城市形態(tài)對(duì)濱江綠地步行可達(dá)性的影響研究
——以上海虹口與楊浦濱江為例

朱瑞琳 | Zhu Ruilin

李泓岍 | Li Hongqian

張德順 | Zhang Deshun

1 研究背景與目的

可達(dá)性是評(píng)價(jià)城市綠色空間合理布局、公平使用的重要指標(biāo)之一[1]。目前城市綠地可達(dá)性的研究可大致分為兩類，一是在城市尺度上，通過(guò)綠地服務(wù)面積比或人口比等指標(biāo)判斷綠地的空間布局狀況和整體可達(dá)性水平；二是在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步從不同使用人群者層面考慮綠地空間布局的合理性和使用的公平性[2]。總體而言，現(xiàn)有的城市綠地可達(dá)性研究大多在城市尺度下展開，評(píng)價(jià)指標(biāo)較單一，評(píng)價(jià)方法多數(shù)為基于GIS平臺(tái)的可達(dá)性評(píng)價(jià)模型，缺少對(duì)多種指標(biāo)的量化整合。

城市形態(tài)學(xué)（Urban Morphology）近年出現(xiàn)的一系列量化分析手段為精確研究濱江綠地步行可達(dá)性提供了技術(shù)基礎(chǔ)[3]。城市形態(tài)的系統(tǒng)研究始于19世紀(jì)初[4]，在1996年正式形成了從狹義到廣義、相對(duì)統(tǒng)一的三種概念[5]。本文關(guān)注的是狹義概念——城市具體的實(shí)體空間和物質(zhì)形態(tài)，物質(zhì)形態(tài)如何影響市民從腹地步行至濱水綠地的可達(dá)性。楊春俠等人在2018年以蘇州河河口5分鐘步行范圍內(nèi)的街區(qū)為研究范圍，從街道、地塊、建筑和街廓四個(gè)層級(jí)，分析了城市形態(tài)對(duì)步行活動(dòng)的影響，并從步行支持出發(fā)提出優(yōu)化策略[6]。

黃浦江沿岸空間的升級(jí)改造是上海城市發(fā)展歷程的縮影，自2002年啟動(dòng)兩岸綜合開發(fā)，至2017年底，已基本實(shí)現(xiàn)從楊浦大橋到徐浦大橋45km濱江公共空間貫通開放。《黃浦江沿岸地區(qū)建設(shè)規(guī)劃（2018—2035）》從公共空間角度提出，要實(shí)現(xiàn)更大程度的濱水空間開放，加強(qiáng)濱江景觀生態(tài)空間向腹地滲透，形成完整的濱水公共空間網(wǎng)絡(luò)，岸線輻射腹地進(jìn)深約2～5km[7]。在此目標(biāo)指導(dǎo)下，有必要關(guān)注和研究濱江綠地及其周邊城市空間。

本文以虹口和楊浦濱江為研究對(duì)象，構(gòu)建“基于城市形態(tài)的濱水步行可達(dá)性評(píng)價(jià)方法”，通過(guò)比較基于城市形態(tài)的“設(shè)計(jì)可達(dá)性”和基于實(shí)時(shí)熱力圖的“實(shí)際可達(dá)性”，揭示影響濱水綠地可達(dá)性的關(guān)鍵城市形態(tài)要素，補(bǔ)充街區(qū)尺度下的城市綠地可達(dá)性的研究，為空間形態(tài)優(yōu)化和濱江城市開發(fā)提供參考。

2 研究對(duì)象

選取上海市虹口至楊浦濱江共4km的濱江綠地及其10分鐘步行距離（1km）內(nèi)的99個(gè)腹地街區(qū)為研究對(duì)象（圖1）。濱江綠地西起虹口區(qū)上海港國(guó)際客運(yùn)中心，東至楊浦區(qū)濱江國(guó)際廣場(chǎng)。該濱江區(qū)段周邊局部區(qū)域隨著黃埔濱江公共空間的升級(jí)改造進(jìn)行了更新，新舊城市形態(tài)共存[8]。豐富的城市形態(tài)要素有助于揭示其對(duì)濱江綠地可達(dá)性的影響。

