性高，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此，本文基于百度熱力圖進(jìn)行人群時空行為研究并得到了城市空間熱度現(xiàn)狀，提出重點(diǎn)問題區(qū)域，基于POI數(shù)據(jù)，分析問題區(qū)域，借助城市綠道對城市空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行識別與優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)低成本城市空間熱度提升，優(yōu)化人群時空行為決策模型。

1 研究方法

1.1 空間分布熱度計(jì)算

本研究通過百度熱力圖下載器獲取2018年上海市中心城區(qū)連續(xù)一周(3月26—31日)共計(jì)168張百度熱力圖，矢量化處理后用于識別城市空間熱度?；贕IS軟件計(jì)算熱度分級結(jié)果，得到中心城區(qū)空間分布熱度的主要問題區(qū)域——花木-龍陽路副中心，利用矢量化后的百度熱力圖識別城市空間熱度，得到不同路段綠道的規(guī)劃設(shè)計(jì)方向與側(cè)重點(diǎn)。

1.2 核密度法——基于POI數(shù)據(jù)的空間結(jié)構(gòu)分析

既往研究表明，在其他城市空間構(gòu)成相似、發(fā)展目標(biāo)定位平齊的情況下，公共設(shè)施類及道路與交通類功能區(qū)占比相對更高的區(qū)域，連接性綠地的空間分布熱度越高，反之亦然[12]。因此，本研究優(yōu)先考慮公共設(shè)施POI數(shù)據(jù)分布，并通過道路及交通設(shè)施類POI數(shù)據(jù)對綠道選線結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充。根據(jù)AHP層次分析法將POI數(shù)據(jù)分為綠地、道路與交通設(shè)施、公共設(shè)施、居住、商業(yè)和產(chǎn)業(yè)六大類(圖1)。設(shè)置大類數(shù)據(jù)權(quán)重S1=1，同一大類下的不同中類兩兩一組計(jì)算權(quán)重系數(shù)，計(jì)算公式為：

圖1 基于核密度法的POI數(shù)據(jù)分類[7-10，13-14]

n為S2(18類)總數(shù)，Si為建筑層高占比及公園綠地面積占比，S2為中類賦值結(jié)果，S3∈(0，100]。Sigi為每個單元中第i類POI數(shù)據(jù)的值，即S1，S2，S3的權(quán)重乘積，計(jì)算公式為：

為了平衡數(shù)據(jù)量綱差距，需要對綜合權(quán)重后的POI賦值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[14]，計(jì)算公式為：

從城市用地類型及現(xiàn)狀結(jié)果出發(fā)，基于核密度法進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)評價與分析，Sigi'值越大，說明該區(qū)域各類設(shè)施越集中、空間引力越大，以此作為綠道選線依據(jù)。

1.3 綠道選線及優(yōu)化計(jì)算

基于POI數(shù)據(jù)得到城市空間結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，優(yōu)先連接Sigi'值大于5的各類設(shè)施，當(dāng)綠道服務(wù)半徑內(nèi)的Sigi'值相同時，優(yōu)先連接公共設(shè)施，得到綠道初選結(jié)果。

上海市新一輪城市規(guī)劃中將構(gòu)建15分鐘步行可達(dá)空間范圍的城鎮(zhèn)社區(qū)生活圈作為城市建設(shè)目標(biāo)[15]。目標(biāo)建成以500m為基準(zhǔn)，包含一個或多個街坊的空間組團(tuán)，用以配置滿足居民日常工作生活的公共服務(wù)設(shè)施與公共活動場所[16]。本研究以150m的綠道網(wǎng)絡(luò)服務(wù)半徑[11]計(jì)算花木-龍陽路副中心綠道網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，初選綠道覆蓋率約為78%，結(jié)合道路與交通設(shè)施類POI數(shù)據(jù)核密度分布結(jié)果對綠道初選結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，最終得到滿足區(qū)域居民日?；顒樱绕涫枪ぷ魅粘鲂泻托蓍e需求的綠道網(wǎng)絡(luò)。

