成都市武侯區城市公園可達性分析*

陳 嵐 成國強 廖晨陽 趙 煒

1 四川大學建筑與環境學院 成都 610065 2 四川大學工程設計研究院 成都 610065

城市公園不僅是重要的城市生態景觀要素[1-2]， 也是居民戶外運動和休憩娛樂的主要載體[3-4]。 在社區生活圈理念下， 城市公園在優化城市公共開放空間中發揮著關鍵作用[5]。 由于城市各區的發展水平不一致， 人口分布不均衡， 公園綠地的規模和數量存在差異[6-7]； 以往城市公園評價指標難以從城市公園綠地空間布局和居民出行可達性角度進行評價[1]。 因此， 在“15 min生活圈” 的空間單元標準下， 對公園綠地的數量、 分布、 面積和質量等方面進行可達性評估，以實現公園綠地精準化供給[8]。

居民十分關注能否便利地享用城市公園所提供的各項服務與功能。 而公園綠地可達性是衡量一個城市人地關系和諧狀況、 現代化水平和居民生活質量的重要指標， 可達性影響著城市公園的服務水平， 對發揮城市公園的服務功能具有重要意義[9-10]。 可達性代表交通網絡中各節點之間相互作用機會的大小[10-12]， 公園綠地的可達性是指空間中任意一點克服空間阻力到達公園的相對或絕對難易程度[13-16]。 目前， 可達性的量化方法主要有緩沖區距離法、 費用加權法、 引力模型法[15]、 兩步移動搜索法[16]、 最小臨近距離法[18]等， 但這些方法或模型在現實應用中存在一定的局限性， 例如緩沖區距離法和兩步移動搜索法未考慮可達過程中的通行障礙， 費用加權法忽略了空間阻力和人口分布的不均性， 引力模型法則受制于綠地吸引力和居民需求等主觀因素。 相較而言， 網絡分析法以實際道路為基礎， 模擬多種交通模式， 能更真實地反映居民與公園之間的實際通行距離[14-20]。

隨著城市信息化的發展， POI 大數據、 百度地圖、 高德地圖等對外開放了開發者平臺， 精準的數據被許多學者用來分析城市空間。 本文以成都市武侯區城市公園綠地為研究對象， 基于多源數據， 采用網絡分析法和熵權法， 以服務面積比和服務人口比為評價指標分析城市公園的可達性，為優化城市公園配置和補給其他類型的城市綠地提供數據支撐和理論依據。

1 研究區概況及數據來源

1.1 研究區概況

成都市地處四川盆地西部邊緣， 是成渝地區雙城經濟圈核心城市和“公園城市” 理念的首提地。 武侯區地處成都市三環以內的中心區域， 連接天府新區， 文化底蘊豐富、 城鎮化發展成果顯著。 武侯區總面積127.58 km2(含成都高新區托管的4 個街道)， 常住人口156.84 萬人， 下轄15個街道、 122 個社區， 各類城市公園25 個， 根據公園面積和功能分為綜合公園和社區公園兩類。本文以武侯區作為研究區域， 結合POI 數據篩選出面積大于1 hm2的18 個城市公園作為研究對象(表1)， 從社區生活圈尺度研究城市公園綠地的可達性。

表1 成都市武侯區公園綠地現狀

1.2 數據來源

城市公園綠地數據是基于百度和高德開發者平臺爬取 API 獲得。 道路網絡數據源于OpenStreetMap， 并對研究區域部分進行提取、 對道路進行分類， 剔除高速路和城市快速干道， 最后整理得到可步性的道路網絡數據。 依據OpenStreetMap 下載的數據， 結合道路數據對成都市行政區進行裁剪， 取得武侯區的行政區輪廓。以公園開放的出入口為目標點， 以500 m、 1 000 m、2 000 m、 3 000 m、 4 000 m 劃定服務半徑。

2 研究方法

2.1 網絡分析法

2.1.1 構建數據庫及網絡分析模型

利用ArcGIS 建立數據庫、 構建網絡數據集、建立網絡分析模型、 設立相應的時間成本， 選擇步行作為出行方式并賦予相應的阻抗， 最后對服務區進行求解， 對同一公園的可達區域面進行合并， 計算出相應的服務面積。

