基于3S技術的城市公園可達性分析

摘" 要：城市公園是城市綠地重要的組成部分，為探究城市公園對城市居民的服務能力及城市內不同區域的公園服務能力均衡性，利用3S技術提取利川市建成區的公園、人口分布等數據，通過3個定量評價可達性的指標，運用網絡分析法對公園可達性進行分析。結果表明，在步行20 min內，公園可達性3個指標最大分別可達0.59、0.58、0.55，在騎行20 min內，公園可達性3個指標最大分別可達0.72、0.74、0.68。通過分析，利川市建成區內公園整體可達性良好，但是4個城區之間存在明顯的、有規律性的差異，呈現出南北城區公園可達性優于東西城區可達性的特點。該結論對利川市的公園規劃、居住區規劃等具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：城市公園；利川市；可達性；3S技術；網絡分析

中圖分類號：F299.24 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）19-0087-05

Abstract： City park is an important part of urban green space. In order to explore the service capacity of the city park to urban residents and the balance of park service capacity in different areas of the city， 3S technologies is used to extract the park and population distribution data of Lichuan built area. Through three quantitative evaluation indicators， network analysis is used to analyze the accessibility of parks. The results show that the three indexes of park accessibility can reach 0.59， 0.58 and 0.55 respectively within 20 minutes of walking， and 0.72， 0.74 and 0.68 respectively within 20 minutes of cycling. Through the analysis， the overall accessibility of parks in Lichuan City is good， but there are obvious and regular differences among the four urban areas， which shows that the accessibility of parks in the north and south urban areas is better than that in the east and west urban areas. This conclusion can be used as a reference for park planning and residential area planning in Lichuan.

Keywords： city park; Lichuan City; accessibility; 3S technologies; network analysis

公園綠地指具有一定的游憩設施和服務設施，向公眾開放，以游憩功能為主，同時兼具生態美化、教育 避險等功能的綜合綠化用地[1]。隨著城市化進程的不斷深入，人口在城市不斷聚集，人們對于城市休閑娛樂、游玩休憩具有了更高的需求，城市公園在改善城市居民生活體驗上扮演著至關重要的角色，公園綠地及其提供的服務質量成為衡量城市環境和居民生活水平的重要指標[2]。城市公園綠地的綜合評價面臨著諸多問題，第一是數據獲取問題，傳統測評手段往往是實地勘測公園現狀結合GIS來進行分析，隨著3S技術的發展，3S技術在城市公園數據獲取中起到關鍵性的作用，GNSS技術可以非常便捷地獲取公園出入口等空間位置，RS通過高分辨率遙感影像自動提取綠地信息，GIS為可達性分析提供工具[3-5]。第二是如何根據市民出行需求選擇合適的公園綠地評價指標，評價公園綠地對于城市居民影響的常用指標是公園可達性。目前，對于公園綠地可達性的研究方法較多，主要有緩沖區分析法[6-7]、引力勢能模型法、費用加權法[8]、最小臨近距離法[9]、高斯兩步移動搜索法[10]、網絡分析法[11-17]、地理探測器法[18]和空間句法[19-21]等方法。其中網絡分析法是考慮到城市居民的實際出行選擇，是目前國內學者普遍使用的一種可達性分析方法。

1" 研究區概況及數據來源

1.1" 研究區概況

利川市位于湖北省恩施土家族苗族自治州西北部，東接恩施市、南接咸豐縣。地跨東經108°21′～109°18′，北緯29°42′～30°39′，是湖北省西南的重要門戶，也是鄂西南陸地交通入渝的要道（圖1）。

1.2" 數據來源

研究數據主要來源于4個方面。

1）多光譜高分辨率遙感影像。來源于Geoeye-1商業衛星影像，全色波段分辨率為0.5 m，高光譜分辨率為1 m。

2）各類城市規劃文件及相應規范。

3）實地調查數據。包括公園出入口數據、關鍵性定位數據、小區樓棟信息等。

4）道路網數據。來自于OSM。

2" 研究方法

2.1" 研究路線及主要方法

通過融合3S技術（GNSS、RS、GIS）進行研究，GNSS技術主要負責點位數據采集，公園綠地信息、居住區信息通過高分辨率遙感影像來提取，GIS負責數據的綜合編輯與分析，整體研究路線如圖2所示。

2.1.1" 網絡分析法

公園所影響和服務的范圍是不一樣的，考慮到實際的出行方式是由道路所決定，這就導致公園的服務范圍不是以公園為中心的圓形區域，而是以道路網絡為基礎的服務范圍。道路網絡由網絡節點、網絡路徑、障礙組成，網絡的基本組成如圖3所示。

2.1.2" 人口估計方法

城市公園提供的服務主要是面向城市居民，所以城市公園服務了多少人是關鍵考慮點，考慮到城市人口較為分散地居住在各個小區、單位、工廠等，且具有一定程度的流動性。本文采用估計法，以城市常住人口數為依據，假定成比例分散在各個小區，估計的基本原理為

式中：Di為每一個居住小區的占地面積，數據來自于高分辨率遙感影像的提取；fi為每一個居住小區的平均樓層數，數據來自于實地調查；n表示公園總個數；A為總人口數；Ai為某一個小區的估計人口數。

