以提升空间热度为导向的上海花木-龙阳路绿道选线及优化研究

姜佳怡

戴 菲*

章俊华

时空行为是指特定时间与空间范围内，人群的全部时间分配行为与空间异动行为[1]。虽然人群的时空行为决策模式由活动模式、活动时间、目的地与出行方式选择等既定步骤组成，但是其具体决策过程受到环境因素和社会经济属性的影响[2]，并与公共服务用地与交通可选择范围、到达时间、安全性、费用和方便程度呈现一定的函数关系，成为城市结构与空间规划的依据之一[3]。在发达国家，经济增长与人口红利已经不存在正相关关系，城市绿地空间质量作为土地资源的一部分，成为制约城市发展的重要因子并得到了政府和学者的重视[4]。这些要素直接或间接地影响着人群行为决策的最终形成，并反映在城市空间分布热度上，影响着城市空间的使用。

目前国内外人群时空行为的可视化研究以交通方式选择、个体行为偏好等基于个体数据的日志调查为主[5]。大数据时代的到来，为大规模人群的时空活动信息提供了获取渠道[6]。

在城市空间热度及人群时空行为研究方面，城市空间分布热度识别以热力图为主[7]。本研究认为，空间分布热度差异可以根据热力度和所占面积进行区分，同一热力度在每天不同时间及同一时间不同日期的分布也存在差异。这种差异主要来自2个方面：首先不同城市空间的人口密度本身存在一定差异，通常从城市中心区向郊区呈递减趋势；另一方面，城市空间中的人群并非静止不动，这种人群活动在时间及空间上的差异又影响了热力图的分布变化。通过对热力图差异性的研究，可以间接掌握城市人群在空间上及时间上的整体情况，分析不同区域的空间引力[8]。目前的城市空间热度识别研究以现状评价及宏观层面为主，缺少对街区层面的空间热度识别与优化策略研究[7]。本研究以此为切入点，以提升城市空间热度为导向，依托城市绿地，进行现状评价及优化策略研究。

在城市空间结构方面，基于POI数据的城市功能区识别与优化为城市空间构成提供了更加直观的图示结果[9]。研究表明，绿道等带状绿地及公园绿地与公共设施类、道路与交通设施类基础设施的分布关联性较强，呈一定的正相关关系，且公共设施类对其影响高于道路与交通设施类[10]。社区绿道网络不仅能够作为绿色线性廊道改善居民生活环境，更重要的是能够有效串联社会服务设施，构建更加便民的绿色交通网络[11]。其作为低成本、见效快、可持续的城市绿地空间，在以上海市为代表的发达城市空间热度提升中具有应用前景。

百度热力图可以识别所有携带智能手机的联网用户，涵盖面广、可信性高，保证了数据的准确性。因此，本文基于百度热力图进行人群时空行为研究并得到了城市空间热度现状，提出重点问题区域，基于POI数据，分析问题区域，借助城市绿道对城市空间结构进行识别与优化，最终实现低成本城市空间热度提升，优化人群时空行为决策模型。

1 研究方法

1.1 空间分布热度计算

本研究通过百度热力图下载器获取2018年上海市中心城区连续一周(3月26—31日)共计168张百度热力图，矢量化处理后用于识别城市空间热度。基于GIS软件计算热度分级结果，得到中心城区空间分布热度的主要问题区域——花木-龙阳路副中心，利用矢量化后的百度热力图识别城市空间热度，得到不同路段绿道的规划设计方向与侧重点。

1.2 核密度法——基于POI数据的空间结构分析

既往研究表明，在其他城市空间构成相似、发展目标定位平齐的情况下，公共设施类及道路与交通类功能区占比相对更高的区域，连接性绿地的空间分布热度越高，反之亦然[12]。因此，本研究优先考虑公共设施POI数据分布，并通过道路及交通设施类POI数据对绿道选线结果进行补充。根据AHP层次分析法将POI数据分为绿地、道路与交通设施、公共设施、居住、商业和产业六大类(图1)。设置大类数据权重S1=1，同一大类下的不同中类两两一组计算权重系数，计算公式为：

图1 基于核密度法的POI数据分类[7-10，13-14]

n为S2(18类)总数，Si为建筑层高占比及公园绿地面积占比，S2为中类赋值结果，S3∈(0，100]。Sigi为每个单元中第i类POI数据的值，即S1，S2，S3的权重乘积，计算公式为：

为了平衡数据量纲差距，需要对综合权重后的POI赋值进行标准化处理[14]，计算公式为：

从城市用地类型及现状结果出发，基于核密度法进行空间结构评价与分析，Sigi'值越大，说明该区域各类设施越集中、空间引力越大，以此作为绿道选线依据。

1.3 绿道选线及优化计算

基于POI数据得到城市空间结构现状，优先连接Sigi'值大于5的各类设施，当绿道服务半径内的Sigi'值相同时，优先连接公共设施，得到绿道初选结果。

上海市新一轮城市规划中将构建15分钟步行可达空间范围的城镇社区生活圈作为城市建设目标[15]。目标建成以500m为基准，包含一个或多个街坊的空间组团，用以配置满足居民日常工作生活的公共服务设施与公共活动场所[16]。本研究以150m的绿道网络服务半径[11]计算花木-龙阳路副中心绿道网络覆盖面积，初选绿道覆盖率约为78%，结合道路与交通设施类POI数据核密度分布结果对绿道初选结果进行优化，最终得到满足区域居民日常活动，尤其是工作日出行和休闲需求的绿道网络。

