傅夢穎

(合肥市測繪設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230000)

1 引 言

城市綠地作為城市中的自然服務(wù)系統(tǒng)，是城市中的“綠肺”，具有重要的城市生態(tài)環(huán)境調(diào)節(jié)和休閑娛樂服務(wù)功能。城市綠地的類型包括五大類：公園綠地、廣場綠地、生產(chǎn)綠地、防護(hù)綠地、附屬綠地，其中公園綠地是城市綠地系統(tǒng)中與市民生活聯(lián)系最為密切、發(fā)揮最大社會(huì)和生態(tài)效益的城市綠地。公園綠地的服務(wù)狀況，已經(jīng)成為評價(jià)一個(gè)城市宜居性和建設(shè)生態(tài)城市的重要標(biāo)準(zhǔn)之一[1]?，F(xiàn)行綠地分類標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)為綠地率、人均公園綠地面積等，主要用于描述城市公園綠地的數(shù)量特征，無法反映城市公園的空間分布性和服務(wù)公平性[2]。隨著城市居民生活水平的提高，公園綠地可達(dá)性問題引起了人們的關(guān)注。

可達(dá)性是指從空間中任意一點(diǎn)克服空間阻力到達(dá)目的地的難易程度，阻力通常用距離、時(shí)間、費(fèi)用等指標(biāo)來衡量[3，4]，在城市公園綠地評價(jià)中被廣泛應(yīng)用。可達(dá)性研究的主要方法有緩沖區(qū)法[5]、最小鄰近距離法[6]、引力模型法[7]、費(fèi)用加權(quán)距離法[8]等。這些方法從不同角度反映了服務(wù)設(shè)施的空間可達(dá)性，緩沖區(qū)法和最小鄰近距離法忽略了到達(dá)目的地過程中的阻力，易高估服務(wù)設(shè)施的可達(dá)性，引力模型法和費(fèi)用距離加權(quán)法也未考慮到到達(dá)目的地的真實(shí)路徑，一般對不同土地利用類型賦以相對阻力，但用地類型的劃分和相對阻力大小的賦值具有較大的主觀性。費(fèi)用距離加權(quán)法需要將研究區(qū)劃分為大量的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)格的尺寸直接影響到計(jì)算的精度。網(wǎng)絡(luò)分析法基于矢量道路網(wǎng)絡(luò)，在計(jì)算過程中能更為真實(shí)地評價(jià)服務(wù)設(shè)施的可達(dá)性[8～11]。

本文以合肥市濱湖新區(qū)城市公園為例，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析法，基于合肥市道路網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合濱湖新區(qū)居住小區(qū)空間分布數(shù)據(jù)，以到達(dá)公園的實(shí)際方式來評價(jià)合肥市濱湖新區(qū)城市公園的空間分布和服務(wù)情況，并與緩沖區(qū)法做了實(shí)驗(yàn)對比，同時(shí)從步行、騎行、機(jī)動(dòng)車三種交通方式對濱湖新區(qū)各街道城市公園可達(dá)性進(jìn)行研究。研究能夠?yàn)槌鞘泄珗@綠地系統(tǒng)評價(jià)提供新思路和新方法，并為城市公園綠地空間格局優(yōu)化提供參考。

2 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

2.1 研究范圍

本文以合肥市濱湖新區(qū)作為研究對象。濱湖新區(qū)地處合肥市區(qū)東南部，位于中國第五大淡水湖巢湖之濱，是合肥通過巢湖、走入長江、融入長三角的水上門戶，分為濱湖世紀(jì)街道、煙墩街道、方興社區(qū)、大圩鎮(zhèn)6個(gè)街道，總用地面積約 196 km2。由于大圩鎮(zhèn)位于濱湖新區(qū)范圍內(nèi)的部分極少(圖1)，且該區(qū)域無公園，因此不在本文研究范圍內(nèi)。

