基于GIS的安陆市河滨公园可达性研究

陈玲蒙

(湖北大学资源环境学院，湖北 武汉 430062)

基于GIS的安陆市河滨公园可达性研究

陈玲蒙

(湖北大学资源环境学院，湖北 武汉 430062)

采用GIS分析中的成本距离加权法，将安陆市城区不同的地物类型赋予不同的阻力值，生成公园可达性的时间等值线图，并结合不同时间范围的服务面积与服务人口进行分析，对安陆市河滨公园的可达性以及布局的合理性进行评价.结果表明：安陆市河滨公园的可达性总体来说较高，城区大部分居民能较方便地到达，但是府河以东的城区与府河以西的城区到达河滨公园的方便程度存在较大差异性.

成本距离加权法；可达性；GIS；安陆市；河滨公园

0 引言

可达性通常被认为是个体从出发点到目的地的难易程度，而难易程度的高低又与人们到达目的地所克服的空间阻力大小有关，其衡量指标包括时间、费用和距离等[1].国内学者众多研究中，宋菊芳、刘盼盼分析了城市公园可达性的影响因素，并系统地介绍了城市公园绿地可达性研究方法，包括定性分析法、统计指标法、简单缓冲区法、费用加权距离法、网络分析法、引力势能法[2]；施拓、李俊英等阐述了可达性的概念，并将可达性的评价方法分为距离法、累计机会法、引力模型法、拓扑法进行分类介绍，最后分析了可达性的应用领域[3]；候松岩把长春市居民出行方式分为公共交通与私人小汽车两种交通方式来分析不同时段研究区内居民到达公园可达性高低的分布特征[4]；卢宁、李俊英采用网络分析法，将出行方式分为步行、非机动车、机动车和公共交通进行可达性的分析评价，通过对可达面积与可达人口计算得出机动车可达性最好而步行可达性最差[5].

这些传统的城市公园绿地可达性的研究主要是对各种可达性的方法进行介绍和评价，或者只是考虑人们到达公园所采用的交通方式的不同对可达性有一定的影响，并没有考虑到人们到达公园的阻力大小.而城市阻力包括各种山体、水体、建筑、道路等，其大小极大地影响着可达性的难易程度，而城市公园可达性的高低受到上述阻力的影响，部分区域到达公园可能相对容易，而局部地区会受到阻碍，导致其可达性低[6].对于城市阻力可以简要概括为土地利用性质和土地使用的空间分布，土地利用性质主要是将城市土地分为居住区、工业区、休闲娱乐区等各种类型，而土地使用的空间分布与位置、规模、强度等有关[7-8].

本文中主要利用成本距离加权法，考虑到不同地物类型对居民到达公园具有一定的阻力影响，将安陆市城区不同的地物类型赋予不同的阻力值，形成可达性时间等值线图，并结合不同时间范围内的人口数量来计算相应区域的服务面积比和服务人口比，以此为依据对安陆市河滨公园的可达性高低进行评价.

1 研究区概况与数据来源

图1 研究区域及公园位置

1.1 研究区概况 本文中研究的是安陆市河滨公园及其周围区域.安陆市位于湖北省东北部，为孝感市所辖之县级市，距武汉80 km，正处武汉、襄阳两大城市经济圈的交汇地带，境内有316国道、汉十高速公路等交通要道通过，府河穿城而过.安陆市中心城区在府河以东，近些年城市空间较快拓展，且正向西跨河发展，规划建设滨河新城[9].河滨公园是安陆市唯一的大型的开放性公园，目前建成面积约0.066 km2，大致呈长条形态，西邻府河，东沿府河北街，北至府河解放大道，向南延伸约450 m，是集休闲、娱乐、观赏、探趣为一体的综合性市级公园，为城市绿化系统中一条重要的城市生态走廊.河滨公园周围区域，大致以河滨公园为圆心，跨府河两岸，是安陆市人口密集、商业发达的城区，北至银杏大道，南到城南农田区，西部以安陆市博物馆为边界，东到316国道沿线区域，总面积为39.9 km2，人口约120 000人[10].本文中以此区域为对象来考察河滨公园的可达性对服务的安陆市城区居民的特征和影响.

1.2 数据来源 本文中采用的数据主要有两类：一是图形数据，源于对安陆市的卫星影像的截图，并在此基础上提取各种地物类型分布数据，然后利用Arc GIS中的重分类工具对各种地物类型赋予阻力值；二是人口数据，包括2015年安陆市城市人口分布情况与安陆市2015年国民经济和社会发展统计公报数据等.

