劉 瑩，張俊峰，馬昱伯,丁 聰

(華北水利水電大學(xué) 建筑學(xué)院,河南 鄭州 450045)

1 引言

城市公園綠地作為城市生態(tài)系統(tǒng)和綠地系統(tǒng)的重要組成部分，既是城市建設(shè)生態(tài)支撐基底，又是城市居民日常生活與城市公共服務(wù)的空間載體，在協(xié)調(diào)城市空間、改善城市生態(tài)環(huán)境、滿足城市居民日?；顒?dòng)需求等方面發(fā)揮著重要作用[1～3]?！冻鞘芯G地分類標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ/T85-2017)[4]中將城市公園綠地定義為向公眾開放，以游憩為主要功能，兼具生態(tài)、景觀、文教和應(yīng)急避險(xiǎn)等功能，有一定游憩和服務(wù)設(shè)施的綠地，并分為綜合公園、社區(qū)公園、專類公園和游園4種類型，有研究表明，居住在城市公園綠地附近的居民生活質(zhì)量更高，能夠有效緩解壓力和心理健康問題，具體分類標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 公園分類表格

城市公園綠地作為展示城市整體環(huán)境水平和居民生活質(zhì)量的重要指標(biāo)，其可達(dá)性一直是學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)。近年來，學(xué)者多借助GIS的空間分析功能定量分析城市公園綠地可達(dá)性，其中，常用的研究方法主要有緩沖區(qū)法、最小距離法、吸引力指數(shù)法、網(wǎng)絡(luò)分析法等。國內(nèi)關(guān)于城市公園綠地可達(dá)性起步較晚，大多是基于國外基本理論在實(shí)踐中的簡(jiǎn)單應(yīng)用，較少結(jié)合實(shí)際對(duì)理論進(jìn)行深化和改革。魏冶等[5]基于高斯兩步移動(dòng)搜索法對(duì)沈陽綠地可達(dá)性進(jìn)行了分析，根據(jù)可達(dá)性評(píng)價(jià)結(jié)果，提出了實(shí)施空間優(yōu)化策略。邢曉娟等[6]以常德市新城進(jìn)行實(shí)例研究，按照服務(wù)半徑分為500 m、1000 m、2000 m 服務(wù)半徑公園綠地，對(duì)其分別進(jìn)行了緩沖區(qū)分析和網(wǎng)絡(luò)分析。宋秀華等[7]采用成本加權(quán)距離法，對(duì)城市公園綠地現(xiàn)狀和規(guī)劃進(jìn)行了可達(dá)性分析，并對(duì)現(xiàn)狀可達(dá)性分析進(jìn)行了實(shí)地驗(yàn)證。本文以開封市鼓樓區(qū)城市公園綠地為研究對(duì)象，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析方法研究了在步行、騎行等低碳出行方式下的城市公園綠地可達(dá)性分析。

可達(dá)性的概念由Hansen于1959年首次提出[8]，指從空間中任意一個(gè)位置到達(dá)另一個(gè)位置的難易程度；網(wǎng)絡(luò)分析是對(duì)地理網(wǎng)絡(luò)、城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模型化表達(dá)，以解決資源的最佳分配、最短路徑的尋找等問題。本研究中，以城市公園入口為出發(fā)點(diǎn)，城市道路為網(wǎng)絡(luò)骨架，道路交叉路口為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通過計(jì)算從公園出發(fā)沿道路出行的覆蓋范圍反映城市公園綠地可達(dá)性(圖1)。

圖1 網(wǎng)絡(luò)分析法的基本要素

2 研究區(qū)概況

開封市地處河南東部，西與鄭州毗鄰，界于東經(jīng)113°51′51″～115°15′42″，北緯34°11′43″～35°11′43″之間。開封全市下轄5個(gè)區(qū)、4個(gè)縣，建成區(qū)面積151 km2，常住人口為482.4萬人。鼓樓區(qū)位于開封市中心區(qū)域,總?cè)丝跀?shù)13.6萬人，總面積58.68 km2。本研究選取鼓樓區(qū)北至西門大街，南至鄭汴路，西至馬家河，東至五一路為研究區(qū)域(圖2)，總面積11.7 km2，其中城市公園綠地面積0.37 km2，占鼓樓區(qū)總面積的0.63%。研究區(qū)域內(nèi)共包括11處城市公園綠地，如表2所示，并以此為對(duì)象開展可達(dá)性分析。

