基于GIS 的哈尔滨主城区绿地可达性研究

2021-11-27刘霖

科学技术创新 2021年31期

刘霖

（哈尔滨师范大学，黑龙江哈尔滨 150025）

1 研究背景与意义

城市绿地是指城市区域由绿色植被覆盖，能为居民提供休憩娱乐、健身锻炼的绿化用地，它在美化景观、防尘降噪、改善局部微环境等方面具有不可替代的效果，是城市规划的重要一环[1-2]。因发展落后，国内城市在过去的几十年时间里以经济为导向，重建筑，轻绿化是城市规划及建设过程中的普遍现象。资金投入的不足导致绿地资源的缺乏，规划的不合理导致绿地资源的空间分布不均[3]。

哈尔滨相对于南京、深圳、西安[4-6]这样的园林城市在绿地方面有较大差距，一方面是冬季时间过长所至，绿化植被不易成长，另一方面是城市管理规划长期落后南方城市，绿地系统建设有所欠缺。本研究从空间角度，对哈尔滨绿地资源的可达性进行分析和评价，可以为城市管理和规划部门提供科学支撑。

2 研究区与数据预处理

哈尔滨地处东北平原东北部，黑龙江省南部。作为省会，哈尔滨是重要的政治、经济、文化中心。研究涉及松北、道外、香坊、南岗、道里共五个区在主城区分布的76 个街道，面积为53186km2，2015 年底的常住人口统计为961.4 万。

研究使用数据包括GIS 数据、RS 数据和人口数据三类：GIS数据为研究区街道行政区划、道路、河流、绿地，数据源自国家基础地理信息中心；RS 数据为2015 年9 月4 号的Landsat8 卫星影像，轨道号为118/028，下载自地理空间数据云平台[7]；人口数据获取自哈尔滨统2015 年统计年鉴。

GIS 数据的绿地信息不全，因此使用Landsat8 卫星影像进行修订。研究区地物类型复杂，直接利用光谱分类误分较多，使用NDVI 阈值提取绿地。受大气影响，原始遥感影像并不完全记录地物信息，使用FLAASH 大气纠正减弱大气噪声后利用红光波段和近红外波段计算NDVI，计算公式为:

NDVI=(NIR-RED)/ (RED+NIR)

式中，RED 和NIR 分别为红光波段反射率和近红外波段反射率[8]。NDVI 值越高表明植被生长状况越好。

以GIS 数据为参考，阈值0.7 为界，NDVI 值大于此值的区域视为绿地。对初步提取的绿地分类进行分类后处理，归并像元个数小于4 的绿地斑块到非绿地类别。研究区及城市绿地如图1 所示。

图1 研究区及城市绿地

把提取的绿地栅格转换为矢量多边形，在字段计算器中计算各绿地斑块的面积，赋予不同面积区间的绿地为不同类型的绿地斑块。

3 绿地可达性分析

绿地的可达性体现了其社会服务价值，可用服务半径来度量，它表示从绿地出发，在一定的行程距离内，可以覆盖的区域。对于不同规模的绿地，服务半径不同，规模越大，对于居民的吸引力越大。参考国外经验[9]，结合研究区绿地实际情况，确定哈尔滨绿地服务半径为：街道绿地，服务半径为500m；区域绿地，服务半径为2000m；城市绿地，服务半径为5000m。

对于城市来说，道路网络是居民到达绿地的渠道。以道路数据为基础制作网络数据集，距离作为耗费成本。将不同级别绿地多边形转为点状要素，作为服务区分析的出发点，以河流为阻碍，分别进行500m、2000m、5000m 的服务区分析。如图2 所示为街道绿地及服务区，得益于较为密集的道路网络，城市核心地带斑块面积不大的街道绿地形成较大的服务区，相反，周边地带斑块面积较大的街道绿地受制于稀疏的道路网络，形成的服务区斑块面积较小。

图2 街道绿地及服务区

同样得益于密集的交通网络，区域绿地在在核心地带偏东北方向形成较大面积并连通的服务区斑块(图3)。市级绿地形成的服务区自南向北，从中部贯穿研究区（图4）。原因是中南部具有较多的市级绿地斑块，借助于密集的道路网络，服务区向北蔓延，到松花江，东西两侧路网较为稀疏，服务区借助道路网络的蔓延极为有限。

图3 区域绿地及服务区

图4 市级绿地及服务区

合并不同级别绿地及服务区，形成的绿地覆盖如图5 所示。与市级绿地及服务区分布类似，绿地及服务区在中部南北贯通，东西两侧沿道路有少许绿地及服务区覆盖。

图5 绿地及服务区

以街道为单元，对绿地及服务区进行分区统计，得到各街道绿地及服务区覆盖面积，结合街道面积，可以得到绿地及服务区覆盖百分率，如图6 所示。浅色表示覆盖百分率低，深色表示覆盖百分率高。从图中可以看出，研究区中部，从南向北，各街道覆盖百分率大多较高，在81%以上，说明在这些街道，理想行程距离内，居民绝大多数能够享受到绿地资源。东西两侧的群力、工农、化工这三个街道的覆盖百分率较低，都在20%以下，在这些街道，大多数居民难以在理想行程距离内达到绿地区域。