2 成本距离加权法

本文中采用成本距离加权法，先是对各类地物类型赋予阻力值，然后将人口密度图层和地物类型图层赋予权重并合并形成栅格成本数据集，最后使用ArcMap的空间分析模块中的成本距离分析工具，生成度量可达性的时间等值线图.

2.1 阻力值的确定 阻力值是根据人们在不同地物类型的影响下从出发地到达目的地所花费的相对时间比值来确定，本文中交通方式以步行为主，并且以通过道路到达公园的时间为参照点，利用公式计算除道路以外的其他各类地物的相对时间值：

Kn=Tn/T0

其中Kn为某种地物类型的阻力值；T0为通过道路到达公园所需的时间；Tn为同等直线距离下穿过其他土地利用类型到达公园所需的时间.本文中步行速度为1 m/s[11]，具体阻力赋值如下：

1) 道路在所有地物中阻力是最小的，参考以往案例[12-13]并结合实地考察，将道路的相对阻力赋值为1；

2) 住宅区内有各种小区道路，并且各类住宅区不是完全封闭的，在四周均有各类出入口，出发点到公园途中穿过居民区时，所花时间是同等直线距离下道路上某点到公园所花时间的2倍，所以赋予住宅区相对阻力值为2；

3) 由于工业区大多封闭且人们在穿过该类型地物时大多采用绕行方式，穿过该类地物到达公园所花费的时间是同等直线距离下道路上某点到公园所花时间的4倍，所以赋予工业区相对阻力值为4；

4) 河流等水体一般被视为不可达的阻力因素，但是结合实际情况，有府河大桥和大坝桥连接府河两侧，穿过该类地物到达公园所花费的时间是同等直线距离下道路上某点到公园所花时间的10倍，所以赋予河流相对阻力值为10；

5) 农田区内一般交错分布的田间小道，人们在穿过该类地物时一般会经田垄而穿过农田区，根据实际调查并结合相关研究从出发点穿过农田区到达公园所花费的时间是同等直线距离下道路上某点到公园所花时间的3倍，所以赋予其阻力值为3[14].

2.2 人口密度 本文中人口密度以街道管辖区为单位，计算公式：

R=S/M

R：人口密度(人/km2)；S：街道辖区总人口数(街道户口数据)；M：街道管辖区面积(km2).

2.3 具体的数据处理过程 第一：安陆市地物类型分布图(包括河滨公园)，在Arc GIS中新建shp文件，通过对谷歌影像图目测解译，根据安陆市土地利用图并结合实地调查，提取包括道路(线图层)、住宅区(面图层)、工业区(面图层)、河流(面图层)、农田(面图层)5个图层，并将矢量数据转为栅格数据，得到地物类型分布图，并将公园作为源进行计算；

表1 不同土地利用类型阻力值

第二：对各种地物类型分别按照表1利用重分类工具进行赋值，得出地物类型阻力图；

第三：计算研究区域内的人口密度，得出人口密度分布图；

第五：有关服务面积比和服务人口比两个指标的计算公式如下：

服务面积比= 不同时间范围的服务面积/研究区面积.

服务人口比=该时间段范围内的服务人口/研究区总人口.

注：公园服务面积指各时间段范围所包含的面积；服务人口指该时间范围所包含的人口数量.

3 结果与评价

根据成本距离法生成的安陆市河滨公园可达性时间范围分布图(图2)可知：

3) 30 min以上这一区域可达性较差，即图中Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ区域，该区域主要是城区的外缘以及府河以东离交通干线较远的区域，这一区域距离河滨公园远，道路网稀疏，人口密度低，并且府河以及城区边缘的农田对该区域到达河滨公园形成了较大的阻力.

表2 不同时间范围内的服务面积比与服务人口比

图2 安陆市河滨公园可达性时间等级范围

总体来说，分布频率随着时间增长在数量上呈先上升后下降的趋势，但是局部地区又有以下特点：可达性较高的区域大多是沿交通线分布的住宅区，这一类区域能花较短的时间到达公园，可达性高；整个可达性时间范围图并不是对称的环形，这主要是因为府河流经城区，对于府河以西的城市居民来说到达河滨公园产生了较大的阻力，并且城西区域的交通路网相对于城东区域来说较稀疏，并且研究区域西北部有农田的分布对于城区边缘的居民造成更大的阻力，所以该区居民要花费更多的时间到达公园.

4 结语

城市公园绿地作为城市生态系统、城市景观的重要组成部分，同时也是满足城市居民休闲需要，提供休息、游览、锻炼、交往以及举办各种文化活动的重要场所，城市居民能否便捷的到达城市公园体现了一个城市的宜居水平[15].