2 上海市浦東新區(qū)城市中心現(xiàn)狀及問題

2.1 上海市浦東新區(qū)城市中心問題及規(guī)劃現(xiàn)狀

在上海市新一輪城市規(guī)劃中，共劃分了4個城市中心級別：城市中心區(qū)(中央活動區(qū))、城市副中心區(qū)、地區(qū)中心和社區(qū)中心(圖2-1)，其中，浦東新區(qū)的花木-龍陽路地區(qū)被納入城市副中心，該區(qū)域陸域面積約20.93km2，常住人口23萬余人，其中戶籍人口12.87萬人，外籍人士1.12萬人，目前以“街管社區(qū)”模式管理欽洋、聯(lián)洋、東城等6個社區(qū)共44個居委會和164個小區(qū)[17]。

雖然浦東新區(qū)在經(jīng)濟(jì)水平及重點(diǎn)城市建設(shè)項(xiàng)目方面的發(fā)展良好，但從百度熱力圖識別的上海市一周內(nèi)(2018年3月26—31日)城市空間熱度平均值的最終結(jié)果(圖2-2)來看，該區(qū)空間熱度較低且分布不均。同級中心熱度差異較大，同樣作為城市中心區(qū)的浦東新區(qū)陸家嘴地區(qū)空間熱度明顯低于南京東路、外灘和人民廣場；同為城市副中心的浦東新區(qū)的花木-龍陽路、金橋、張江地區(qū)空間熱度明顯低于江灣-五角場、真如地區(qū)；社區(qū)中心空間熱度也存在著類似的問題。

圖2 基于百度熱力圖的上海市中心城區(qū)空間熱度

圖3 上海市浦東新區(qū)花木-龍陽路副中心區(qū)綠地現(xiàn)狀

2.2 上海市浦東新區(qū)綠地現(xiàn)狀及規(guī)劃目標(biāo)

從綠地結(jié)構(gòu)及建設(shè)目標(biāo)來看，上海市中心城區(qū)擬建成以外環(huán)綠道、黃浦江綠道、蘇州河綠道及張江浜綠道為骨干，各區(qū)濱水廊道為輔助，由外環(huán)綠帶包圍，向楔形綠地發(fā)散的綠地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(圖3-1)。同時，借助線性綠地加強(qiáng)各公園綠地之間及綠地與居住用地、商業(yè)用地等各類用地的空間連接性。本文研究對象花木-龍陽路副中心是張家浜骨干綠道建設(shè)的重要部分，區(qū)內(nèi)有世紀(jì)公園、世紀(jì)大道等知名度較高的標(biāo)志性景觀，綠地建設(shè)基礎(chǔ)較好(圖3-2)；東西走向的錦繡路、花木路、迎春路和丁香路等與南北走向的白楊路、芳甸路、合歡路、長柳路、民生路及柳杉路等道路綠地基礎(chǔ)較好。

2.3 上海市浦東新區(qū)花木-龍陽路副中心區(qū)空間熱度

從城市空間結(jié)構(gòu)來看，花木-龍陽路副中心與金橋城市副中心交界，東接張江副中心、南鄰北蔡鎮(zhèn)，對花木-龍陽路片區(qū)的城市整體空間結(jié)構(gòu)及綠地空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化可以更好地提高浦東新區(qū)的主城區(qū)輻射作用，實(shí)現(xiàn)中央活動區(qū)陸家嘴地區(qū)與浦東新區(qū)的空間連接，延伸并加強(qiáng)中央活動區(qū)的輻射作用，提高空間分布熱度。

上海市中心城區(qū)整體空間熱度識別結(jié)果表明，休息日綠地空間熱度均值普遍高于工作日及全周均值，這在一定程度上表明，休息日人群出行目的向綠地空間偏移。而花木-龍陽路副中心區(qū)休息日的綠地空間熱度結(jié)果恰恰相反。雖然該區(qū)域綠地類用地占區(qū)域總面積的25%，但訪問者來訪綠地的主要時間段為工作日18：00以后及12：00— 14：00，并且大部分人群在休息日不會選擇該區(qū)作為休閑娛樂的目的地。浦東新區(qū)中心地帶的區(qū)位優(yōu)勢和世紀(jì)公園、張家浜骨干綠道等類型豐富的綠地現(xiàn)狀并沒有在休息日實(shí)現(xiàn)更高的空間利用。針對以上2個方面的問題，擬通過完善該區(qū)綠道網(wǎng)絡(luò)提升空間連接度，進(jìn)而提高空間分布熱度，達(dá)到聚集人群、提升區(qū)域空間熱度的目的。

