幸 怡 丁高峰 樓一蕾 張 潔 傅東示 郭婷婷 張 聰 楊意帆 邵 鋒*

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)風景園林與建筑學(xué)院，杭州 311300；2.杭州市西湖水域管理處，杭州 310002）

為探索城市公園空間結(jié)構(gòu)的優(yōu)化策略，以杭州城北體育公園為例，運用空間句法、行為注記法和核密度估算法，分析公園內(nèi)不同屬性游人的空間集聚特征，提出相應(yīng)的空間優(yōu)化策略，提高公園景觀質(zhì)量和節(jié)點利用率，為激活公園活力提供理論參考。結(jié)果表明：青年和嬰幼兒、少兒的空間分布一致，青少年、中老年的空間集聚特征差異顯著；不同活動類型受自然環(huán)境、服務(wù)設(shè)施、空間可達性及空間圍合度的影響，其空間分布不盡相同；不同性別群體的空間集聚特征展現(xiàn)出差異性。建議加強公園空間整體連接，通過美化園路沿線景觀引導(dǎo)游人游覽公園；針對不同使用者需求，增加休憩節(jié)點或不同類型的服務(wù)設(shè)施，創(chuàng)造停留空間，但要避免形成過于圍合的空間，同時強化節(jié)點的交通疏導(dǎo)。

城市公園；行為注記法；空間組織特征；空間句法；核密度估算法；使用者集聚特征

城市公園為居民提供了休閑活動場所。隨著城市人口密度逐漸增加，公園綠地資源卻日漸緊缺[1]。如何利用有限的資源滿足人們的需求，為居民提供高品質(zhì)的休閑活動空間成為當前公園規(guī)劃設(shè)計需關(guān)注的重要問題。使用者行為規(guī)律與景觀環(huán)境特征的關(guān)聯(lián)性一直是實踐與學(xué)術(shù)領(lǐng)域關(guān)注的熱點[1]。國內(nèi)外學(xué)者通過行為觀察、問卷調(diào)查、攝像頭觀測、無人機觀測、GPS儀器或微博簽到數(shù)據(jù)等方法[2-8]對使用者行為開展研究，對使用者的性別、年齡等屬性和游人行為進行調(diào)查[9]，輔以GIS等技術(shù)分析公園使用者的出行方式、人群結(jié)構(gòu)、活動類型和時空特征[10-14]?？偨Y(jié)宏觀視角下環(huán)境與行為活動關(guān)系的研究可知，不同空間行為預(yù)測研究的邏輯本源是空間偏好[15]，對于使用者與公園空間結(jié)構(gòu)的研究都是在宏觀層面描述人群行為活動，缺乏對個體行為差異、活動需求以及行為軌跡等的研究[16-17]。有學(xué)者指出，空間句法可用于小尺度公共空間與體力活動的關(guān)系研究[18]，并已在居住空間格局與犯罪行為[19]、公園空間分析中得到應(yīng)用[20-22]。文章以杭州城北體育公園為研究對象，運用空間句法、行為注記法和核密度估算法，從空間結(jié)構(gòu)、全體使用者空間分布和不同屬性群體的空間集聚等三個方面對公園空間進行分析，提出公園空間的優(yōu)化策略，為今后城市公園規(guī)劃建設(shè)提供理論參考。

1 研究地概況

杭州位于中國東南沿海，是長三角城市群中重要的中心城市，自古就有“人間天堂”的美譽。杭州屬亞熱帶季風氣候區(qū)，冬寒夏熱、春溫秋爽、四季分明、光照充足、空氣濕潤、雨量充沛。年平均氣溫15.9 ～17℃，年平均相對濕度76%～81%[23]。目前杭州已建成多個生態(tài)型、文化型和休閑型的城市公園，杭州城北體育公園為典型代表之一。

