黃一波，汪結(jié)明，李瑞雪

（湖南科技大學(xué) 建筑與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，湖南 湘潭 411201）

城市公園具有滿足居民游憩、兼?zhèn)渖鷳B(tài)、娛樂、應(yīng)急避雨、文化傳承、科普教育等諸多功能，它是城市生態(tài)系統(tǒng)、綠色開放空間的重要組成部分，也是城市健康可持續(xù)發(fā)展、城市現(xiàn)代文明重要的參考指標(biāo)［1-3］。然而一些城市公園布局不合理，導(dǎo)致可達(dá)性不高，嚴(yán)重制約了居民的游憩、娛樂、參加科普教育等活動的開展。道路交通網(wǎng)下每一個節(jié)點(diǎn)共同作用下的不同大小稱為可達(dá)性［4］。城市公園可達(dá)性為空間兩點(diǎn)克服阻力的難易程度或兩點(diǎn)間相互力的大小［5］。城市公園可達(dá)性研究較早，研究方法有2SFCA法、網(wǎng)絡(luò)分析法、費(fèi)用加權(quán)距離法等。Dony［6］運(yùn)用2SFCA 法對梅克倫堡縣城市公園進(jìn)行可達(dá)性分析，建立了一個包含公園吸引力因素的模型。國內(nèi)相關(guān)研究起步較晚，周銳等［7］運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析法進(jìn)行上海市公共基礎(chǔ)設(shè)施可達(dá)性分析，得出中心區(qū)公共設(shè)施優(yōu)的結(jié)論；馬琳等［8］基于城市道路網(wǎng)和街道人口數(shù)據(jù)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析法對南京主城區(qū)進(jìn)行可達(dá)性分析，得出影響可達(dá)性因素在于道路交通網(wǎng)完善程度、公園自身質(zhì)量、街道人口數(shù)量的結(jié)論；蔣理等［9］基于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析法對廣西玉林城市公園進(jìn)行可達(dá)性分析，得出廣西玉林人居綠地面積嚴(yán)重不足的結(jié)論。以往研究多運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析法進(jìn)行城市公園可達(dá)性分析，然而網(wǎng)絡(luò)分析法僅依據(jù)道路交通網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，未考慮周邊人口分布狀況?；诖耍狙芯坷镁彌_區(qū)分析法對大數(shù)據(jù)挖掘的上海市166 個星級公園進(jìn)行可達(dá)性分析，試圖建立一種適宜于可達(dá)性分析的模式，以期為其他城市公園的合理布局提供理論與實(shí)踐依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況與研究方法

1.1 區(qū)域研究狀況

如圖1所示：上海市面積6 340.5 km2、居住區(qū)面積約2 221.6 km2、綠地面積約1 363.3 km2、公園面積約27.7 km2。其中通過大數(shù)據(jù)挖掘出來的16個市中166個星級公園面積約26.9 km2，分別占上海市面積0.42%、居住區(qū)面積1.21%、綠地面積1.97%、公園面積97.02%。

圖1 研究區(qū)域示意圖Fig.1 Schematic diagram of study area

1.2 研究方法

1.2.1 評價(jià)指標(biāo)

根據(jù)《公園設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 48—92）［10］、《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T 85—2002）［11］和《城市園林綠化標(biāo)準(zhǔn)》［12］、《城市綠地規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》GB/T51346—2019［13］以及城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的相關(guān)原理，大于5 000 m2公園是城市居民活動休憩重要場所，步行和自行車騎行是居民首選前往交通方式，因此從步行和自行車兩種交通方式進(jìn)行研究。結(jié)合上海實(shí)際情況設(shè)定步行速度60 m/min，步行時間0～30 min，設(shè)定自行車速度為200 m/min，行車時間0～15 min 作為研究上海是公園可達(dá)性指標(biāo)。本文提出公園步行可達(dá)面積比和服務(wù)人口比，公園自行車可達(dá)面積比和服務(wù)人口比、人口承載力五項(xiàng)指標(biāo)，結(jié)合公式（1）（2）（3）（4）（5）對上海市星級公園可達(dá)性分析。

