基于空间句法的福州市综合公园可达性分析∗

谭文浩 刘林丰 陈婷婷 吕 梁 潘 辉

1 福建农林大学园林学院 福州 350002

2 闽江学院旅游系 福州 350108

城市综合公园对提高居民健康和福祉尤为重要[1-3], 其可达性研究对于提升综合公园的辐射能力具有重要意义。

可达性是指从空间中任意一点到达目的地的难易程度, 反映了人们到达目的地过程所克服的空间阻力(Space resistance) 大小情况, 常用距离、 时间和费用等指标来衡量[4-5]。 已有的公园可达性研究主要通过基于GIS 的栅格成本、 网络分析法、 最小距离进行分析, 如刘九菊[6]基于ArcGIS平台, 采用栅格成本数据加权分析法得出三道河村最佳文化与景观游览路径： 秦华[7]利用网络分析法对重庆万州城区公园进行了可达性研究, 对城市公园的空间优化布局提出建议： 岳邦佳[8]通过最小邻近距离法和两步移动搜索法对武汉市街道公园可达性进行研究： 孙雅婷[9]基于空间句法对城市公园可达性进行量化分析研究： 王念[10]利用空间句法,结合老年人口分布分析, 评价了武汉市老年人口视角下公园绿地可达性水平, 并对武汉市适老性公园绿地建设提出了建议。 可见, 以往学者一般使用轴线法、 基于拓扑网络的角度对公园绿地进行可达性研究而忽略了米制距离[11]。 本研究采用线段法,将米制距离考虑进来能够更精确地测量福州市三环内综合公园的可达性, 为提升福州市综合公园的可达性提供理论依据。

1 研究区域概况

福州市三环内是福州市人口最密集、 城市化水平最高的区域, 也是公园以及交通路网等公共服务设施分布最密集的区域[12-13], 故选取福州市三环内综合公园为研究区域。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

研究数据主要为福州市三环内城市路网和福州市三环内综合公园地理位置。 三环内城市路网数据来自于2016 年福建省制图院绘制的福州市城区图, 根据福州市城区图结合实际考察绘制出三环内城市路网。 综合公园地理位置通过实地手持GPS 进行精准定位(图1), 同时通过查阅福州市园林局官网可知福州市公园数量达到55 个, 根据国家行业标准公园设计规范中对综合公园的规定,全园面积不宜小于10 hm2的三环内综合公园数量共有22 个。

2.2 研究方法

空间句法理论是由英国伦敦大学巴格特建筑学院比尔·希列尔在1970 年率先提出, 通过把城市空间、 街道以及建筑进行定量描述来研究空间组织结构与人类活动之间的相互关系[14]。 空间句法的线段分析法既能考虑到拓扑距离之间的关系,又能考虑到米制单位： 同时将线段之间的角度关系考虑进来更为综合, 因此本文采取线段分析法进行计算。

2.2.1 全局可达性评价方法

全局可达性是指在较大范围内, 多半以驾车的出行方式, 如乘坐火车、 飞机到达福州市, 通过市内交通或自驾的方式到达综合公园, 在研究区内从任一起点到达任一综合公园的难易程度。通过将建立好的轴线模型导入到Dethmap 中转换成线段模型, 把每条没有打断的线段作为单独的节点, 全局整合度能反映研究范围内任一节点到其他节点空间在最短路径上所消耗的成本, 能有效反映综合公园的全局可达性, 节点取距离公园主入口最近且在路网上的点, 有多个主入口取各临近节点整合度的平均值, 整合度越高, 可达性越好。 全局整合度计算公式[14]为:

式中:ATD(x) 指搜索半径R内x节点的角度总深度：d(x,y) 指线段x到线段y的最短路径长： Integration 指线段x的整合度：NC为半径内路网节点的总点数：MD为平均深度, 角度总深度除以路网节点的总点数, 即ATD/NC。

