基于GIS的大连市沙河口区城市绿地公平性研究——以可持续人居环境为视角

高家骥,李雪铭,陈大川,张英佳

(1. 辽宁师范大学城市与环境学院，辽宁 大连 116029； 2. 大连海洋大学应用技术学院，辽宁 大连 116300； 3. 杭州市场口中学，浙江 杭州 310000； 4. 贵州理工学院，贵州 贵阳 550000)



基于GIS的大连市沙河口区城市绿地公平性研究
——以可持续人居环境为视角

高家骥1，2,李雪铭1,陈大川3,张英佳4

(1. 辽宁师范大学城市与环境学院，辽宁 大连 116029； 2. 大连海洋大学应用技术学院，辽宁 大连 116300； 3. 杭州市场口中学，浙江 杭州 310000； 4. 贵州理工学院，贵州 贵阳 550000)

我国快速城市化进程正在遭受着环境污染、交通拥挤、住房紧张等一系列的城市问题，城市生态环境质量持续下降。城市绿地对城市碳氧平衡的调节具有重要作用，大力发展城市绿化将有助于改善城市环境问题。但目前我国城市绿地建设缺乏具体的空间分布规划，只注重绿地覆盖率和人居绿地面积，绿地服务功能的公平性问题没有得到充分重视。本文利用ArcGIS对大连市沙河口区的绿地可达性进行了研究，通过对比绿地可达性与沙河口区人居环境类型发现，高收入社会群体拥有比低收入社会群体更高的绿地可达性。城市规划者应该注意到这些问题，并在今后的建设中关注社会各阶层对绿地的需要，使城市居民在享受公共服务资源上更为公平。

城市绿地；公平性；绿地可达性；大连市

城市绿地的发展对于减轻城市空气污染、减缓城市热岛效应、减轻城市洪涝等城市问题具有重要作用，同时也为市民提供了休闲、娱乐、游憩和文化交流的场所。1979年，国家确定了以绿地率、绿化覆盖率及人均绿地面积为指标来指导城市绿地建设[1]。这些评价体系虽然在一定程度上有利于城市绿地的建设，但其对绿地服务能力的公平性来说，存在许多不足之处。近十几年的城市可持续发展研究已经发展到了注重“社会公平和空间公正”的方向[2]，特别是地理信息技术的应用，城市居民进入公园绿地的可达性、城市绿地覆盖人群的经济属性差异和城市绿地空间分布的特征等受到了研究者们的关注，这些正是国家绿地评价指标所没有关注到的。

利用可达性研究公平性首先被应用于公共基础设施方面，顾鸣东总结了国内外学者对公共设施可达性研究方法及在可达性基础上对公平性的研究[3]，被广泛应用于教育、医疗、体育等公共基础设施上。国内学者对于绿地可达性的研究随着地理信息系统技术的广泛应用已经深入，胡志斌、桑立杰、马林兵等利用城市路网进行成本分析，分别对沈阳、杭州、广州等进行了实例分析[4-10]；俞孔坚利用加权距离分析方法对中山市公园绿地可达性进行了研究[11]；石忆邵则利用最小距离法分析了上海市大型公园绿地与住宅价格之间的关系[12]。对于城市绿地公平性的研究较为偏少，尹海伟引入绿地可达性和公平性指标对上海市和青岛市的城市绿地合理性程度进行分析[13]。GIS技术的兴起，为公共基础设施可达性研究提供了重要支撑。江海燕通过网络分析方法，结合研究区人口社会经济地位研究广州市公园绿地的公平性问题[14]；陈雯利用GIS、RS技术，建立公平性评价模型，对上海公园绿地分配的公平性进行了研究[15]。国外学者对于城市绿地的公平性有不少的研究，如美国学者雅各布斯提出城市绿地具有“绿墙”式的社会隔离效应，在城市中把不同的社会群体分离开来[16-17]；有研究证明高收入人群对公园、广场、休闲场所等公共服务设施具有更高的试用机会和可进入性[18]；居住小区对于绿地的可进入性与家庭收入成正比[19]。

