基于ArcGIS的南昌市旧城中心区城市公园绿地可达性评价及布局优化研究

张绿水 王志强 龚 鹏 刘 牧

城市公园是城市居民日常休闲游憩的主要场所，其合理布局不仅事关城市公共资源的公平分配，而且对提升全体城市居民获得感、幸福感和安全感意义重大。文章以南昌市旧城中心区城市公园绿地为研究对象，利用ArcGIS软件中的网络分析法，基于步行、自行车行和公交车行这三种城市居民基本出行方式，对研究区域内的城市公园绿地可达性进行评价分析，并提出增加城市公园绿地数量、完善城市道路交通网络和加强城市绿道规划建设三条城市公园绿地布局优化策略。

可达性；公园绿地；布局优化；地理信息系统软件（ArcGIS）；南昌市

城市公园绿地的可达性是衡量城市公园绿地科学布局的标志性指标，从20世纪90年代开始逐渐成为风景园林学科的研究热点[1-2]。地理信息系统（GIS）的引入提高了城市公园绿地可达性评价的精确度，在一定程度上丰富了城市公园绿地布局和城市绿地公平正义相关研究。在此背景下，国内学者纷纷运用GIS技术对城市公园绿地的可达性和布局进行了大量研究，并取得较为丰硕的成果。目前常用的城市公园绿地可达性评价方法主要有统计指标法[3]、费用加权法[4]、成本矩阵分析法[5]、网络分析法[6]、缓冲区分析法[7]和引力模型法[8]，以上方法广泛应用于城市公园绿地布局的研究中，但针对欠发达地区旧城中心区公园绿地可达性评价与布局优化方面的研究却鲜有报道。

本研究在构建南昌市旧城中心区城市公园绿地地理信息数据库的基础上，借助ArcGIS软件的网络分析方法，基于步行、自行车行和公交车行3种出行方式，对研究区域的城市公园绿地可达性进行了定量分析与评价，以期为南昌市旧城中心区城市公园绿地的规划、营建、布局优化和管理提供决策支持。

1 研究范围与对象

本文以南昌市旧城中心区为研究区域。截至2019年底，研究区域国土面积为21 km2，区域内有居民点266个、人口75.60万。根据南昌市园林绿化局提供的资料显示，研究区域共有公园绿地20个，总面积为427.40 hm2（表1）。

表1 南昌市旧城中心区公园绿地列表

2 研究方法及步骤

2.1 方法选定

传统的城市公园绿地可达性评价通常采用缓冲区分析法。由于这种方法未考虑实际道路交通情况和居民出行方式，通常导致评价结果出现虚高。网络分析法通过建立城市道路网络数据集，并根据实际交通情况设置道路的不同通行能力属性，可以实现对城市公园绿地可达性的精确评价[9]。基于上述考虑，本研究选用ArcGIS软件的网络分析法对研究区域城市公园绿地可达性进行评价分析。

2.2 数据获取

本研究以南昌市2018年高分一号卫星遥感影像图和南昌市2018年1：10000土地利用现状图作为分析底图；道路和公交数据来源于南昌市2018年1：10000道路交通现状图；公园绿地数据来源于南昌市2018年1：10000城市绿地现状图；人口数据来源于南昌市第六次人口普查数据。

2.3 研究步骤

相关研究表明，步行、自行车行和公交车行是城市居民到达城市公园绿地的三种基本出行方式[10]，因此本文仅对基于这三种出行方式的公园绿地可达性进行评价。研究步骤如下：

（1）利用ENVI5.2遥感影像处理软件对高分一号卫星遥感影像图进行裁剪，以手持GPS定位仪实地踏勘准确坐标点的方式进行几何精校正处理，并与南昌市土地利用现状图进行地理配准；

（2）结合实地踏勘，在ArcGIS10.2平台上建立研究区域城市道路、公园绿地位置、公园绿地出入口、居民点、公交线路、公交站点等地理信息矢量数据库；

（3）在Arcmap网络分析设置中分别设置步行（Walktime）、自行车行（Bicycletime）和公交车行（Bustime）的属性字段，建立网络数据集；

1.研究区域公园绿地步行服务范围图

2.研究区域公园绿地自行车行服务范围图

（4）在Arcmap网络分析中将“通行阻力”设置为时间，利用Arcmap中的网络分析功能计算出研究区域内步行、自行车行和公交车行这三种城市居民基本出行方式的城市公园绿地服务范围。

