基于GIS的大連市沙河口區城市綠地公平性研究
——以可持續人居環境為視角

高家驥,李雪銘,陳大川,張英佳

(1. 遼寧師范大學城市與環境學院，遼寧 大連 116029； 2. 大連海洋大學應用技術學院，遼寧 大連 116300； 3. 杭州市場口中學，浙江 杭州 310000； 4. 貴州理工學院，貴州 貴陽 550000)

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基于GIS的大連市沙河口區城市綠地公平性研究
——以可持續人居環境為視角

高家驥1，2,李雪銘1,陳大川3,張英佳4

(1. 遼寧師范大學城市與環境學院，遼寧 大連 116029； 2. 大連海洋大學應用技術學院，遼寧 大連 116300； 3. 杭州市場口中學，浙江 杭州 310000； 4. 貴州理工學院，貴州 貴陽 550000)

我國快速城市化進程正在遭受著環境污染、交通擁擠、住房緊張等一系列的城市問題，城市生態環境質量持續下降。城市綠地對城市碳氧平衡的調節具有重要作用，大力發展城市綠化將有助于改善城市環境問題。但目前我國城市綠地建設缺乏具體的空間分布規劃，只注重綠地覆蓋率和人居綠地面積，綠地服務功能的公平性問題沒有得到充分重視。本文利用ArcGIS對大連市沙河口區的綠地可達性進行了研究，通過對比綠地可達性與沙河口區人居環境類型發現，高收入社會群體擁有比低收入社會群體更高的綠地可達性。城市規劃者應該注意到這些問題，并在今后的建設中關注社會各階層對綠地的需要，使城市居民在享受公共服務資源上更為公平。

城市綠地；公平性；綠地可達性；大連市

城市綠地的發展對于減輕城市空氣污染、減緩城市熱島效應、減輕城市洪澇等城市問題具有重要作用，同時也為市民提供了休閑、娛樂、游憩和文化交流的場所。1979年，國家確定了以綠地率、綠化覆蓋率及人均綠地面積為指標來指導城市綠地建設[1]。這些評價體系雖然在一定程度上有利于城市綠地的建設，但其對綠地服務能力的公平性來說，存在許多不足之處。近十幾年的城市可持續發展研究已經發展到了注重“社會公平和空間公正”的方向[2]，特別是地理信息技術的應用，城市居民進入公園綠地的可達性、城市綠地覆蓋人群的經濟屬性差異和城市綠地空間分布的特征等受到了研究者們的關注，這些正是國家綠地評價指標所沒有關注到的。

利用可達性研究公平性首先被應用于公共基礎設施方面，顧鳴東總結了國內外學者對公共設施可達性研究方法及在可達性基礎上對公平性的研究[3]，被廣泛應用于教育、醫療、體育等公共基礎設施上。國內學者對于綠地可達性的研究隨著地理信息系統技術的廣泛應用已經深入，胡志斌、桑立杰、馬林兵等利用城市路網進行成本分析，分別對沈陽、杭州、廣州等進行了實例分析[4-10]；俞孔堅利用加權距離分析方法對中山市公園綠地可達性進行了研究[11]；石憶邵則利用最小距離法分析了上海市大型公園綠地與住宅價格之間的關系[12]。對于城市綠地公平性的研究較為偏少，尹海偉引入綠地可達性和公平性指標對上海市和青島市的城市綠地合理性程度進行分析[13]。GIS技術的興起，為公共基礎設施可達性研究提供了重要支撐。江海燕通過網絡分析方法，結合研究區人口社會經濟地位研究廣州市公園綠地的公平性問題[14]；陳雯利用GIS、RS技術，建立公平性評價模型，對上海公園綠地分配的公平性進行了研究[15]。國外學者對于城市綠地的公平性有不少的研究，如美國學者雅各布斯提出城市綠地具有“綠墻”式的社會隔離效應，在城市中把不同的社會群體分離開來[16-17]；有研究證明高收入人群對公園、廣場、休閑場所等公共服務設施具有更高的試用機會和可進入性[18]；居住小區對于綠地的可進入性與家庭收入成正比[19]。

