基于轨道交通的武汉市公园绿地布局优化研究

魏永青,李新,蔡爱玲,冯威

(湖北大学 资源环境学院,湖北 武汉 430062)



基于轨道交通的武汉市公园绿地布局优化研究

魏永青,李新,蔡爱玲,冯威

(湖北大学 资源环境学院,湖北 武汉 430062)

摘要：以武汉市三环线以内建成区为研究区域,以轨道交通1、2、4号线以及武汉市公园绿地为研究对象,基于TOD规划理念,运用GIS手段分析了在轨道交通背景下武汉市公园绿地的布局,与公园绿地的现状进行了叠加分析,提出了武汉市公园绿地建设的优化方案。

关键词：武汉市;公园绿地;GIS;TOD;布局

1引言

武汉市是一座以公共交通为导向发展(TOD)的城市,现在已经开通轨道交通1号线、2号线、4号线,至2049年,武汉市轨道交通将达25条总长1045 km[1]。在TOD的理念之下,城市的人口、住宅、产业、绿地等都将围绕轨道交通线及站点布局。武汉也是“国家园林城市”,截至2014年末全市拥有公园74个,公园绿地面积7016.89 hm2,人均公园绿地面积11.06 m2,建成区绿化覆盖率 39.09 %[2]。2015年,武汉市成功承办了中国国际园林博览会。随着TOD理念指导之下城市的发展以及城市居民对公园绿地需求的提高,城市公园绿地的布局也会发生相应的变化。运用GIS的研究手段,对武汉市轨道交通背景下公园绿地的服务面积、服务人进口行分析,评价公园绿地与轨道交通结合的情况,根据《武汉市城市总体规划(2010-2020)》中的目标以及武汉市土地利用规划,提出武汉市公园绿地建设的优化方案。

2数据来源及研究方法

2.1数据来源

研究所需数据包括武汉市轨道交通规划、武汉市公园绿地分布现状、武汉市人口数据、武汉市土地利用资料等。主要通过文献查阅以及遥感影像解译获取。

分层提取Google Earth卫星影像中武汉市三环线内轨道交通1、2、4号线交通线及其沿线交通站点、武汉市行政分区、主要街道信息等信息,并将校正后的Google Earth数据分层导入Arcgis10.2中进行数字化处理并且通过实地调查对其进行校正得到最终数据。提取Google Earth卫星影像武汉市三环线内行政分区以及绿地分布数据,进行数据化处理保存于绿地数据库中。下载2010年武汉市区域的Landsat7 影像,然后用Erdas Imagine 9.2对各种土地类型分类提取,获得2010年武汉市主城区土地利用图。

(10)水景的水系统、电系统、结构设计及土建工程等均应以专业图纸为准。

(11)水景进行试水测试时:设计及工程单位会同检验,以确保水景所有喷水、跌(溢)水、静置水面等均符合设计要求。

(12)灯光测试:设计及工程单位会同检验,以确保符合设计要求。

2.2研究方法

2.2.1空间分析法

(1)可达性分析。本研究采用ArcGIS 软件提供的空间分析方法,通过缓冲区分析法来实现,对要素图层单独做缓冲区,然后通过空间叠加来实现[3]。

(2)缓冲区分析。缓冲区分析法是地理空间目标的一种影响范围或服务范围,具体指在点、线、面实体的周围,自动建立的一定宽度的多边形的一种分析方法。

(3)空间叠加分析。叠加过程往往是对空间信息和对应的属性信息作集合的交、并、差、余运算,也可再进一步对属性作其他的数学运算,本文主要是运用求交运算。

2.2.2TOD规划法

TOD(Transit-Oriented-Development)是“以公共交通为导向”的开发模式。这个概念最早由美国建筑设计师Peter Calthorpe 于20 世纪90 年代提出的[4],通过轨道交通对城市格局引导(图1)。

3武汉市主要公园绿地服务空间分析

3.1公园绿地可达性分析

武汉现有三条轨道交通的站点为62个(其中一号线29个站点、二号线 21个站点、四号线15个站点),根据TOD规划模型理论,以各轨道交通站点为中心作500 m的缓冲区,与轨道交通沿线公园绿地相交的个数来评判轨道交通与周边绿地的衔接性。

在公园绿地服务辐射范围上,选取公园可达性和服务面积两个指标,再用ArcGIS进行图层叠加分析。根据可达性计算的成本加权距离、时间成本栅格方法,以武汉市不同土地利用类型对各个栅格赋予不同的属性值,即空间相对阻力值,然后使用空间分析模块的成本加权距离工具,后转换时间等级,得到武汉市市民在轨道站点500 m范围内(即步行5 min)接受公园服务的可能性。

经过ArcGIS导出属性表,三条轨道交通站点与周边公园绿地相交的只有5个,轨道站点与公园耦合情况为9 %,公园绿地布局不尽合理(图2)。

3.2公园绿地服务面积现状分析

在Arc Map中运用点来模拟各街道人口在空间上的分布状况[5](点所在的位置为各街道办事处所在地),接着对公园绿地分别做500 m、1000 m缓冲区分析(图3)。

根据《城市绿地分类标准》[6]以及国家园林城市建设的要求,提出“市民出门500 m 见绿,1000 m 可达大型公共绿地”的指标,用GIS做缓冲区分析,以此为模型,得出公园服务的实际人口数(图4和图5)。

