基于GIS的大丰市城市公园绿地可达性研究

严 军 姚家元 王雪童

（南京林业大学风景园林学院，江苏南京210037）

基于GIS的大丰市城市公园绿地可达性研究

严 军 姚家元 王雪童

（南京林业大学风景园林学院，江苏南京210037）

以江苏大丰市建成区1∶5 000航空影像、城市总体规划（2012—2030）为基础，应用GIS技术，采用缓冲区分析法、成本加权距离法和空间网络分析法，并将3者通过现场实证进行对比，建立城市公园绿地可达性模型，对该市的公园绿地可达性作出评价。结果表明：大丰市公园绿地分布不均，存在空间布局问题，只有约20%的建成区可达性较好，3种分析方法中，网络分析法的误差相对较小，是一种更有潜力的可达性计算方法。

可达性；城市公园绿地；地理信息系统；风景园林

城市的出现，标志着人类迈向了文明和成熟，但是，随着城市化进程的不断加快，城市生态系统变得越来越脆弱。近年来，很多专家学者面对这些问题，结合景观生态学的方法，提出了可达性的概念［1］。可达性最早被Hansen定义为交通网络中各节点之间相互作用机会的大小，并且将可达性与城市土地利用之间的关系用重力方法进行了研究［2－3］。国内，俞孔坚等［4］在1999年利用景观可达性方法分析了中山市公园绿地的可达性，提出某一景观的可达性是指从空间中的任意一点到该景观（源）的相对难易程度，其相关指标有距离、时间、费用等。2004年，从城市公园绿地景观引力场的角度，周廷刚等［5］研究了宁波市公园绿地的可达性，并在指标计算中考虑了土地利用类型、人口分布等因素。2009年，周亮等［6］从城市公园绿地空间结构和布局的角度入手，基于单要素引力模型和最小累计阻力，建立空间阻力和空间可达性与绿地规模质量间的关系模型，同时，将空间阻力因素区分为人口密度和步行阻力，在考虑空间阻力的情况下，建立分布矩阵，优化提出了城市公园绿地空间可达性。近年来，我国城市公园绿地的建设正逐渐步入正规化和标准化的道路，极大地推动了我国城市绿地建设。然而大丰市城市绿地系统规划与研究较不完善，研究方法简单，较少应用科技手段，规划成果实施力度不够。为了改变现状，完善和优化该市城市公园建设，本研究以城市公园绿地为源，引入距离、时间、费用、人口分布、道路交通状况等指标，分析大丰市建成区公园的可达性，为合理规划公园提供科学指导。

1 研究区概况

大丰市位于江苏省中部，盐城东南部，地处北纬32°56′～33°36′，东经120°13′～120°56′。大丰市为滨海平原，东临黄海，海岸线长达112 km；南与东台市接壤，西与兴化市毗邻，北与射阳县及盐城市亭湖区交界，市域总面积约3 059 km2，总人口73万人，辖12个镇、两个省级开发区，境内有西郊生态公园、银杏湖公园、东方湿地公园等城市公园绿地27个，省属农场和沪属农场各3个。大丰市以麋鹿保护区闻名全国，重视城市生态建设工作［7］，它是我国首个生态县，并多次开展生态市建设规划。本次研究范围为大丰市的建成区，其范围为沈海高速公路以东、新北路以南、学府路以西、南翔路以北地区，面积约22．35 km2。

2 数据来源

大丰市建成区1∶5 000航空影像图（2014）、1∶50 000地形图、城市总体规划（2012—2030年）、大丰市志等。研究以建成区内的11块公园绿地为对象，分别是：丰中小游园、常新公园、大四河东侧带状绿地、施耐庵公园、东方城市公园、团结河景观带、辛福湖公园、五一河公园、滨河公园（北侧）、滨河公园（南侧）、银杏湖公园。本研究将建成区的居住用地以老斗龙港、常新路、东宁路、幸福路为界主要分为4个居住片区（包括：城西片区、城中片区、城东新区片区、城东新区南片区）、9个居住社区，见图1。