圖1濱湖新區(qū)公園綠地及居住小區(qū)分布

2.2 數(shù)據(jù)收集與處理

依據(jù)最新的《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)(CJJT-852017)》和調(diào)查要求，以2019年4月空間分辨率為 0.1 m的合肥市區(qū)航拍影像為基礎(chǔ)，采用3S技術(shù)與實(shí)地調(diào)研相結(jié)合的方式，對濱湖新區(qū)界限范圍內(nèi)的公園綠地進(jìn)行精細(xì)化采集?？紤]到狹長帶狀公園作整體化處理會(huì)影響到可達(dá)性計(jì)算的精確性，本文按照道路在路口處的自然分割將同一帶狀公園分割為不同區(qū)域，以此處理方法，共采集濱湖新區(qū)公園綠地50個(gè)，總面積為 646.85 hm2。本文在實(shí)驗(yàn)過程中以真實(shí)公園出入口代替公園，共采集公園出入口146個(gè)。其他數(shù)據(jù)還包括道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、居住小區(qū)數(shù)據(jù)、街道行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，以上數(shù)據(jù)均來自合肥市2020年地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)。其中，路網(wǎng)數(shù)據(jù)需根據(jù)道路交口對所有道路進(jìn)行打斷，并進(jìn)行拓?fù)涮幚?；公園出入口點(diǎn)數(shù)據(jù)需建立與最近道路交口的連接。

濱湖新區(qū)公園綠地及居住小區(qū)空間分布如圖1所示，面積最大的三個(gè)公園是中部區(qū)域的塘西河公園、方興湖公園以及呈南北帶狀分布的金斗公園，占公園總面積的78%，分布在濱湖世紀(jì)社區(qū)、方興社區(qū)和萬年埠街道，除去大圩鎮(zhèn)，義城街道公園面積最小，僅在西南區(qū)域有濱湖公園延伸出的一小部分區(qū)域。

3 研究方法

3.1 緩沖區(qū)分析法

緩沖區(qū)分析法是以公園為中心，以最大服務(wù)距離為半徑建立緩沖區(qū)，緩沖區(qū)內(nèi)市民可在可達(dá)時(shí)間內(nèi)到達(dá)公園，緩沖區(qū)外則不能享受公園提供的服務(wù)。該方法能夠區(qū)分公園的服務(wù)和非服務(wù)區(qū)，但由于其是以直線衡量服務(wù)區(qū)半徑，并沒有考慮城市公園景觀的異質(zhì)性以及公園可達(dá)過程中的自然和人為景觀障礙，不能反映空間可達(dá)性的內(nèi)部差異，因此這種方法易高估其可達(dá)性[12]。

3.2 網(wǎng)絡(luò)分析法

網(wǎng)絡(luò)分析法是對地理網(wǎng)絡(luò)、城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行地理化和模型化，該方法是計(jì)算按照某種交通方式，以道路網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的城市公園在某一阻力值下的覆蓋范圍，主要用于資源的最佳分配、最短路徑的尋找等[1，12]。一個(gè)基本的網(wǎng)絡(luò)主要包括中心、連接、節(jié)點(diǎn)和阻力。本研究中，中心代表城市公園綠地，以點(diǎn)要素的形式表達(dá)，連接為道路網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)為道路交點(diǎn)，阻力代表在道路上移動(dòng)所花費(fèi)的時(shí)間。

以往研究通常以城市公園的幾何中心代表公園，但由于公園形狀及面積大小的影響，這種方法會(huì)對可達(dá)性計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生一定的影響[13]。本文以真實(shí)的城市公園可進(jìn)入點(diǎn)作為中心，認(rèn)為到達(dá)公園入口即為進(jìn)入公園。因此每個(gè)公園為多個(gè)中心的集合，分別計(jì)算每個(gè)中心的服務(wù)區(qū)并將其合并作為該公園的服務(wù)面積。本文以時(shí)間為阻力進(jìn)行可達(dá)性分析，且在每個(gè)路口設(shè)置 20 s的等待時(shí)間，出行方式為步行、騎行、機(jī)動(dòng)車三種方式。

3.3 可達(dá)性分析相關(guān)指標(biāo)

