基于sDNA模型的休闲设施空间特征与道路结构相关性研究——以广州主城区为例

郑颖亮， 周文婷

（广州大学）

1 引言

随着社会经济的快速发展，我国城市发展重心逐步由量的扩张转变为质的提升，已跨入重视生活方式和生活质量的休闲时代。城市规划作为城市在一定时期内的发展蓝图，在休闲时代背景下其工作重点也从控制土地开发转向优化资源配置与着力提升人民生活质量。休闲设施作为休闲活动的重要载体与城市资源之一，其具有的空间性与市民生活质量息息相关。因此在规划过程中合理配置休闲设施对于城市的健康发展具有重要意义。目前对于休闲设施分布的研究多将休闲设施的子系统作为研究对象，如公共文化设施[1-2]、商业网点[3]、体育运动空间[4]、公园绿地[5]、休闲旅游[6]等，将休闲设施整体作为对象的研究主要集中在分析其在某区域的分布特征[7]、时空格局变化及原因[8]、与轨道交通协同布局的评估[9]等方面。但从城市道路的视角出发，分析道路布局与休闲设施分布的相关性较少。

道路是连接城市各类型用地的媒介，在城市规划中可被视为度量设施空间配置是否合理的最直接要素。本文通过探究城市道路结构与休闲设施空间资源分布的相关性以及量化休闲设施配置的合理性，基于道路与设施的相互影响视角引导城市规划对休闲设施布局进行优化，为推进以人为本的城市化转型提供参考依据。

2 研究数据与研究方法

2.1 研究区概况

按照《广州市城市总体规划（2017-2035年）》划定的主城区作为本次研究的范围，包括荔湾、越秀、天河、海珠四区，白云区北二环高速公路以南，黄浦区九龙镇以南，番禺区广明高速以北。

2.2 研究数据

研究需要对各类休闲设施进行归类，依据《国民经济行业分类》中的休闲产业分类以及《城市用地分类与规划建设用地标准（GB50137-2011）》中的用地分类标准，对休闲设施类型与内容做出界定[9]，爬取2021年广州市主城区休闲设施POI数据，共12858条（见表1）。

表1 广州市主城区休闲服务设施分类及对应设施种类表

2.3 研究方法

2.3.1 平均最近邻距离分析法

平均最近邻距离分析是通过判定最邻近的点与点之间的平均距离，并依据实测的平均最近邻距离与预期平均最近邻距离的比率判断要素点的空间分布模式。若最近邻指数大于1，则该空间要素属于离散分布模式，且数值越大，离散程度越大；若等于1，则该空间要素属于随机分布模式；若小于1，该空间要素属于集聚分布模式，数值越小，聚集程度越大[10]。

2.3.2 核密度估计法

核密度估计法通过输入要素进行核函数运算，得出能够反映要素分布的估计值，表示要素在空间上的分布形态与特征。核密度值越高则点越密集，反之则越分散，计算公式为：

式（1）中：h为带宽（bandwidth），也称为搜索半径；n为搜索半径内点的数量；K为核函数；xi表示i点位置坐标。

2.3.3 空间句法理论

本次研究采用sDNA（spatial Design Network Analysis）模型，其在参数设置、运行环境、可视化等方面优于传统空间句法分析软件[11]，更有利于辅助规划设计与研究，以下是本研究使用的相关参数。

1）接近度

接近度代表某路网到搜索半径内其他路网难易程度，接近度高的路网代表其具有较好的可达性与中心性，并能吸引更大的交通流。计算公式如下：

式（2）中：p(y)为搜索半径R内节点y的权重，在连续空间分析中，p(y)∈[0,1]，在离散空间分析中，p(y)取值为0或1；d(x,y)为x节点到y节点的最短拓扑距离；NQPDA(x)为接近度[13]。