3 研究方法

可达性研究可分为定性研究和定量研究，城市公园绿地的可达性研究方法见表1。

从表1可知，定性研究偏重理论论述，人为判断和主观性比较强；而定量分析是依据研究得出的数据进行分析，比较客观和准确，更具说服力［8］。采取缓冲区法、成本加权距离法、空间网络分析法进行对比分析，最终得出结论，使得结果更具有说服力和应用价值，同时对大丰市城市公园绿地的规划建设具有更实际的指导意义。

表1 城市公园绿地可达性研究方法Tab．1 Accessibility researchmethods of urban park

3.1 缓冲区分析

缓冲区分析是在给定空间实体周围建立一定距离的带状区，以确定这些物体对周围环境的影响范围或服务范围［13］。

3.1.1 确定研究区域的范围 首先在ArcGIS中导入大丰市市域1∶50 000地形图，从中提取绿地数据，并对提取出来的面要素进行整理，赋属性值。建立属性数据库。

3.1.2 确定缓冲半径 人类的步行速度以4～6 km／h为准计算，而可承受的最大步行时间消耗约为30min［14］。所以可以将可达性的优劣转换成时间尺度，分为4个等级，即＜5 min、5～15 min、15～30 min和＞30min。通过计算，4个等级的划分结果分别约为300、800、1 500m和＞1 500m。

3.1.3 得出缓冲区分布图 按照以上4个缓冲区

等级，得到缓冲区分布图。

3.2 成本加权分析

一个公园的可达性好坏，不单单从空间的距离对其进行评价，现实中的因素如道路及河流、不同性质用地的布局等都会对可达性产生影响。大丰市绿地系统为均质化的方格网式格局，因而，试用成本加权分析法对大丰市公园绿地可达性进行评价。

1）准备基础数据以及行进成本文件［15］。

2）根据前期对大丰市的现场调研，以及相关研究的分析，对大丰市建成区不同等级道路及其他土地类型区域赋予不同的阻力值［4，16］，结果见表2，并将其转化成大小为5m×5m的栅格数据。

表2 不同土地类型区域阻力值Tab．2 Resistance value of different land type area

3）用掩膜提取工具提取大丰市建成区的栅格数据，将公园绿地polygon作为要素源数据，掩膜提取后作为成本栅格数据，生成成本距离栅格，对成本距离栅格进行时间等级分类，形成最终的成本加权分析结果。

3.3 空间网络分析

空间网络分析法（spatial network analysis）通常用来描述某种资源或物质在空间上的运动。并且依据数学模型，验证空间网络的属性数据，并对其进行全方面的计算、解析。本研究以大丰市市域道路网络为基础，依照现场具体情况赋阻力阈值，从而对研究对象进行可达性评价。空间网络分析主要步骤如下：

1）将CAD文件导入ArcGIS，并提取其中的道路要素；根据道路等级确定各条道路速度，在面属性中添加speed、minute、length等字段数据。

2）新建个人地理数据库，并创建要素数据集，在要素数据集中，提取出道路系统数据，将其作为源数据创建网络数据集netanalyse ND。

3）激活network analyst工具栏，选择绿地公园为设施点，在图层属性的“分析设置”栏中设定阻抗因素及中断点，再在“面生成”栏中进行生产面的相关设置。

4）最后求解生成各时间段的可达区域面，并且调整生产面的颜色，得出最后的分析图。

4 结果与分析

4.1 对比分析

3种分析方法对应的效果图分别见图2～4。

对大丰市建成区公园绿地可达性结果分析可知，不同方法所得出的结果有一定差距，结果见表3。

表3 不同分析方法可达性区域面积比较Tab．3 Comparion of accessibility area with analyticalmethods hm2