歐洲環(huán)境局曾建議，普通的城市公園步行最佳時(shí)間是 15 min內(nèi)[14]；紐約2030版總體規(guī)劃提出了“確保所有紐約人距離公園在 10 min步行路程之內(nèi)”的綠地建設(shè)目標(biāo)。因此本文以 15 min為服務(wù)半徑模擬城市公園的服務(wù)區(qū)，分別以 0 min～5 min、5 min～10 min、10 min～15 min三個(gè)時(shí)間段為服務(wù)半徑來分析，換算為緩沖區(qū)法的服務(wù)半徑，則分別以 300 m、600 m、900 m為緩沖區(qū)半徑作公園綠地的服務(wù)范圍。

本文以服務(wù)面積比作為可達(dá)性分析指標(biāo)，分別通過對比不同研究方法、不同交通方式下、不同街道之間的公園綠地可達(dá)性來分析合肥市濱湖新區(qū)公園綠地的服務(wù)情況。以往研究多以行政區(qū)范圍(本文的行政區(qū)級別為街道)來計(jì)算服務(wù)面積比指標(biāo)[1，15，16](公式1)，但對于存在較大面積非建成區(qū)的區(qū)域來說，以行政區(qū)層面來評價(jià)服務(wù)面積比會(huì)低估公園綠地的真實(shí)服務(wù)水平，以居住小區(qū)來評價(jià)公園可達(dá)性更加符合公園綠地的實(shí)際服務(wù)狀況。因此，本文從居住小區(qū)角度來計(jì)算服務(wù)面積比指標(biāo)(公式2)。

服務(wù)面積比=公園服務(wù)范圍覆蓋的行政區(qū)面積/行政區(qū)總面積×100%

(1)

服務(wù)面積比=公園服務(wù)范圍覆蓋的居住小區(qū)面積/居住小區(qū)總面積×100%

(2)

4 結(jié)果與分析

4.1 基于緩沖區(qū)分析法和網(wǎng)絡(luò)分析法的公園綠地可達(dá)性對比分析

步行到達(dá)公園綠地是市民最為主要的交通方式[14]，因此以步行為例，以 15 min為可達(dá)時(shí)間，以 1 m/s為步行速度，分別采用緩沖區(qū)分析法和網(wǎng)絡(luò)分析法對濱湖新區(qū)公園綠地可達(dá)性進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2和表1所示，可以看出兩種方法計(jì)算結(jié)果差異明顯：從街道層面來看，采用緩沖區(qū)方法得到的 15 min內(nèi)的公園服務(wù)面積比為74.15%，而網(wǎng)絡(luò)分析法僅30.14%，其中，在 0 min～5 min、5 min～10 min內(nèi)的采用緩沖區(qū)分析法得到的公園服務(wù)面積比均大于網(wǎng)絡(luò)分析法，分別高出42.15%、3.67%。

從居住區(qū)層面來看，15min內(nèi)緩沖區(qū)分析法的服務(wù)面積比為89.9%，較網(wǎng)絡(luò)分析法高出25.6%；除10 min～15 min時(shí)間段外，緩沖區(qū)分析法的服務(wù)面積比均大于網(wǎng)絡(luò)分析法， 0 min～5 min、5 min～10 min時(shí)間段分別比網(wǎng)絡(luò)分析法高出33.01%、7.39%。；網(wǎng)絡(luò)分析法在5 min～10 min時(shí)間內(nèi)的服務(wù)面積比最高(28.21%)，緩沖區(qū)分析法在 0 min～5 min內(nèi)服務(wù)面積比最高(45.1%)。

