昆明中心城区公共服务设施边界研究

田金欢 李志英 李 涛 陈虹羽 郭淑月

城市增长边界（Urban Growth Boundary，UGB）是城市发展不可突破的刚性边界，是保护自然生态环境、耕地资源和限制城市无序蔓延式发展的重要屏障。城市服务边界（Urban Service Boundary，USB）是城市增长管理的一种工具，引导城市有序发展[1]，更多的是引导城市合理建设，对城市发展限制的程度相对UGB和绿带（Green Belt，GB）较弱[2]。国内学者对于划定UGB的研究较为成熟，如李灿[3]、龙瀛[4]、张洁[5]基于城市发展现状、人口增长、土地利用变化和政策引导等的正向划定UGB；吴健生[6]、周锐[7]、郑晓伟[8]、丛佃敏[9]从生态环境保护、土地生态敏感性等角度逆向划定UGB。研究方法主要有ArcGIS空间分析[6，10]、FLUS-UGB 模型[11]、CA-Markov模型[3]、GIA-CA模型[12]、MCE-CA模型[13]等动态模拟预测城市空间增长而划定刚性UGB。目前，国内学者对于公共服务设施的研究多集中在公共服务设施的空间布局特征[14]，空间异质性[15]，空间集聚特征[16]，空间可达性[17]，使用有效性评价[18]，均等化[19]，最优选址布局[20]等方面。USB的研究则相对较少，秦萧[21]尝试将空间句法和网络分析相结合来界定2006年的徐州主城区的USB；秦萧[22]通过实证调研商贸、教育、医疗等基础设施的实际服务边界，同时结合模拟得出USB，得到修正后的2010年徐州主城区综合服务边界；周春山[23]则尝试在划定广州市基础服务设施边界的基础上，结合规划期内建设有地规模变化等因素确定城市刚性UGB。本研究利用空间句法和网络分析法相结合以弥补ArcGIS 缓冲区划定USB 存在的不足，来划定昆明城市综合公共服务设施（教育、文化、公园、市政、商业、行政、社会保障、医疗八类）边界，找出公共服务设施存在的不足，以期更好地引导城市发展建设。

1 研究范围与数据来源

研究范围选取昆明中心城区，根据《昆明市总体规划修编（2011—2020）》，中心城区范围包含五华区、盘龙区、官渡区的全部行政辖区范围；西山区的主城二环路以内地区和福海、前卫、马街、碧鸡四个街道办事处；呈贡区的乌龙、洛羊、龙城、斗南、吴家营、雨花、大渔、马金铺八个街道办事处，总面积为1722km2。

研究选用的数据包括：昆明城市总体规划（2011—2020），中心城区空间增长边界规划图，中心城区用地现状图，中心城区空间结构规划图，昆明市2012年道路现状图等。

2 公共服务设施边界划定

传统利用ArcGIS缓冲区划定服务设施边界的方法，因没有考虑到道路与服务设施之间的距离以及不同用地类型相互交叉而造成一定的干扰，使得缓冲区叠加结果存在一定的偏差重合或得到的范围过大。而网络分析划定的服务边界虽然结合了道路路径对服务半径的影响，但是缺少主观性，没有考虑道路的集成度对设施点的影响。本研究采用空间句法分析道路的实际可达性，对得到的服务设施边界范围进行修正，使其更充分地考虑设施点的周边道路环境状况。

2.1 各类服务设施边界确定

（1）建立数据库

根据已获得的数据和道路图像进行地理配准，得到昆明市道路共1879条（图1）和4131个公共设施布点图（图2）。

图1 昆明市2012年道路图

图2 公共设施布点图

（2）道路集成度分析

在Depthmap10.0中进行道路轴线分析，计算道路局部和全局集成度值，生成道路9步集成度值（图3）。

图3 道路9步集成度值图

（3）可达性赋值计算

根据获得的道路集成度值进行可达性计算，将距离设施点相近的道路赋予集成度值。

（4）综合方法划定服务边界

以幼儿园服务边界为例，运用缓冲区分析、网络分析和空间句法优化分析分别界定服务半径缓冲区范围、网络分析服务区范围和空间句法可达性优化后的服务范围（图4～6）。缓冲区划定的服务边界范围最大，且没有考虑周边道路产生的影响；网络分析划定的服务边界破碎度较高；空间句法可达性优化后的服务边界在设施可达性高的地方服务范围增大，可达性低的设施服务范围减小，总体面积只占缓冲区界定的服务范围的82.99%，且连通性比网络分析确定的范围好。因此，空间句法和网络分析结合划定城市服务边界结果更加精确。