3 以提升空間熱度為導(dǎo)向的綠道選線分析

3.1 基于百度熱力圖的城市空間時空分布熱度分析

百度熱力圖的上海市中心城區(qū)(圖2-2)及花木-龍陽路副中心空間分布熱度識別結(jié)果(圖4)表明，與中心城區(qū)的其他副中心區(qū)相比，花木-龍陽路副中心空間熱度整體較低，普遍低于4級，對其時空分布特征分析如下。

3.1.1 時間使用熱度分析

從使用時間來看，存在以下規(guī)律(表1)：每日13：00以后人群聚集存在多個小中心，綠地使用普遍存在邊緣化，這在一定程度上說明該時段人群在綠地空間中的活動時間較短，往往集中于綠地的邊緣地帶。道路及交通設(shè)施空間熱度在19：00達(dá)到最高，之后逐漸降低。每日19：00—23：00空間熱度出現(xiàn)較為明顯的偏移。每日23：00至次日凌晨，花木-龍陽路副中心空間熱度整體處于較低水平，區(qū)域內(nèi)綠地空間使用存在明顯的不均衡且多集中于大型綠地邊緣地帶。

3.1.2 空間使用熱度分析

從分布空間來看，存在以下規(guī)律(表2)：公園綠地邊緣的使用率高于中心地帶，聯(lián)洋花園等小區(qū)游園空間熱度整體較高，具備作為潛在綠道的條件。

3.2 基于POI數(shù)據(jù)核密度分布的綠道選線分析

基于POI數(shù)據(jù)進(jìn)行核密度分析(圖5-1)，以Sigi'值作為綠道連接的主要依據(jù)。其中，公共設(shè)施類功能區(qū)POI數(shù)據(jù)核密度分析結(jié)果如圖6所示。結(jié)果表明，該類設(shè)施的密度峰值主要位于區(qū)域邊緣位置，呈現(xiàn)多中心集聚的空間形態(tài)，按S2類別統(tǒng)計(jì)各主要聚集中心如下。1)醫(yī)療設(shè)施類：上海市第一婦嬰保健院東院、聯(lián)洋社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心、上海市安達(dá)醫(yī)院、瑞東醫(yī)院(瑞金醫(yī)院浦東分院)。2)體育休閑類：上海張江體育休閑中心、世紀(jì)公園球場。3)科教文化類：上海新國際博覽中心、浦東展覽館及各類大學(xué)、職業(yè)技術(shù)學(xué)校、中學(xué)、小學(xué)和幼兒園。4)行政用地類：浦東新區(qū)人民政府、上海市藝術(shù)教委等政府機(jī)構(gòu)與村民委員會。

3.2.1 基于公共設(shè)施POI數(shù)據(jù)核密度分布的綠道初選結(jié)果

在公共設(shè)施連接方面，為提高區(qū)域內(nèi)人群對設(shè)施的可達(dá)性，優(yōu)先連接資源密度高峰值區(qū)域和GIS軟件賦值結(jié)果中Sigi'值大于5的各類設(shè)施，當(dāng)取值區(qū)間相同時，優(yōu)先連接公共設(shè)施。為提高綠道網(wǎng)絡(luò)連接的景觀價值，提高潛在可游覽性綠地與綠道的連接度，以區(qū)域公園綠地為主要綠地斑塊節(jié)點(diǎn)，以骨干綠道及濱水廊道為主軸，連接張江浜楔形綠地花木-龍陽路部分，達(dá)到提高綠道網(wǎng)絡(luò)景觀價值的目標(biāo)(圖5-2)。

以張家浜骨干綠道為主軸，世紀(jì)公園及張江浜楔形綠地為主要停留點(diǎn)，錦繡路、花木路、世紀(jì)大道等景觀條件較好并連接多數(shù)公共設(shè)施高峰值的道路為綠道主要載體，梅花路、牡丹路等景觀條件較好的道路為輔助性載體，得到初選結(jié)果(圖6)。

