基于成本加权距离法的阜阳市综合性公园辐射研究

高鹏，张娜娜，宋朝伟



基于成本加权距离法的阜阳市综合性公园辐射研究

高鹏，张娜娜，宋朝伟

（阜阳职业技术学院， 安徽 阜阳 236000）

研究以成本加权距离法为主要方法，并结合掩膜、栅格数据融合等技术考虑河流、铁路等障碍物的影响，反演阜阳市综合性公园辐射区。结果表明：阜阳市老城区公园辐射覆盖率高，新城区覆盖率低，颍东区辐射区相对孤立，城市综合性公园布局整体性差；辐射分值自老城区向外逐渐降低，城市综合性公园布局过于集中，老城区以外区域公园建设滞后；公园辐射区重叠区域大，一些公园实际效用不高。

GIS；成本加权距离法；城市公园；辐射区

1 引言

城市综合性公园服务有效性与公平性是实现环境改善、社会平等的重要指标，公园辐射区研究能够科学的反映城市综合性公园服务情况。GIS的发展为城市公园辐射区研究提供了技术支持。

基于GIS的研究方法主要有简单缓冲区法、网络分析法、成本加权距离法等。简单缓冲区法能够直观的表现辐射区域范围，但是不能很好地表现辐射区内部可达性差异，并且对辐射过程中的障碍物阻隔不能有效分析；网络分析法精确性最高，但网络分析适宜点对点的可达距离分析，无法实现住宅区内部辐射差异和多公园交叉影响分析；成本加权距离法是将某区域与综合性公园的距离转换成栅格值，直观反映任意位置到综合性公园的可达距离，可支持多公园交叉影响分析[1-7]。阜阳市居住小区、棚户区错综复杂，街巷道路星罗密布，利用网络分析法难度大，无法精确测算各住宅区、棚户区内部区域的可达距离。研究采用成本加权距离法测算各公园辐射区，并结合掩膜分析、栅格数据融合等技术可解决辐射路径中的障碍物阻隔问题，能表现辐射区内部差异，又可进行多公园交叉影响分析。

2 研究区概况

研究区位于安徽省西北部，华北平原南端，总面积约55km2，主要包括阜阳市三区主城区，居住人口密集。近年来，阜阳市城区发展迅速，规模不断扩大，区域内既有大量的现代化小区，也有相当规模的棚户区，居住环境复杂。自2006年以来，阜阳市兴建、改建大批城市综合性公园，服务于广大城市居民，城市居住环境极大改善。

3 数据来源与研究思路

研究数据来源于实地勘测与Google地图。按照《中华人民共和国行业标准城市绿地分类标准》（CJJ/T85—2002），勘测了研究区内达到综合性公园标准的6个公园, 各公园基本信息如表1。

表 1 各城市公园基本信息表

研究抽样调查了各公园活动人群居住位置，量算游人距离公园距离，通过t检验法剔除样本异常值，获得公园辐射最远距离为1km。

本文以ArcGIS10.1为数据处理平台。空间配准公园勘测宗地图与Google地图,形成工作底图。以成本加权距离法、图层掩膜、栅格数据融合、图层叠加等GIS技术考虑河流、铁路等障碍物的阻隔作用，反演各公园辐射区，研究城市综合性公园布局问题。技术路线见图1。

图 1 城市公园辐射区分析内业处理流程图

4 结果与分析

4.1城市综合性公园辐射区时空变化分析

利用成本加权距离法、图层掩膜、栅格数据融合获取考虑障碍物阻隔的公园辐射区。通过空间叠加得到图2，通过栅格矢量化、地统计分析得到表2。

表2 各城市公园辐射信息汇总表

名称面积（hm2）绝对辐射区（hm2）新增辐射区（hm2）累计有效辐射区（hm2）效用比(新增辐射面积/公园面积)人流量 清颍公园9.87395.71395.71395.7140.08很多 东三角公园10.62464.94464.94860.6543.79很多 文峰公园14.64530.91455.741316.4031.13很多 三角洲公园43.63267.86211.791528.194.85较少 河滨公园55.611460.96935.102463.2916.82很多 刘琦公园11.36352.4675.822539.116.68一般

图2 城市公园辐射区时空变化图

结合图表，阜阳市各公园绝对辐射区都较大。其中，河滨公园因其狭长形分布，其辐射范围最大；文峰公园、东三角公园因受障碍物阻隔较小，绝对辐射区次之；三角洲公园建设规模第二，但其辐射范围却是最小的，因为三角洲公园被颍河、泉河环绕，其辐射作用受到较大阻隔，实际辐射区域小。

各公园新增辐射区都明显小于绝对辐射区，因为晚建公园接近早建公园，其绝对辐射区与早建公园辐射区有较大重叠。刘琦公园因接近河滨公园和清颍公园，绝对辐射影响区域中有276.64hm2为重叠区，新增辐射区仅有75.82hm2。研究通过测算城市公园新增辐射区与城市公园建设面积比反映公园实际效用，东三角公园效用比最高，为43.79；三角洲公园和刘琦公园最低，仅为4.85和6.68。

