基于GIS技术的南京主城区公园布局与可达性研究

李岚董成林

随着经济建设的高速发展，我国城市化进程愈演愈烈，大量城市问题也随之产生，生态环境破坏严重，城市居民整日生活在由钢筋混凝土建筑和道路构成的灰色网络中，因此人们对自然生态环境和公共绿色空间的需求愈发强烈。同时，公共绿色空间分布是否均衡直接影响社会资源公平分配的问题，而这些问题的解决都离不开对于城市公园体系的研究[1]。

建立科学的城市公园体系及其评价标准体系可促进城市健康可持续发展。基于GIS可达性研究，从城市公园与市民的相互关系角度出发，指导公共绿色空间发展布局，促进社会资源公平分配。最终结果可为城市绿地系统规划和城市的未来发展建设提供理论依据和实践指导。

1.南京市都市空间结构规划图

2.南京市主城行政区

3.研究数据提取

4.主城区公园核密度分析图

1 研究范围与对象

1.1 研究范围

本文的研究范围为南京市主城区（图1），主城区是南京的旧城区，历史最为悠久，建设完成度高，人口密度大，是南京市的政治、经济与文化中心。根据《南京市城市总体规划（2011-2020）》[2]中对于主城区范围的界定，其区域西临长江及其夹江，南抵秦淮新河，东至沪蓉、宁洛高速，包括鼓楼区和秦淮区的全部，玄武区、建邺区的大部分以及栖霞区、雨花台区、江宁区的部分地区，总面积约390 km2（图2）。由于江宁区位于主城区范围内的部分极少，且该区域没有公园，因此不在本文研究范围内。

1.2 研究对象

依据最新的《城市绿地分类标准（CJJT-85-2017）》[3]，本文选取主城区的综合公园（G11）与专类公园（G13）进行研究，这些公园的建设面积均大于1 hm2，设施较为完善，服务范围广。由于社区公园（G12）与游园（G14）所占比重少且影响范围小，因此不在本文研究对象之内。此外，最新的城市绿地分类标准将绿化占地比例大于65%的广场用地也纳入公园绿地，因此本文将部分满足标准的城市广场纳入研究对象，最终选取主城区公园共53个，其中综合公园21个，各类专类公园32个（表1）。

2 研究方法与过程

2.1 数据收集与处理

利用Google Earth下载南京市卫星影像图，同时从Open Street Map上获取南京市OSM地理信息数据；利用ArcGIS 10.5中Open Street Map Toolbox模块下的Load OSM File工具对数据进行解析处理，根据研究需要提取出城市道路、城市居住区、城市公园绿地及其出入口等相关数据要素；在ArcMAP中绘制出南京市主城区范围红线，并将红线外数据进行删除，仅保留红线内数据（图3）。

2.2 研究方法与内容

2.2.1 布局特征分析

核密度分析法是空间分析中运用较为广泛的一种方法，主要用于计算兴趣点在其周围领域中的密度。利用核密度分析方法可以直观研究主城区范围内城市公园的空间集聚情况和集聚特点[4]。利用ArcGIS10.5中的空间分析工具对公园点要素进行核密度分析（图4）。分析得出主城区公园整体分布呈现“多核心”趋势并形成三条公园带，分别为长江公园带、秦淮河公园带以及幕府山—玄武湖—月牙湖公园带。根据表2可知：数量上，鼓楼区、秦淮区、玄武区和建邺区公园较多且都在10个以上，栖霞区、雨花台区较少；类型上，秦淮区、栖霞区、玄武区和雨花台区均以专类公园为主，建邺区以综合公园为主，鼓楼区的比例接近1∶1；面积上，玄武区的公园面积最大，占整个主城区公园总面积的66%，鼓楼、雨花台和秦淮三区合计仅占10%。由此可知，各行政区公园分布情况差异较大，尤其在面积分布上极不均衡。

表1 南京市主城区公园列表

表2 公园数量、类型及面积

5.公园服务半径对居住区情况关系图

2.2.2 可达性分析

Hansen于1959年首次提出可达性（Accessibility）的概念，意指交通网络中各节点相互作用的机会大小[5]，是用于评价公共服务设施与资源的重要指标参数之一，反映了人们在到达目的地过程中所需克服的空间阻力大小，常用时间、距离、费用等指标来衡量。城市公园的可达性能够客观地反映城市公园绿地的空间分布格局情况，是评价城市居民能否方便、公平地享用城市公园绿地的重要评价指标[6]。本文运用最为普遍的缓冲模型法以及较为符合实际的网络分析法进行研究。