1.2.2 緩沖區(qū)分析法

緩沖區(qū)分析法（Buffer Analysis）是把城市抽象成面，將公園看作其中存在的坐標(biāo)點(diǎn)，把道路當(dāng)成鏈接點(diǎn)與點(diǎn)之間連線［14］。該方法以公園具體地理坐標(biāo)為基礎(chǔ)，根據(jù)某種交通方式（步行、自行車、公交車或自駕車），計(jì)算城市公園服務(wù)范圍大小。計(jì)算過程基于矢量數(shù)據(jù)，克服費(fèi)用加權(quán)距離法由柵格數(shù)據(jù)產(chǎn)生粒度效應(yīng)［15］。本文分別以步行10 min、20 min、30 min 和自行車5 min、10 min、15 min 對公園進(jìn)行緩沖區(qū)分析計(jì)算，計(jì)算緩沖區(qū)占上海市土地現(xiàn)狀功能性質(zhì)圖（居住區(qū)）面積（如圖2、圖3）。

圖2 公園步行可達(dá)性分布圖Fig.2 Walking accessibility distribution of parks

圖3 公園自行車可達(dá)性分布Fig.3 bicycle accessibility distribution of parks

1.2.3 數(shù)據(jù)采集

本研究城市道路、公園點(diǎn)、綠地小區(qū)點(diǎn)數(shù)據(jù)為1∶4 000 上海市shp 格式矢量地圖結(jié)合Arcgis10.1 軟件進(jìn)行繪制各要素。其中上海市城市建設(shè)土地現(xiàn)狀利用圖來源中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中2015 年中國土地利用現(xiàn)狀遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)再通過GIS10.1 柵格網(wǎng)轉(zhuǎn)換；人口數(shù)據(jù)來源2018 上海統(tǒng)計(jì)年鑒各區(qū)、街道人口密度以及人口數(shù)量，再結(jié)合百度地圖爬取的142 999條shp格式百度居住區(qū)POI數(shù)據(jù)綜合推算出；公園人口承載量數(shù)據(jù)來源于《公園設(shè)計(jì)規(guī)范GB 51192—2016》古典園林0.8～2 m2/人、主題公園0.5～1 m2/人。

2 結(jié)果與分析

2.1 公園整體可達(dá)性

2.1.1 可達(dá)性面積分析

如表1所示，步行30min可達(dá)總面積約為697.23km2，自行車騎行15 min可達(dá)總面積約為1 175.78 km2，分別占上海市居住區(qū)面積的31.38%和52.93%。這表明城市星級公園的整體可達(dá)性并不理想，近68%居住區(qū)無法在30 min內(nèi)到達(dá)城市星級公園，近47%的居住區(qū)無法在15 min內(nèi)騎行到達(dá)城市星級公園。因此，城市星級公園的總面積、分布合理程度都有很大上升空間。

2.1.2 不同出行方式可達(dá)性比較分析

如表1所示，以最短出行時間為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，步行10 min 可達(dá)面積與自行車騎行5 min 可達(dá)面積約為146.94 km2和349.22 km2，占居住區(qū)面積的6.61%和15.72%。這表明上海城市星級公園為城市居民提供便捷服務(wù)數(shù)量很少。較多區(qū)需要步行20 min 或自行車騎行10 min 才可到達(dá)星級公園，公園的便捷服務(wù)能力仍需加強(qiáng)［16-17］。

從自行車騎行與步行可達(dá)面積的對比看，自行車騎行5 min、10 min、15 min可達(dá)公園面積（約349.22 km2、780.14 km2、1 175.78 km2）遠(yuǎn)高于步行10 min、20 min、30 min 可達(dá)公園面積 （約146.94 km2、429.79 km2、697.23 km2）。自行車5 min 與步行20 min 可達(dá)公園面積大致相似，這表明在短時間的行程中采用自行車前往公園更方便。而自行車近10 min 可達(dá)性面積遠(yuǎn)高于步行30 min 可達(dá)面積（如圖4、圖5）。這表明自行車出行是提升上海市城市公園可達(dá)性較為便捷的途徑，因此在對城市公園進(jìn)行優(yōu)化布局調(diào)整時應(yīng)多考慮自行車行的交通方式。