地理信息技術的廣泛應用對于公共基礎設施可達性的研究起著重要作用。本文通過GIS技術對研究區綠地進行可達性分析，基于人居環境視角，結合人居環境類型，分析大連市沙河口區的公園廣場綠地與居住小區之間的可達性，試圖找出公園廣場的可達性與不同收入群體之間的關聯性和綠地空間布局的合理性。研究結果將有助于城市規劃者掌握各階層使用綠地的情況，有助于改善大連市人居環境質量，促進可持續城市的發展。

1 研究方法

本文首先通過ArcGIS的行進成本法對沙河口區的綠地可達性進行了研究，并分析本區227個住宅小區的時間可達性，得到各街道綠地可達率；其次通過引入人居環境類型概念，取得居住區人居環境分類；最后將各街道綠地可達率與人居環境得分進行相關性分析，結果證明兩者具有較高的相關性，沙河口區人居環境質量高的地區綠地可達性高，人居質量較低的地區綠地可達率相對較低。

1.1 城市綠地的類型及研究區域

大連市沙河口區屬大連市主城區，是大連市傳統和主要的居住區，人口密度居大連之首，集中了星海灣廣場、黑石礁公園、星海公園等一批優質綠地公園，研究此區域的綠地生態系統與人居環境類型的關系，能較全面地反映大連市人居環境生態類型特征，研究區域具有代表性。

1.2 綠地可達性

可達性首先被應用在交通運輸領域，后來被應用到社會的各個領域，通常指居民克服距離、旅行時間和費用等阻力到達一個服務設施或活動場所的愿望和能力的定量表達。近年來，綠地等服務設施的空間分布合理程度多用可達性分析計算。可達性的計算方法有多種，常見的有最小臨近距離法、吸引力指數法及路網行進成本法等。本文采用路網行進成本法計算沙河口區綠地可達性特征。

實際生活中，居民到達公園廣場都需步行或乘交通工具沿道路行進，需要尋找一種基于路網的可達性，通常以所需時間和金錢來表征。由于研究區面積小，因此本研究以所需時間為指標，即以人均步行速度為標準，選取沙河口區九個街道共227個住宅小區作為研究對象，根據人步行的平均速度，每小時走5000 m，人們一般會花費20 min以內的時間到達一處可供休閑、娛樂的綠地，因此筆者將時間分為0—10、10—20、20 min以上分別來表示可達性很好、可達性一般、可達性差。

首先建立一個綠地對象圖層，并將道路和其他用地分別設置不同的時間成本值，對道路、其他用地的矢量圖層增加一個成本數值字段，賦予不同的時間成本值，再將矢量圖層轉為柵格數據，用柵格計算器生成成本柵格圖，并對成本柵格圖設置成5 m分辨率，以達到較高的精確度。 計算成本距離見表1。

區內各街道綠地可達性差異極大，位于北部地區的興工街道和春柳街道小區綠地覆蓋率較低，其余北部各街道小區綠地覆蓋率也很低；而位于東南部地區的各街道小區綠地覆蓋率都比較高，星海灣街道10 min可到達綠地的小區占總數的69%，20 min可到達綠地的小區占總數的95%。綜合各街道綠地覆蓋率發現，沙河口區有29%的小區位于綠地十分鐘覆蓋范圍內，61%的小區位于綠地20 min覆蓋范圍內，且各街道發展不平衡，沙河口區綠地空間分布有待進一步改善。

圖1是綠地覆蓋的時間成本圖，轄區范圍內綠地主要分布于南部，綠地可達性較高；東部由于道路設施完善，可達性也較高；西部地區綠地板塊少，道路通達度低，因此導致該區西北部綠地覆蓋較低。