2）穿行度

穿行度代表路网被搜索半径内的交通流通过的概率，穿行度越高的路网，通过性越强，也代表该路网承载更多的交通流压力。其计算公式如下：

式（3）中：OD(y,z,x)为搜索半径R内通过节点x的节点y与z之间最短拓扑路径。式（4）中，TPBt(x)为节点x的穿行度结果[13]。

3 结果与分析

3.1 广州市主城区休闲设施空间特征

3.1.1 平均最近邻分析

运用ArcGIS中平均最近邻分析工具计算得到各类休闲设施平均最近邻统计值（见表2）。广州市主城区四类休闲设施平均最近邻指数均小于1，属于集聚分布模式，且四类休闲设施最近邻指数均值为0.432，总体集聚程度较高。

表2 广州市主城区休闲设施平均最近邻值统计表

各类型休闲设施集聚度与设施的特性相关，空间集聚程度具有一定差异性。商娱休闲设施具有一定自发性与逐利性，集中分布于地段较好的地区且数量多，与另外三种休闲设施相比较，集聚程度更高，最近邻指数更小。体育休闲设施、休憩休闲设施与文化休闲设施具有一定公共性与非营利性，且设施多由政府进行规划，以服务范围为基础，兼顾区位于空间均衡要求，集聚程度最低。

3.1.2 核密度分析

核密度分析中搜索半径对要素空间分布结果影响大，经过参考相关论文[14]及多次预实验后选取2000m作为搜索半径，并设置像元大小为100m×100m进行分析。

如图1所示，四类休闲设施集聚核心分布皆位于主城区中偏西部，但不同类型设施空间集聚程度存在差异。凭借越秀区便利的交通以及雄厚的文化设施资源，文化休闲设施空间分布形成以越秀区为核心的集聚区，并以越秀区为核心逐步向天河区、海珠区和荔湾区扩散，整体呈现单核心空间分布模式。体育休闲设施以体育场馆为主，天河区依托其城市轴线区位、密集的道路网以及人口密度高的优势形成以天河体育中心的核心的高密度集聚区，同时形成以广东省人民体育场为核心的越秀区次级集聚区与以江南西商圈为核心的海珠区次级集聚区。休憩休闲设施以旅游景点、公园及广场为主，设施布点注重公平性与服务范围，休憩休闲设施整体集聚程度较为均衡，但依托高服务等级的休憩休闲设施点集聚效应，分别形成以越秀区越秀公园—广州动物园、白云区白云山风景名胜区、荔湾区上下九—多宝路、番禺区长隆旅游度假区的高密度集聚区。商娱休闲设施对经济水平、交通便捷程度以及人口密度等因素较为敏感，设施空间分布集聚程度较高，形成数字“4”形线性集聚区，广州市主城区主要商圈分布有多个商业综合体，交通便捷、商业水平高，吸引大量商娱休闲设施在商圈周边集中，形成天河珠江新城商圈与天河路商圈、越秀区北京路商圈、白云区万达广场、海珠区江南西商圈以及番禺区万博商圈5个主要集聚区。

图1 广州市主城区休闲设施空间密度

3.2 广州市主城区道路空间特征

为了更好探讨不同半径范围内道路对休闲设施的影响差异，经过多次预实验与已有研究[4,13,15-16]，最终选择500m、800m与1500m作为局部半径，结算结果按自然断点法进行分类，结果如图2、图3。