表1 公園可達(dá)性面積指標(biāo)Table 1 Park accessibility area index

圖4 公園自行車可達(dá)性面積對比圖Fig.4 Contrast map of park bike accessibility area

圖5 公園步行可達(dá)性面積對比圖Fig.5 Area comparison map of walk-able accessibility of the park

2.2 公園可達(dá)性區(qū)間均衡分析

由于各區(qū)之間面積、人口等綜合因素差異較大，僅從公園可達(dá)性整體分析尚不夠全面。因此，對不同區(qū)內(nèi)星級公園可達(dá)性進(jìn)行比較不可或缺，通過公式（1）、（3）結(jié)合表1 公園可達(dá)面積，求出各區(qū)城市公園可達(dá)面積比。如表2 所示，黃浦區(qū)、靜安區(qū)、普陀區(qū)、長寧區(qū)、虹口區(qū)的步行與自行車騎行可達(dá)面積綜合占比較高，奉賢區(qū)、崇明區(qū)較低。步行30 min和自行車騎行15 min 可達(dá)面積占比均達(dá)100%的有黃浦區(qū)、靜安區(qū)、普陀區(qū)、長寧區(qū)、虹口區(qū)，而奉賢區(qū)為1.88%與4.22%、崇明區(qū)僅為0.16%與0.86%。這表明黃浦區(qū)、靜安區(qū)、普陀區(qū)、長寧區(qū)、虹口區(qū)五個區(qū)居民步行30 min 或自行車騎行15 min 可以全部到公園，而奉賢區(qū)和崇明區(qū)的居民可到達(dá)者不足百分之五。這主要是由于黃浦區(qū)、靜安區(qū)、普陀區(qū)、長寧區(qū)、虹口區(qū)位于上海市中心且發(fā)展歷史久、占地面積小，公園數(shù)量多所致，而奉賢區(qū)、崇明區(qū)區(qū)成立晚、占地面積大，公園數(shù)量少，因此其可達(dá)性均較差。

表2 公園可達(dá)性面積比指標(biāo)Table 2 Park accessibility area ratio index

2.3 各區(qū)公園內(nèi)服務(wù)人口分析

根據(jù)上海市2018 統(tǒng)計(jì)年鑒第二篇人口調(diào)查報(bào)告顯示，2017 年末上海常住人口為2418.33 萬人，中心城區(qū)人口近690 萬占28.53%但區(qū)域面積僅占總面積的4.56%。這表明上海市人口分布不平均，用公園可達(dá)面積比不能全面科學(xué)反映星級公園的服務(wù)狀況。將人口數(shù)據(jù)與公園可達(dá)面積進(jìn)行疊加分析，利用公式（2）、（4）、（5）計(jì)算大數(shù)據(jù)下挖掘的星級公園服務(wù)人口，綜合分析星級公園服務(wù)狀況和人口承載力。如表3 所示，步行30 min 可以服務(wù)832.92 萬人，占居住人口的34.44%，自行車騎行15 min可以服務(wù)1 024.15萬人，占42.35%，這表明星級公園整體服務(wù)人口不高。從各區(qū)服務(wù)人口看，差異較大（如圖6），步行和自行車騎行服務(wù)人口占比均達(dá)到100%的有黃浦區(qū)、靜安區(qū)、普陀區(qū)、長寧區(qū)、虹口區(qū)，而奉賢區(qū)、崇明區(qū)、金山區(qū)、松江區(qū)、楊浦區(qū)占比均低于10%。

表3 公園服務(wù)人口比指標(biāo)Table 3 Park service population ratio indicator

如表4 所示，城市星級公園整體較好承載人口2 435.19 萬人，占比100.70%，但各區(qū)星級公園人口承載力差異大（圖7）。寶山區(qū)星級公園人口承載力最好，可承載590.21 萬人，占比為290.63%，這表明居民可享受到公園便捷服務(wù)，而崇明區(qū)最差，承載僅4.39 萬人，占比6.32%，這表明有93%的居民無法享受到公園便捷服務(wù)。