圖2 兩種方法下的公園綠地可達(dá)性圖

緩沖區(qū)分析法和網(wǎng)絡(luò)分析法公園可達(dá)性對比(步行方式) 表1

兩種研究方法計(jì)算結(jié)果差異較大的原因主要在于兩者對公園綠地可達(dá)性的理解及計(jì)算方法不同。緩沖區(qū)分析法是以直線距離衡量空間上兩點(diǎn)之間的距離，而網(wǎng)絡(luò)分析法是以真實(shí)的道路網(wǎng)絡(luò)以及出行時(shí)間為基礎(chǔ)來衡量空間上一點(diǎn)到公園綠地的距離。由于道路、河流、交通規(guī)則等阻力的存在，直線距離則會(huì)高估公園綠地的可達(dá)性，例如沿塘西河北側(cè)，由于塘西河的阻隔，塘西河南岸的市民不能直接橫穿到達(dá)對岸，只能選擇繞行到達(dá)，在這個(gè)過程中花費(fèi)的時(shí)間將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于直線距離，因此實(shí)際上塘西河南岸部分區(qū)域并不在北側(cè)公園綠地的服務(wù)范圍之內(nèi)。其次，緩沖區(qū)以公園面為緩沖基礎(chǔ)，即認(rèn)為公園邊界任何點(diǎn)都可進(jìn)入公園，而實(shí)際情況并非如此，網(wǎng)絡(luò)分析法以真實(shí)的公園入口進(jìn)行分析，更接近現(xiàn)實(shí)，如玉龍路帶狀公園由于西側(cè)是鐵路，僅東側(cè)少數(shù)幾個(gè)點(diǎn)可以進(jìn)入，緩沖區(qū)法的結(jié)果卻包含了公園四周所有區(qū)域。

4.2 不同交通方式下公園綠地可達(dá)性對比分析

采用網(wǎng)絡(luò)分析法分析了步行、騎行和機(jī)動(dòng)車三種交通方式下濱湖新區(qū)城市公園綠地可達(dá)性(圖2b、圖3a、圖3b)，其服務(wù)面積比統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

三種交通方式下公園可達(dá)性對比 表2

三種交通方式下的公園服務(wù)情況差異明顯。從街道層面來看，15 min內(nèi)三種交通方式的服務(wù)面積比僅為30.15%、52.79%、56.06%，公園可達(dá)性較差；從居住區(qū)層面來看，15min內(nèi)步行、自行車、機(jī)動(dòng)車方式下的公園服務(wù)面積比分別為64.3%、96.85%、99.58%，分別提高了34.15%、44.06%、43.52%，公園可達(dá)性較好。分時(shí)間段來看，三種交通方式在 0 min～5 min內(nèi)的服務(wù)面積比差異最大，以居住區(qū)層面為例，采用自行車方式的公園可達(dá)性是步行方式的4.98倍，大幅提高了濱湖新區(qū)公園綠地可達(dá)范圍，機(jī)動(dòng)車方式在5min內(nèi)的服務(wù)面積比高達(dá)99.16%，是步行方式的8.2倍，是自行車方式的1.65倍；步行方式在 5 min～10 min時(shí)間段公園可達(dá)性最好，自行車和機(jī)動(dòng)車均是 0 min～5 min時(shí)公園可達(dá)性最好，其中，機(jī)動(dòng)車在 0 min～5 min時(shí)間段的公園可達(dá)性(99.16%)與 15 min內(nèi)(99.58%)僅相差0.42%。

圖3 不同交通方式下的公園綠地可達(dá)性圖

(1)步行可達(dá)性分析

在街道層面上，濱湖區(qū)步行方式前往公園的可達(dá)性較差(圖2b)，僅有30.15%的居民可以在 15 min內(nèi)步行至最近的公園，方興社區(qū)、濱湖世紀(jì)社區(qū)由于公園數(shù)量較多且面積占比大，且該區(qū)域內(nèi)的交通網(wǎng)絡(luò)密集，因此 15 min內(nèi)的公園可達(dá)性良好，濱湖世紀(jì)社區(qū)的可達(dá)性最高(96.72%)，方興社區(qū)次之(71.28%)；萬年埠街道雖公園面積不小(圖2b)，但由于街道面積較大，導(dǎo)致公園可達(dá)性一般(49.43%)；煙墩街道由于存在較大面積非建成區(qū)，這塊區(qū)域缺少公園，因此可達(dá)性較差(19.95%)；義城街道非建成區(qū)面積更廣，區(qū)域內(nèi)僅包含2個(gè)公園，并且交通網(wǎng)絡(luò)稀疏，因此該街道公園可達(dá)性最差(1.39%)。