地理信息技术的广泛应用对于公共基础设施可达性的研究起着重要作用。本文通过GIS技术对研究区绿地进行可达性分析，基于人居环境视角，结合人居环境类型，分析大连市沙河口区的公园广场绿地与居住小区之间的可达性，试图找出公园广场的可达性与不同收入群体之间的关联性和绿地空间布局的合理性。研究结果将有助于城市规划者掌握各阶层使用绿地的情况，有助于改善大连市人居环境质量，促进可持续城市的发展。

1 研究方法

本文首先通过ArcGIS的行进成本法对沙河口区的绿地可达性进行了研究，并分析本区227个住宅小区的时间可达性，得到各街道绿地可达率；其次通过引入人居环境类型概念，取得居住区人居环境分类；最后将各街道绿地可达率与人居环境得分进行相关性分析，结果证明两者具有较高的相关性，沙河口区人居环境质量高的地区绿地可达性高，人居质量较低的地区绿地可达率相对较低。

1.1 城市绿地的类型及研究区域

大连市沙河口区属大连市主城区，是大连市传统和主要的居住区，人口密度居大连之首，集中了星海湾广场、黑石礁公园、星海公园等一批优质绿地公园，研究此区域的绿地生态系统与人居环境类型的关系，能较全面地反映大连市人居环境生态类型特征，研究区域具有代表性。

1.2 绿地可达性

可达性首先被应用在交通运输领域，后来被应用到社会的各个领域，通常指居民克服距离、旅行时间和费用等阻力到达一个服务设施或活动场所的愿望和能力的定量表达。近年来，绿地等服务设施的空间分布合理程度多用可达性分析计算。可达性的计算方法有多种，常见的有最小临近距离法、吸引力指数法及路网行进成本法等。本文采用路网行进成本法计算沙河口区绿地可达性特征。

实际生活中，居民到达公园广场都需步行或乘交通工具沿道路行进，需要寻找一种基于路网的可达性，通常以所需时间和金钱来表征。由于研究区面积小，因此本研究以所需时间为指标，即以人均步行速度为标准，选取沙河口区九个街道共227个住宅小区作为研究对象，根据人步行的平均速度，每小时走5000 m，人们一般会花费20 min以内的时间到达一处可供休闲、娱乐的绿地，因此笔者将时间分为0—10、10—20、20 min以上分别来表示可达性很好、可达性一般、可达性差。

首先建立一个绿地对象图层，并将道路和其他用地分别设置不同的时间成本值，对道路、其他用地的矢量图层增加一个成本数值字段，赋予不同的时间成本值，再将矢量图层转为栅格数据，用栅格计算器生成成本栅格图，并对成本栅格图设置成5 m分辨率，以达到较高的精确度。 计算成本距离见表1。

区内各街道绿地可达性差异极大，位于北部地区的兴工街道和春柳街道小区绿地覆盖率较低，其余北部各街道小区绿地覆盖率也很低；而位于东南部地区的各街道小区绿地覆盖率都比较高，星海湾街道10 min可到达绿地的小区占总数的69%，20 min可到达绿地的小区占总数的95%。综合各街道绿地覆盖率发现，沙河口区有29%的小区位于绿地十分钟覆盖范围内，61%的小区位于绿地20 min覆盖范围内，且各街道发展不平衡，沙河口区绿地空间分布有待进一步改善。

图1是绿地覆盖的时间成本图，辖区范围内绿地主要分布于南部，绿地可达性较高；东部由于道路设施完善，可达性也较高；西部地区绿地板块少，道路通达度低，因此导致该区西北部绿地覆盖较低。