表4 各區(qū)公園口承載力比Table 4 Bearing capacity ratio of each district's park

圖6 公園服務(wù)人口對比圖Fig.6 Comparison map of park service population

圖7 各區(qū)公園人口承載力對比圖Fig.7 Comparison of population carrying capacity of parks in different districts

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

本文運(yùn)用ArcGIS10.1 軟件結(jié)合大數(shù)據(jù)挖掘出的166 個星級公園，運(yùn)用緩沖區(qū)分析法探究了公園的可達(dá)性和服務(wù)狀況,得出結(jié)論如下：

（1）城市星級公園總體步行可達(dá)性面積約697.23 km2，占比為31.38%、自行車騎行約1 175.78 km2、占比為52.93%。這表明公園在布局規(guī)劃、數(shù)量、面積大小均未達(dá)到理想狀態(tài)，公園服務(wù)便捷功能仍有較大提升空間。

（2）城市區(qū)間均衡性分析發(fā)現(xiàn)，黃浦區(qū)可達(dá)性面積比和服務(wù)人口比最高，寶山區(qū)人口承載力比最高，崇明區(qū)均最低。因此城市規(guī)劃建設(shè)需要協(xié)調(diào)好區(qū)域間均衡性發(fā)展。

3.2 討論

以往學(xué)者研究可達(dá)性多為一個區(qū)內(nèi)公園或者單個公園內(nèi)分析，未借助科學(xué)的軟件工具，研究往往帶有主觀性［18-20］。本研究基于GIS 大數(shù)據(jù)平臺中挖掘出的星級公園，通過星級公園總體可達(dá)面積比、服務(wù)人口比得出整體可達(dá)性不高的結(jié)論。但研究僅僅分析了大數(shù)據(jù)下挖掘出的星級公園，忽略了街頭小型休憩綠化地，也未考慮到公園入口、交通線路和不可避免的障礙的影響［21］。

通過星級公園各區(qū)的服務(wù)人口比、可達(dá)面積比、人口承載力比三個指標(biāo)得出區(qū)域間差異大結(jié)論，這與學(xué)者在研究北京石景山、昌平中心區(qū)，杭州主城區(qū)等公園可達(dá)性區(qū)域差異大的結(jié)論總體相似［22-24］。但不同區(qū)域間也存在不同程度上的差異,如上海市黃浦區(qū)可達(dá)面積約是崇明區(qū)的10 倍,北京區(qū)域差異由西北往南呈“N”字形遞減。原因可能是北京是我國政治中心且是五朝古都，中心城區(qū)有很多歷史悠久的建筑，政府為保護(hù)古建筑文化傳承沒有進(jìn)行拆遷致使建設(shè)用地緊張進(jìn)而影響新公園建設(shè)；而上海是我國經(jīng)濟(jì)中心，其中心城區(qū)發(fā)展歷史悠久、占地面積小、人口密度大、基礎(chǔ)設(shè)施完善公園數(shù)量多因此可達(dá)性高，而郊區(qū)發(fā)展歷史短、占地面積大、人口密度小、公園數(shù)量少因此可達(dá)性低。

人口承載力比指區(qū)域內(nèi)有限的資源可承載的理論人口與區(qū)域現(xiàn)實(shí)總?cè)丝诘谋?。其多運(yùn)用于地理、人文學(xué)科領(lǐng)域［25-26］。該理論運(yùn)用于城市公園可達(dá)性分析目前比較鮮見，研究結(jié)合公園服務(wù)人口、面積兩個要素綜合反映公園服務(wù)情況，以期為城市公園合理布局提供合理理論和實(shí)踐依據(jù)。因此就如何進(jìn)一步精確城市公園服務(wù)人口和服務(wù)面積以及人口承載力的研究，總結(jié)出公園布局的改進(jìn)方法等問題仍需要進(jìn)一步探討。