3 研究结果与分析

3.1 可达性评价分析

3.1.1 基于步行的可达性分析

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3.6 km/h来计算[8]。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，因此本文以15 min内为到达公园的适宜步行时间。研究结果表明，南昌市旧城中心区城市公园绿地的步行可达性较低。步行5 min有3个居民点可以到达公园绿地，占居民点总数的1.13%；步行10 min有8个居民点可以到达公园绿地，占比为3.01%；步行15 min有26个居民点可以到达公园绿地，占比为9.77%。居民步行5 min能够到达公园绿地的覆盖面积占研究区域国土面积的0.74%，步行10 min覆盖面积占比为2.48%，步行15 min覆盖面积占比为8.68%。从图1可以看出，步行15 min能够到达公园绿地的区块仅集中在研究区域的西南片区，即抚河公园以东、中山路以南、八一广场以西、站前西路以北区域。

3.1.2 基于自行车行的可达性分析

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作为研究区域自行车的行车速度[8]。研究结果表明，自行车行5 min有28个居民点可以到达公园绿地，占居民点总数的10.53%；自行车行10 min有70个居民点可以到达公园绿地，占比为26.32%；自行车行15 min有110个居民点可以到达公园绿地，占比为41.35%。自行车行5 min能够到达公园绿地的覆盖面积占研究区域国土面积的6.05%，自行车行10 min覆盖面积占比为24.90%，自行车行15 min覆盖面积占比为56.63%。相较步行而言，自行车行的可达性有了较大幅度的提高。从图2可以看出，自行车行15 min能够到达公园绿地的区域主要集中在研究区域的中部和南部片区，即阳明路以南、南京九线以西的大片区域。

3.1.3 基于公交车行的可达性分析

3.研究区域公园绿地公交车行服务范围图

4.研究区域公园绿地步行和自行车行服务范围图

国家住建部《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012）[11]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[8]。研究结果表明，公交车行5 min有10个居民点可以到达公园绿地，占居民点总数的3.76%；公交车行10 min有40个居民点可以到达公园绿地，占比为15.04%；公交车行15 min有74个居民点可以到达公园绿地，占比为27.82%。居民公交车行5 min能够到达公园绿地的覆盖面积占研究区域国土面积的2.34%，公交车行10 min覆盖面积占比为15.25%，公交车行15 min覆盖面积占比为38.81%。从图3可以看出，与自行车行较为相似，公交车行15 min能够到达公园绿地的区域同样集中在研究区域的中部和南部片区。由此可知，公交车行对研究区域公园绿地的可达性影响较小。

3.2 基于步行和自行车行的可达性分析

大量研究表明，步行和自行车行是城市居民进入公园绿地休闲游憩的主要交通方式[12]。加之公交车行对南昌市旧城中心区公园绿地可达性的贡献不大，因此本文重点分析基于步行和自行车行的城市公园绿地可达性，将研究区域公园绿地步行服务范围图（图1）和自行车行服务范围图（图2）在ArcGIS中进行叠加处理，即可分析计算出基于步行和自行车行的城市公园绿地服务范围图（图4）。由图4可以看出，研究区域步行和自行车行15 min可以到达公园绿地的居民点有110个，占居民点总数的41.35%；步行和自行车行15 min能够到达公园绿地的覆盖面积占研究区域国土面积的56.63%。进一步分析发现，可达性较低的居民点较为集中，主要分布在研究区域的东部片区、东南片区、西北片区、中北片区和东北片区5片区域。

4 基于步行和自行车行的南昌市旧城中心区城市公园绿地优化布局策略

正确理解城市公园绿地可达性的影响因素是进行城市公园绿地优化布局的关键环节。相关研究表明，影响城市公园绿地可达性的因素主要有3个方面：

一是公园绿地的吸引力（即公园绿地本身的质量）、数量及其空间格局；

二是不同需求人群的特征（如年龄结构、受教育程度等）及其空间分异情况；

5.研究区域新增公园绿地分布图

6.优化后研究区域公园绿地步行和自行车行服务范围图

三是市民居住地与城市公园绿地间的通达性或阻力（包括居住地与公园之间的距离、城市道路网络的完善程度、居民出行的交通方式、居民点的空间分布等）[13-14]。基于上述影响因素及南昌市旧城中心区城市建设现状，要提高基于步行和自行车行的城市公园绿地可达性，最重要的是要在城市公园绿地服务盲区因地制宜地增加一些城市公园，以此完善城市公园绿地空间布局；其次是要完善城市道路交通网络，尤其是要完善以城市绿道为代表的城市慢行交通系统。