圖1 研究對(duì)象

3 研究方法與模型構(gòu)建

3.1 研究方法

通過(guò)以下三步構(gòu)建“基于城市形態(tài)的濱水步行可達(dá)性評(píng)價(jià)方法”（圖2）：①梳理文獻(xiàn)，選取表征城市形態(tài)的重要指標(biāo)，建立評(píng)價(jià)模型，計(jì)算“設(shè)計(jì)可達(dá)性”；②實(shí)地調(diào)研結(jié)合百度熱力圖，經(jīng)ArcGIS10.6處理后得到“實(shí)際可達(dá)性”；③對(duì)比“設(shè)計(jì)可達(dá)性”和“實(shí)際可達(dá)性”，分析結(jié)果一致或差異的空間，明確影響濱水可達(dá)性的重要城市形態(tài)因子，對(duì)可達(dá)性差的現(xiàn)狀空間提出優(yōu)化策略和建議[9-10]。

圖2 研究框架

3.2 基于城市形態(tài)指標(biāo)計(jì)算的步行系統(tǒng)“設(shè)計(jì)可達(dá)性”

通過(guò)閱讀文獻(xiàn)，梳理出與步行可達(dá)性相關(guān)的城市形態(tài)（表1）：“街道—街廓—建筑”3個(gè)層級(jí)下的5個(gè)空間形態(tài)因子，分為1、3、5、7、9五個(gè)等級(jí)進(jìn)行賦值。

表1 城市形態(tài)指標(biāo)及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

（1）街道

街道體系和河流構(gòu)成了濱水城市的形態(tài)骨骼[7]，連接城市與濱江區(qū)域，是人通行的主要載體。中介中心性（Betweenness）指標(biāo)反映行人在路段上穿越性運(yùn)動(dòng)活動(dòng)的潛力，衡量街道的可達(dá)性[11]。以虹口與楊浦濱江城市路網(wǎng)為對(duì)象，通過(guò)ArcGIS10.6的sDNA插件，采用歐式角度（Euclidean Angular），分析半徑設(shè)為800m，結(jié)果如圖3a。為了后面與街廓和建筑準(zhǔn)則層的分析與比較，根據(jù)距離衰減模型，將街道可達(dá)性從街道向地塊地轉(zhuǎn)化（圖3b）。

圖3 中介中心性

分析可知，濱江綠地西面的位于虹口區(qū)的國(guó)客中心段周圍的城市路網(wǎng)密集，中介中心性高，可達(dá)性較高；而東面的中介中心性普遍較低，可達(dá)性較低。

（2）街廓

街廓是街道和建筑之間的過(guò)渡。劃分街廓的外部網(wǎng)絡(luò)形成街道，街廓內(nèi)部由不同所有權(quán)的建筑組成。街廓的形式和規(guī)模限制了內(nèi)部的地塊劃分和建筑布局模式，進(jìn)而影響人行環(huán)境[11]。街廓可達(dá)性用以下3個(gè)指標(biāo)表征。

①界面整合度：描述街廓界面的完整度和連續(xù)性。濱水城市街道需要連續(xù)界面引導(dǎo)人們走向河流[11]，界面的整體性和連續(xù)性越高，行人的步行體驗(yàn)越好，往往可達(dá)性越高[7]。計(jì)算公式為：

式中：l為周邊道路紅線距離退10m以內(nèi)建筑底線的總和，如圖4a；L為街廓總周長(zhǎng)。

圖4 街廓界面及其整合度

城市內(nèi)部腹地街廓以虹口區(qū)老舊居民區(qū)為代表，貼線率高，完整性與連續(xù)性更強(qiáng)；而靠近濱水空間的街廓界面整合度普遍較低，呈現(xiàn)大片的缺失和斷裂（圖4b）。

②沿江寬度：即街廓單元平行于濱水空間方向的最長(zhǎng)邊長(zhǎng)度，反映街廓單元對(duì)城市腹地到達(dá)濱江綠地的阻隔。街廓的寬度越大意味著在較長(zhǎng)距離內(nèi)缺乏垂直濱江空間的路徑，可達(dá)性往往較差。研究區(qū)域靠近濱江綠地的商業(yè)區(qū)與工業(yè)區(qū)街廓的寬度尺度偏大，缺乏可步行至江邊的垂江通道（圖5b）。