圖2 研究區(qū)域及公園綠地分布

由圖2可知，鼓樓區(qū)城市公園綠地空間格局分布不均衡，大多位于研究區(qū)北部，共9處，面積為37.2 m2；南部地區(qū)僅有2處綠地，呈離散分布，面積為8 m2，直觀上看，公園綠地?cái)?shù)量較少，且相互之間距離較遠(yuǎn)，無法為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┝己玫某鞘芯G地服務(wù)。根據(jù)表2中綠地統(tǒng)計(jì)可以看出，西司門街道上綠地分布最多，共有5處城市公園綠地，其次是州橋街道，有3處城市公園綠地，五一街道和南苑街道，各有一處城市公園綠地。

表2 鼓樓區(qū)公園綠地統(tǒng)計(jì)

3 數(shù)據(jù)處理

3.1 數(shù)據(jù)來源

研究所采用的數(shù)據(jù)為2020年開封市1∶10000土地利用現(xiàn)狀圖，為確保數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性，利用爬蟲工具抓取研究區(qū)域綠地?cái)?shù)據(jù)和道路網(wǎng)數(shù)據(jù)，以校正土地利用現(xiàn)狀圖。

3.2 道路網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與服務(wù)范圍生成

可達(dá)性分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)為矢量化的現(xiàn)狀道路網(wǎng)，為得到線狀道路，利用中心線提取工具將土地利用數(shù)據(jù)中的面狀道路轉(zhuǎn)換為線狀道路，在此基礎(chǔ)上，建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)偽結(jié)點(diǎn)、懸掛點(diǎn)等拓?fù)湟?guī)則查找數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，對(duì)照遙感影像連接斷頭路，確保道路的現(xiàn)勢(shì)性和連通性，最后結(jié)合道路的等級(jí)、作用和功能將其劃分為主干路、次干路、支路三級(jí)。

可達(dá)性分析的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)是公園綠地的服務(wù)范圍，為確保城市公園綠地服務(wù)范圍生成的準(zhǔn)確性，根據(jù)道路長(zhǎng)度和通行速度計(jì)算通行時(shí)間，構(gòu)建轉(zhuǎn)彎要素模擬道路交叉口的等待時(shí)長(zhǎng)，然后以公園綠地入口為出發(fā)點(diǎn)，道路為網(wǎng)絡(luò)鏈，道路交叉口為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通行時(shí)間為成本阻抗，建立網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)集，由此可生成不同出行方式、不同通行時(shí)間下的公園綠地服務(wù)范圍，所得圖層面積就是一定時(shí)間成本下公園綠地可達(dá)性的范圍。

4 城市公園綠地可達(dá)性分析

城市公園綠地的服務(wù)范圍是指從城市公園綠地出發(fā)，在特定的距離或時(shí)間內(nèi)可以到達(dá)的區(qū)域，其范圍由出行方式和通行時(shí)間共同決定。在資源能源日趨緊張、環(huán)境問題日益突出的時(shí)代，低碳方式逐漸成為短途出行的主流。因此，本文主要以步行、騎行2種低碳出行方式下研究城市公園綠地可達(dá)性。

近年來，隨著“生態(tài)城市”“園林城市”等理念的興起，廣州、無錫等城市相應(yīng)提出的“市民出門500m見綠，1000m可達(dá)大型公共綠地”等目標(biāo)，這體現(xiàn)的正是公園綠地的服務(wù)面積和規(guī)劃目標(biāo)[9]?！堕_封市城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃2013-2020》和《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50096-2021)》中的相關(guān)規(guī)定也明確提出了居民步行到達(dá)城市公園綠地的最大距離范圍為1000 m，因此本文按照0～5 min、5～10 min、10～15 min 3個(gè)時(shí)間等級(jí)創(chuàng)建服務(wù)范圍，以細(xì)化不同條件下城市公園綠地的服務(wù)范圍，并對(duì)比分析其可達(dá)性。

