宿萌萌 高惠瑛 范賀珊
摘要:依據(jù)公園綠地避震減災規(guī)劃相關規(guī)范,從環(huán)境、生態(tài)、設施、制度等4個層面選取16個指標因子,以定量評價為出發(fā)點結合GIS技術,采用熵值法和逼近理想解排序法(TOPSIS)的評價方法,對青島市轄七區(qū)36個公園綠地進行實證評價,確定各公園綠地的適宜性。根據(jù)評價結果,分析七區(qū)避震減災公園綠地現(xiàn)狀,并結合現(xiàn)有城市避震減災場所,對服務盲區(qū)預選出263處適合做避震減災場所的區(qū)域。通過對青島市七區(qū)的評價以期為青島的避震減災疏散場所的規(guī)劃提供參考。
Abstract: According to the relevant specifications of park green space earthquake mitigation planning, 16 index factors are selected from four levels, including environment, ecology, facility and system. Based on the quantitative evaluation and GIS technology, the entropy method and TOPSIS method are used to evaluate 36 parks in seven districts under the jurisdiction of Qingdao, so as to determine the suitability of each park green space. According to the evaluation results, this paper analyzes the current situation of the green space of the earthquake mitigation Park in Qingdao, and combines with the existing service area of the urban earthquake mitigation place, selects 263 areas suitable for the earthquake mitigation place in the service blind area. Through the evaluation of the seven districts of Qingdao, in order to provide a reference for the planning of the evacuation places for earthquake mitigation.
關鍵詞: 公園綠地;避震減災;適宜性;熵值法;逼近理想解排序法(TOPSIS)
Key words: park green space;earthquake mitigation;suitability;entropy method;TOPSIS
中圖分類號:P315.9;TU986? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1006-4311(2020)22-0176-04
0? 引言
城市作為經(jīng)濟文化的中心區(qū)域,是社會、經(jīng)濟、生態(tài)的有機結合體,面對各種災害的發(fā)生,建立“安全城市”已成為全球無法回避的課題[1]。城市公園、綠地、廣場的各方面優(yōu)勢是應急避難場所選址時的首選,在災時起到應急避難功能,其應急設施的配置與布局已成為眾多專家學者的研究熱點。
國內(nèi)外學者對城市公園綠地功能評價方面的研究已取得一定成果,如French E.L等[2]從多功能性、網(wǎng)絡、場地位置和適宜性、規(guī)模和功能、場地要素和對社會彈性六個方面總結公園綠地需納入避震疏散場地中的重要性。Edmundas K.Z.等[3]對影響公園綠地安全性的因子進行分析,選取10個指標建立了多準則決策評估模型,進而對歐洲Vilnius市的綜合公園進行了安全性評價分析。史瑩等[4]在公園整體布局、結構、自然人工條件基礎上,選取對綜合公園避震減災適宜性影響因子,利用層次分析法對其進行評價和分析。陳永生[5]從生態(tài)、游憩、防災避險等三方面建立12個指標因子的評價指標,將層次分析法用于合肥市公園綠地功能的綜合評價。
隨著對城市避震減災場所選址研究的深入,逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS)能夠充分利用原始數(shù)據(jù)信息、客觀反映實際情況、對樣本量要求不大等優(yōu)勢,被廣泛利用[6]。初建宇等[7]建立災害風險、應急保障基礎設施、區(qū)位規(guī)模等3級指標,并將層次分析法、熵值法與TOPSIS結合,構建了固定避難場所選址評估模型,分析研究了某市避難場所的選址。孫瀅悅等[8]從經(jīng)濟、效率、公平、安全、可達、環(huán)境等6個方面構建了TOPSIS評估模型,評估應急避難場所適宜性。
基于以上分析,本文將從城市公園的環(huán)境、生態(tài)、設施、制度等四層面出發(fā),探討城市公園避震減災適宜性的評價指標體系,構建熵值法—TOPSIS綜合評價模型,以期定量評估城市公園避震減災適宜性,并以青島市七區(qū)城市公園為例,分析現(xiàn)狀,并為現(xiàn)狀進行布局優(yōu)化。
1? 指標體系構建
1.1 避震減災適宜性選擇的影響因素
影響城市公園避震減災適宜性的因子復雜,參考國內(nèi)外相關標準和國內(nèi)外學者對相關的適宜性評價因子的選取,建立公園避震減災適宜性評價體系。綜上本文結合實際情況從以下四個層面篩選指標:環(huán)境層面、生態(tài)層面、設施層面、制度層面。
