基于ArcGIS的大同市平城區公園綠地可達性分析★

王靖雯，常月明

(內蒙古師范大學地理科學學院，內蒙古 呼和浩特 010022)

城市公園不僅具有休閑游憩、科普教育、防災減災、建設精神文明的作用，同時還有美化景觀、改善生態環境、促進居民交流、帶動地方社會經濟發展等諸多功能[1]。城市公園綠地能否被居民便捷地享受是衡量城市現代化發展水平、人地關系和諧程度的重要標準[2]。因此，進行城市公園可達性研究和城市公園分布合理性研究已成為建設宜居家園的重要前提。

可達性一般指某一地點到達其他地點的交通方便程度，也可指其他地點到達這一地點的交通方便程度[3]。隨著3S技術的不斷發展，越來越多的人嘗試采用不同的方法研究城市公園的可達性，其中比較常見的研究方法有緩沖區分析法、網絡分析法和費用加權距離法。網絡分析法不僅能顯示居民通往城市公園的行程軌跡，而且能更為準確客觀地評價公園綠地的可達性。施拓等[4]利用ArcGIS的緩沖區分析與網絡分析功能評價沈陽市公園綠地可達性，得出使用網絡分析法評價可達性結果更真實的結論[5]。很多學者運用網絡分析法進行分析，研究成果為城市公園綠地合理布局提供了指導。譚欽等[6]運用網絡分析法對昆明主城區的公園綠地進行可達性分析，提出消除公園綠地“服務盲區”和優化公園綠地布局的策略。蔣理等[7]基于大數據平臺的數據運用網絡分析法對廣西玉林公園綠地可達性進行評價,得出其人均綠地面積不足的結論[8]。張綠水等[9]運用網絡分析法對南昌市舊城中心區公園綠地進行分析，提出加強城市綠地規劃建設、增加公園綠地數量和完善城市道路交通系統的優化策略。這些研究大多在經濟快速發展的城市展開，而中國絕大多數城市仍處于經濟發展平穩階段。因此，對經濟發展緩慢地區的公園綠地可達性進行研究更加具有普遍性和代表性。本研究以大同市平城區公園作為研究對象，運用網絡分析方法對步行、騎行和機動車出行方式下公園綠地可達性進行分析，研究結果為優化公園綠地布局和完善城市路網提供依據。

1 研究區概況及研究方法

1.1 研究區域概況

平城區隸屬于山西省大同市，位于大同市中部，大同盆地中心。介于113°11′～113°19′ E，40°01′～40°08′ N之間，總面積約為404.95 km2。氣候屬溫帶大陸性半干旱季風氣候區，晝夜溫差大。由于其氣候條件、社會經濟條件和歷史文化條件等多方面因素，大同市在綠化方面與其他園林城市有較大差距，公園綠地建設方面存在問題[10]。圖1為研究區域位置。

1.2 數據來源與處理

平城區路網數據來源于 OpenStreetMap(https://www.openstreetmap.org)，利用ArcGIS10.8根據研究需要提取出primary,motorway,residential,secondary,teritory,trunk等路網數據信息并進行處理；大同市行政區劃圖來源于國家基礎地理信息中心；通過百度地圖爬取shp格式百度公園廣場POI數據得到研究區范圍內公園數據信息。提取出平城區公園共有11個，分別是御河園、梓家村森林公園、大同市御河生態林·東岸、文瀛湖風景區、北魏明堂遺址公園、城墻帶狀公園、御河生態林、臥龍公園、大同公園、兒童公園、智家堡公園。研究區域公園與處理好的路網分布見圖2。

1.3 研究方法與過程

1.3.1 網絡分析法

網絡分析法是將地理網絡、城市基礎設施網絡數字模型化，模擬資源在線性網絡上的流動和布局狀況，進而對網絡結構評價分析的方法[11]。一個基本的網絡包括網絡中心、邊、網絡節點和阻力(見圖3)。本研究以平城區各個公園為網絡中心；以每個道路交叉口為網絡節點，并設置30 s的等待時間；以雙向行駛的道路為邊；以不同等級公路的行駛速度、不同交通方式的出行速度以及道路交叉口紅燈等候為阻力展開研究。

1.3.2 構建網絡數據集

首先，打開處理好的矢量道路數據，在道路屬性表中添加并計算道路長度、行駛速度和行駛時間等網絡分析所需字段，其中行駛時間等于道路長度與行駛速度的比值。綜合考慮居民的年齡結構，步行速度最終采取78 m/min。綜合考慮各騎行交通工具的騎行速度，最終選取其平均值250 m/min。與步行和騎行不同，機動車行駛速度受城市道路等級影響很大。本研究結合大同市平城區的實際情況將快速路、主干路、次干路、支路和居住區級道路的行駛速度分別設為70 km/h,55 km/h,50 km/h,45 km/h和45 km/h，匝道的行駛速度統一設為40 km/h。其次，新建網絡數據集，根據實際情況設置路口轉彎、網絡連通性和高程建模。最后，指定時間成本屬性作為網絡數據集的默認屬性，阻抗設置為時間，完成網絡數據集的構建。