由于網絡分析理論認為人們到達入口即到達公園[11]， 因此將公園入口作為公園點數據。 相對應的屬性內容包括公園名稱、 地址、 所在區域、地理坐標、 服務半徑、 公園類型、 面積等， 考慮每個公園出入口數量不一致， 最終該公園服務區是將每個入口的服務區進行疊加作為標準[11-17]。

道路數據包括道路名稱、 道路等級、 最大速度、 是否單行道、 是否經隧道、 道路長度、 通行時間等。 通過對道路數據進行拓撲， 打斷相交線，以達到模擬真實路口相交的效果。

2.1.2 服務區分析

使用ArcGIS 的Network Analysis 工具創建服務區， 加載公園點位置， 設置相應的服務區屬性，包括時間阻抗、 默認中段、 限制、 方向、 轉彎等；然后對當前分析進行求解， 生成基于道路網絡的公園可達性服務區域， 根據不同時間成本， 建立相應時間范圍內的可達性服務區范圍。 社區生活圈背景下出行方式以步行為主， 人的步行速度約為5 km·h-1， 且最大承受限度不超過0.5 h[21]；最后進行公園可達性的分析與評價。

2.1.3 公園綠地服務人口比和服務面積比

根據不同出行時間得到服務區域， 分別計算研究范圍內的公園服務面積、 服務人口、 服務面積比、 服務人口比和人均服務面積[10-13]。 計算公式如式(1) 至(3):

2.2 熵權法

熵權法是各行政區域城市公園數量的一個綜合評價指標， 從數量上衡量公園的供給水平。 根據信息熵的定義， 對于某項指標， 可以用熵值來判斷某個指標的離散程度， 其信息熵值越小， 指標的離散程度越大， 該指標對綜合評價的影響權重就越大， 如果某項指標的分項值都相等， 則該指標在綜合評價中不起作用[22]。

2.2.1 公園綠地供給數量分析

本研究以公園數量、 公園綠地面積、 人均公共綠地面積、 城市公園綠地覆蓋率來衡量綠地在街道水平上的數量特征。 相關數量指標計算公式如式(4) 和式(5):

2.2.2 熵權法分析

利用熵權法得到各街道公園數量綜合評價指標， 便于從數量上衡量公園的供給水平[22]。 計算步驟如式(6) 至式(8):

1) 標準化原始數據矩陣。 原始數據為m個指標，n個對象， 組成的數據矩陣為xij， 通過極差標準化得到標準化矩陣yij， 如式(6) 所示:

式(6) 中:i＝1， 2， 3， …，n；j＝1， 2，3， …，m；xi＝ {x1，x2，x3， …，xn}。

2) 計算熵值。

式(7)、 式(8) 中:Hj表示第j項指標的熵值；pij表示評價對象占該指標的比重。

3) 確定權重。

4) 計算綜合評價指標。 利用計算出來的綜合評價指標衡量武侯區各個街道的公園供給數量。

3 結果與分析

3.1 公園供給數量

通過武侯區各街道公園綠地的熵值、 權重和綜合指標進行綜合評價， 按綜合指標數值大小將供給數量分為最優(1≥綜合指標≥0.050)， 良(0.050＞綜合指標≥0.020)， 差(0.020＞綜合指標≥0) 三級。 從表2 可知， 各街道的供給數量不均衡， 極少達到最優級別， 50%的街道屬于差等級， 整體呈不均勻分布。

表2 成都市武侯區各街道供給數量

3.2 公園空間分布特征

研究選取的18 個城市公園中包含9 個綜合公園和9 個社區公園。 從公園分布漁網圖(圖1)可知: 城市公園空間分布并不均衡， 呈現東部密集、 西部稀疏的分布特點； 西北社區密集區域的公園較少， 東南公園密集區域的社區較少； 城市中心由靠近東北部的老城區逐漸向靠近東南部的天府新區轉變， 城市公園主要分布在老城區和天府新區。