杭州城北體育公園是杭州市首個以體育為主題的城市綜合性公園，占地面積44.78 hm2，按功能可分為南競技運動區(qū)、草坪活動區(qū)、體育場館區(qū)、濱水草地活動區(qū)、歷史建筑保護區(qū)、竹林幽靜區(qū)、上塘河河畔景觀區(qū)、青少年活動區(qū)8個區(qū)塊，能承載專業(yè)體育賽事、較大規(guī)模的文藝表演活動和體育訓(xùn)練活動，是杭州最大的集體育、娛樂和生態(tài)休閑于一體的大型綜合性體育公園[24]。公園周邊主要是居住區(qū)，部分為機械廠、服裝廠等廠區(qū)，水體分布在公園西南部，呈半包圍式[23]。在現(xiàn)有城市綠地資源無法充分滿足人們?nèi)找嬖鲩L的活動需求的背景下，城北體育公園的規(guī)劃建設(shè)對杭州城市建設(shè)的意義就更加突顯。公園擁有一定數(shù)量的活動空間與設(shè)施，能滿足使用者的多種休閑活動需要，人群活動較為規(guī)律，達到研究樣本人群的選取條件，具有實際應(yīng)用和研究價值。

2 研究方法

2.1 基于DEPTHMAP的空間分析法

空間句法是一種通過對空間組織進行建模分析將其量化和可視化的空間分析方法[25]。DEPTHMAP是國內(nèi)常用的空間句法理論的建模分析軟件之一。本研究在DEPTHMAP10軟件中創(chuàng)建公園內(nèi)部空間節(jié)點的連接關(guān)系，建立凸空間模型作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，計算得到各種句法測度指標，并通過圖示表達出來。計算得出空間的連接度、全局整合度和選擇度三項指標，從不同層面對空間進行量化研究，并通過圖示表達出來。為公園空間結(jié)構(gòu)提供研究基礎(chǔ)?？臻g句法中連接度指和其他空間直接連接所得的數(shù)量，數(shù)值越高則開放程度越高；整合度指特定空間與局部或整體空間的關(guān)系，反映了空間的可達性；選擇度衡量一個空間對經(jīng)過性行為的吸引能力[26-27]。

2.2 GIS行為注記法

GIS行為注記法是指在不干預(yù)游人的前提下對其行為活動進行觀測并記錄，將行為數(shù)據(jù)錄入到ArcGIS10.8系統(tǒng)中，繪制游人行為地圖的方法。調(diào)研時間選取為2021年10月-2022年6月，每季度分別選取3 d（包含天氣晴好的工作日、節(jié)日和周末）進行觀察。本研究在公園各個節(jié)點共設(shè)置32個觀測點（圖1），采用肉眼觀察計數(shù)結(jié)合相機拍照的方式記錄使用者行為活動，觀察到的所有使用者行為都遵循著空間對應(yīng)關(guān)系，觀察時間為15 min。調(diào)研選取7:00-19:00時段，根據(jù)預(yù)調(diào)研情況，11:00-16:00公園使用者數(shù)量急劇下降，因此排除此時段，共選取7個時段對公園進行現(xiàn)場觀察記錄。

圖1 公園觀測點分布圖Fig.1 Map of park observation points

2.3 核密度估算法（KDE）

采用核密度分析法從有限集合的觀察點中估算出連續(xù)平滑的使用者活動分布范圍，從而真實準確地將使用者在公園內(nèi)分布的密度空間結(jié)構(gòu)展示出來[28]。區(qū)域內(nèi)點要素的分布密度通常用核密度估算加以表征，通過觀察公園內(nèi)游人的分布密度在空間上的形態(tài)特征和變化來表達公園內(nèi)游人在不同游憩空間的密度分布[6]。計算見公式（1），式中，fh(p)為游人分布密度；p為落在以點為圓心，h為搜索半徑的圓形區(qū)域內(nèi)第i個觀察對象的位置。

2.4 數(shù)據(jù)處理

本研究將運用空間句法理論定量分析評價公園空間組織，得出各節(jié)點的選擇度、整合度及連接值，進而分析各節(jié)點的空間可達性。采用行為注記法收集游人信息，將信息錄入ArcGIS10.8中進行標準化處理，形成游人行為地圖，進行核密度計算，研究各節(jié)點空間使用強度，從實踐應(yīng)用角度進一步核驗句法測度結(jié)果，并對使用強度與可達性不匹配的空間進行優(yōu)化。研究觀測到大量的數(shù)據(jù)，在進行信息錄入時難免產(chǎn)生誤差，對不完整的數(shù)據(jù)、錯誤的數(shù)據(jù)和重復(fù)的數(shù)據(jù)進行補充或刪減，保證數(shù)據(jù)的準確性及有效性。核密度計算采用ArcGIS中的自然間斷點分級法，將全部游人的行為點按照6個字段等級分析，得到研究地內(nèi)使用者活動核密度分析圖。按照字段等級將分析圖分為三個密度梯度：高密度（褐色區(qū)域）、中密度（橙色區(qū)域）、低密度（黃色區(qū)域），以此表現(xiàn)使用者空間集聚特征。

