顾及交通阻隔效应的居住用地周边环境评价——以成都市主城区为例

吴长江

(成都市规划设计研究院，四川成都 610094)

1 研究背景

城市土地是城市空间形成的物质基础，城市土地利用形式是城市功能组织在空间地域上的投影。城市用地现状图中，除了城市用地类型、各类用地分布的信息外，还隐含着城市居住活动舒适性空间信息，通过选择适当的方法进行空间关联分析，可以将隐含的空间格局信息展现出来。本文基于城市土地利用现状数据基础，从城市用地结构和交通网之间的空间关系的角度入手，充分挖掘城市各类用地之间的相互影响作用来定量评价城市空间居住适宜便利性指数。

2 研究区域及数据

成都市建设区主要集中分布在五主城区和高新区，其用地功能类型已趋于稳定，其用地性质短时间内无明显变化，因此本文的研究区域范围为五主城区和高新区。为了定量化呈现不同性质的用地类型给生活指数造成的影响程度，结合总体技术路线及研究方法，收集了包括现状路网，城市建成区现状用地图斑等空间数据用于评价分析。为了减弱研究区边缘效应，将研究区域外2 km的相关数据纳入研究范围。本研究所涉及的路网数据和用地类型数据如图1所示。

图1 研究区域数据

3 指数分析原理及构建方法

3.1 指数分析原理

居住环境宜居便利指数评价标准：居住周边服务资源+环境共同构成居住宜居便利环境；为了尽可能减小各叠加影响因子之间的量纲影响差异，不同用地功能类型对居住环境的影响程度不一，将功能用地图斑按照面积分成5个等级(分别赋值1～5)，面积越大，其影响辐射范围越广、分值越高，并根据用地类型设置对应的影响权重(图2)。

图2 居住用地舒适便利性指数技术路线

(1)科教文卫和商服用地：由于教育资源的局部不均衡化和优质教育资源的稀缺性，导致在市民的宜居期望中，教育资源占到了举足轻重的地位，特别是义务教育阶段的中小学教育资源；随着人们的生活水平提高以及越来越强的健康意识，医疗资源服务虽然不及教育严格受距离的制约，但其重要性也不言而喻，如华西医院等著名三甲综合医疗卫生资源；而文化休闲设施作为高品质生活不可或缺的一部分，对于给居民创造丰富的精神生活宜居环境同样重要；良好而便捷的教育设施或其在文化环境、社区配套设施、商业氛围等方面所带来的外部效益成为影响居住适宜性的重要因素，因此科教文卫对居住呈正向相关。

(2)水域、公园与绿地和广场用地：水体、绿化环境等共同组成的公园可以提高宜居生活的环境品质，还可提供宽阔的休闲游憩健身场所，在日常居住生活中，可认为其通行成本较低。

(3)高教用地和机关团体新闻出版用地：考虑高影响力设施功能用地的正向溢出效应。

(4)工业用地、机场用地、轨道交通用地和物流仓储用地：主要用来考虑较大型的面状设施与居住环境之间的关系，如大型连片物流基地、交通场站设施、农产品交易区、工厂等易聚集人群、易产生噪音和粉尘污染以及易导致出行拥挤的区域对周边的居住环境会产生不利影响，且影响舒适便利生活。

(5)各类道路用地(铁路、各等级公路)：一方面，机动车会产生不同程度的噪音和扬尘，影响居民的日常生活；另一方面，较高等级的道路(高速、快速路等)由于车流量大、路面宽广等会不同程度地影响到周边服务资源的可达性，分割阻隔与邻近设施的便利性。考虑噪音污染和对资源可达性的阻碍作用，主干道阻碍区域连通，影响宜居环境的便利性，但低等级的社区内部街道及商业步行街却有利于形成舒适的宜居环境，提高居住安全性，因此，根据道路网的道路属性(参照JTG B01-2014《公路工程技术标准》等技术标准)及对交通路网对宜居环境的影响程度划分为不同栅格成本等级(表1、图3)。

表1 城市地面通行阻滞成本等级划分

图3 地面通行阻滞成本等级分布

3.2 便利指数计算模型实现

含障碍的扩散插值法原理：扩散插值指热方程的基本解，该方程描述热或粒子如何在同类介质中随着时间扩散。使用此方法得到的预测结果缓慢地在障碍周围流动。在没有障碍的情况下，通过扩散插值得到的预测结果与通过使用高斯核的 核插值法得到的预测结果大致相同。扩散插值可以使用通过成本面定义的复制的距离度量，它是一个常用栅格函数，用于计算从一个栅格像元到另一个栅格像元的行程成本。扩散插值为自动选择的格网(像元)生成预测结果。如果未指定成本面，相邻像元中心之间的距离为欧氏距离。如果已经指定成本面，则使用以下公式定义成本面上像元之间的距离：