通过公园的绿地面积、人口密度来计算总服务人口,以人均最低标准9 m2为计算数值,得出理论化的服务人口,将之与公园服务的实际人口进行对比,分析武汉市现有绿地与服务人口的匹配情况。

从图4中得出,在500 m缓冲区内,有7个公园实际服务人数远大于理论服务人数。由于周围街道面积相对较小,公园实际服务人数理应小于理论人数。所以,有部分公园布局不合理,不能满足周围居民休闲及生活体验的需要。

从图5中得出,基于1000 m缓冲区分析,现有的公园建设基本符合标准,但是存在个别公园如黄鹤楼、沙湖公园等不满足现有公园建设标准。

4武汉市公园绿地优化

根据《武汉市城市总体规划(2010-2020年)》以及轨道交通规划,以2020年为时间节点探讨武汉市公园绿地优化方案。规划要求扩大绿地面积、优化城市绿地空间布局,至2020年绿地建设达到国家生态园林城市关于园林绿地的建设标准,结合2020年轨道交通分布状况、武汉市土地利用规划、和已建公园的距离关系这三大要素对未来武汉市公园绿地空间布局进行优化。

通过 ArcGIS Spatial Analyst 扩展模块工具构建一个适宜性模型来优化公园空间布局。

4.1派生数据集

处理专题数据以定位适合新公园的区域,从高程数据中派生出如下内容:①从 elevation 数据集中派生出“坡度”;②从 subwaysite 数据集中派生出“到附近地铁站点的距离” ;③从 gardens 数据集中派生出“距现有公园的距离”。

4.2设置权重和合并数据集

将重分类的数据集和土地利用数据集进行合并以查找最适合的位置。用于表示坡度、到地铁站点的距离和到现有公园距离的重分类数据集,其所有值使用统一的度量级进行了重分类(较适合的像元具有较高的值)。土地利用数据集仍为原始格式,将此数据集的像元值作为加权叠加过程的一部分进行加权,居民地和工业用地、农业用地、商业用地、道路用地的区域的值将受限,将小于4°的坡度值(由于坡度太陡,因此最不适合)标记为受限,排除这些值,在邻近地铁站点并远离其他公园的位置处建立公园更为合适,对所有的输入进行加权以便为各输入分配影响百分比。

检查添加到Arc Map显示中的图层,这些即新公园的最佳候选位置。其中存在多个表示最佳位置的单一像元,30 m的像元对于公园位置而言太小。需要通过使用众数滤波工具来对结果进行筛选,从而移除这些小区域。

4.3选择最佳位置

在相关图层上,每个像素都包含一个表示位置对于建立新公园的适宜度的值,值为 9 的像素是最适合的位置,而值为 0 的像素则不适合。因此,新公园的最佳位置应选在值为 9 的区域。

接着使用众数滤波工具提炼最佳区域,然后检查添加到Arc Map显示中的图层,对比“过滤后的最佳区域”图层和“最佳区域”图层。此时,许多被认为面积过小的最佳区域已被删除。

4.4确定最终位置

通过以上步骤,已经确定了建立新公园的可选最佳位置,如图6所示。

根据以上分析,选择了八处需新增公园绿地处,但由于光谷国际广场、徐东村、武汉国际会展中心这三处区域人口密度大,基础设施建设密集,作为新建公园选址条件不佳,不作为最优方案考虑。剩余五处选址地如图6所示,分别分布在武汉市人口密集、绿地缺少的江岸、硚口、洪山和江汉等区域内。

5结语

目前,国内外对于公园绿地布局评价较单一,很少以轨道交通为导向进行城市公园绿地规划。本文在借鉴前人公园绿地评价体系的基础上,用ArcGIS空间技术分析方法,对武汉市三环线内现有公园绿地空间分布进行研究,结合未来武汉市轨道交通建设、武汉土地利用进行中长远规划,为未来武汉市新建公园绿地提出一些合理化的建议,以满足沿线居民短、中、长等不同闲暇时间的游憩需求。

但是,对于如何科学的设定不同土地利用类型的空间相对阻力值,在成本加权中仅考虑时间成本,要素较为单一,因此在后续的研究中将会通过将费用成本、土地利用类型整合空间模型,从而进一步完善空间绿地评价体系。

参考文献：

[1] 中国新闻网.武汉地铁规划：2049年建成25条总长1045公里线路.[EB/OL][2014-11-17].http://www.chinanews.com/gn/2014/11-17/6785675.shtml.

[2] 武汉市统计局.2014年武汉市国民经济和社会发展统计公报.[EB/OL].[2015-03-16].http://www.whtj.gov.cn/details.aspx?id=2513.

[3] 张广亮.基于GIS网络分析的城市公园绿地可达性研究——以郑州市为例[D].郑州:河南农业大学,2012.

[4] Prepared BY: Calthorpe Associates,Cooper Roberts Simonsen Architects,etc.Wasatch Front Transit Oriented Development Guidelines[S].2002.

[5] 武汉市统计局.武汉统计年鉴2011[M].北京:中国统计出版社,2011.

[6] 中华人民共和国住房和城乡建设部.CJJ/T 85-2002,城市绿地分类标准[S].北京:中国工业建筑出版社,2002.

中图分类号：TU986

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)03-0073-03

作者简介：魏永青(1994—)，女，湖北大学资源环境学院大学生。 蔡爱玲(1995—)，湖北大学人文地理与城乡规划本科生,工商管理本科生,主要从事旅游规划和景观设计工作。

收稿日期：2016-01-04