4.1 步行方式下城市公園綠地可達(dá)性分析

步行是居民到達(dá)城市公園綠地最常見的出行方式，同時(shí)也是評(píng)價(jià)城市公園綠地的便捷性和公平性的重要標(biāo)準(zhǔn)。由于居民年齡結(jié)構(gòu)的差異，步行速度也不盡相同，通常情況下，人步行標(biāo)準(zhǔn)速度為1.2m/s，因此選取72m/min作為步行標(biāo)準(zhǔn)速度。根據(jù)步行速度和道路長(zhǎng)度，計(jì)算步行通過每條道路的時(shí)間并將其定義為通行時(shí)間阻力，同時(shí)，考慮到路口紅燈等待時(shí)間也是不可忽略的要素，為了更加真實(shí)模擬城市公園綠地可達(dá)性，在每個(gè)道路的節(jié)點(diǎn)處(交叉路口)增設(shè)30s紅綠燈等待時(shí)間阻力值。在此基礎(chǔ)上，計(jì)算分析0～5min、5～10min、10～15min 3個(gè)時(shí)間等級(jí)下步行出行的可達(dá)范圍和所占比例，以直觀方式展示公園綠地可達(dá)性，分析結(jié)果見圖3，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

圖3 步行方式下可達(dá)性范圍

表3 步行方式下城市公園綠地可達(dá)范圍統(tǒng)計(jì)

由表3可知，鼓樓區(qū)城市公園綠地在步行方式下可達(dá)性優(yōu)的服務(wù)區(qū)域范圍為1.34 km2,僅占鼓樓區(qū)總面積的2.3%;可達(dá)性良的服務(wù)區(qū)域范圍為4.74 km2,占鼓樓區(qū)總面積的8.1%;可達(dá)性差的服務(wù)區(qū)域范圍為11.44 km2,占鼓樓區(qū)總面積的19.5%。步行方式下城市公園綠地可達(dá)性的總體服務(wù)區(qū)域范圍面積為17.52 km2，占鼓樓區(qū)總面積的29.5%。

由圖3可知，鼓樓區(qū)現(xiàn)狀公園綠地可達(dá)性空間分布相對(duì)不均衡，主要的公園綠地分布在研究區(qū)北部地區(qū)，如開封府，包公祠和大相國寺，可達(dá)性較好，大多數(shù)居民在15 min內(nèi)可達(dá)到公園綠地。研究區(qū)南部地區(qū)公園綠地分布較少，僅有一處游園和一處街旁綠地，存在著大面積的可達(dá)性覆蓋盲區(qū)，主要原因是南部區(qū)域用地類型復(fù)雜，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施不足，因此，在后續(xù)的城市公園綠地選址和公共設(shè)施優(yōu)化布局中，南部應(yīng)作為重點(diǎn)區(qū)域優(yōu)先考慮。

4.2 騎行方式下城市公園綠地可達(dá)性分析

隨著綠色低碳環(huán)保理念的普及，越來越多的人選擇非機(jī)動(dòng)車作為出行方式，騎行是居民前往城市公園綠地最常見的出行方式之一。因此，將騎行方式納入城市公園綠地可達(dá)性研究范圍，能夠?yàn)榻窈蟪鞘泄珗@綠地的分布和非機(jī)動(dòng)車基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)提供一些理論現(xiàn)實(shí)依據(jù)和參考價(jià)值。