1.1.1 環(huán)境層面
影響安全及公園綠地避災效率的環(huán)境方面包括周邊危險源、公園規(guī)模、出入口個數(shù)、園路路網(wǎng)密度、有效避難指數(shù)。周邊危險源包括加油站、易燃易爆化工廠等。城市公園出入口越多,災民進入公園越方便。公園綠地園路密度越大,則市民就可以迅速的到達合適避難區(qū)進行避難。公園綠地的規(guī)模越大,側面可反映出可避難面積大,用有效避難指數(shù)更能合理分析公園綠地的可避難程度。
1.1.2 生態(tài)層面
避難過程中,人們心理上會更喜歡視野開闊、環(huán)境綠色、有水體的公園綠地,綠地的面積越高,綠化率越高,市民對該公園的選取幾率會越大,公園所體現(xiàn)的避難價值也會更高。平時公園中的水體是其生態(tài)環(huán)境良好的體現(xiàn),在災時既能做應急水源,也能幫助災民快速恢復情緒,因此綠地面積、綠化率以及水體是公園作為避震減災場所是否適宜的因子。
1.1.3 設施層面
從公園避震減災角度出發(fā),應急避災設施是公園發(fā)揮避震減災作用的基礎,是主要提供避災服務的載體。由于不同級別的公園所配備的應急設備的種類有所不同,災時的貢獻度不一,無論是哪個類型的避震減災公園,都至少要滿足災民最基本的生活需要,棚宿區(qū)面積、供水點數(shù)量、供電點數(shù)量、公共廁所數(shù)量、周邊醫(yī)療點數(shù)量和應急停機坪數(shù)量來表征城市公園應急設施層面的強弱。
1.1.4 制度層面
在公園綠地的管理運營中,相關管理部門制度完善、分工明確,則會更注重能給市民帶來一目了然的指示牌分布和公園綠地的知名度。在公園綠地舉辦的一些宣傳教育活動以及應急指示標牌影響人們避難行為,因此本文將兩者視為公園避震減災場所是否適宜的因子。
1.2 避震減災適宜性指標體系構建
根據(jù)上述分析,將避震減災適宜性指標分為2級:1級指環(huán)境層面、生態(tài)層面、設施層面和制度層面;2級指反映1級指標的因子,共計16項,具體見表1。
2? 評估模型建立
TOPSIS是系統(tǒng)工程中有限方案多目標分析的決策方法[9,10]。方法為根據(jù)決策問題距最優(yōu)解和最劣解間的距離,得到各方案與理想解的貼切度,進行排列。其中貼切度越接近1,說明評價對象水平越高[11]。TOPSIS方法通常采用主觀賦權法如AHP法、專家評價法等確定指標的權重,為消除此類主觀方法對評價結果造成的偏差,提高樣本數(shù)據(jù)的最大化使用,本文采用熵值法確定各指標權重,然后利用TOPSIS法求得各城市公園避震減災適宜性。
2.1熵值法求權重
①構建數(shù)據(jù)矩陣。
②數(shù)據(jù)預處理。
為消除因子量綱不一致對結果造成的影響,以具有可比性。對公園原始數(shù)據(jù)采用極值標準化方法,同時后均加0.001,對指標數(shù)據(jù)進行歸一化處理得標準矩陣A=(aij)m*n。對于正向型指標數(shù)值越大,說明適宜性越好;負向型指標數(shù)值越大,說明適宜性越差。
調(diào)整后的標準化公式如下:
其中,x′ij為xij的標準化值,xij為i公園的j指標的原始值,xmax(j)為j指標的最大值,xmin(j)為j指標的最小值。
③計算第i個樣本下第j項指標的比重:Pij。
④計算第j項指標的熵值ej:
(式中,k為常數(shù),k=1/lnm其中:Pij=1/n,當Pij=0時,PijlnPij=0)
⑤計算指標的差異性系數(shù)dj,差異性系數(shù)越大,表明指標對評價結果的影響也越大,權重也越大。計算如下:
dj=1-ej(5)
⑥計算評價指標權重。
2.2 TOPSIS法求適宜性
①構建標準化決策矩陣:利用熵權法所得到的無量綱標準化矩陣(aij)m*n;
②構建加權決策矩陣:由上述確定的指標權重wk與(aij)m*n相乘,得到加權規(guī)范化決策矩陣,即:
④確定指標到正理想解、負理想解的距離:
到正理想解的距離:
3? 實例驗證
3.1 研究區(qū)概況
青島市位于山東省東南部,屬于華北地震區(qū),不處于強地震帶之上,但周邊發(fā)育有郯廬強震帶、燕山渤海強震帶和南黃海強震帶[12,13]。根據(jù)資料顯示,青島市七區(qū)的地震避難場所為76處,總面積268.265萬平方米,可容納疏散人數(shù)為140.25萬人,而七區(qū)常住人口為635.25萬人,根據(jù)尹之潛[14]無家可歸人口預測,設防烈度以上地震時固定和中心避難場所內(nèi)避難人數(shù)應為330.51萬人,整體來看,城市公園作為避難場所量偏少。因此,本文通過對青島市轄七區(qū)36個公園綠地進行實證評價,確定各公園綠地的適宜性。根據(jù)評價結果,結合現(xiàn)有城市避震減災場所服務域,對服務盲區(qū)預選出一批適合做避震減災場所的區(qū)域。
3.2 數(shù)據(jù)收集
青島市及各轄區(qū)統(tǒng)計年鑒,人口普查數(shù)據(jù)及政府網(wǎng)站公開的統(tǒng)計信息;青島市避難場所;青島市遙感影像和GIS圖;公園的避災面積及近3年的宣傳活動次數(shù)。百度地圖查詢的醫(yī)療、加油站點。
3.3 評價結果
根據(jù)式(1)-式(11)確定評價指標數(shù)據(jù)距正負理想解的距離和36個城市公園的相對貼近程度,并將其進行排序。詳見表2。
3.4 評價結果分析
3.4.1? 青島市七區(qū)公園避震減災適宜性分布圖
根據(jù)上述計算結果,運用GIS軟件,使用自然斷點法將適宜性結果分為“好”、“較好”、“一般”、“較差”、“差”五個級別。I級差(0.0568?燮C<0.0855),II級較差(0.0855?燮C<0.1453),III級一般(0.1453?燮C<0.2598),IV級較好(0.2598?燮C<0.3928),V級好(0.3928?燮C?燮0.5275),為了更直觀展示空間分布,繪制36個公園的適宜度圖,如圖1。