（1）缓冲模型法

缓冲模型法是以公园为中心，以最大服务距离为半径建立缓冲区，该方法认为缓冲区内市民可轻松到达公园，而缓冲区外则不能享受公园提供的服务。该方法能够区分公园的服务和非服务区，甚至能够反映服务区可达程度的差异，但由于是以直线衡量服务区半径的，并没有考虑城市公园景观的异质性以及公园可达过程中的自然和人为景观障碍，因此这种方法易高估其可达性[7]。根据《国家园林城市系列标准》建城〔2016〕235号[8]中对于城市公园绿地服务半径覆盖率标准的划分：5 000 m2（含）以上公园绿地按照500 m服务半径考核，对南京主城区公园进行了公园服务半径对居民区覆盖情况分析，得到公园服务半径相关数据（表3）及公园服务半径对居住区情况关系图（图5）。

表3 公园范围半径相关数据

结合图表分析可以得出，玄武区公园服务半径内的居住区占该区总居住区的比例最高（达28%），秦淮区和鼓楼区次之，而雨花台区、栖霞区、建邺区相对较少。究其原因，玄武区的公园用地面积占到了该区域总面积的50%左右，所以其公园服务半径的辐射面积最广。此外，玄武区内的居住区数量少于鼓楼、秦淮两区，且主要沿玄武湖和紫金山两个公园周边分布，所以比例最高。鼓楼区和秦淮区有着公园数量上的优势，但由于其区内的居住区数量庞大，因此其服务半径内的居住区比例并非最高。建邺区虽然在公园数量和面积上均占据优势，但其居住区与公园分布较为分散，因此覆盖到的居住区相对较少，且该区内的居住区数量最大，导致其比例最低。栖霞区和雨花台区公园数量少，因此覆盖到的居住区也较少，比例较低。

（2）网络分析法

网络分析法是对地理网络、城市基础设施网络进行地理化和模型化。该方法是计算按照某种交通方式，以道路网络为基础的城市公园在某一阻力值下的覆盖范围，主要用在资源的最佳分配与最短路径的寻找，以居民进入公园的实际方式为基础，能更准确地反映居民进入公园这一过程，克服了缓冲区分析法中直线距离不能识别可达过程中障碍的缺点，更加切合实际[7]。本文选择以时间为阻力来进行可达性分析，且在每个十字路口设置30 s的等待时间[9]，最终选取0～5 min、5～15 min、15～30 min以及30～60 min四个时间等级，出行方式分别为步行、自行车骑行和公交车出行。

6.步行可达性分析图

7.居住区步行可达性比例情况

8.公园适宜步行时间内居住区分布图

9.骑行可达性分析图

a. 步行可达性分析

步行线路的选择包括城市主干道、次干道、支路以及居住区内的小路，步行速度以1 m/s （3.6 km/h）来计算（图6）。欧洲环境总局曾建议，普通的城市公园步行最佳时间是15 min 内[10]，因此本文以15 min内为到达公园的适宜步行时间。从整个主城区角度来看，15 min内可达公园地区集中分布在三条公园带地区，尤其以秦淮河公园带最为密集。

从各行政区角度来看，秦淮区的公园数量众多，单个公园面积较小，分布较为均匀，且该区域内的交通网络密集，因此其15 min以内的公园可达性最好，但其东部与东南部可达性较差。鼓楼、玄武区借助其公园数量上的优势，15 min以内的公园可达性良好，但由于这两个区域内的公园面积颇为庞大，导致公园周边交通不便，并且区域内公园出入口数量有限，因而部分公园附近区域可达性很差。栖霞区的公园数量过少，且交通不便利，导致该区内的公园可达性最差。

从居住区角度来看（图7），仅有18%的居民可以在15 min内步行至最近的公园。以15 min以内为适宜步行时间得出步行可达性良好范围内的居住区分布图（图8）及比例（表4），从中可知秦淮15 min内可达公园的居住区所占比重最大，占该区居住区总面积的48%，玄武区次之（31%），鼓楼、建邺、雨花台三区均占20%左右，栖霞区最少。其中建邺区与鼓楼区的居住区面积最高，且公园的数量和面积与秦淮区相差不大，但其步行适宜时间内的居住区所占比例却不到秦淮区的一半，说明这两个区域的公园分布不够均衡，公园利用率不高。

b. 骑行可达性分析

本文关于骑行方式可达性的分析是以城市共享单车数据为研究对象，根据北京清华同衡规划设计研究院和摩拜单车共同发布的《2017年共享单车与城市发展白皮书》中的研究数据，本文以10 km/h作为南京的城市骑行速度。从整个主城区角度来看（图9），骑行5 min以内可达公园的区域与上文中步行15 min内可达的区域分布情况相似，主要分布在三条公园带地区。骑行15 min内可达公园的区域占到了主城区总面积的70%。