非機(jī)動(dòng)車出行同樣需要考慮交通工具的差異，不同交通工具的出行速度也各有不同。根據(jù)《中華人民共和國道路交通安全法》中對(duì)殘疾人機(jī)動(dòng)輪椅車、電動(dòng)自行車在非機(jī)動(dòng)車道內(nèi)行駛時(shí)，最高時(shí)速不得超過15 km的規(guī)定，本研究選取250 m/min作為平均騎行速度進(jìn)行研究，根據(jù)騎行的速度屬性及道路長(zhǎng)度，計(jì)算并賦予道路時(shí)間屬性，即時(shí)間阻力值。由于道路交叉口等待紅綠燈時(shí)間相似，同步行方式一樣在每個(gè)道路的節(jié)點(diǎn)處(交叉路口)增設(shè)30s紅綠燈等待時(shí)間阻力值。在此基礎(chǔ)上，計(jì)算分析0～5 min、5～10 min、10～15 min 3個(gè)時(shí)間等級(jí)下騎行出行的范圍和所占比例，分析結(jié)果見圖4，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表4。

表4 騎行方式下城市公園綠地可達(dá)范圍統(tǒng)計(jì)

圖4 騎行方式下可達(dá)性范圍

通過以上數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，騎行可達(dá)性范圍相較步行可達(dá)性范圍有較顯著變化。需要特別說明的是，由于個(gè)別城市公園綠地相對(duì)集中，在不同時(shí)間下可達(dá)性的范圍存在部分重疊，因此騎行方式下城市公園綠地可達(dá)范圍面積比例存在大于100%的情況。在騎行方式下，可達(dá)性區(qū)域范圍明顯擴(kuò)大，可達(dá)性范圍從步行的離散分布逐漸變成連片存在，能夠基本覆蓋研究區(qū)內(nèi)的城市公園綠地，城市公園綠地騎行可達(dá)性服務(wù)范圍明顯大于步行可達(dá)性的服務(wù)范圍。其中，騎行可達(dá)性優(yōu)的服務(wù)區(qū)域范圍為19.86 km2，占鼓樓區(qū)總面積的33.8%，已經(jīng)明顯超過了步行方式下10 min可達(dá)性服務(wù)范圍，這表明更多的居民可以通過騎車在5 min之內(nèi)利用城市公園綠地的服務(wù)；騎行可達(dá)性良的服務(wù)區(qū)域范圍為45.68 km2，占鼓樓區(qū)總面積的77.8%，遠(yuǎn)大于步行方式下15 min內(nèi)可達(dá)性服務(wù)范圍的面積之和；騎行可達(dá)性較差的服務(wù)區(qū)域范圍為52.55 km2，占鼓樓區(qū)總面積的89.6%，綜上可見，絕大多數(shù)居民可通過騎行到達(dá)公園綠地。開封市作為歷史文化名城和旅游城市，在城市公園綠地方面，應(yīng)進(jìn)行合理規(guī)劃布局建立起城市綠地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在規(guī)劃中突出“以人為本”的規(guī)劃原則，統(tǒng)籌考慮人口密度、出行方式、服務(wù)半徑等影響因素。

5 結(jié)論

本文基于網(wǎng)絡(luò)分析法，對(duì)開封市鼓樓區(qū)的城市公園綠地可達(dá)性進(jìn)行分析，研究了鼓樓區(qū)的城市綠地分布和不同出行方式下的可達(dá)性。研究區(qū)內(nèi)，步行到達(dá)城市公園綠地的范圍還無法滿足所有居民對(duì)公園綠地的需求，局部可達(dá)性不佳。騎行方式下，居民到達(dá)公園綠地的范圍較好，可以滿足絕大多數(shù)居民騎行15min內(nèi)到達(dá)綠地的需求。研究區(qū)公園綠地存在分布不均、布局不理想的情況，后續(xù)的綠地規(guī)劃中應(yīng)重點(diǎn)放在南苑街道和五一街道上，從而使各街道沿線綠地分布更加均衡，消除服務(wù)盲區(qū)，提高城市公園綠地的可達(dá)性。

本文沒有考慮其他出行方式以及不同時(shí)段下的通行阻力，這些因素均會(huì)影響城市公園綠地的可達(dá)性評(píng)價(jià)，因此，后續(xù)研究可綜合考慮上述因素以獲得更加合理的分析結(jié)論。