表1 沙河口區公園綠地覆蓋范圍

2 人居環境空間類型與綠地公平性分析

2.1 人居環境空間類型

人居環境是一個多層次的空間系統，是與人類生活密切相關的活動空間，是人類賴以生存與發展的基礎。隨著我國城市化的快速發展，在城市居住區出現了一種居住空間分異的現象，具有相同生活方式、相同社會特性、相同價值觀的等質群體在城市中占據一定的空間范圍， 高收入者群體居住在自然環境良好、交通便利、生活設施完善的區域。城市等質群體所占區域與城市土地空間分配接近一致，整個城市出現一種居住分化甚至相互隔離的狀況，這時的城市空間發展出現了均質性[20]。

圖1 沙河口區綠地覆蓋時間成本

以大連市沙河口區227個居住小區為研究對象，通過建立自然、人類、社會、建筑和支撐5大人居環境指標體系，運用熵值分析法綜合反映沙河口區不同人居環境空間類型，結果見表2。數據中各變量點、線的距離通過ArcGIS軟件分析得出，居民收入教育水平、社會交往熟識度、小區滿意度等來源于遼寧師范大學城市人居環境研究中心5000份問卷調查，小區房屋屬性來自大連市國土房屋局。

表2 河口區城市人居環境五系統評價標準

由于部分評價指標來源于問卷調查，在權重計算過程中為避免過多的主觀因素，本文采用較為客觀的評價方法——熵值分析法，熵源于物理學中的熱力學概念，現階段已廣泛運用在社會經濟研究及社會發展評價等各個領域。首先人居環境對各項指標賦權，再對各指標進行加權分析，求得各小區人居環境質量數值，再以各街道為單位求得各街道綜合得分。

(1) 對原始數據進行標準化處理。本文研究變量全部為正向指標，其標準化值為

為了更加科學計算熵值，將標準差進行坐標平移，消除負值

式中，Zij為平移后值；A為標準化后平移幅度。

(2) 各指標同度量化，計算第j項指標的第i小區指標值的比重(Pij)

式中，n為小區個數；m為樣本個數。

(3) 計算第j項指標的熵值(Ej)

式中，K=1/lnn；Ej≥0。

(4) 求出第j項指標的差異化系數(Gj)

Gj=1-Ej

(5) 將差異化系數作歸一化處理，求出第j項指標的權重(Wj)

(6) 求第i個小區的人居環境質量得分(Fi)

結果得到227個小區人居環境質量得分，將各小區按街道分為9個街道，分別求出9個街道的綜合人居環境得分，并把沙河口區各街道分為3種人居環境類型，沙河口區人居環境類型主要以海岸線為基準的圈層結構，圈層內部“同質”集聚。南部沿海地區自然環境優美，生活設施齊全，主要以高收入者人群為主；中部地區交通便利，生活設施良好，主要以中等收入者為主；北部地區基礎設施較落后，環境一般，以工薪階級和低收入者群體為主。街道內部差異最大的為黑石礁街道，此街道自然環境優美，交通便利，基礎設施完善，但其中部分小區為單位福利分房，這些小區房屋年代久遠，居民收入偏低，教育程度不高。

表3 沙河口區9個街道城市人居環境得分

圖2 沙河口區城市人居環境分布

2.2 沙河口區綠地公平性分析

在城市綠地的研究中，公平性應該基于不同群體的需求去考慮綠地的分布合理性，城市綠地的分布不能因為階級的分異而存在空間不平等性，應該考慮不同階級和不同群體對綠地的需求。影響綠地公平性的有兩個因素：綠地可達性的分布特征和城市等質群體的分布特征。本文利用綠地在各街道的可達性比率與各街道人居環境質量得分作相關性分析，得到綠地可達性與人居環境質量之間的關聯性R

