基于空間句法的福州市綜合公園可達性分析?

譚文浩 劉林豐 陳婷婷 呂 梁 潘 輝

1 福建農林大學園林學院 福州 350002

2 閩江學院旅游系 福州 350108

城市綜合公園對提高居民健康和福祉尤為重要[1-3], 其可達性研究對于提升綜合公園的輻射能力具有重要意義。

可達性是指從空間中任意一點到達目的地的難易程度, 反映了人們到達目的地過程所克服的空間阻力(Space resistance) 大小情況, 常用距離、 時間和費用等指標來衡量[4-5]。 已有的公園可達性研究主要通過基于GIS 的柵格成本、 網絡分析法、 最小距離進行分析, 如劉九菊[6]基于ArcGIS平臺, 采用柵格成本數據加權分析法得出三道河村最佳文化與景觀游覽路徑： 秦華[7]利用網絡分析法對重慶萬州城區公園進行了可達性研究, 對城市公園的空間優化布局提出建議： 岳邦佳[8]通過最小鄰近距離法和兩步移動搜索法對武漢市街道公園可達性進行研究： 孫雅婷[9]基于空間句法對城市公園可達性進行量化分析研究： 王念[10]利用空間句法,結合老年人口分布分析, 評價了武漢市老年人口視角下公園綠地可達性水平, 并對武漢市適老性公園綠地建設提出了建議。 可見, 以往學者一般使用軸線法、 基于拓撲網絡的角度對公園綠地進行可達性研究而忽略了米制距離[11]。 本研究采用線段法,將米制距離考慮進來能夠更精確地測量福州市三環內綜合公園的可達性, 為提升福州市綜合公園的可達性提供理論依據。

1 研究區域概況

福州市三環內是福州市人口最密集、 城市化水平最高的區域, 也是公園以及交通路網等公共服務設施分布最密集的區域[12-13], 故選取福州市三環內綜合公園為研究區域。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

研究數據主要為福州市三環內城市路網和福州市三環內綜合公園地理位置。 三環內城市路網數據來自于2016 年福建省制圖院繪制的福州市城區圖, 根據福州市城區圖結合實際考察繪制出三環內城市路網。 綜合公園地理位置通過實地手持GPS 進行精準定位(圖1), 同時通過查閱福州市園林局官網可知福州市公園數量達到55 個, 根據國家行業標準公園設計規范中對綜合公園的規定,全園面積不宜小于10 hm2的三環內綜合公園數量共有22 個。

2.2 研究方法

空間句法理論是由英國倫敦大學巴格特建筑學院比爾·希列爾在1970 年率先提出, 通過把城市空間、 街道以及建筑進行定量描述來研究空間組織結構與人類活動之間的相互關系[14]。 空間句法的線段分析法既能考慮到拓撲距離之間的關系,又能考慮到米制單位： 同時將線段之間的角度關系考慮進來更為綜合, 因此本文采取線段分析法進行計算。

2.2.1 全局可達性評價方法

全局可達性是指在較大范圍內, 多半以駕車的出行方式, 如乘坐火車、 飛機到達福州市, 通過市內交通或自駕的方式到達綜合公園, 在研究區內從任一起點到達任一綜合公園的難易程度。通過將建立好的軸線模型導入到Dethmap 中轉換成線段模型, 把每條沒有打斷的線段作為單獨的節點, 全局整合度能反映研究范圍內任一節點到其他節點空間在最短路徑上所消耗的成本, 能有效反映綜合公園的全局可達性, 節點取距離公園主入口最近且在路網上的點, 有多個主入口取各臨近節點整合度的平均值, 整合度越高, 可達性越好。 全局整合度計算公式[14]為:

式中:ATD(x) 指搜索半徑R內x節點的角度總深度：d(x,y) 指線段x到線段y的最短路徑長： Integration 指線段x的整合度：NC為半徑內路網節點的總點數：MD為平均深度, 角度總深度除以路網節點的總點數, 即ATD/NC。