表1 沙河口区公园绿地覆盖范围

2 人居环境空间类型与绿地公平性分析

2.1 人居环境空间类型

人居环境是一个多层次的空间系统，是与人类生活密切相关的活动空间，是人类赖以生存与发展的基础。随着我国城市化的快速发展，在城市居住区出现了一种居住空间分异的现象，具有相同生活方式、相同社会特性、相同价值观的等质群体在城市中占据一定的空间范围， 高收入者群体居住在自然环境良好、交通便利、生活设施完善的区域。城市等质群体所占区域与城市土地空间分配接近一致，整个城市出现一种居住分化甚至相互隔离的状况，这时的城市空间发展出现了均质性[20]。

图1 沙河口区绿地覆盖时间成本

以大连市沙河口区227个居住小区为研究对象，通过建立自然、人类、社会、建筑和支撑5大人居环境指标体系，运用熵值分析法综合反映沙河口区不同人居环境空间类型，结果见表2。数据中各变量点、线的距离通过ArcGIS软件分析得出，居民收入教育水平、社会交往熟识度、小区满意度等来源于辽宁师范大学城市人居环境研究中心5000份问卷调查，小区房屋属性来自大连市国土房屋局。

表2 河口区城市人居环境五系统评价标准

由于部分评价指标来源于问卷调查，在权重计算过程中为避免过多的主观因素，本文采用较为客观的评价方法——熵值分析法，熵源于物理学中的热力学概念，现阶段已广泛运用在社会经济研究及社会发展评价等各个领域。首先人居环境对各项指标赋权，再对各指标进行加权分析，求得各小区人居环境质量数值，再以各街道为单位求得各街道综合得分。

(1) 对原始数据进行标准化处理。本文研究变量全部为正向指标，其标准化值为

为了更加科学计算熵值，将标准差进行坐标平移，消除负值

式中，Zij为平移后值；A为标准化后平移幅度。

(2) 各指标同度量化，计算第j项指标的第i小区指标值的比重(Pij)

式中，n为小区个数；m为样本个数。

(3) 计算第j项指标的熵值(Ej)

式中，K=1/lnn；Ej≥0。

(4) 求出第j项指标的差异化系数(Gj)

Gj=1-Ej

(5) 将差异化系数作归一化处理，求出第j项指标的权重(Wj)

(6) 求第i个小区的人居环境质量得分(Fi)

结果得到227个小区人居环境质量得分，将各小区按街道分为9个街道，分别求出9个街道的综合人居环境得分，并把沙河口区各街道分为3种人居环境类型，沙河口区人居环境类型主要以海岸线为基准的圈层结构，圈层内部“同质”集聚。南部沿海地区自然环境优美，生活设施齐全，主要以高收入者人群为主；中部地区交通便利，生活设施良好，主要以中等收入者为主；北部地区基础设施较落后，环境一般，以工薪阶级和低收入者群体为主。街道内部差异最大的为黑石礁街道，此街道自然环境优美，交通便利，基础设施完善，但其中部分小区为单位福利分房，这些小区房屋年代久远，居民收入偏低，教育程度不高。

表3 沙河口区9个街道城市人居环境得分

图2 沙河口区城市人居环境分布

2.2 沙河口区绿地公平性分析

在城市绿地的研究中，公平性应该基于不同群体的需求去考虑绿地的分布合理性，城市绿地的分布不能因为阶级的分异而存在空间不平等性，应该考虑不同阶级和不同群体对绿地的需求。影响绿地公平性的有两个因素：绿地可达性的分布特征和城市等质群体的分布特征。本文利用绿地在各街道的可达性比率与各街道人居环境质量得分作相关性分析，得到绿地可达性与人居环境质量之间的关联性R

图3 沙河口区绿地覆盖率与人居环境质量相似度

图4 沙河口区绿地覆盖率与人居环境质量分布

沙河口区绿地可达率与各街道人居环境质量的相关性为0.834，具有较强的相关性，结果也证明在人居环境质量高的地区，进入绿地的机会大于人居环境质量低的地区。东南部及沿海地区以高收入者人群为主；中部地区以中等收入者为主；西北部地区基础设施较落后，以工薪阶级和低收入者群体为主。东南部及沿海地区的高收入阶层享受着大面积高质量的绿地，中部中等收入群体距离城市绿地也相对较近，西北部低收入者则缺少日常休闲娱乐的场所。这有悖于城市基础设施为全民服务的初衷，沙河口区绿地的发展应逐渐扩大对中北部地区的建设。