1.3.3 公園綠地可達性

在不同出行方式下，本研究以消耗時間成本為0 min～5 min,5 min～10 min,10 min～15 min三個時段分別代表可達性良好、一般、較差三種評價指標。利用ArcGIS10.8中的Network Analyst模塊新建服務區，加載公園設施點，設置時間阻抗為5 min,10 min,15 min，設置累積屬性、修剪面、路線等，求解生成3個時段的公園服務區。

2 結果與分析

2.1 步行方式下公園綠地可達性分析

分析結果見圖4,表1。

表1 步行方式下城市公園綠地的服務面積及其可達性

由表1可知：步行時間為0 min～5 min(即可達性良好)時，所有公園綠地的服務區覆蓋面積占研究區域總面積的0.65%；步行時間為5 min～10 min(即可達性一般)時，所有公園綠地的服務區覆蓋面積占研究區域總面積的1.15%；步行時間為10 min～15 min(即可達性較差)時，所有公園綠地的服務區覆蓋面積占研究區域總面積的2.00%。步行時間在15 min以內時，城市公園綠地的服務區總面積不足研究區域面積的1/20。由圖4可知：公園綠地服務區域主要集中在大同古城及其周圍一帶，即研究區的中西部。研究區東部公園數量少，公園的服務區覆蓋面積小。

2.2 騎行方式下公園綠地可達性分析

分析結果見圖5,表2。

表2 騎行方式下城市公園綠地的服務面積及其可達性

由表2可知：騎行時間為0 min～5 min(即可達性良好)時，公園綠地的服務區總覆蓋面積占研究區域面積的3.80%，與步行方式下15 min內城市公園綠地服務區總面積基本相等；騎行時間為5 min～10 min(即可達性一般)時，公園綠地的服務區總覆蓋面積占研究區域面積的9.71%；出行時間為10 min～15 min(即可達性較差)時，騎行方式下公園綠地的服務區總覆蓋面積是步行方式下服務區總覆蓋面積的7倍左右。騎行時間在15 min以內時，城市公園綠地的服務區總面積占研究區域面積的27.49%。數據表明，騎行方式下公園綠地可達性明顯大于步行方式下公園綠地可達性。由圖5可直觀看出：公園綠地的整體服務區域由步行方式下的零散分布變成了騎行方式下的成片分布，并且能夠覆蓋研究區的中部。在騎行方式下城市公園綠地服務范圍雖然明顯增加，但也相對集中，仍有超過7/10面積內的城市居民不能在15 min 內享受公園綠地的游憩服務，尤其是研究區域東南部的居民。

2.3 機動車出行方式下公園綠地可達性分析

分析結果見圖6，表3。

表3 機動車方式下城市公園綠地的服務面積及其可達性

由圖6，表3可得出：出行時間為0 min～5 min(即可達性良好)時，公園綠地的服務區總覆蓋面積占研究區域面積的30.33%，覆蓋了整個研究區中部；出行時間為5 min～10 min(即可達性一般)時，所有公園綠地的服務區覆蓋面積占研究區域總面積的20.97%；出行時間為10 min～15 min(即可達性較差)時，公園綠地的服務區總覆蓋面積占研究區域面積的6.98%。機動車行駛時間在15 min內時，研究區域中有將近3/5面積內的居民可以到達就近公園，且城市公園綠地服務區范圍恰好覆蓋研究區中心的人口密集地帶，這表明絕大部分的城市居民能夠在15 min內通過機動車出行的方式享受其周邊的公園綠地。雖然機動車相對于其他兩種交通方式有著絕對的速度優勢，機動車出行極大提高了城市公園綠地的可達性，但是仍然有40%以上面積內的城市居民不能在15 min內到達就近公園。

3 結論與討論

3.1 結論

1)在步行和騎行方式下，許多城市居民很難享受到城市公園的休閑娛樂服務，這不僅由于步行、騎行路網不發達造成，也是由于公園綠地分布不均勻導致。現有城市公園位置較集中，在研究區東部缺少大面積的公園建設。

2)通過對比不同出行方式下公園綠地可達性，得出可達性的高低情況為：機動車出行>騎行>步行，這與趙英杰等[12]、盧寧等[13]、李倩等[14]研究結果一致。

3)盡管機動車出行方式使得居民在道路上消耗的時間成本大大縮短，但是大量使用機動車出行可能會引起交通堵塞、尾氣污染和停車場位短缺等一系列問題[15]。

3.2 建議與不足

1)通過全面考慮城市居民對公園綠地的需求、出行時間成本以及出行方式等諸多因素，適當增加研究區東部的公園數量。

2)除此之外，影響平城區城市公園綠地可達性的因素還包括交通網絡不發達、城市道路交通體系不夠完善等問題。由于研究區域的土地資源充足，因此建議加強對路網、公共交通系統的建設來提高城市公園綠地可達性。

本研究只考慮單一交通方式下消耗的時間成本，沒有考慮公共交通系統出行以及換乘的影響；只基于大量的路網數據展開研究，而沒有考慮研究區內居民具體分布狀況的影響。此外，本研究以平城區行政區為研究范圍，行政邊界附近的可達性有可能被低估。