2.2.2 局部可達性評價方法

局部可達性是指從離綜合公園較近的地方到達該綜合公園的難易程度, 多以步行或者騎行方式, 如綜合公園周邊居民日常去公園散步。 同樣將軸線模型導入到Dethmap 中轉換成線段模型進行計算, 采用局部整合度指標來評價綜合公園的局部可達性。 局部整合度是指距離綜合公園主入口最近節點到周邊范圍內其他任一節點, 在最短路徑上所消耗的成本, 能有效反映綜合公園的局部可達性, 計算方法與全局整合度相同。

2.2.3 自然斷點法

基于自然斷點法對福州市三環內所有線段(即節點) 整合度進行分級, 得出不同可達性等級的綜合公園。 自然斷點法依據數據中固有的自然分組, 在數據不連續空缺處劃分等級, 將相似值進行合適分組, 使各級數據差異最大化[15]。 本文將通過ArcGIS10.5 對Depthmap 導出的福州市三環內各節點整合度數據進行自然斷點分級, 對福州市各綜合公園進行可達性分級。

3 結果與分析

3.1 全局整合度分析

將福州市三環內路網圖導入到空間句法相關軟件Depthmap 當中進行計算, 分析得到福州市綜合公園全局整合度圖(圖1)。 圖中軸線的顏色越亮, 意味著全局整合度越高, 全局可達性越好,在不考慮出行距離和交通狀況的情況下, 該處越容易到達。 如圖3 所示, 福州市全局整合度總體呈中心高, 四周低的特征。 將福州市三環內各節點全局整合度導入ArcGIS10.5 中進行自然斷點分級, 整合度由高到低分為3 個等級(表1)。 各級綜合公園整體由低到高、 總體由中心往外分布,但三級可達性綜合公園主要集中在西北部路網稀疏、 地形起伏處, 而三環線上的沙灘公園卻為一級可達性公園, 琴亭湖公園為二級可達性公園。

圖1 福州市綜合公園全局整合度圖

其中一級可達性綜合公園可達性相對最好,分別為晉安河公園、 臺江區江濱公園、 沙灘公園、閩江公園北園, 在不考慮出行距離和交通狀況的前提下, 優先選擇該類綜合公園： 三級可達性全局整合度低, 可達性相對最差, 分別為鶴林生態公園、 金牛山公園、 福山郊野公園、 五鳳公園,在不考慮出行距離和交通狀況的前提下, 選擇該類公園相對更不易到達。 整體來看, 22 個綜合公園全局整合度離散系數為0.144, 表明福州市三環內各個綜合公園全局整合度相對差距較小, 在不考慮出行距離和交通狀況的前提下, 從全市各處到達各綜合公園的交通容易程度差距不大, 且全局可達性平均值稍高于研究區內所有節點整合度平均值(468.001), 說明福州市三環內綜合公園全局可達性較好。

表1 福州市綜合公園全局可達性等級

3.2 局部整合度分析

通過Depthmap 軟件對福州市三環內路網進一步分析得到1 000 m、 3 000 m、 5 000 m 的整合度。 如圖2 所示, 圖a、 b、 c 局部整合度大小總體仍呈現中心高, 四周低的特征, 但路網之間色彩差異程度呈現從低到高, 在1 000 m 整合度(a圖) 中最低, 其路網中部顏色亮度總體差距不大： 3 000 m (b 圖) 和5 000 m (c 圖) 路網顏色亮度相對明顯, 能觀察出中心高, 四周低的特征, 總體中心和四周可達性差異明顯。 同上, 利用ArcGIS10.5分別進行自然斷點分級, 對不同距離下的綜合公園可達性進行分級(表2), 分布特征均為一級綜合公園分布在中心, 二級、 三級依次往外分布, 其中三級可達性綜合公園主要分布在西北部。