3 结论与讨论

(1) 本文从人居环境的可持续性入手，利用ArcGIS技术，通过分析大连市沙河口区的公园广场绿地与227个居住小区之间的可达性，同时引入沙河口区人居环境类型分析，研究公园广场绿地服务尺度的空间差异和人居类型的空间分布，探究绿地与不同收入人群的关联性。

(2) 沙河口区公园绿地主要分布于该区南部沿海地区，主要有星海湾广场、黑石礁公园、星海公园等。而沙河口区人居环境类型则是以带状结构为主，大体上高收入人群居住在南部沿海东南部地区，而低收入人群则分布在北部和西部地区。通过两者综合分析得到，东南部地区为绿化覆盖高值区，而人居环境类型则是以高端人群和高收入者群体为主，北部特别是西北部则是绿化低覆盖区，此地以低收入者人群为主。

(3) 政府相关机构应该注意到这些问题，通过绿地服务水平的空间差异有针对性地对城市绿地系统进行调整，需要了解绿地的空间分布是否公平、最需要绿地的群体是否能够享受到所需要的服务、绿地覆盖空白区如何提高绿地覆盖率、各阶层的人群如何平等的使用绿地，以此建立完善的城市绿地系统，提高人居环境的可持续发展，使得城市公共绿地供给趋于公平，进一步合理规划城市交通网络，使得绿地的覆盖范围和覆盖人群得到扩大。

(4) 绿地的可达性是通过绿地到各小区的距离得出的，文中没有考虑城市公园广场绿地的基本特征，如绿地的大小、质量和类型对人群的吸引力，这些问题将有待进一步的研究。

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Study on the Equity of GIS-based Urban Green Space in Shahekou District of Dalian——From the Perspective of Sustainable Human Living Environment

GAO Jiaji1,2,LI Xueming1,CHEN Dachuan3,ZHANG Yingjia4

(1.School of Urban and Environmental Sciences, Liaoning Normal University, Dalian 116029,China； 2. Applied Technology College of Dalian Ocean University, Dalian 116300,China; 3. Hangzhou Market Kou Middle School, Hangzhou 310000,China; 4. Guizhou Institute of Technology，Guiyang 550000, China)

The rapid process of urbanization in China is suffering from environmental pollution, traffic congestion, housing shortage and a series of urban problems. Urban ecological environmental quality continue to decline. The urban green landscape plays an important role in the balance of carbon and oxygen. Developing the urban greening vigorously will help to improve the urban environment. But at present, in our country, there is a lack of specific spatial distribution planning in city green space construction. Cities focuse only on the green coverage rate and green space of human settlements but pay less attention in the fairness of green space service function. This paper researches on the green space accessibility of Shahekou District in Dalian City by ArcGIS. By comparing the green space accessibility and the type of human settlement environment in Shahekou District, we found that high-income social groups have a higher green space accessibility than the low-income social groups. City planners should be aware of these issues and concern all sectors’ need of green space in the future construction, so that urban residents can enjoy a more equitable public service resources.

urban green space; fairness; green space accessibility; Dalian

高家骥，李雪铭， 陈大川，等.基于GIS的大连市沙河口区城市绿地公平性研究——以可持续人居环境为视角[J].测绘通报，2017(6)：40-44.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0186.

2017-05-19)

国家自然科学基金(41671158)；教育部博士点基金(20132136110001)；辽宁省教育厅科学研究(w201604)；辽宁省社科联经济发展课题(2017lslktqn-041)

高家骥(1981—)，男，博士生，讲师，主要从事城市人居环境研究与城市公共艺术研究。E-mail：18624287676@163.com

李雪铭

P208

A

0494-0911(2017)06-0040-05