从行政区角度来看，秦淮区借助其公园数量和交通便利的优势而成为骑行方式中公园可达性最高的地区。栖霞区由于公园数量少和交通的不便利而成为骑行可达性最低的地区。

表4 步行适宜时间内的居住区比例

从居住区的角度来看（图10），0～5 min和5～15 min内可达最近公园的居住分别占居住区总面积的17%和60%，所以15 min内可达最近公园的居住区比例共计占77%。根据文献《基于IC数据的城市公共自行车出行特征》[11]中的分析结果，15 min以内是骑行的适宜时间，因此可以得出，南京主城区公园的骑行可达性很高。

c. 公交车可达性分析

公交出行线路的选择需对线要素进行处理，根据要素属性筛选出公交车行驶线路。国家住建部《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012）[12]中对不同道路等级的车速分别进行了规定，为方便计算，本文就以30 km/h作为不同道路等级的公交车平均车速，每个红绿灯处停留30 s[9]。从整个主城区的角度来看（图11），公交5 min可达最近公园的区域仍然集中在三条公园带区域，但由于北部的幕府山与东北部的紫金山地区交通不便，因此这两个区域5 min内的可达性较差。5 min以上、30 min以下可达最近公园的区域占到了主城区总面积的65%，公交出行可达性良好。

10.居住区骑行可达性比例情况

11.公交出行可达性分析图

从行政区角度来看，秦淮区5 min内的公园可达性最高，占该区总面积近一半。鼓楼、建邺、秦淮、雨花台四个区30 min内的公园可达性都比较高。建邺区西南部和玄武区东部由于公交线路不便导致这些区域要花费30分钟以上时间。栖霞区北部和秦淮区东南部由于与公园距离过远且几乎没有公交线路，导致这些区域的公园可达性最差。

从居住区的角度来看（图12），0～5 min、5～15 min和15～30 min内公交出行可达最近公园的居住区面积占总居住区面积的比例分别为37%、32%和11%。依据查阅到的文献资料，南京市主城区公交平均出行时耗为29.98 min[13]，本文就以30 min作为公交出行的适宜时间。根据这个标准来分析，主城区80%的居住区均可在30 min公交时间内到达最近的公园，因此公交出行的公园可达性良好。

12.居住区骑行可达性比例情况

3 研究结论与优化建议

3.1 研究结论

南京主城区城市公园呈三条公园带趋势分布，无论从整体还是区域上来看，主城区公园在数量、面积及类型上都存在着不平衡的问题，如玄武区占去了总公园面积的一半以上，秦淮、雨花台、鼓楼三区合计仅占去10%。

从公园可达性的角度来看，主城区公园步行可达性较差，仅有五分之一的居民可在适宜步行时间内到达最近的公园，南部、北部、东部大面积地区的步行可达性极差。骑行与公交出行的公园可达性相对较高，分别有77%、80%的居民可在两者的适宜出行时间内到达最近的公园。受交通网络因素的影响，主城区公园可达性的优劣出行情况为：骑行＞公交＞步行。

公园的体量与其利用率不成正比。公园的可达性与其利用率成正比，即公园可达性越好，其利用率越高。以南京市主城区体量最大的钟山（紫金山）风景区、玄武湖公园和幕府山景区来看，这三者的可达性反而不如其他体量较小的公园。原因在于受地形因素的影响，超大公园一般都依附于大体量的自然山水要素，这些要素一般不会位于城市中心位置，而在城市边缘或城郊，这类区域不仅交通不便，而且远离居住区，导致这些超大公园的可达性较差，利用率较低。

3.2 优化建议

从宏观角度出发，以自然要素为依托的公园建设完成度较高，无论数量或面积均占据优势，优化的价值及意义不大，另外主城区的建设完成度较高，不太可能增建大型城市公园，因此今后的公园建设重点应当是建设面积较小、可灵活性强且能广泛分布的综合性小公园，尤其是在多居住区、少公园和交通不便利的区域加大建设力度，如东北部的栖霞区、东南部的江宁区以及建邺和雨花台区的南部等。从局部出发，南部的秦淮新河流域居住区众多而公园极其匮乏，因此应以秦淮河公园带为参照，将秦淮新河公园带建设纳入到今后的城市公园规划体系中。