2.2.2 局部可达性评价方法

局部可达性是指从离综合公园较近的地方到达该综合公园的难易程度, 多以步行或者骑行方式, 如综合公园周边居民日常去公园散步。 同样将轴线模型导入到Dethmap 中转换成线段模型进行计算, 采用局部整合度指标来评价综合公园的局部可达性。 局部整合度是指距离综合公园主入口最近节点到周边范围内其他任一节点, 在最短路径上所消耗的成本, 能有效反映综合公园的局部可达性, 计算方法与全局整合度相同。

2.2.3 自然断点法

基于自然断点法对福州市三环内所有线段(即节点) 整合度进行分级, 得出不同可达性等级的综合公园。 自然断点法依据数据中固有的自然分组, 在数据不连续空缺处划分等级, 将相似值进行合适分组, 使各级数据差异最大化[15]。 本文将通过ArcGIS10.5 对Depthmap 导出的福州市三环内各节点整合度数据进行自然断点分级, 对福州市各综合公园进行可达性分级。

3 结果与分析

3.1 全局整合度分析

将福州市三环内路网图导入到空间句法相关软件Depthmap 当中进行计算, 分析得到福州市综合公园全局整合度图(图1)。 图中轴线的颜色越亮, 意味着全局整合度越高, 全局可达性越好,在不考虑出行距离和交通状况的情况下, 该处越容易到达。 如图3 所示, 福州市全局整合度总体呈中心高, 四周低的特征。 将福州市三环内各节点全局整合度导入ArcGIS10.5 中进行自然断点分级, 整合度由高到低分为3 个等级(表1)。 各级综合公园整体由低到高、 总体由中心往外分布,但三级可达性综合公园主要集中在西北部路网稀疏、 地形起伏处, 而三环线上的沙滩公园却为一级可达性公园, 琴亭湖公园为二级可达性公园。

图1 福州市综合公园全局整合度图

其中一级可达性综合公园可达性相对最好,分别为晋安河公园、 台江区江滨公园、 沙滩公园、闽江公园北园, 在不考虑出行距离和交通状况的前提下, 优先选择该类综合公园： 三级可达性全局整合度低, 可达性相对最差, 分别为鹤林生态公园、 金牛山公园、 福山郊野公园、 五凤公园,在不考虑出行距离和交通状况的前提下, 选择该类公园相对更不易到达。 整体来看, 22 个综合公园全局整合度离散系数为0.144, 表明福州市三环内各个综合公园全局整合度相对差距较小, 在不考虑出行距离和交通状况的前提下, 从全市各处到达各综合公园的交通容易程度差距不大, 且全局可达性平均值稍高于研究区内所有节点整合度平均值(468.001), 说明福州市三环内综合公园全局可达性较好。

表1 福州市综合公园全局可达性等级

3.2 局部整合度分析

通过Depthmap 软件对福州市三环内路网进一步分析得到1 000 m、 3 000 m、 5 000 m 的整合度。 如图2 所示, 图a、 b、 c 局部整合度大小总体仍呈现中心高, 四周低的特征, 但路网之间色彩差异程度呈现从低到高, 在1 000 m 整合度(a图) 中最低, 其路网中部颜色亮度总体差距不大： 3 000 m (b 图) 和5 000 m (c 图) 路网颜色亮度相对明显, 能观察出中心高, 四周低的特征, 总体中心和四周可达性差异明显。 同上, 利用ArcGIS10.5分别进行自然断点分级, 对不同距离下的综合公园可达性进行分级(表2), 分布特征均为一级综合公园分布在中心, 二级、 三级依次往外分布, 其中三级可达性综合公园主要分布在西北部。