圖3 沙河口區綠地覆蓋率與人居環境質量相似度

圖4 沙河口區綠地覆蓋率與人居環境質量分布

沙河口區綠地可達率與各街道人居環境質量的相關性為0.834，具有較強的相關性，結果也證明在人居環境質量高的地區，進入綠地的機會大于人居環境質量低的地區。東南部及沿海地區以高收入者人群為主；中部地區以中等收入者為主；西北部地區基礎設施較落后，以工薪階級和低收入者群體為主。東南部及沿海地區的高收入階層享受著大面積高質量的綠地，中部中等收入群體距離城市綠地也相對較近，西北部低收入者則缺少日常休閑娛樂的場所。這有悖于城市基礎設施為全民服務的初衷，沙河口區綠地的發展應逐漸擴大對中北部地區的建設。

3 結論與討論

(1) 本文從人居環境的可持續性入手，利用ArcGIS技術，通過分析大連市沙河口區的公園廣場綠地與227個居住小區之間的可達性，同時引入沙河口區人居環境類型分析，研究公園廣場綠地服務尺度的空間差異和人居類型的空間分布，探究綠地與不同收入人群的關聯性。

(2) 沙河口區公園綠地主要分布于該區南部沿海地區，主要有星海灣廣場、黑石礁公園、星海公園等。而沙河口區人居環境類型則是以帶狀結構為主，大體上高收入人群居住在南部沿海東南部地區，而低收入人群則分布在北部和西部地區。通過兩者綜合分析得到，東南部地區為綠化覆蓋高值區，而人居環境類型則是以高端人群和高收入者群體為主，北部特別是西北部則是綠化低覆蓋區，此地以低收入者人群為主。

(3) 政府相關機構應該注意到這些問題，通過綠地服務水平的空間差異有針對性地對城市綠地系統進行調整，需要了解綠地的空間分布是否公平、最需要綠地的群體是否能夠享受到所需要的服務、綠地覆蓋空白區如何提高綠地覆蓋率、各階層的人群如何平等的使用綠地，以此建立完善的城市綠地系統，提高人居環境的可持續發展，使得城市公共綠地供給趨于公平，進一步合理規劃城市交通網絡，使得綠地的覆蓋范圍和覆蓋人群得到擴大。

(4) 綠地的可達性是通過綠地到各小區的距離得出的，文中沒有考慮城市公園廣場綠地的基本特征，如綠地的大小、質量和類型對人群的吸引力，這些問題將有待進一步的研究。

[1] 劉駿，蒲蔚然. 小議城市綠地指標[J]. 重慶建筑大學學報(社科版)，2001, 2(4):35-38.

[2] 王興中. 城市生活空間質量觀下的城市規劃理念[J]. 現代城市研究，2011(8):40-48.

[3] 顧鳴東，尹海偉. 公共設施空間可達性與公平性研究概述[J]. 城市問題，2010(05):25-29.

[4] 劉常富，李小馬，韓東. 城市公園可達性研究——方法與關鍵問題[J]. 生態學報，2010, 30(19):5381-5390.

[5] 桑麗杰，舒永鋼，祝煒平，等. 杭州城市休閑綠地可達性分析[J]. 地理科學進展，2013, 32(6):950-957.

[6] 馬林兵，曹小曙. 基于GIS的城市公共綠地景觀可達性評價方法[J]. 中山大學學報(自然科學版)，2006, 45(6):111-115.

[7] 胡志斌，何興元，陸慶軒，等. 基于GIS的綠地景觀可達性研究——以沈陽市為例[J]. 沈陽建筑大學學報(自然科學版)，2005(6):671-675.

[8] 同麗嘎，寧小莉，張靖. 基于RS與GIS的包頭市城市公園綠地休閑游憩服務半徑研究[J]. 干旱區資源與環境，2013, 27(3): 202-208.

[9] 尹海偉，孔繁花. 濟南市城市綠地可達性分析[J]. 植物生態學報，2006, 30(1):17-24.

[10] 周詳，張曉剛，何龍斌，等. 面向行為尺度的城市綠地格局公平性評價及其優化策略——以深圳市為例[J]. 北京大學學報(自然科學版)，2013, 49(5):892-898.