在居住區(qū)層面上，15 min內(nèi)的公園可達(dá)性為64.30%，比街道層面提升了34.15%，各街道的公園可達(dá)性排序與街道層面一致，公園服務(wù)面積比均有所提升，提升最明顯的是煙墩街道，從19.95%提升至55.06%，濱湖世紀(jì)社區(qū)的公園可達(dá)性達(dá)到了100%全覆蓋，義城街道由于居住小區(qū)較少且不在公園服務(wù)范圍內(nèi)，服務(wù)面積比僅為2.78%(表3)。

步行方式下的公園可達(dá)性 表3

(2)騎行可達(dá)性分析

騎行可達(dá)性分析是以城市共享單車數(shù)據(jù)為研究對象，根據(jù)北京清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院和摩拜單車共同發(fā)布的《2017年共享單車與城市發(fā)展白皮書》中的研究數(shù)據(jù)，本文以 10 km/h作為合肥的城市騎行速度。從整個(gè)主城區(qū)角度來看(圖3a)，騎行 5 min以內(nèi)可達(dá)公園的區(qū)域與步行 15 min內(nèi)可達(dá)區(qū)域分布情況相似。

從街道層面看，騎行15 min內(nèi)可達(dá)公園的區(qū)域占研究區(qū)總面積的52.79%(表2)。濱湖世紀(jì)社區(qū)借助其公園密度高和交通便利的優(yōu)勢而成為騎行方式中公園可達(dá)性最高的地區(qū)(100%)，義城街道由于建設(shè)不完善、公園面積占街道面積小、交通不便利而成為公園可達(dá)性最低的地區(qū)(22.74%)(表4)。

從居住區(qū)層面來看， 0 min～5 min和 5 min～15 min內(nèi)可達(dá)最近公園的居住分別占居住區(qū)總面積的75.9%和21.1%，15 min內(nèi)可達(dá)最近公園的居住區(qū)比例共計(jì)占97.1%(表2)，除義城街道外，其他四個(gè)街道內(nèi)的居住區(qū)均可在 15 min內(nèi)騎行到達(dá)最近的公園，因此，合肥濱湖新區(qū)的公園騎行可達(dá)性良好。

騎行方式下的公園可達(dá)性 表4

(3)機(jī)動(dòng)車可達(dá)性分析

國家住建部《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ37-2012)[17]中對不同道路等級的車速分別進(jìn)行了規(guī)定，本文以 40 km/h作為濱湖新區(qū)不同道路等級的機(jī)動(dòng)車平均車速，每個(gè)道路交口處停留 20 s[1]。從整個(gè)研究區(qū)范圍來看(圖3b)，機(jī)動(dòng)車 5 min可達(dá)最近公園的區(qū)域與騎行 15 min內(nèi)可達(dá)的區(qū)域分布情況相似。由于機(jī)動(dòng)車 5 min內(nèi)公園可達(dá)性與 15 min內(nèi)相差微小，因此以 5 min為可達(dá)時(shí)間來評價(jià)機(jī)動(dòng)車方式下的公園可達(dá)性。

從街道層面來看，5 min可達(dá)最近公園的區(qū)域占研究區(qū)總面積的53.06%(表2)，濱湖世紀(jì)社區(qū)和方興社區(qū) 5 min內(nèi)的公園可達(dá)性最高，是義城街道的4倍(表5)。萬年埠街道 5 min內(nèi)的公園可達(dá)性次之。煙墩街道南部和義城街道除西部少數(shù)區(qū)域以外的大部分區(qū)域由于與公園距離較遠(yuǎn)且交通不完善導(dǎo)致這些區(qū)域要花費(fèi) 15 min以上時(shí)間，公園可達(dá)性較差。