4.1 增加城市公园绿地数量

研究区域目前仅有20处公园绿地，且公园绿地空间布局失衡，远远不能满足城市居民的休憩需求。因此，通过增加城市公园绿地数量的方式，能够在一定程度上提升研究区域公园绿地可达性。因受旧城中心区固有的城市用地局限性影响，在新增公园绿地的类型上需斟酌其可行性。城市公园绿地中的社区公园和游园，相较综合公园来说占地面积小、投资低、布局机动性强、建设难度低，具有较强的可实施性。因此，提高研究区域城市公园绿地可达性的关键在于结合南昌市城市绿地系统规划，在可达性较差区域新增一定数量的社区公园或游园。同时，在新增公园绿地选址时要优先考虑居民点的分布情况，方便更多居民能够就近到达公园绿地。同时结合南昌市旧城中心区的土地利用规划和城市绿地系统规划，优化方案拟在研究区域新增25处公园绿地，其中社区公园3处、游园22处（图5）。此外，还可增加现有城市公园绿地的出入口数量，以此联通更多的城市道路，将公园绿地更加有效地向居民开放。

经上述优化布局，南昌市旧城中心区步行和自行车行15 min可达的居民点有195个，占研究区域居民点总数的73.31%，相比优化前增加了31.96%；15min覆盖的服务面积占比为81.24%，相比优化前增加了24.61%。由图6可以看出，优化布局后，南昌市旧城中心区的东部片区、东南片区、西北片区和中北片区基于步行和自行车行的城市公园绿地可达性有显著提高。

4.2 完善城市道路交通网络

相关研究表明，完善城市道路交通网络，尤其是构建联通顺畅的慢行交通网络，是提升城市公园绿地可达性的重要举措[15]。由于研究区域道路交通路网以机动车道为主，加之在交通拥堵地段缺少非机动车道连通设计，导致居民步行或自行车行受阻，进而大大降低了研究区域基于步行和自行车行的城市公园绿地可达性。

以步行或自行车行方式前往公园绿地休闲的居民，通常会选择城市支路、人行道、城市绿道等城市慢行交通路网。从这个角度来看，城市慢行交通路网的完善程度会极大影响城市公园绿地的可达性。如研究区域中部片区由于城市支路、人行道较为密集，慢行交通路网非常完善，该片区公园绿地的可达性较高；研究区域西北片区则由于城市支路、人行道等城市慢行交通路网不够完善，导致该片区公园绿地的可达性较低。因此，规划并完善研究区域城市慢行交通网络，以使选择步行或自行车行出行的居民可以便捷到达城市公园绿地进行休闲游憩。

在城市慢行交通网络规划建设时，要做好以下3个方面的工作：

一是要确保城市慢行交通网络结构合理、功能完备，尤其是要加强步行路段与车行路段的有效衔接，并采用规划措施防止机动车占用人行通道；

二是要在确保交通安全的基础上，适度选用城市居民自发创造的步行路径，并将其纳入城市交通体系，形成更加人性化的城市慢行交通网络；

三是要确保城市慢行交通网络和城市公园绿地的连通性，方便居民通过步行或自行车行方式进入城市公园绿地。

4.3 加强城市绿道规划建设

按照景观生态学理论的“斑块”“基质”和“廊道”结构模式对城市绿地进行系统布局，不仅可以保证城市绿地景观结构的完整性[16]，而且可以有效降低斑块与斑块之间的隔离程度。城市绿道不仅是重要的城市生态廊道，同时也是城市慢行交通系统的主体。由此可见，建设完善的城市绿道系统可以有效提高基于步行和自行车行的城市公园绿地可达性。

城市绿道的建设要在条件允许的情况下尽可能地为行人创造丰富的空间体验，采用视线转移等造景手法消除周边建筑形成的空间压迫感，形成亲切宜人的慢行空间。此外在城市绿道环境设计中，建议适当布设城市雕塑、园林小品等景观标志物，增添步行或自行车行过程中的趣味体验。通过城市绿道的建设，可以将居民点与城市公园绿地有效链接起来，有利于城市居民快速、安全、舒适地到达公园绿地进行休闲游憩，进而提升城市居民的获得感、幸福感和安全感。

5 结语

运用ArcGIS分析城市绿色公共服务设施分布格局，能够切实地将城市居民的休闲需求与城市公园绿地的空间布局通过实际道路网以及人的多种交通方式紧密结合，从而形成对城市公园绿地空间布局具有引导性的、科学的规划方法和反馈机制，并推动政府部门将绿地和资金投入到城市需求最大的区域，提高投资效率，完善城市公园绿地空间布局。

（注：本文图表均由王志强绘制。）