圖5 街廓沿江寬度

③形狀率：描述街廓平面形態(tài)長(zhǎng)寬比[12]，表達(dá)了街廓與河岸的契合與制約聯(lián)系，對(duì)行人步行可達(dá)性有較大影響[14]。計(jì)算公式為：

式中A為街廓的總面積；L為街廓最長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度。

一般情況下，形狀率越低，街廓呈帶狀，長(zhǎng)軸兩端的聯(lián)系越不便捷；反之，方形街廓邊緣各點(diǎn)的交通聯(lián)系較方便。虹口區(qū)原為上海的公共租界區(qū)，先期規(guī)劃中與西方其他殖民城市類似，街廓尺度較小，街廓形態(tài)大多為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)寬比控制在1∶1～1∶2之間，形狀率高，較容易通行，但這樣的街廓結(jié)構(gòu)發(fā)展到濱水空間沿岸卻發(fā)生了變化，呈現(xiàn)為街廓形態(tài)各異，長(zhǎng)寬比不等，尤其楊浦濱江原來(lái)的船廠自來(lái)水廠工業(yè)區(qū)寬度與縱深都比較大，人們較難到達(dá)濱江（圖6）。

圖6 街廓最長(zhǎng)軸及形狀率

（3）建筑

建筑形態(tài)是城市形態(tài)的直接表征，許多城市以高層低密度替代低層高密度的建筑更新進(jìn)程，使傳統(tǒng)城市良好的室外步行空間和步行體驗(yàn)逐漸消失[11]。一般的二維平面僅關(guān)注建筑布局，忽略了建筑高度信息，三維空間研究能更全面直觀地反映建筑高度及空間分布，分析其與濱水空間的互動(dòng)關(guān)系。

本研究運(yùn)用Spacemate法，結(jié)合容積率（FSI）、建筑覆蓋率（GSI）、平均層數(shù)（L）建立了建筑群形態(tài)類型評(píng)價(jià)矩陣[13]，將研究區(qū)域內(nèi)的建筑布局對(duì)應(yīng)至矩陣中，按高層得分越高、塊狀得分越高進(jìn)行賦值。塊狀高層的街區(qū)對(duì)可達(dá)性有較高的正面影響，一方面是因?yàn)檫@幾種形式能提供足夠的建設(shè)強(qiáng)度，往往意味著有足夠多的人來(lái)使用這個(gè)地塊；另一方面則是板式或圍合式的建筑形態(tài)在一定程度上保證了建筑和街道空間的滲透和交互，為多樣化的城市生活提供了可能[15]。

在ArcGIS10.6平臺(tái)將上述因子參數(shù)化、數(shù)據(jù)輸入、柵格化和疊加，計(jì)算基于城市形態(tài)的步行“設(shè)計(jì)可達(dá)性”，計(jì)算結(jié)果按照自然斷點(diǎn)法分為5級(jí)（圖7）。

3.3 基于實(shí)地調(diào)研和百度熱力圖的“實(shí)際可達(dá)性”

百度地圖記錄智能手機(jī)用戶訪問(wèn)百度產(chǎn)品時(shí)所攜帶的位置信息，計(jì)算各地區(qū)的人群密度和人流速度，通過(guò)在地圖上疊加不同顏色實(shí)時(shí)反映人口聚集狀態(tài)[16]。本研究基于百度地圖熱力圖結(jié)合實(shí)地調(diào)研量化城市空間的人群實(shí)際到達(dá)情況。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與文獻(xiàn)梳理，上海公園的高峰使用時(shí)段一般為15：00—16：00[17]。此外，選用周末數(shù)據(jù)，盡可能排除上班人群在室內(nèi)產(chǎn)生的熱力。爬取12月19日到12月27日周末15:00、15:30、16:00的百度熱力圖，通過(guò)ArcGIS10.6對(duì)共12個(gè)時(shí)間點(diǎn)的熱力值進(jìn)行均值化處理[18]，計(jì)算每個(gè)街廓平均熱力值，按照自然斷點(diǎn)法將熱力值分為7級(jí)（圖8）。紅色至藍(lán)色代表熱力值從高到低遞減。熱力值越大，該時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)區(qū)域人群越密集，即實(shí)際到達(dá)人數(shù)多，認(rèn)為該區(qū)域可達(dá)性高，反之則可達(dá)性低。