阻滞成本=(邻像元的平均成本值)×(像元中心间的距离)

图4所示左侧(图4(a)所示)为没有顾及成本面的基于空间距离的服务扩散算法结果与下图右侧(图4(b)所示)使用基于栅格累积成本距离服务扩散算法创建的预测图相比较。在扩散插值的情况下，核的形状根据扩散方程在障碍附近变化；而在核插值的情况下，点之间的距离根据点之间的最短距离变化。

图4 资源设施服务辐射影响计算原理示意

居住用地受到的周边功能用地辐射影响度计算：

(1)

式中:Fi为出行点(居住用地地块)i的受影响综合总分值;Wij为出行点(居住用地地块)i到 最邻近吸引点(功能用地)j的影响权重;Areaj为功能用地的面积(代表其影响规模);Distj为顾及出行阻滞效应的栅格累计成本距离；出行点的总分值(Fi)反映了其居住宜居便利性水平,进一步按照“组间差异最大、组内差异最小”的原则将其划分为不同的便利指数。

为了更直观地衡量交通平面路网对资源服务扩散的阻滞效应，我们对比普通的空间距离扩散插值法和顾及交通路网穿行成本距离的扩散插值法结果(图5)发现，图5(b)的结果比图5(a)表现出更细微尺度的便利性指数差异。

图5 基于不同空间扩散方法的舒适便利指数评价

4 典型区域分析

较集中的连片适宜居住区主要分布在西二环至西三环之间，其单块居住用地面积较大，受道路分割影响较小，且周边较均匀的分布着众多的独立占地的科教文卫和商服设施；另外还有南二环周边区域、川师大板块、高新金融城板块、大源板块和天府大道东侧区域等也呈现较高的居住适宜便利指数，如图6所示。

图6 宜居便利指数高值区域分布

为了进一步考察该评价指数模型的准确性，我们也对明显呈现出较低指数的区域进行了具体分析，如图7所示，区域1周边相关的生活设施用地较少且有零星的工业物流用地；区域2分布着较多的商业等公服设施用地，但同时也分布着较多的物流仓储用地，使得该区域居住环境相对复杂，分布对多条主干道对居住生活也产生负面影响；区域3的居住用地分布杂乱，并受铁路线的严重分割，且周边的商业服务设施零散，其服务扩散能级较低。综合居住用地周边的整体用地布局来看，该评价算法能够较好的顾及不同功能用地的空间辐射影响，并能够体现交通线网对设施便利的阻隔效应。

图7 宜居便利指数低值区域分布

在实际的城市择居过程中，针对普通群体来说，其纯粹的宜居环境并不是这类人群最理想的选择，在考虑职住通勤方面往往也会占相当比重，在整体的居住环境价值中也有明显体现，甚至在某些区域是单一主导因素。另外本文基于周边资源配置及可达性评价的宜居环境并未考虑具体居住小区内部结构及配套设施。基于以上原因，市场认知的居住价值分布趋势和宜居指数分布整体存在一定差异。

另外，基于不同人群的需求，也对各资源设施的依赖度不同，如养老人群更多考虑的是住宅内部环境和空气质量；工作人群兼顾交通设施便利性和通勤时间；居家人群则更倾向于子女教育培训设施等。本文的宜居环境指数是基于居民的一般化整体需求并顾及土地资源设施分布进行的地块尺度评估的。

5 结论与展望

本文基于城市现状用地类型图斑对成都市主城区居住区周边的宜居环境进行综合性期望宜居便利指数分析，并创新性地借助ArcGIS软件将城市交通路网对周边资源设施服务的辐射影响力和资源的可达性的消减阻碍效应嵌入到宜居期望指数评价模型中，同时考虑多类型资源设施用地对宜居环境的正向贡献度和平面交通路网对宜居慢行便利和资源可达的负面阻碍效应，后期还可结合城市环境新要素对评价模型进行更加深入的改进，如规划垃圾处理设施，新建绿地和公园投入使用等，借此更加全面真实的反映实际居住人群的居住感受。另外，由于未能详细获取住宅小区相关详细数据等条件限制，本文并未考虑每个实际居住小区自身的建筑品质及内部居住环境状况。

随着近年来，在城市规划方面出现了一些新的规划理念，如垃圾转运设施由邻避向邻利转变，那么周边的居住环境状态自然也会发生变化，人们对其的心理期待也在发生微妙变化，这些可变因素都会不同程度地影响各类居民对城市的居住环境的心理评价。