3 結(jié)果與分析

3.1 公園空間結(jié)構(gòu)分析

圖2表明，全園整合度在0.63 ～1.30，南北方向主路屬于全園整合度核心，公園整合度較高的節(jié)點集中在主路兩側(cè)，如北側(cè)草坪和東北側(cè)游園等；結(jié)合圖1所劃分的節(jié)點分析，園區(qū)的8、19號節(jié)點的整合度最低，可達性也最低。主園路選擇度為全園最高，其周邊道路的選擇度均低于主路，展示出主路對游人引導(dǎo)的主體地位。主路、東北側(cè)游園、上塘河沿岸及環(huán)中心湖草坪的道路選擇度值高于園區(qū)平均值，形成環(huán)狀路網(wǎng)首尾相連，表明游人將沿此路線游覽園區(qū)。南北方向主園路及東北側(cè)游園接入口的道路連接值最高，連接度高的空間人流量大；節(jié)點的連接值普遍在1～4，其中只有東北側(cè)小游園的連接值為8，達到最高值；37.5%的節(jié)點連接值為1，主要分布于南競技運動區(qū)及中心湖沿岸，僅與一個場地相連，可達性最低。全園可達性高的節(jié)點為東北側(cè)小游園，可達性較低的為園區(qū)東側(cè)南競技區(qū)及中心湖沿湖的節(jié)點。

圖2 空間句法分析圖Fig.2 Spatial syntactic analysis diagram

3.2 全體使用者空間分布

12個觀察日共搜集52 604個樣本數(shù)據(jù)（表1），研究記錄了使用者活動類型、性別及年齡。結(jié)合圖1，將處于不同密度的節(jié)點進行分類，得出高密度節(jié)點9個、中密度節(jié)點7個及低密度節(jié)點16個（表2）。公園內(nèi)高密度節(jié)點較分散（圖3），節(jié)點1、15、16、20號的可達性低于節(jié)點3、27、28號，但前者風景更為秀美，記錄了38%的游人行為，表明游人聚集主要受自然環(huán)境的吸引；節(jié)點4、6、7、8、11號的可達性是全園較低的一部分空間，但依然聚集大量游人，表明使用者本身沒有空間自主選擇權(quán)，這部分游人的行為導(dǎo)向依賴于園內(nèi)的服務(wù)設(shè)施，不受空間可達性限制。中密度節(jié)點均分布于主園路兩側(cè)，可達性較高，但周邊環(huán)境美觀性不足，因此使用者數(shù)量少于高密度節(jié)點的。低密度節(jié)點均勻分布于園內(nèi)，73.7%的低密度節(jié)點整合度在1.00以下，可達性較低，同時環(huán)境美觀性及服務(wù)設(shè)施不足，導(dǎo)致節(jié)點缺乏吸引力；26.3%的低密度節(jié)點整合度在1.00以上，可達性高，但因人流量較大及缺少活動區(qū)域，不利于開展休閑活動，游人較少聚集于此。

表1 游人屬性及行為記錄Tab.1 Visitor attributes and behavior records

表2 公園游人空間分布節(jié)點Tab.2 Spatial distribution nodes for park visitors

圖3 全體使用者空間分布圖Fig.3 Spatial distribution of all users

3.3 不同屬性群體的空間集聚特征

3.3.1 不同年齡群體的空間集聚特征

公園內(nèi)到訪最多的游人為青年，占比48.98%，最少的為青少年，占比6.05%，中老年和嬰幼兒、少兒群體人數(shù)占比分別為29.96%和15.01%（表1）。公園使用者年齡層次的多樣化，也表現(xiàn)出其對青少年群體吸引力的不足。圖4展示了不同年齡群體的行為集聚分布情況，各年齡段的集聚分布與其數(shù)量相關(guān)。青年和嬰幼兒、少兒活動高密度節(jié)點為1、6、7和20號，此類節(jié)點景色優(yōu)美或服務(wù)設(shè)施完善。青少年主要分布在南競技運動區(qū)及中心湖草坪，體育健身類活動在其中占52.7%，節(jié)點的各空間參數(shù)均低于其他節(jié)點（圖5）。中老年人通行類活動占53%，且多分布在選擇度較高的道路旁（圖6），體育健身類和社會交往類活動占比分別為17.4%和17.1%，分布在廣場、親水平臺和休憩區(qū)。研究表明，青年和嬰幼兒、少兒的空間分布一致，與其他兩類群體的空間集聚特征差異顯著。青年和嬰幼兒、少兒的活動受自然環(huán)境及服務(wù)設(shè)施的影響較大，青年數(shù)量占比最大，聚集區(qū)域具有代表性，而嬰幼兒、少兒群體在活動時需成年人陪護，空間分布與成人群體一致；青少年活動以體育運動為主，活動范圍及類型固定，不受空間組織影響；中老年群體易受空間組織的引導(dǎo)，偏好聚集在休憩服務(wù)設(shè)施完善的硬質(zhì)鋪裝場地。