以150m的綠道網(wǎng)絡(luò)服務(wù)半徑對初選結(jié)果進(jìn)行覆蓋率計(jì)算，計(jì)算結(jié)果可以直接反映綠道覆蓋面積，進(jìn)而反映選線結(jié)果的空間可達(dá)性。結(jié)果表明，現(xiàn)有基于公共設(shè)施類功能區(qū)分布的綠道可以覆蓋全區(qū)約78%的區(qū)域，少數(shù)居住用地、農(nóng)田覆蓋率較低。本研究在此基礎(chǔ)上，引入道路與交通類設(shè)施空間核密度分布，進(jìn)行綠道選線優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.2.2 基于交通設(shè)施POI數(shù)據(jù)核密度分布的綠道初選結(jié)果

基于交通設(shè)施的核密度分析(圖7-1)結(jié)果表明，該類設(shè)施的密度高峰值主要位于該區(qū)北部，按S2類別統(tǒng)計(jì)各主要聚集中心如下。1)交通服務(wù)設(shè)施：區(qū)域內(nèi)軌道交通2、7、9、16號線4條軌道交通線的地鐵站點(diǎn)，內(nèi)環(huán)高速路，磁懸浮列車總站點(diǎn)及各類型公共設(shè)施停車場。2)道路附屬設(shè)施：神州租車及各類交通設(shè)施咨詢點(diǎn)。

通過POI分布核密度分析，結(jié)合片區(qū)已有綠地、潛在綠道進(jìn)行綠道選線優(yōu)化(圖7-2)，實(shí)現(xiàn)全面覆蓋花木-龍陽路片區(qū)，完善綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。例如，花木新村處空間熱力度較高，圖書館、小學(xué)、醫(yī)院等公共服務(wù)設(shè)施密集，通過白楊路段綠道及花木王家浜段濱水廊道可以實(shí)現(xiàn)龍陽路地鐵站至芳華路、南陽花園、華林小學(xué)和婦嬰保健院等居住區(qū)與公共設(shè)施的連接，提高醫(yī)院與學(xué)校的可達(dá)性與可游覽性。最終在整體空間上實(shí)現(xiàn)綠道與三八河濱水廊道的連接。

圖4 基于百度熱力圖的花木-龍陽路副中心不同熱力區(qū)面積隨時間變化

表1 花木-龍陽路片區(qū)時間使用熱度分析

表2 花木-龍陽路片區(qū)空間使用熱度分析

4 以提升空間熱度為導(dǎo)向的綠道分段設(shè)計(jì)策略

圖5 花木-龍陽路副中心區(qū)空間結(jié)構(gòu)分析

圖6 基于公共設(shè)施類POI數(shù)據(jù)的核密度識別與綠道初選結(jié)果

圖7 基于道路與交通設(shè)施類POI數(shù)據(jù)的核密度識別與綠道終選 結(jié)果

基于研究范圍內(nèi)綠地、公共設(shè)施、產(chǎn)業(yè)、居住、商業(yè)及道路與交通設(shè)施6類POI數(shù)據(jù)的疊加分析與分層分析結(jié)果，可以有效識別城市空間結(jié)構(gòu)?；诎俣葻崃D的城市空間熱力度可以反映人群密度，二者的疊加分析可以在時空范圍內(nèi)進(jìn)行綠道選線與優(yōu)化。在空間使用上，優(yōu)先連接Sigi'值高的區(qū)域，以公共設(shè)施及道路與交通設(shè)施分層結(jié)果為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)綠道覆蓋研究范圍?？臻g上可達(dá)性的提高可以在各個方面提高居民的使用體驗(yàn)，提高居民生活質(zhì)量。在提高空間安全性的同時，方便了老人與兒童活動，提高了中老年及青年人對綠地及休閑娛樂場所的空間可達(dá)性。在使用時間上，從基于百度熱力圖的空間分布熱度考慮，以區(qū)域內(nèi)張家浜楔形綠地及世紀(jì)公園等現(xiàn)有熱力度較高的公園綠地為主要停留點(diǎn)，針對午間高熱空間，可以考慮從綠道的夏季通風(fēng)及冬季遮蔽等方面進(jìn)行空間品質(zhì)提升，針對夜間空間熱力度較高的綠地可以有針對性地結(jié)合水景、構(gòu)筑物和植物群落等景觀要素進(jìn)行燈光設(shè)計(jì)，同時，燈光設(shè)計(jì)還可以在一定程度上起到空間引導(dǎo)的作用，以此提高夜間空間品質(zhì)，吸引人流。

注：文中圖片均由姜佳怡繪制。