[11] 俞孔堅，段鐵武，李迪華，等. 景觀可達性作為衡量城市綠地系統功能指標的評價方法與案例[J]. 城市規劃，1999(8):7-10.

[12] 石憶邵，張蕊. 大型公園綠地對住宅價格的時空影響效應——以上海市黃興公園綠地為例[J]. 地理研究，2010, 29(3):510-520.

[13] 尹海偉，孔繁花，宗躍光. 城市綠地可達性與公平性評價[J]. 生態學報，2008, 28(7):3375-3383.

[14] 江海燕，周春山，肖榮波. 廣州公園綠地的空間差異及社會公平研究[J]. 城市規劃，2010, 34(4):43-48.

[15] 陳雯，王遠飛. 城市公園區位分配公平性評價研究——以上海市外環線以內區域為例[J]. 安徽師范大學學報(自然科學版)，2009, 32(4):373-377.

[16] SOLECKI W D, WELCH J M. Urban Parks: Green Spaces or Green Walls [J]. Lands-cape and Urban Planning, 1995(32):93-106.

[17] SCHAFFER R，SMITH N. The Gentrification of Harlem[J].Annal Association America Geography, 1986(3):347-365.

[18] HAROLD N H,ROY P P. The Political Ecology of Uneven Urban Green Space: the Impact of Political Economy on Race and Ethnicity in Producing Environmental Inequality in Milwaukee[J]. Urban Affairs Review, 2006(42):3-25.

[19] ABERCROMBIE L C,SALLIS J F,CONWAY T L，et al.Income and Racial Disparities in Access to Public Parks and Private Recreation Facilities [J]. American Journal of Preventive Medicine, 2008(1):9-15.

[20] 許學強，周一星，寧越敏. 城市地理學[M]. 北京： 高等教育出版社，2009：272-280.

Study on the Equity of GIS-based Urban Green Space in Shahekou District of Dalian——From the Perspective of Sustainable Human Living Environment

GAO Jiaji1,2,LI Xueming1,CHEN Dachuan3,ZHANG Yingjia4

(1.School of Urban and Environmental Sciences, Liaoning Normal University, Dalian 116029,China； 2. Applied Technology College of Dalian Ocean University, Dalian 116300,China; 3. Hangzhou Market Kou Middle School, Hangzhou 310000,China; 4. Guizhou Institute of Technology，Guiyang 550000, China)

The rapid process of urbanization in China is suffering from environmental pollution, traffic congestion, housing shortage and a series of urban problems. Urban ecological environmental quality continue to decline. The urban green landscape plays an important role in the balance of carbon and oxygen. Developing the urban greening vigorously will help to improve the urban environment. But at present, in our country, there is a lack of specific spatial distribution planning in city green space construction. Cities focuse only on the green coverage rate and green space of human settlements but pay less attention in the fairness of green space service function. This paper researches on the green space accessibility of Shahekou District in Dalian City by ArcGIS. By comparing the green space accessibility and the type of human settlement environment in Shahekou District, we found that high-income social groups have a higher green space accessibility than the low-income social groups. City planners should be aware of these issues and concern all sectors’ need of green space in the future construction, so that urban residents can enjoy a more equitable public service resources.

urban green space; fairness; green space accessibility; Dalian

高家驥，李雪銘， 陳大川，等.基于GIS的大連市沙河口區城市綠地公平性研究——以可持續人居環境為視角[J].測繪通報，2017(6)：40-44.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0186.

2017-05-19)

國家自然科學基金(41671158)；教育部博士點基金(20132136110001)；遼寧省教育廳科學研究(w201604)；遼寧省社科聯經濟發展課題(2017lslktqn-041)

高家驥(1981—)，男，博士生，講師，主要從事城市人居環境研究與城市公共藝術研究。E-mail：18624287676@163.com

李雪銘

P208

A

0494-0911(2017)06-0040-05