图4 幼儿园缓冲区图

图5 幼儿园网络分析服务区图

图6 可达性优化前后幼儿园对比图

（5）八类服务设施边界划定

按照相关规范要求，对八类公共服务设施进行服务范围界定（表1）。结合空间句法和网络分析得到优化后的各类服务设施的边界范围（图7）。

图7 各类公共设施服务范围图

表1 各类公共设施服务半径

2.2 综合USB划定

根据八类公共服务设施的边界范围图，借助ArcGIS叠加技术，得到昆明中心城区城市综合服务边界（USB）（图8）。

图8 昆明USB图

3 昆明公共服务设施存在的问题

3.1 服务设施布局不均匀

按照不包含城市服务边界以内的居住区和两类及以下的服务设施覆盖的范围划分为USB服务缺乏区，三到四类服务设施覆盖的区域划分为低效服务区，五到七类服务设施覆盖的区域划分为规划引导区，服务设施全覆盖的区域划分为高效服务区（图9）。统计四类服务等级的面积，其中高效服务比率为35.81%，低效和缺乏区的面积比率为54.4%，且服务设施高效区域多集中在主城区范围内，而呈贡新区、晋宁片区、空港区和经开区相对缺乏，整个中心城区范围内服务设施空间分布不均匀，主城区集聚度过高。周边区域较为分散。

图9 USB服务等级图

3.2 服务效能低

对比分析ArcGIS缓冲区服务范围面积、网络分析融合后服务范围面积、可达性优化后的服务范围面积、居住区覆盖面积和建成区覆盖面积（表2）得出：高中、初中、文化和体育四类设施经过可达性服务半径优化后的服务面积大于融合后的服务区面积，其他均小于按照规划规定的融合后的服务区面积，即昆明存在公共服务设施的服务能力不足的问题。同时，由表2可知，居住和建成区服务覆盖率超过60%以上的只有超市、医院和文化三类设施；公厕、居委会和幼儿园覆盖率均低于40%。各类服务设施范围重叠率较高，导致本身数量不足、服务覆盖范围小的服务设施的服务效能进一步降低。

表2 各类服务设施相关数据表

将昆明综合服务边界与建成区范围叠加（图10），建成区覆盖率为88.82%，公共服务设施的服务效能与城市建成区建设不同步，如小哨乡、小村服务效能过剩，存在一定的资源浪费。而海口镇、李家村、新街镇等服务设施涵盖不足，且服务覆盖不到位的地方多是城市周边区域，中心城区的服务设施空间分布不均匀，服务设施建设滞后于城市扩展速度。

图10 USB与建成区叠加图

3.3 服务设施发展不均衡

计算各类服务设施的服务范围重叠率（图11），可以看到同类公共服务设施覆盖范围重叠率较高。养老院、公厕和居委会的重叠率在100%以下，其余各类服务设施的重叠率均高于100%，其中，商场、高中、医院和文化的重叠率超过500%以上。说明这几类服务设施建设过于集中，而其他类型的服务设施设置相对较少，存在空间布局不合理、发展不均衡等问题。

图11 各类服务设施服务率图

依据昆明统计年鉴相关数据，统计服务设施数量与居住面积的比值（表3）得出，西山区、五华区、盘龙区和官渡区服务设施投入占比较高，服务设施覆盖率较好；昆明新一轮城市发展规划是形成“南延北拓”的城市布局，而经开区、呈贡新区、海埂片区、航空新城、大渔片区和晋宁片区服务设施投入占比相对较低，基础服务设施发展相对不均衡，对于缓解主城区人口和交通压力效率不足。