圖1 公園分布漁網圖

3.3 公園可達性分析

通過圖2 可以看出， 成都市武侯區公園可達性呈現明顯差異， 東部片區公園密度大， 交通較為便利， 東北和東南片區可達性較好， 而西部公園密度遠不如東部片區， 可達性與東部相差甚遠。對服務面積進行數學分析得到以下結果:5～30 min 服務面積由6.61 km2增長到75.38 km2，服務面積比由5 min 的0.052 增長到30 min 的0.591； 總體來看， 10 min 以內公園可達性較差，20 min 以內公園可達性良好， 30 min 以內可達性較好； 隨著出行時間的增長， 公園可達性的范圍也隨之增加， 30 min 基本達到了公園服務面積的59.1%， 滿足了絕大多數社區居民的需求。

圖2 5～30 min 服務面積和服務面積比分布圖

3.4 各街道公園服務狀況

在ArcGIS 中通過疊加分析工具對生成的服務區面積進行疊加分析， 計算出各個街道在不同時間段的服務人口比和服務面積比以及人均服務面積， 結果(圖3， 表3) 如下:

10 min 以內， 除了肖家河街道、 跳傘塔街道、晉陽街道、 華興街道、 玉林街道、 金花橋街道，62.5%的街道可以滿足10 min可達性； 15 min 以內， 87.5%的街道可以滿足15 min 可達的需求；在20 min 以內， 93.7%的街道可以滿足需求， 但是金花橋街道可達性極差； 在25 min 和30 min 以內， 所有街道均可達。

對30 min 內的服務人口比和服務面積比進行統計分析， 結果(圖3) 表明: 在出行15 min內紅牌樓街道、 雙楠街道、 望江路街道、 芳草街道和漿洗街街道的可達性較好； 在0 ～30 min， 石羊街道和桂溪街道可達性最好(表3)， 人均服務面積高達2.33 m2和3.96 m2。 雖然石羊街道和桂溪街道的人均服務面積最大， 但其服務人口卻處于中等水平， 這與城市中心向南發展有一定關系，因為老城區人口密度大， 用于綠化的面積具有局限性， 而新城區綠化面積大、 人口密度低， 需要一定的時間去擴容。

圖3 5～30 min 公園服務面積比和服務人口比

表3 5～30 min 人均服務面積 m2

4 結論與建議

4.1 結論

城市公園綠地可達性是一個多因素相互作用的指標， 不僅取決于綠地供給狀況， 還與人口的需求狀況有關， 供需平衡才能獲得較高的綠地可達性。 研究表明: 隨著出行時間的增加， 可達性逐漸變好。 武侯區的公園可達性呈現“東部高西部低” 的分布格局與公園供給格局基本一致。 在15 min 內， 公園不足以滿足多數居民的需求； 在30 min 內， 公園可以滿足絕大多數居民的需求。出現可達性差異的原因: 一方面在于城市東西發展不均衡， 老城區建筑密集， 空間擁擠， 而新城區規劃詳細， 公園數量和品質都超越老城區； 另一方面在于城市中心向南轉移。

4.2 建議

目前， 成都市武侯區的公園供給不均衡， 整體可達性難以滿足絕大多數居民的需求， 社區密集的老城區人口密度大， 公園數量不足， 品質不高， 綠地承載率較高； 相反， 新城區數量多， 品質高， 人口密度卻不高， 服務效率相對過低。 為提高綠地綜合利用率， 改善居民對綠地的需求，加快公園城市的發展， 提出如下建議:

1) 對《武侯區產業發展地圖》[26]和《成都市公園城市綠地系統規劃》[27]進行優化。 建議在西部社區密集片區， 利用江安河及周邊綠地建設濱水公園， 這樣既處理好了河流與城市綠地的關系，又為周邊居民提供了休閑娛樂場所， 緩解了可達性不均衡的問題。

2) 對原有的公園綠地進行改造。 適當增加出入口， 優化內外道路系統、 提高公園和社區之間的連通性， 使公園最大可能的向居民開放， 從而提高公園的可達性。

3) 建設口袋公園或小游園。 在西北密集區，服務人口比和服務面積成反比關系， 土地較為緊缺。 2018 年住建部發布最新版《城市居住區規劃設計標準》 將生活圈應用到居住區分級控制中[3-5]， 據此成都市已將建設“15 min 生活圈”列為發展目標。 因此， 采取“見縫插針”、 新建公園、 改建街旁綠地等方式建設口袋公園或小游園， 不僅可以降低投入成本、 整體改善公園可達性， 還可滿足居民“300 m 見綠、 500 m 見園的生活圈需求”[27]。