2.2" 可達性評價指標

為了定量評價公園可達性，本文引入3個指標，分別是公園服務面積占建成區比例V1、公園服務的居住區面積占總居住區面積的比例V2、公園服務人口占總人口比例V3。

式中：Si表示每一個公園的實際占地面積；n表示公園個數；Sarea表示建成區面積；S表示某一公園覆蓋居住用地的面積；Dj表示每一個小區的居住用地面積；m表示小區個數；Ai表示某一個公園所服務的人口數量；A表示總的人口數量。V1、V2、V3的范圍在[0，1]，數值越大，表示公園的可達性越好。

3" 結果與分析

3.1" 城區人居地及公園分布基本情況

利川市建成區內面積、居住面積、人口等統計見表1，由表1可知，在四大城區范圍，北城區面積最大，南城區面積最小，分別為7.83 km2和2.08 km2，建成區內大規模的森林公園分布在東城區、北城區的沿山地帶，故而公園面積較多的是東城區和北城區，分別達到1.09 km2和0.98 km2，南城區范圍較小，濱河公園在其內部，結合建成區范圍大小，可以得出公園面積占比較高的是東城區和南城區，分別達到18.43%和18.55%。對于人口分布而言，北城區是主要居住區域，其居住用地面積、居住人口數均是最多的，分別達到0.8 km2和7.11萬人。而南城區是以新城為主，用地較為密集，居住用地占比最高，達15.75%。

3.2" 公園可達性分析

城市居民去公園的主要目的一般是散步、散心、放松，在日常生活中，會傾向于就近游玩。不同的人群會根據自身情況選擇不同的出行方式，經過調查，主要的出行方式是步行和自行車出行，花費的時間也不會很長。對步行和自行車騎行而言，選擇5、10、20 min三個時間跨度，即在相應的時間內，選擇不同的出行方式可以抵達哪些地方，為了評價城市公園的可達性，采用網絡分析，通過式（4）、式（5）、式（6）三個評價指標V1、V2、V3來定量評價公園可達性。

3.2.1" 建成區內公園可達性分析

圖4表示步行方式的可達性，圖5表示騎行方式的可達性，結合表2，步行5 min能夠覆蓋到的公園范圍是有限的，在20%附近，其中3個指標V1、V2、V3分別是0.23、0.18、0.16；而步行20 min能夠覆蓋到的公園范圍大約在50%～60%，其中3個指標V1、V2、V3分別是0.59、0.58、0.55。這表明對于市民而言，有近60%的居民可以在20 min內到達某一公園，圖4的空白部分表明沒有被公園覆蓋到的區域，表明這些區域內的居民無法在20 min內抵達公園。對于騎行而言，利川市建成區內道路密集，騎行出行較為方便，騎行5 min能夠覆蓋到的公園范圍相較于步行有明顯增長，在30%附近，其中3個指標V1、V2、V3分別是0.34、0.27、0.25；而騎行20 min能夠覆蓋到的公園范圍相較于步行有明顯提升，達到70%，其中3個指標V1、V2、V3分別是0.72、0.74、0.68。這表明對于市民而言，騎行出行游玩是不錯的選擇。

3.2.2" 不同城區的公園可達性比較

利川市由于4個城區的自然條件、規劃發展、歷史遺留等多方面的問題，不同的城區公園的密度、人口密度是有差異的。無論選擇何種出行方式，不同城區的未覆蓋區域有著明顯的區別，特別是在東城區和西城區，即使20 min的出行也有較大范圍的未覆蓋區域，為了定量分析并比較不同城區的公園可達性差異，得到如表3和圖6所示的結果。

圖6中的（a）、（b）、（c）表示步行方式在不同步行時間下各個城區的可達性指標，（d）、（e）、（f）表示騎行方式在不同騎行時間下各個城區的可達性指標。結合表3和圖6可以看出，無論使用哪種出行方式、無論出行時間長短，南、北城區的公園可達性都是相對較好的，其主要原因是因為南城區以新城為主，規劃較為合理，且居住區分布均勻，城區面積較小，距離清江濱河公園均較近，所以對于南城區的居民而言，公園可達性較為方便，居民可以選擇較為自由的出行方式和出行時間，均能夠獲得較好的公園游憩、休閑服務。與之相反的是，東城區和西城區的公園可達性普遍較差，因為東、西城區主要是以農地、廠房、荒地為主，缺少各類公園，且人口較為稀少，分布較為分散，這就導致東城區、西城區的居民想要享受公園服務，不得不花費更多時間。通過比較圖6中（a）—（f），3個城區的三大公園可達性指標的趨勢是類似的，即南北城區相對高、東西城區相對低。

4" 結論

通過采用3S技術來評價利川市建成區內公園的可達性，GNSS與RS主要負責綠地等基礎信息的獲取，通過GIS網絡分析法，探究了利川市建成區內公園可達性及不同城區的公園可達性特點，可以得出，利川市建成區公園可達性總體良好，在日常公園需求中，市民可以較好地享受公園的便利，但是各個城區分布不均，且各個城區之間呈現出“南北優于東西”這一相似的差異性，這對分析不同城區公園對城市居民的影響，了解當前城市公園布局，為城市綠地規劃、公園設計、居住區設計、道路建設和城市綠道建設等有一定的指導意義。

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第一作者簡介：滕健（1993-），男，碩士，助教。研究方向為城鄉工程建設。

*通信作者：袁菲（1993-），女，碩士，工程師。研究方向為礦山測量。