在可达性评价方法支持下对安陆市河滨公园的布局合理性进行分析，通过计算不同区域的居民到达公园所消耗的时间来表现公园绿地的服务范围，直观清晰地表现了不同区域到公园绿地可达性的高低.结果表明，安陆市主城区中心区域能较方便地到达河滨公园，但边缘区域的可达性较低，总体可达性较好.但是，府河仍然是影响河滨公园可达性的重要阻力，尽管目前已有两座跨河桥梁，其对城市空间拓展和公园服务的负面影响仍将长期存在.因此，一方面要进一步优化公园以东城区的交通条件；另一方面，在经济发展到一定条件下，河滨公园应沿河继续向南北扩展，并且府河以西与河滨公园隔河相望的区域可续建新的公园绿地，形成以自然山林为生态基质、以自然河道为依托的生态廊道，与城市建设空间相互渗透交融，满足整个城区居民对城市公园绿地的需求.

在基于实际情况研究公园绿地可达性的基础上，将道路统一划分为一个等级而忽略了道路等级对可达性的影响；其次，出行方式主要以步行作为研究对象也存在一定的局限性；河滨公园是开放性公园，没有具体考虑到公园出口和内部基础设施条件，对可达性的结果也有一定影响.

[1] 王兰. 山地城市公园可达性研究:以重庆市主城区山地城市公园为例[D].重庆：西南大学, 2008.

[2] 宋菊芳,刘盼盼.GIS在城市公园绿地可达性分析中的方法与应用[J].中华建设,2014,30(6): 94-95.

[3] 施拓,李俊英,李英,等.城市公园可达性评价研究进展[C]//中国风景园林学会.中国风景园林学会2014年会论文集(上册).北京:中国建筑出版社, 2014: 423-427.

[4] 候松岩. 基于城市公共交通和私人小汽车的城市公园可达性研究:以长春市为例[D].南京：南京大学, 2014.

[5] 卢宁,李俊英.城市公园绿地可达性分析:以沈阳市铁西区为例[J].应用生态学报,2014,25(10): 2951-2958.

[6] 邬峻,张久芳.基于GIS路网分析的城市滨湖景观可达性研究[J].中国园林,2014(3): 63-67.

[7] 陈书谦,戴冬辉,卜晓丹.基于网络分析法的公园绿的可达性研究[C]//中国城市规划学会.城乡治理与规划改革:2014中国城市规划年会论文集(07:城市生态规划).北京:中国建筑出版社, 2014: 32-36.

[8] 栾峰.城市经济学[M].北京:中国建筑工业出版社,2012: 45-46.

[9] 安陆市政府官方网站. 魅力安陆[EB/OL].(2016-2-4). http://www.anlu.gov.cn.

[10] 安陆市统计局. 安陆市2015年国民经济和社会发展统计公报[EB/OL].(2016-2-5). http://www.anlu.gov.cn.

[11] 李小马,刘常富.基于网络分析的沈阳城市公园可达性和服务[J].生态学报,2009,29(3): 1554-1562.

[12] 王瑶,宫辉力,李小娟.基于最小累计模型的景观通达性分析[J].地理空间信息,2007,5(4): 45-47.

[13] 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.

[14] 张飞.基于加权成本计算的县域城镇空间拓展研究:以福建上杭县为例[C]//中国城市规划学会.城乡治理与规划改革:2014中国城市规划年会论文集(03:区域规划与城市经济).北京:中国建筑出版社, 2014: 14-18.

[15] 陈书谦. 基于网络分析法的公园绿地可达性研究:以深圳市南山区为例[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学, 2013.

(责任编辑 游俊)

A study on the accessibility of Hebin Park in Anlu based on GIS

CHEN Lingmeng

(Faculty of Resources and Environmental Science, Hubei University, Wuhan 430062, China)

We adopted the cost distance weighted method of GIS to attach different resistance values to different land types, and then produced the contour map of time about the accessibility of park.The analysis was based on combining the data of area and population in different time frames together and aimed to evaluate the accessibility and reasonable arrangement of Hebin Park in Anlu City. The results show that the accessibility of Hebin Park is relatively high in general. Most of residents in the urban district can reach there more conveniently, but there is a great difference in convenience between the residents in the east area and in the west area.

cost distance weighted method; accessibility; GIS; Anlu City; Hebin Park

2016-04-25

陈玲蒙(1992-)，女，硕士生

1000-2375(2017)01-0060-05

TU986

A

10.3969/j.issn.1000-2375.2017.01.012