圖8 基于實(shí)地調(diào)研和百度熱力圖的“實(shí)際可達(dá)性”

3.4 “設(shè)計(jì)可達(dá)性”與“實(shí)際可達(dá)性”的比對(duì)

將“實(shí)際可達(dá)性”結(jié)果（圖8）與“設(shè)計(jì)可達(dá)性”結(jié)果（圖7）擬合和比對(duì)，共有吻合且高效、吻合且低效、不吻合三種情況（圖9）。可達(dá)性一致且低的區(qū)域集中于楊浦濱江段周圍的街區(qū)，可達(dá)性一致且高的區(qū)域在城市內(nèi)部腹地分布較多，可達(dá)性評(píng)價(jià)不一致的區(qū)域較為分散，散布于虹口濱江周圍的街區(qū)。

圖9 “設(shè)計(jì)可達(dá)性”與“實(shí)際可達(dá)性”擬合分析

4 結(jié)合現(xiàn)狀設(shè)計(jì)的比較討論

設(shè)計(jì)可達(dá)性與實(shí)際可達(dá)性的擬合度達(dá)到70%，因此可判斷城市形態(tài)對(duì)于市民從城市腹地步行至濱江綠地的可達(dá)性有影響。進(jìn)一步識(shí)別設(shè)計(jì)與實(shí)際可達(dá)性一致且均較高的空間，發(fā)現(xiàn)形狀率較小、中小尺度且建筑形態(tài)為高層圍合式的街區(qū)對(duì)可達(dá)性有較大的正面影響。影響濱江綠地可達(dá)性的關(guān)鍵因子為街廓形狀，長(zhǎng)寬比越接近1∶1的方形街區(qū)，可達(dá)性越高；相反，帶狀街區(qū)的可達(dá)性較低。與之相對(duì)應(yīng)，濱江區(qū)域路網(wǎng)越密集，人們?cè)饺菀椎竭_(dá)濱江。

4.1 “設(shè)計(jì)可達(dá)性”與“實(shí)際可達(dá)性”一致且較高

緊鄰虹口濱江國(guó)航中心段北面的金融廣場(chǎng)“設(shè)計(jì)可達(dá)性”與“實(shí)際可達(dá)性”都較高。金融廣場(chǎng)周邊街道的中介中心性很高，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該段沒(méi)有高差，有較多行人從該入口進(jìn)入濱江綠地，相比之下，虹口濱江其余主要園路與周邊場(chǎng)地均有高差。此外，金融廣場(chǎng)為高層圍合式建筑布局，加強(qiáng)了濱江綠地與周邊的滲透和交互，辦公性質(zhì)的高層創(chuàng)造了大量潛在使用人群，提升可達(dá)性潛力。

4.2 “設(shè)計(jì)可達(dá)性”與“實(shí)際可達(dá)性”一致且較低

楊浦船廠和自來(lái)水廠是“設(shè)計(jì)可達(dá)性”與“實(shí)際可達(dá)性”高度一致且十分低的空間。首先，這兩處周邊街道密度較低，呈樹形結(jié)構(gòu)，中介中心性很低，意味行人通過(guò)該片街道的潛力不高。第二，受功能限制，楊浦船廠和自來(lái)水廠街廓形狀接近長(zhǎng)條形，沿江寬度較長(zhǎng)，不利于從城市腹地通往濱江綠地。第三，楊浦船廠和自來(lái)水廠界面用連續(xù)圍墻封閉，整合度較低。