圖4 不同年齡群體的活動空間分布Fig.4 Activity space distribution of different age groups

圖5 空間參數(shù)與青少年分布圖疊加分析Fig.5 Overlay analysis of spatial parameters and adolescent distribution maps

圖6 選擇度與中老年分布圖疊加分析Fig.6 Selectivity and middle-aged distribution map overlay analysis

3.3.2 不同活動類型的空間集聚特征

公園使用者以通行類行為為主，占全體使用者行為的44.5%，休閑游憩類活動占21.5%，體育健身類與社會交往類活動占比分別為17.2%和16.8%。通行類活動主要分布在連接度高的道路（圖7），這類活動的高密度區(qū)域為主路南側(cè)，此地設(shè)置較多的分岔路口，是進入各功能分區(qū)的必經(jīng)之路。為進一步分析使用者休閑游憩類活動的空間集聚特征，將其細分為文化娛樂類、親近自然類和靜態(tài)休閑類（表3），靜態(tài)休閑類占比最高（80.6%）。休閑游憩類活動聚集的高密度區(qū)域為節(jié)點1、7和20號，節(jié)點整合度在0.86以上（圖8，圖9）；文化娛樂類活動區(qū)域整合度較高，與連接度高的道路相接；親近自然類活動的高密度聚集區(qū)域都有水景。進一步將體育健身類活動劃分為器械運動類、集體運動類和其他運動類分別進行計算，器械運動類占比最高，達到58.8%。由圖9可知體育健身類活動聚集在可達性較低的節(jié)點；器械運動類活動分布于服務(wù)設(shè)施完善的節(jié)點，此類節(jié)點整合度均在0.79以下；集體運動類活動分布于整合度高的入口廣場及中心湖東側(cè)親水平臺（圖10）。由圖11可知，社會交往類活動在空間組織上無規(guī)律。研究表明，不同活動類型受自然環(huán)境、服務(wù)設(shè)施、空間可達性及空間圍合度的影響，其空間分布具有差異性。公園內(nèi)游人的休閑游憩活動受空間組織引導(dǎo)，也受自然環(huán)境及服務(wù)設(shè)施的影響，其中文化娛樂類活動群體樂于展示自己，偏好可達性高且視野開闊的空間，親近自然類活動的分布受濱水景觀的吸引；體育健身類活動整體不受空間引導(dǎo)，其中器械運動類群體偏好服務(wù)設(shè)施完善的節(jié)點，不易受空間吸引，集體運動類游人偏好靠近出入口，且可達性高的開闊空間。結(jié)合交往的目的性分析社會交往類的空間分布類型可分為三類：第一類是自然環(huán)境優(yōu)美的空間，如節(jié)點20號，此類空間吸引游人開展棋牌娛樂等集會式交往；第二類是面積較大、視野開闊且可達性較高的空間，如節(jié)點11號，此類空間人流量較大，易發(fā)生偶發(fā)式交往；第三類為服務(wù)設(shè)施完善，但可達性較低的區(qū)域，如節(jié)點6號，同樣容易產(chǎn)生偶發(fā)式交往。

表3 使用者行為構(gòu)成分類Tab.3 Visitor behavior composition classification

圖7 連接值與通行類活動分布圖疊加分析Fig.7 Overlay analysis of the connection values and the distribution map of the passage class activities

圖8 休閑游憩類活動空間分布圖Fig.8 Spatial distribution of leisure and recreation activities

圖9 整合度與休閑游憩類及體育健身類活動分布圖疊加分析Fig.9 Overlay analysis of the integration degree with the distribution map of leisure and recreation category and sports and fitness category activities