從居住區(qū)層面來看， 0 min～5 min、 5 min～15 min和 15 min～30 min內(nèi)機(jī)動(dòng)車出行可達(dá)最近公園的居住區(qū)面積占總居住區(qū)面積的比例分別為99.16%、0.21%、0.21%(表2)。除義城街道外的四個(gè)街道內(nèi)所有居住區(qū)均可在 5 min開車時(shí)間內(nèi)到達(dá)最近的公園(表5)，因此，濱湖新區(qū)機(jī)動(dòng)車出行的公園可達(dá)性很好。

機(jī)動(dòng)車方式下的公園可達(dá)性 表5

5 結(jié)論與討論

建立科學(xué)的城市公園綠地評價(jià)體系可促進(jìn)城市健康可持續(xù)發(fā)展。本文運(yùn)用基于GIS的網(wǎng)絡(luò)分析法研究了合肥濱湖新區(qū)城市公園綠地的空間可達(dá)性和服務(wù)狀況，結(jié)果可為城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃和城市未來發(fā)展建設(shè)提供參考。研究結(jié)論如下：

從公園布局來看，合肥濱湖新區(qū)城市公園以中部地區(qū)三大公園為主體，占據(jù)了總面積的78%，無論從整體還是區(qū)域上來看，公園在數(shù)量、面積上都存在著不平衡的問題，三大公園分布在濱湖世紀(jì)社區(qū)、方興街道、萬年埠街道，造成這三個(gè)社區(qū)的公園可達(dá)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于另外兩個(gè)區(qū)；從不同研究方法來看，緩沖區(qū)分析法高估了公園綠地的可達(dá)性，網(wǎng)絡(luò)分析法較緩沖區(qū)法更能準(zhǔn)確地評價(jià)城市公園的真實(shí)服務(wù)水平，服務(wù)面積比較傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)更能準(zhǔn)確地反映城市公園的服務(wù)情況；從不同評價(jià)單元來看，以行政區(qū)為評價(jià)單元低估了公園綠地的可達(dá)性，基于網(wǎng)絡(luò)分析法，街道層面下僅有30.15%的面積能夠在 15 min內(nèi)步行到達(dá)公園，居住小區(qū)層面下有64.3%的面積能夠在 15 min內(nèi)步行到達(dá)公園；從不同交通方式來看， 0 min～5 min內(nèi)機(jī)動(dòng)車的公園綠地可達(dá)性優(yōu)于步行和騎行方式， 15 min內(nèi)機(jī)動(dòng)車公園綠地可達(dá)性和騎行方式相當(dāng)，幾乎可以覆蓋所有居住區(qū)；從不同街道來看，濱湖世紀(jì)社區(qū)和方興社區(qū)的公園可達(dá)性最高，萬年埠街道次之，煙墩街道和義城街道由于存在較大范圍非建成區(qū)，公園可達(dá)性較差。

研究還存在幾處待改進(jìn)的地方。網(wǎng)絡(luò)分析法通常基于完善的公園分類、道路、人口等相關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的可獲得性和質(zhì)量直接決定研究結(jié)果的精度和應(yīng)用范圍，在實(shí)際應(yīng)用中還需相關(guān)政府部門和科研機(jī)構(gòu)的合作與支持。在本文中，由于街道級人口數(shù)據(jù)的不易獲取性，僅以服務(wù)面積比作為公園服務(wù)能力的評價(jià)指標(biāo)，未考慮服務(wù)人口比指標(biāo)，評價(jià)不夠全面和完善；在計(jì)算基于路網(wǎng)的可達(dá)性過程中，未考慮道路等級、路況等信息，以出行平均速度計(jì)算會(huì)影響可達(dá)性結(jié)果精度；另外以道路交口代替紅綠燈位置數(shù)據(jù)，在所有交口處作 20 s停留也會(huì)與真實(shí)情況有所偏差。其次，研究使用的參數(shù)(服務(wù)半徑、步行速度等)均借鑒國外相關(guān)研究，需要加強(qiáng)國內(nèi)城市公園游憩者的行為偏好研究，以為城市公園可達(dá)性提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。另外，對公園綠地可達(dá)性結(jié)果的影響因素以及城市公園綠地的布局優(yōu)化還需進(jìn)一步研究。