2 上海市浦东新区城市中心现状及问题

2.1 上海市浦东新区城市中心问题及规划现状

在上海市新一轮城市规划中，共划分了4个城市中心级别：城市中心区(中央活动区)、城市副中心区、地区中心和社区中心(图2-1)，其中，浦东新区的花木-龙阳路地区被纳入城市副中心，该区域陆域面积约20.93km2，常住人口23万余人，其中户籍人口12.87万人，外籍人士1.12万人，目前以“街管社区”模式管理钦洋、联洋、东城等6个社区共44个居委会和164个小区[17]。

虽然浦东新区在经济水平及重点城市建设项目方面的发展良好，但从百度热力图识别的上海市一周内(2018年3月26—31日)城市空间热度平均值的最终结果(图2-2)来看，该区空间热度较低且分布不均。同级中心热度差异较大，同样作为城市中心区的浦东新区陆家嘴地区空间热度明显低于南京东路、外滩和人民广场；同为城市副中心的浦东新区的花木-龙阳路、金桥、张江地区空间热度明显低于江湾-五角场、真如地区；社区中心空间热度也存在着类似的问题。

图2 基于百度热力图的上海市中心城区空间热度

图3 上海市浦东新区花木-龙阳路副中心区绿地现状

2.2 上海市浦东新区绿地现状及规划目标

从绿地结构及建设目标来看，上海市中心城区拟建成以外环绿道、黄浦江绿道、苏州河绿道及张江浜绿道为骨干，各区滨水廊道为辅助，由外环绿带包围，向楔形绿地发散的绿地系统结构(图3-1)。同时，借助线性绿地加强各公园绿地之间及绿地与居住用地、商业用地等各类用地的空间连接性。本文研究对象花木-龙阳路副中心是张家浜骨干绿道建设的重要部分，区内有世纪公园、世纪大道等知名度较高的标志性景观，绿地建设基础较好(图3-2)；东西走向的锦绣路、花木路、迎春路和丁香路等与南北走向的白杨路、芳甸路、合欢路、长柳路、民生路及柳杉路等道路绿地基础较好。

2.3 上海市浦东新区花木-龙阳路副中心区空间热度

从城市空间结构来看，花木-龙阳路副中心与金桥城市副中心交界，东接张江副中心、南邻北蔡镇，对花木-龙阳路片区的城市整体空间结构及绿地空间结构进行优化可以更好地提高浦东新区的主城区辐射作用，实现中央活动区陆家嘴地区与浦东新区的空间连接，延伸并加强中央活动区的辐射作用，提高空间分布热度。

上海市中心城区整体空间热度识别结果表明，休息日绿地空间热度均值普遍高于工作日及全周均值，这在一定程度上表明，休息日人群出行目的向绿地空间偏移。而花木-龙阳路副中心区休息日的绿地空间热度结果恰恰相反。虽然该区域绿地类用地占区域总面积的25%，但访问者来访绿地的主要时间段为工作日18：00以后及12：00— 14：00，并且大部分人群在休息日不会选择该区作为休闲娱乐的目的地。浦东新区中心地带的区位优势和世纪公园、张家浜骨干绿道等类型丰富的绿地现状并没有在休息日实现更高的空间利用。针对以上2个方面的问题，拟通过完善该区绿道网络提升空间连接度，进而提高空间分布热度，达到聚集人群、提升区域空间热度的目的。

3 以提升空间热度为导向的绿道选线分析

3.1 基于百度热力图的城市空间时空分布热度分析

百度热力图的上海市中心城区(图2-2)及花木-龙阳路副中心空间分布热度识别结果(图4)表明，与中心城区的其他副中心区相比，花木-龙阳路副中心空间热度整体较低，普遍低于4级，对其时空分布特征分析如下。

3.1.1 时间使用热度分析

从使用时间来看，存在以下规律(表1)：每日13：00以后人群聚集存在多个小中心，绿地使用普遍存在边缘化，这在一定程度上说明该时段人群在绿地空间中的活动时间较短，往往集中于绿地的边缘地带。道路及交通设施空间热度在19：00达到最高，之后逐渐降低。每日19：00—23：00空间热度出现较为明显的偏移。每日23：00至次日凌晨，花木-龙阳路副中心空间热度整体处于较低水平，区域内绿地空间使用存在明显的不均衡且多集中于大型绿地边缘地带。