公园有效辐射区累计面积不断增加，截止刘琦公园建成，总有效辐射区已达2539.11hm2，占研究区域的46.16%。各公园重叠辐射区面积为933.87hm2，占研究区域的16.98%。阜阳市城市综合性公园布局过于拥挤，各公园未能发挥最大效能。

4.2 城市综合性公园辐射区域内部差异性分析

利用栅格计算器将各城市公园辐射区域图，按照公式1转换为分值区间为[0-100]的辐射分值图。然后将各公园辐射分值图按照公式3融合数据，得到图3。

图3 阜阳市城市公园交叉辐射总分值图

通过空间定位和地统计分析，得到表3。

表3 各分值区间地理信息汇总表

结合图表，阜阳市公园辐射分值在100分以上的区域主要集中在二环以内的老城区，这个区域公园发展基础好，建设的公园较多，刘琦公园和清颍公园都是在古城遗留的园林基础上扩建而成；而河滨公园紧靠颍河，是随着沿河绿化工程的兴起而修建的公园。环球外滩国际-环球海港城连线区域被三个公园环绕，分值最高，达到200分以上。而老城区外围的城东、城西、城北、城南城市建设速度很快，但是配套综合性公园建设则相对缓慢，只能受到刘琦公园、文峰公园、北河滨公园、东三角公园的外围辐射，其受辐射分值相对较低。

图4 规划公园辐射影响区域模拟图

4.3 城市新建综合性公园选址研究

已建成城市综合性公园辐射区仅占研究区域的46.16%，辐射空白区占53.84%。研究以3个新建综合性公园选址为例，规划建设面积皆为10hm2，与已建成综合性公园最小规模相当。利用GIS技术首先将辐射空白区域矢量化成图，再合理划分区域单元，通过计算机自动测算区域中心，定位新建综合性公园的位置。通过对新建公园做成本加权距离法图，得到图4，通过GIS空间分析功能获取辐射区域地理信息得到表4。

表 4 规划公园地理信息汇总表

结合图表，新建公园辐射效用比相对于已建成公园的平均效用比要高出一倍之多。3个新建公园总建设面积占已建成公园总建设面积的20.58%，其新增辐射区占已建成公园辐射区的47.62%，其实际辐射效用远高于已建成公园。新建公园建成后，城市综合性公园总辐射区域占研究区域的68.15%，大大提高城市综合性公园的影响作用。

5 讨论

研究利用GIS技术实现了对阜阳市综合性公园辐射区的反演。反映了城市综合性公园辐射区时空变化和内部差异，揭示了城市公园布局的问题。研究成果表明：

（1）阜阳市城市综合性公园多是在旧公园的基础上改建、扩建而成，空间布局不够合理，各公园辐射重叠区域很大，未能最大限度的发挥公园服务作用。随着时间推移，阜阳市已建综合性公园实际效用越来越低。老城区综合性公园分布过多，新城区城市综合性公园较少，布局不均匀。

（2）城市公园辐射总分值呈现以老城区为中心向四周扩散、河东区片相对独立的现象。颍州区、颍泉区交通便利，城市综合性公园建设连为一体；颍东区受颍河、泉河阻隔严重，交通不便，城市综合性公园较为孤立。老城区辐射分值高，城市居民游憩可选性多，老城区外围新建城区辐射分值低，城市综合性公园建设滞后。

（3）通过新建公园模拟选址与辐射分析，可优化阜阳市城市综合性公园布局，提高公园整体效用，促进城市公共设施高效公平利用。

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A Cost weighted distance -Based Research on the Radiation Effect of Urban Comprehensive Parks

Gao Peng,Zhang Nana,Song Chaowei

(Fuyang Vocational and Technical College, Fuyang, Anhui 236000)

based on the cost weighted distance method, combined with mask、Grid Data，this research is to consider the influence of the river, railway and other obstacles, and then invert Fuyang comprehensive park radial area. The results showed that old city park radial coverage is high and new urban coverage rate is low, radial area is relatively isolated in Yingdong District, urban comprehensive park layout integrity is poor; radiation score is gradually reduced that from the old city to outward, urban comprehensive park layout is too concentrated, regional park construction lags behind in the outside of old city ; Park radial Area’s overlap region is large, practical utility of some parks is not high.

cost weighted distance method; City Park; radial area;GIS

S6

A

1672-4437（2016）01-0064-05

2015-11-26

安徽省质量工程项目“园林工程技术专业教学团队”（2015jxtd062）；安徽省自然科学重点项目“丛枝菌根真菌AMF在霍山石斛引种栽培中的应用”（KJ2015A433）。

高鹏（1987-），男，安徽阜阳人，阜阳职业技术学院助教，硕士。主要研究方向：遥感影像解译与地理信息应用。