圖10 體育健身類活動空間分布圖Fig.10 Space distribution of sports and fitness activities

圖11 社會交往類活動空間分布圖Fig.11 Spatial distribution of social interaction type activities

圖12 整合度與不同性別分布圖疊加分析Fig.12 Overlay analysis of integration degree and different gender distribution maps

4 討論與分析

4.1 討論

游人的活動主要受自然環(huán)境及服務(wù)設(shè)施的影響，使用者偏好面積大且視野開闊的節(jié)點，可達性高但缺乏節(jié)點與服務(wù)設(shè)施的區(qū)域使用者反而較少。有研究表明，游憩設(shè)施可達性高的區(qū)域和濱水區(qū)草坪空間是游人停留的熱點區(qū)域，而缺少游人停留空間的區(qū)域景觀偏好評價較低[29-31]，與本研究結(jié)果一致。而鄧曄也等[32]發(fā)現(xiàn)除健身活動外，使用者更喜愛在林下區(qū)域活動，這與本研究結(jié)論不一致，可能與本研究地的林下節(jié)點可達性低，游人不便到達有關(guān)。青年和嬰幼兒、少兒群體活動范圍遍布全園，青少年群體活動受運動設(shè)施影響，中老年群體的行為活動易受空間組織引導(dǎo)，這與中老年群體的停留節(jié)點以休憩服務(wù)設(shè)施為主有一定關(guān)系[28]；女性群體活動時偏好面積大、開敞且可達性較高的區(qū)域，遠離私密空間，這與女性偏好集體活動有關(guān)[33]。

4.2 分析

本研究通過空間組織量化與使用者行為分析可視化相結(jié)合的方法，分析不同使用者的空間集聚特征并探究公園空間優(yōu)化策略，為提高城市公園景觀質(zhì)量和節(jié)點利用率提供理論參考。根據(jù)研究結(jié)果，提出公園空間優(yōu)化建議：（1）加強公園空間整體連接。研究發(fā)現(xiàn)，西側(cè)沿上塘河路徑的自然風景優(yōu)美，但人流量較小，可增加公園北側(cè)草坪與沿河界面的路徑，同時通過美化入口景觀及強化入口節(jié)點的功能引導(dǎo)游人，加強沿河路徑與公園整體的聯(lián)系，通過道路連接激活有一定可達性，但游人密度較低的空間，以提高空間利用率；針對不同屬性使用者的需求，增加休憩節(jié)點或不同類型的服務(wù)設(shè)施，為游人創(chuàng)造停留空間。（2）調(diào)整公園節(jié)點的功能。公園有較多節(jié)點空間組織特征指標較高，但節(jié)點較少，功能不明確，導(dǎo)致無人問津，如公園東北側(cè)的小游園及南側(cè)的親水平臺。兩處空間的整合度和連接度較高，人流量較大，但停留于此的游人較少，可增加景觀節(jié)點引導(dǎo)游人停留，營造開闊平坦的平臺供游人進行集體運動，或增加服務(wù)設(shè)施，吸引游人在此停留。（3）強化公園節(jié)點的精細化設(shè)計。公園內(nèi)部分空間可達性高，空間規(guī)劃不合理會導(dǎo)致人流因素影響活動人群，如節(jié)點10、11和25號，建議進一步優(yōu)化園內(nèi)外的交通布局，加強園區(qū)內(nèi)停車場建設(shè)及共享單車管理，同時強化各節(jié)點的交通疏導(dǎo)，劃分通行區(qū)域與活動區(qū)域，避免人流與活動人群沖突；連接度和整合度較低的區(qū)域適宜開展靜態(tài)活動，加強此類空間的交通引導(dǎo)，如美化沿路界面或優(yōu)化步行體驗等，同時避免過于圍合的空間使游人產(chǎn)生不安全感而形成消極空間，周邊景觀應(yīng)保持一定的開敞度。本研究選擇每個季度的工作日、節(jié)日及周末的連續(xù)時間的使用者核密度圖來研究游人空間集聚特征，今后應(yīng)盡可能地利用無人機、攝像頭等工具采集更多精度高的數(shù)據(jù)，進一步加強研究的科學(xué)性和準確性；在分析游人行為時僅以空間分布為切入點，未在時間維度進行行為分析，將來可從時空分布角度對公園開展相關(guān)研究。

注：文中圖表均由作者自繪。