3.1.2 空间使用热度分析

从分布空间来看，存在以下规律(表2)：公园绿地边缘的使用率高于中心地带，联洋花园等小区游园空间热度整体较高，具备作为潜在绿道的条件。

3.2 基于POI数据核密度分布的绿道选线分析

基于POI数据进行核密度分析(图5-1)，以Sigi'值作为绿道连接的主要依据。其中，公共设施类功能区POI数据核密度分析结果如图6所示。结果表明，该类设施的密度峰值主要位于区域边缘位置，呈现多中心集聚的空间形态，按S2类别统计各主要聚集中心如下。1)医疗设施类：上海市第一妇婴保健院东院、联洋社区卫生服务中心、上海市安达医院、瑞东医院(瑞金医院浦东分院)。2)体育休闲类：上海张江体育休闲中心、世纪公园球场。3)科教文化类：上海新国际博览中心、浦东展览馆及各类大学、职业技术学校、中学、小学和幼儿园。4)行政用地类：浦东新区人民政府、上海市艺术教委等政府机构与村民委员会。

3.2.1 基于公共设施POI数据核密度分布的绿道初选结果

在公共设施连接方面，为提高区域内人群对设施的可达性，优先连接资源密度高峰值区域和GIS软件赋值结果中Sigi'值大于5的各类设施，当取值区间相同时，优先连接公共设施。为提高绿道网络连接的景观价值，提高潜在可游览性绿地与绿道的连接度，以区域公园绿地为主要绿地斑块节点，以骨干绿道及滨水廊道为主轴，连接张江浜楔形绿地花木-龙阳路部分，达到提高绿道网络景观价值的目标(图5-2)。

以张家浜骨干绿道为主轴，世纪公园及张江浜楔形绿地为主要停留点，锦绣路、花木路、世纪大道等景观条件较好并连接多数公共设施高峰值的道路为绿道主要载体，梅花路、牡丹路等景观条件较好的道路为辅助性载体，得到初选结果(图6)。

以150m的绿道网络服务半径对初选结果进行覆盖率计算，计算结果可以直接反映绿道覆盖面积，进而反映选线结果的空间可达性。结果表明，现有基于公共设施类功能区分布的绿道可以覆盖全区约78%的区域，少数居住用地、农田覆盖率较低。本研究在此基础上，引入道路与交通类设施空间核密度分布，进行绿道选线优化设计。

3.2.2 基于交通设施POI数据核密度分布的绿道初选结果

基于交通设施的核密度分析(图7-1)结果表明，该类设施的密度高峰值主要位于该区北部，按S2类别统计各主要聚集中心如下。1)交通服务设施：区域内轨道交通2、7、9、16号线4条轨道交通线的地铁站点，内环高速路，磁悬浮列车总站点及各类型公共设施停车场。2)道路附属设施：神州租车及各类交通设施咨询点。

通过POI分布核密度分析，结合片区已有绿地、潜在绿道进行绿道选线优化(图7-2)，实现全面覆盖花木-龙阳路片区，完善绿色基础设施建设。例如，花木新村处空间热力度较高，图书馆、小学、医院等公共服务设施密集，通过白杨路段绿道及花木王家浜段滨水廊道可以实现龙阳路地铁站至芳华路、南阳花园、华林小学和妇婴保健院等居住区与公共设施的连接，提高医院与学校的可达性与可游览性。最终在整体空间上实现绿道与三八河滨水廊道的连接。

图4 基于百度热力图的花木-龙阳路副中心不同热力区面积随时间变化

表1 花木-龙阳路片区时间使用热度分析

表2 花木-龙阳路片区空间使用热度分析

4 以提升空间热度为导向的绿道分段设计策略

图5 花木-龙阳路副中心区空间结构分析

图6 基于公共设施类POI数据的核密度识别与绿道初选结果

图7 基于道路与交通设施类POI数据的核密度识别与绿道终选 结果

基于研究范围内绿地、公共设施、产业、居住、商业及道路与交通设施6类POI数据的叠加分析与分层分析结果，可以有效识别城市空间结构。基于百度热力图的城市空间热力度可以反映人群密度，二者的叠加分析可以在时空范围内进行绿道选线与优化。在空间使用上，优先连接Sigi'值高的区域，以公共设施及道路与交通设施分层结果为补充，实现绿道覆盖研究范围。空间上可达性的提高可以在各个方面提高居民的使用体验，提高居民生活质量。在提高空间安全性的同时，方便了老人与儿童活动，提高了中老年及青年人对绿地及休闲娱乐场所的空间可达性。在使用时间上，从基于百度热力图的空间分布热度考虑，以区域内张家浜楔形绿地及世纪公园等现有热力度较高的公园绿地为主要停留点，针对午间高热空间，可以考虑从绿道的夏季通风及冬季遮蔽等方面进行空间品质提升，针对夜间空间热力度较高的绿地可以有针对性地结合水景、构筑物和植物群落等景观要素进行灯光设计，同时，灯光设计还可以在一定程度上起到空间引导的作用，以此提高夜间空间品质，吸引人流。

注：文中图片均由姜佳怡绘制。