由表3可以看出，缓冲区分析法中可达性好、较好、一般的面积在3种分析方法中均为最大；可达性差的面积在3种分析方法中最小，与其他2种分析方法的结果相差较大，而成本加权分析和网络分析得出的结果较为接近。经访谈调查及赴现场实地验证，抽取公园绿地可达性0～5 min区间内的翰林华府、东苑小区、东云湾印象城等小区范围内的15个点，抽取公园绿地可达性6～15 min区间内的华惠花园、东风小区、百富达小区等小区范围内的20个点，抽取公园绿地可达性16～30 min区间内的丝织小区、印刷小区等小区范围内的20个点。发现与实际情况有一定误差，具体数值见表4。

表4 不同方法可达性计算误差率比较Tab．4 comparison of rate of deviation withmethods%

综合分析后发现，误差产生原因如下。

1）缓冲区分析法误差较大，对数据要求低，通过服务半径建立缓冲区，并且服务半径的设定没有考虑实际因素，如道路、河流的阻隔等。

2）成本加权分析综合考虑了成本、时间等指标。并且对大丰市不同等级的道路和不同类型用地进行阻力赋值，但默认可在各类型城市用地中穿行，并且对不同的城市道路路况考虑较少，因而带来一定误差。

3）空间网络分析法是以道路交通网络的矢量数据为基础，基于大丰市的道路网络和公园绿地的入口进行分析，揭示了公园与土地在空间上的关联以及利用关系，精度较高，但因为本文所掌握的各个城市道路路况数据尚有限制，因而依然存在些许误差。

因此，在3种方法中，成本加权分析和空间网络分析法拥有更高的精确度，而实证表明，空间网络分析法是一种拥有更大潜力的可达性计算方式。

4.2 公园绿地可达性分析

综合以上3种分析结果可以看出，虽然大丰市建成区的公园绿地面积达到209．77 hm2，人均公园绿地达到9．96m2／人，但是其空间分布均匀度差，且聚集分布，只有约20%的研究区域可达性好，服务效果不理想。因此，在公园绿地建设中，差异化的建设和空间结构的布局优化是一个重要途径。数据统计表明，大丰市不同区域的公园绿地可达性情况不同，可达性优劣所占该区域的比例各异，具体比例见表5。

由表5可以看出，城东新区北片区的可达性最好，可达性好的区域比例为4个片区中最高，这是由于该片区在城市规划及其实施过程中重视公园绿地的建设，公园绿地数量已具规模，布局合理，质量较高。城西片区、城中片区次之，这可能与该区域位于老城中心区，空间较小而人口分布众多相关。城东新区南片区的可达性最差，该片区有较多的公园服务盲区，步行15～30min内无城市公园绿地分布，这与现状建设的公园大多集中布局在城区中心地带，而新开发地区公园建设滞后有关。总之，大丰市建成区还是具有较大的公园建设潜力，结果见图5。

表5 不同分区公园绿地可达性等级及比例Tab．5 Accessibility levels and ratio of different partition's parks %

5 结论与讨论

本研究基于GIS技术，采用缓冲区、成本加权和空间网络分析法，对大丰市建成区公园绿地可达性进行研究分析。结果表明，缓冲区分析法与其他两种方法的结果相差较大，成本加权和空间网络法结果较为相近，空间网络分析法具备更高的运用潜力。可达性分析结果表明，由于没有较为系统性、科学性和合理性的指导，大丰市建成区的城市公园绿地分布不均衡，公园绿地可达性分布存在一定的空间聚集现象，同时结构成分散型分布，未形成系统科学的公园规划。其中城东新区北片的可达性好，城中片区南、北方向比例失衡，而城东新区南片区数量严重不足。只有约20%的研究区域可达性好，显示可达性差的面积占总面积的比例接近50%，公园绿地空间布局大体来说服务效果不理想。