4.3 “設(shè)計(jì)可達(dá)性”與“實(shí)際可達(dá)性”不相符

白玉蘭廣場(chǎng)是研究范圍內(nèi)“實(shí)際可達(dá)性”遠(yuǎn)高于“設(shè)計(jì)可達(dá)性”的地塊。白玉蘭廣場(chǎng)在參數(shù)化時(shí)簡(jiǎn)化抽象為低層大體量裙房加高層寫字樓，但其裙房開辟有多條灰空間通道供行人穿行，且設(shè)有臨街商鋪，因此街廓層級(jí)的形狀率和沿江寬度指標(biāo)都不能準(zhǔn)確描述白玉蘭廣場(chǎng)的空間形態(tài)特征。其次，本文的濱水步行可達(dá)性評(píng)價(jià)方法關(guān)注城市形態(tài)，忽略業(yè)態(tài)類指標(biāo)，但實(shí)際上，白玉蘭廣場(chǎng)的商業(yè)布置為其吸引了大量的人氣，并輻射至周邊，離它最近的國(guó)客中心段（高陽(yáng)路—虹口港）也是調(diào)研中實(shí)際可達(dá)性較高的段落。

4.4 針對(duì)現(xiàn)狀設(shè)計(jì)的建議

首先，道路布局上應(yīng)消除或弱化沿江車行道對(duì)濱水綠地和腹地空間的割裂。虹口濱江現(xiàn)在被平行于黃浦江的四車道割裂開來(lái)，行人難以便利地從腹地到達(dá)濱江。臨江城市道路應(yīng)鼓勵(lì)慢行優(yōu)先，提升過(guò)街便利度。此外還應(yīng)依托生活型街道、沿路綠帶和地塊內(nèi)部弄巷等，系統(tǒng)布局垂直于江岸的慢行通道，因地制宜地增加通道密度，提升慢行環(huán)境。濱江綠地也可以相應(yīng)增加開口，滿足行人通行需求，移除不必要地障礙和欄桿圍擋，確保城市到濱江公園和公共空間的直接聯(lián)系。

其次，在濱江綠地內(nèi)部的重要空間節(jié)點(diǎn)應(yīng)該以高密度、小街區(qū)為主導(dǎo)，提供更多的功能交互界面，構(gòu)筑細(xì)密緊湊的空間氛圍。沿江建筑界面應(yīng)優(yōu)化其開放性和公共性，實(shí)現(xiàn)濱水建筑與空間活力互動(dòng)。楊浦濱江現(xiàn)狀的大量建筑以企業(yè)辦公、會(huì)所等商務(wù)功能為主，功能單一、公共性有限、活力不足。

5 結(jié)論與反思

本文從城市形態(tài)的視角出發(fā)，建立了一套“基于城市形態(tài)的濱水步行可達(dá)性評(píng)價(jià)方法”，計(jì)算“街道—街廓—建筑”的設(shè)計(jì)可達(dá)性，與實(shí)際可達(dá)性比對(duì)，揭示了以街廓形狀為代表的城市形態(tài)對(duì)市民步行至濱江綠地的可達(dá)性有較大影響，提出空間優(yōu)化策略，為未來(lái)濱水區(qū)城市開發(fā)和管理提供參考。

但本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)存在一定局限性，未來(lái)需要優(yōu)化和改進(jìn)。首先，基于手機(jī)信號(hào)統(tǒng)計(jì)的熱力值無(wú)法完全反映室外的人流量，且較難排除室內(nèi)人群使用手機(jī)產(chǎn)生熱力值的影響，存在一定誤差。此外，本研究關(guān)注的城市形態(tài)僅考慮了物理空間層面的指標(biāo)，對(duì)于非物質(zhì)層面的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化等因素缺乏考量，以土地利用方式為例，商業(yè)用地、文化科教用地可能對(duì)于人流量有較大吸引力，結(jié)論需要進(jìn)一步驗(yàn)證。本文所提出的“基于城市形態(tài)的濱水步行可達(dá)性評(píng)價(jià)方法”中使用的形態(tài)指標(biāo)有待補(bǔ)充和完善，城市空間形態(tài)因子之間的權(quán)重關(guān)系和數(shù)理模型需要進(jìn)一步確定。

資料來(lái)源：

文中圖表均為作者自繪。