城市绿地的可步行性评价研究以常州市主城区为例

张晨晔 李飞雪 李满春

一、研究区与数据源

1.研究区概况

本文研究区为常州市主城区，面积1862平方公里，包括武进、新北、天宁、钟楼4区。据常州市统计局发布的《2019年常州市国民经济和社会发展统计公报》，2019年末常州市常住人口473.6万人，其中城镇人口347万人，城镇化率达到73.3%；常州市建成区绿化覆盖率为43.25%，绿地总面积为107.27平方千米。

2.数据源与预处理

研究所使用的行政区划数据与土地利用数据来自江苏省地理国情普查与基础性监测数据，道路中心线数据从OpenStreetMap数据库中下载，绿地POI数据从高德地图Web服务API中获取，人口数据从WorldPop网站下载。

图1 研究区范围与城市绿地分布

二、城市绿地可步行性评价模型

研究提出城市绿地步行指数作为建成环境对居民步行获取绿地资源友好程度的衡量标准，其计算方法为将每个栅格单元邻域范围内的住宅密度、道路连通性、土地利用混合度和绿地步行可达性的标准化得分加权叠加，对绿地可达性因子赋予其相对于其他变量二倍的权重，由公式（1）给出：

其中，为第个可步行性变量的权重系数，为第个可步行性变量的标准值。该步行指数模型以栅格单元为测算单元，所有的可步行性变量都与城区环境特征有关。

居民点密度通过计算每个栅格单元点周围的邻域范围内的住宅单位数量与住宅用地面积之比得到。本研究以3公里为半径的圆形作为邻域进行密度分析。

道路通达性使用道路交叉口密度衡量，以点邻域内道路交叉口数量与邻域土地面积之比表示。道路交叉口根据3条或3条以上相交的道路中心线数据确定，由每个栅格单元邻域内道路交叉口数量确定连通性。

本研究采用基于信息论的熵值来测算研究单元的土地利用混合度，土地用途被重新划分为以下五个等级，即住宅、商业、工业、娱乐和其他，按以下公式估算得到的土地利用混合度得分在0～1之间。

其中，mix为土地利用混合度的熵值，k为土地利用类别；P为土地面积中某一特定土地利用所占比例；N为土地利用类别数（N=5）。

绿地步行可达性采用加权成本距离的引力模型[8]测算，其计算的基本步骤包括使用专家打分法确定常州市主城区居民步行到达绿地相对阻力值（表1），确定源头（城市绿地斑块）的空间分布矩阵，从而计算各单元到最近源头在成本面上的最小累积成本距离。本文将一个普通人在街道上的平均步行速度设定为6公里/小时，所用的时间成本值代表移动100米所需的分钟数，因而交通干道区域的相对时间成本值被设定为1，水域则因其城市土地图斑的分割性作为不可通行区域被设定为10000。

表1 土地利用类型的相对阻力值

城市绿地步行指数由上述各部分指标的标准化分数加权之和，每项单独测度得分在0～4。

三、结果分析

1.常州市主城区绿地可步行性水平

常州市主城区内共计2,977,050个栅格单元（25m空间分辨率）被赋值范围为1～20的UGSWI得分。UGSWI计算结果可直观分辨研究区域内地块的绿地可步行性高低（图2）。将城市栅格单元所赋城市绿地步行指数按照分值区间划分为5个等级，其中占比最大的是第三级，达44.18%，即绿地可步行性处于中等水平，其他47.49%的栅格单元位于绿地可步行性较高区域，8.33%的栅格单元位于绿地可步行性较低区域。

图2 UGSWI计算结果空间化

2.常州市主城区绿地可步行性空间差异

根据UGSWI计算结果，常州市主城区近半位于UGSWI高值区，且总体而言，常州中心城区东部的可步行性高于西部，北部高于南部。使用Global Moran's I统计量对UGSWI计算结果进行空间自相关分析，得到全局莫兰指数为0.33，其z值得分为23.46，表明城市绿地可步行性在空间上呈现正相关，且具有显著的空间集聚特征。除了湖泊河流等水面，UGSWI低值区主要分布于居民聚居地与工业聚集地。常州市主城区的城市绿地可步行性评价结果分为五个等级后可见最高值主要分布于城市核心区外围圈层，而常州市中心核心区的可步行性低于其周边区域。UGSWI最高值分布区域的环境特点为周围公园绿地数量较多，且建筑分布的密集程度低于常州市中心区域；常州市中心CBD建筑分布均匀、密集，道路狭窄，导致土地利用结构单调，因此人口稠密的常州市中心城区绿地数量和面积并不明显高于其他地区。

四、结语

研究通过设计并实施城市绿地步行指数研究常州市主城区绿地可步行性的空间分布。UGSWI将居住密度、道路连通性、土地利用混合度和绿地步行可达性四个维度纳入指标范畴，应用于常州市主城区以探究公共绿地对城市居民的友好程度。未来对UGSWI的进一步完善主要在于局部指数的增加、选择和权重。

常州市主城区内近半区域具有较高的绿地可步行性水平。从空间分布来看，UGSWI最高值主要位于城市核心区的外圈。人口稠密的常州市中心城区绿地数量和面积略高于其他地区，但城区中心建筑分布均匀、密集，道路狭窄，导致土地利用结构单调；因而对城市绿地可步行性的提升不仅需加强绿地建设与规划，还可着眼于城区土地混合开发与精细化交通规划等。