表3 昆明各区统计数据

3.4 服务设施边界突破城市禁建区

将城市服务边界与昆明总体规划中界定的禁建区、限建区和适宜建设区叠加分析（图12），得出城市服务边界部分已经突破限建区域，蔓延到禁止建设区内。说明昆明中心城区在发展过程中，没有充分考虑到城市刚性增长边界对城市服务边界的影响。禁止建设区是生态保护的重要区域，公共服务设施是引导城市扩展的重要推力，而城市USB范围已突破城市限制区域，昆明城市发展应尽可能在USB引导区内扩展，避免公共服务设施蔓延式分布在禁建区内，不仅造成了服务设施资源的浪费，而且城市的进一步扩展将会破坏生态环境。

图12 USB与“三区”关系图

3.5 服务设施用地不足

统计2012年昆明中心城区各类公共服务设施的用地面积（表4）和空间分布情况（图13）。由公共设施用地现状分布图可看出，主城区各类设施密集度最高，服务效能最高，昆明单中心圈层式的发展模式明显。而呈贡新区作为昆明的发展副中心区，各类服务设施建设明显不足。根据《城市公共设施规划规范》中对城市中心城区中公共设施的用地占比相关规定，二级城市的比例应在11.6%～15.4%，总体规划中的各类公共服务设施用地面积与昆明中心城区现状用地面积之比为6.51%，远远低于国家规范中的要求，公共服务设施用地面积的不足，不仅影响到服务设施的数量，同时，因为用地面积的紧缺导致各类服务设施布置密度过高，造成服务范围重叠率高，服务效能过剩等问题。

表4 公共设施占地面积 （单位：km2）

图13 公共设施用地图

4 公共服务设施配置建议

4.1 遵循城市产业结构和功能分区

公共服务设施是满足人们日常工作生活需要而建设的，城市的产业空间结构和功能分区是在综合城市人口、经济、社会、产业和发展规划等基础上确定的，在一定程度上影响到服务设施的布局建设。根据市级—区级—居住区级—居住小区级四级分类体系及国家和地区规定的相应配置标准基础上，优先将与产业和功能空间布局相配套的公共服务资源向该类区域设置建设，以确保公共服务设施能满足产业规划和功能分区的实现，避免出现各自功能需求不匹配的问题。

由图14可知，昆明中心城区的产业空间布局和功能分区已初步形成，在城市规划建设的框架下，依据不同区域功能特点相应配置公共服务设施，以期能高效发挥服务设施的服务效率。如世博园旅游接待和滇池旅游接待中心应建设旅游、文化、休闲、服务、商业等公共服务设施；呈贡新区和海埂国际体育训练中心则配置体育、市政道路、基础服务等设施；研发和教育基地应设置教育和日常工作生活所需的相关服务设施；货运、物流中心产业园和工业区应设置日常生活服务、市政道路、基础公共设施等设施。

图14 中心城区产业及功能分区图

4.2 公共服务设施建设原则

由图7可知，昆明中心城区文化和体育类设施服务范围较为合理；公园、行政类设施服务范围破碎度较高，五华区和盘龙区连接度好；市政和商业类设施主城区集中度高，其他区域覆盖较少；医疗、教育和社会保障类设施边界范围建成区发展较为同步，存在中心城区周边的建成区覆盖率不足等问题；所有类型的服务边界均没有覆盖到中心城区周边零碎的居住区。因此，针对不同类别的服务设施缺乏，区域应有针对性地进行补充设置。

从USB服务等级（图9）中可以看出，主城区内的公共设施服务等级最高，自主城区向成呈贡新城、自主城区向周边区域服务等级逐渐降低。因此，新建公共服务设施应该从服务等级低的区域向高的区域配置，而优化公共设施应当从服务等级高的地区向低的地区发展。总体上可以从现状公共服务设施的优化和针对现状USB存在的问题引导性建设公共服务设施两个方面对公共设施进行配置。具体路线图如图15。