圖2 福州市三環內綜合公園局部整合度圖

表2 福州市綜合公園局部可達性等級

由表2 可知, 1 000 m 時晉安河公園、 臺江區江濱公園、 白馬河公園可達性最好： 3 000 m 時,晉安河公園、 臺江區江濱公園、 白馬河公園可達性最好： 5 000 m 時晉安河公園、 臺江區江濱公園、 閩江公園北園可達性最好。 福州市三環內綜合公園1 000 m、 3 000 m、 5 000 m 整合度離散系數分別為0.372、 0.503、 0.483, 進一步證明了3 000 m和5 000 m 整合度顏色亮度差異比1 000 m整合度差異更為明顯, 且隨著出行距離的增加,三環內各綜合公園的可達性差距并不一定隨之增大。 其中1 000 m 局部整合度離散系數最低, 說明在出行距離為1 000 m 時, 各個綜合公園可達性差異不大, 同時也由于整體整合度低, 導致1 000 m情況下, 三級可達性公園最多： 出行距離3 000～5 000 m 時, 三環內綜合公園可達性差異明顯, 推薦選擇一級可達性綜合公園出行。 由表2可知, 各個綜合公園的局部整合度隨著距離的增加而增加, 表明隨著出行距離的增加, 綜合公園的可達性越好, 由此推薦人們進行更遠距離的公園游玩。 但不同距離下的綜合公園局部可達性的平均值均低于研究區內節點平均值 (14.835、54.574、 111.330), 與全局整合度呈相反的狀況,這可能與福州城區內丘陵多、 受湖泊約束、 導致局部道路建設困難有關, 這也說明福州市綜合公園的局部可達性還具有較大的提升空間。

3.3 綜合分析

綜合一、 二、 三環來分析, 三環綜合公園數量最多(13 個), 占總體比例的59%： 二環數量為7 個, 占32%： 一環數量2 個, 占9%。 結合各環綜合公園全局整合度平均值分析, 一、 二、 三環綜合公園全局整合度平均值分別為570.020、477.803、 459.830, 由此可見, 一環綜合公園可達性最好、 二環次之、 三環綜合公園可達性最差。

在局部整合度中, 1 000 m 時一、 二、 三環綜合公園局部整合度平均值分別為19.862、 14.420、11.752, 3 000 m 時 分 別 為 89.259、 55.030、41.883, 5 000 m 時 分 別 為173.664、 122.215、92.579。 可見, 1 000 m、 3 000 m 和5 000 m 時一、 二、 三環整合度平均值均為一環最高、 二環次之、 三環最低, 這進一步表明一環綜合公園整體可達性優于二、 三環, 二環勝于三環。

臺江區江濱公園、 晉安河公園在全局、1 000 m、 3 000 m、 5 000 m 整合度均為一級可達性綜合公園, 均分布在一環、 二環內, 都為濱水帶狀綜合公園： 而五鳳公園、 福山郊野公園、 金牛山公園在全局、 1 000 m、 3 000 m、 5 000 m 整合度均為三級可達性綜合公園, 且地理位置均靠近三環線, 處于路網稀疏地段。

4 結論與建議

本研究基于空間句法的線段分析法對福州市三環內綜合公園進行可達性研究。 結果表明: 1)三環內綜合公園隨著出行距離的增加, 可達性越好。 2) 在全局和局部整合度中, 福州市三環內可達性呈現中心高四周低的特征, 三環內綜合公園可達性整體從一環至三環產生遞減現象。 3)福州市綜合公園全局可達性水平較好, 局部可達性較差, 有待提升。 4) 在全局和局部整合度中,三環內綜合公園可達性等級呈動態變化, 一直為三級可達性綜合公園的有五鳳公園、 福山郊野公園、 金牛山公園, 地理位置均靠近三環線路網稀疏的西北部： 一直為一級可達性綜合公園的有臺江區江濱公園、 晉安河公園, 均為濱水帶狀公園,分布在一環、 二環內。

針對上述結論, 建議: 1) 政府部門應改善交通條件, 如降低交通堵塞、 開辟專用路線, 鼓勵人們進行距離較長的綜合公園出行： 2) 對于可達性較強的道路應適當開設出口, 增加到達綜合公園的游憩步道、 自行車道使居民較方便到達：3) 應進一步合理增加一環、 二環內綜合公園數量, 利用好一環、 二環交通優勢： 4) 要充分借鑒臺江區江濱公園、 晉安河公園指導開發建設濱水帶狀公園, 同時著重提升三環綜合公園可達性,加強完善三環的交通路網建設, 尤其在福州西北部, 要改善出行條件, 著重提升五鳳公園、 福山郊野公園、 金牛山公園的全局和局部可達性。