图2 福州市三环内综合公园局部整合度图

表2 福州市综合公园局部可达性等级

由表2 可知, 1 000 m 时晋安河公园、 台江区江滨公园、 白马河公园可达性最好： 3 000 m 时,晋安河公园、 台江区江滨公园、 白马河公园可达性最好： 5 000 m 时晋安河公园、 台江区江滨公园、 闽江公园北园可达性最好。 福州市三环内综合公园1 000 m、 3 000 m、 5 000 m 整合度离散系数分别为0.372、 0.503、 0.483, 进一步证明了3 000 m和5 000 m 整合度颜色亮度差异比1 000 m整合度差异更为明显, 且随着出行距离的增加,三环内各综合公园的可达性差距并不一定随之增大。 其中1 000 m 局部整合度离散系数最低, 说明在出行距离为1 000 m 时, 各个综合公园可达性差异不大, 同时也由于整体整合度低, 导致1 000 m情况下, 三级可达性公园最多： 出行距离3 000～5 000 m 时, 三环内综合公园可达性差异明显, 推荐选择一级可达性综合公园出行。 由表2可知, 各个综合公园的局部整合度随着距离的增加而增加, 表明随着出行距离的增加, 综合公园的可达性越好, 由此推荐人们进行更远距离的公园游玩。 但不同距离下的综合公园局部可达性的平均值均低于研究区内节点平均值 (14.835、54.574、 111.330), 与全局整合度呈相反的状况,这可能与福州城区内丘陵多、 受湖泊约束、 导致局部道路建设困难有关, 这也说明福州市综合公园的局部可达性还具有较大的提升空间。

3.3 综合分析

综合一、 二、 三环来分析, 三环综合公园数量最多(13 个), 占总体比例的59%： 二环数量为7 个, 占32%： 一环数量2 个, 占9%。 结合各环综合公园全局整合度平均值分析, 一、 二、 三环综合公园全局整合度平均值分别为570.020、477.803、 459.830, 由此可见, 一环综合公园可达性最好、 二环次之、 三环综合公园可达性最差。

在局部整合度中, 1 000 m 时一、 二、 三环综合公园局部整合度平均值分别为19.862、 14.420、11.752, 3 000 m 时 分 别 为 89.259、 55.030、41.883, 5 000 m 时 分 别 为173.664、 122.215、92.579。 可见, 1 000 m、 3 000 m 和5 000 m 时一、 二、 三环整合度平均值均为一环最高、 二环次之、 三环最低, 这进一步表明一环综合公园整体可达性优于二、 三环, 二环胜于三环。

台江区江滨公园、 晋安河公园在全局、1 000 m、 3 000 m、 5 000 m 整合度均为一级可达性综合公园, 均分布在一环、 二环内, 都为滨水带状综合公园： 而五凤公园、 福山郊野公园、 金牛山公园在全局、 1 000 m、 3 000 m、 5 000 m 整合度均为三级可达性综合公园, 且地理位置均靠近三环线, 处于路网稀疏地段。

4 结论与建议

本研究基于空间句法的线段分析法对福州市三环内综合公园进行可达性研究。 结果表明: 1)三环内综合公园随着出行距离的增加, 可达性越好。 2) 在全局和局部整合度中, 福州市三环内可达性呈现中心高四周低的特征, 三环内综合公园可达性整体从一环至三环产生递减现象。 3)福州市综合公园全局可达性水平较好, 局部可达性较差, 有待提升。 4) 在全局和局部整合度中,三环内综合公园可达性等级呈动态变化, 一直为三级可达性综合公园的有五凤公园、 福山郊野公园、 金牛山公园, 地理位置均靠近三环线路网稀疏的西北部： 一直为一级可达性综合公园的有台江区江滨公园、 晋安河公园, 均为滨水带状公园,分布在一环、 二环内。

针对上述结论, 建议: 1) 政府部门应改善交通条件, 如降低交通堵塞、 开辟专用路线, 鼓励人们进行距离较长的综合公园出行： 2) 对于可达性较强的道路应适当开设出口, 增加到达综合公园的游憩步道、 自行车道使居民较方便到达：3) 应进一步合理增加一环、 二环内综合公园数量, 利用好一环、 二环交通优势： 4) 要充分借鉴台江区江滨公园、 晋安河公园指导开发建设滨水带状公园, 同时着重提升三环综合公园可达性,加强完善三环的交通路网建设, 尤其在福州西北部, 要改善出行条件, 着重提升五凤公园、 福山郊野公园、 金牛山公园的全局和局部可达性。