图15 公共设施配置建议图

4.3 公共服务设施配置路径

由图2可知，昆明的公共服务设施呈现中心集聚—外围散点分布的特征，空间布局不均衡。昆明新版规划中明确城市未来形成“南延、北拓”的空间发展方向。以主城区为中心分别向东南方向的呈贡地区和东北方向的大板桥地区拓展，形成“V”型的空间布局形态。然而，目前昆明中心城区公共服务设施空间分异特征明显，服务等级由内向外逐渐递减，服务设施和居民供需不匹配等问题。

（1）服务设施空间均衡配置

昆明主城区的公共服务设施集聚度高，服务效能高，但是，服务范围重叠率高，造成主城区服务资源过剩。而城市副中心呈贡新区服务设施建设落后，服务资源相对缺乏，服务设施不均等化问题严重，导致主城区吸引力过高，大量人口涌入主城区，从而引起交通拥堵、人口密度过高、环境恶化等问题。呈贡新区的主要作用是有机疏散主城区的城市功能，缓解主城区的人口压力，但是，由于服务设施建设的不完善，满足不了居民的需求，使得城市副中心功能发挥不出来。因此，昆明中心城区在发展过程中要疏散主城区过于集中的服务设施，积极引导城市外围新区服务设施的再集聚，避免形成散点式空间布局，造成资源利用率不高，居民供需不匹配的问题。

（2）服务设施建设与人口、用地相协调

由图10、13可知，昆明的服务设施与城市建城区发展时序不同步，造成人口和服务设施供需不匹配的问题。同时，公共设施用地过于集中在主城区，周边设施用地不足。服务设施是合理引导城市空间拓展的重要工具，其建设应当适度的超前配置，避免出现城市人口发展倒推服务设施建设，造成城市服务设施空间分异化和蔓延式布局问题。昆明中心城区存在土地资源稀缺、城市人口增长迅速、耕地面积逐年减少等问题，合理高效的规划设置公共设施至关重要，针对不同区域的城市人口密度、用地功能和空间结构布局，服务设施建设应与区域功能相匹配。呈贡新区、高新区、经开区和空港区的城市功能定位各不相同，公共服务设施配置应结合该区域的人口数量、空间结构、区域功能和需求情况协调布局。

（3）服务设施点与空间可达性相结合

由图3、7、9可知，昆明中心城区道路可达性最高的区域为五华区、盘龙区和官渡区，而主城区周边区域可达性相对较低。同时，文体、商业、社会保障、医疗和教育类设施点服务覆盖范围与道路可达性结合度较高，城市东北方向的区域设施点和可达性结合不高；公园和行政类设施点空间分布较分散，与道路可达性结合得不紧密，势必会造成出行成本增加等问题；市政类设施点主要集中在主城区，道路可达性高，但是，服务范围有限，空间不均等化明显。因此，公共服务设施点布置应与城市道路可达性充分匹配，避免出现设施点布置在道路可达性低的区域，造成出行成本增加和服务资源利用率不高的问题。

结语

①通过结合空间句法和网络分析划定昆明中心城区城市服务边界，范围面积为640km2。传统的ArcGIS缓冲区划定城市服务边界存在范围过大，没有考虑到周边道路条件对设施点的影响。通过空间句法可达性优化后的网络分析划定的城市服务边界考虑了道路可达性高低对设施点产生的影响，结果更准确，服务范围小于缓冲区划定的USB。研究得到，昆明中心城区USB的居住覆盖率为92.02%，建成区覆盖率为88.82%，公共服务设施的综合服务范围较为合理。

②对昆明USB 的分析得出公共服务设施存在服务设施布局不均匀、服务效能低、服务设施发展不均衡、服务设施边界突破城市禁建区和服务设施用地不足等问题。针对USB和各类公共服务设施存在的问题，提出服务设施建设应遵循城市产业结构和功能分区，依据不同区域、不同功能需求协调布置；各类公共服务设施应按照分级和分层建设原则进行优化布置，避免宏观层面的政府规划与微观层面的居民实际需求相冲突而使得服务设施建设混乱；各类公共服务设施应按照服务设施空间均衡配置、服务设施建设与人口、用地相协调和服务设施点与空间可达性相结合的建设路径进行设置。

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