针对上述问题，笔者提出几点建议：1）在公园绿地的规划中尽量消除服务盲区。大丰市建成区的城东新区南片区可达性缺失最为严重，需要在数量上增加各种类型的公园绿地，并且提高公园绿地的质量和服务率。2）增加公园绿地景观类型多样性和分布均匀度，减低其聚集度［4］。3）合理完善公园绿地的总体结构布局。大丰市现状公园绿地结构应根据居民的服务需求分布。公园绿地的现状结构呈分散型分布，应当形成更为系统科学的规划布局，同时解决各类别的公园绿地彼此连贯性差，缺乏绿色廊道的连接的问题。

本次研究基于GIS技术，对大丰市建成区公园绿地的可达性进行了研究分析，对公园绿地结构布局进行评价，为城市公园研究提供了一种新思路与新方法。可达性是一个涵义广泛的概念，需要考虑诸多主、客观因素，本研究的评价指标还欠全面。另外，在规划城市公园绿地的结构布局时，应考虑多方面的因素，包括用地性质、公园绿地的连接性、市民的需求性等等，要想进一步完善大丰市公园绿地的结构布局，还需进一步深入研究。

［1］ 李博，宋云，俞孔坚．城市公园绿地规划中的可达性指标评价方法［J］．北京大学学报（自然科学版），2008，44（4）：618－624．

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［3］ USEPA．User＇s guide to MOBILE 6．1 and MOBILE 6．2：mobile sourse emission factor mobile［R］．EPA420－R－02－028．USA：USEnvironmental Protection Agency，2002：1－261．

［4］ 俞孔坚，段铁武，李迪华，等．景观可达性作为衡量城市绿地系统功能指标的评价方法与案例［J］．城市规划，1999，23（8）：8－11．

［5］ 周廷刚，郭达志．基于GIS的城市绿地景观空间结构研究：以宁波市为例［J］．生态学报，2003，23（5）：901－907．

［6］ 周亮，王挺，马娜，等．基于GIS的城市公共绿地空间可达性研究：以武汉市汉口地区为例［J］．云南地理环境研究，2008，20（4）：11－15．

［7］ 李锋，刘旭升，胡聃，等．生态市评价指标体系与方法：以江苏大丰市为例［J］．应用生态学报，2007，18（9）：2006－2012．

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［12］ 洪婷婷，吴荣良，宋思宁，等．基于GIS的三明市城市绿地应急避难能力分析［J］．西南林业大学学报，2013，33（1）：55－59．

［13］ 顾胜男，温小荣，佘光辉．基于RS与GIS的徐州市区绿地景观格局分析［J］．西南林业大学学报，2012，32（5）：71－76．

［14］ 马琳，陆玉麒．南京市主城区公园绿地景观格局分析［J］．地域研究与开发，2010，29（3）：73－76．

［15］ 连丽花．常州市公园绿地布局研究［D］．南京：南京林业大学，2010．

［16］ 宋秀华．城市公园绿地社会服务功能评价研究［D］．泰安：山东农业大学，2011．

（责任编辑 赵粉侠）

Accessibility Analysis of Urban Park in Dafeng City Based on GIS

Yan Jun，Yao Jiayuan，Wang Xuetong

（College of Landscape Architecture，Nanjing Forestry University，Nanjing Jiangsu 210037，China）

1∶5 000 aviation image（2014）and urban planning（2012－2030）of Dafeng in Jiangsu province were used as basic landscape data．Based the support of GIS，using buffer analysis，cost-weighted method and comprehensive analysis of spatial networks，establish the urban park accessibility model and make the evaluation．Results showed that Dafeng′s urban park distribute uneven spatially，only 20%of study area has good accessibility．In these methods，comprehensive analysis of spatial networks shows a higher potentiality with lower rate of deviation．

accessibility；urban park green land；GIS；landscape garden

S731．2

：A

：2095－1914（2015）06－0078－07

10．11929／j．issn．2095－1914．2015．06．013

2015－04－17

江苏高校优势学科建设工程项目（PAPD）资助。

第1作者：严军（1969—），男，副教授。研究方向：风景园林规划设计。Email：csthesis＠163．com。