图2 广州市主城区道路接近度计算结果可视化

图3 广州市主城区道路穿行度计算结果可视化

3.2.1 道路接近度分析

从接近度计算结果可以分析可得，随着搜索半径从500m向全局增加，道路的可达性核心从多个逐渐减少为单个，且整体上向主城区中西部越秀区靠拢，并形成以越秀区、天河区西部、海珠区北部与白云区南部一带为核心的圈层扩散模式。当搜索半径为500m，主城区路网可达性较为平均，并未出现明显的可达性高的集聚中心；当搜索半径为800m，初步得到白云万达广场、天河路商圈、珠江新城、江南西商圈以及北京路商圈5个道路可达性中心，这些区域道路网密度高，可达性强，形成路网集聚核心；搜索半径在1500m下，上述可达性中心范围进一步扩大，并出现中心与中心相互融合的现象，如天河路商圈与珠江新城已初步融合为一个可达性中心。同时开始出现新的可达性中心，如以中大九洲广场为主的广州国际纺织城可达性中心以及广州大学城，整体呈现“一个主核心，多个次中心，相互融合”的分布模式。在全局接近度下，以天河区CBD商圈为核心的可达性核心已与越秀区上下九商圈、北京路商圈及江南西商圈串联融合，形成更大的道路可达性中心，并且从中心到外围可达性逐步减弱，起到承接广州市主城区各区道路中心的极核作用。总之，广州市主城区局部尺度有多个交通可达性核心，而在全局尺度下，路网形态呈现出“中心—边缘”特征。

3.2.2 道路穿行度分析

分析穿行度结果可得，穿行度在局部与全局尺度的重合与扩散说明道路的整体布局与区域衔接存在连续性。随着搜索半径的扩大，原本穿行频率较高道路的穿行度进一步提升，承载更多的交通流；同时，在局部出行层面，搜索半径的扩大导致原本为某段路的穿行度高扩散至整条路穿行度高；此外，部分道路会因搜索半径的扩大而降低穿行度，说明其承载力已不能满足远距离交通流通行要求，已失去局部穿行核心的作用。广州市主城区整体道路穿行度在局部尺度下集中分布在越秀区、海珠区、荔湾区与天河区，位于主城区外围的白云区、黄埔区与番禺区道路穿行度较低，主城区中心车流压力产生的可能性大；在全局尺度下，等级高的道路穿行度较高。

3.3 广州市主城区道路结构与休闲资源空间分布相关性

对广州市主城区的道路接近度与穿行度进行核密度运算，再将其与主城区进行相关性分析，结果如表3所示。

表3 广州市主城区休闲设施空间核密度与句法参数和密度相关系数

所有休闲设施都与道路接近度和穿行度呈显著相关性。四类休闲设施空间分布与道路接近度的相关系数随局部尺度的增大而变大，说明在大尺度空间研究视角下，道路的可达性更能影响休闲设施的空间分布；而四类休闲设施空间分布与道路穿行度的相关系数随局部尺度增大而变小，说明短距离、短时间出行是居民使用休闲设施的重要考虑因素。

休憩休闲设施与道路结构的相关性较弱，主要原因为休憩休闲设施中的旅游景点占比大，且多以本底自然资源、历史资源与人文资源为基础而建立，凭借自身文化底蕴、自然风貌与知名度等吸引人流与车流，而较少地受到道路的影响。虽然公园与广场等设施点受到道路结构影响，但考虑设施的公平性，空间分布较为均值。体育休闲设施以综合性体育场馆、专项体育场馆、大型体育场地为主，需满足居民便捷到达使用的同时，考虑举办运动赛事及活动的交通流疏散，故体育休闲设施与道路可达性相关程度更高。文化休闲设施与道路结构中度相关，设施由于自身的特质导致不同的空间分布特点。比如图书馆、文化馆等设施具有规划要求，所以在空间分布上较为均衡，受道路影响较小。但音乐厅、展览馆、博物馆等设施无规划限制，受道路结构影响程度较大，便捷的交通可达性可以节约居民的出行成本，一定程度上提高文化休闲设施的利用效率[2]。商娱休闲设施与道路结构的相关性强。这是由于道路交通核心代表集聚的交通流，商娱休闲设施趋于接近交通核心密集区能更好地实现市场导向的目的，增加经济活动发生的可能性，提高经济效益，但过渡的集聚将产生大量的交通压力，容易造成交通拥堵。总体而言，各类休闲设施与道路结构相关性从低到高分别为休憩休闲设施、文化休闲设施、商娱休闲设施与体育休闲设施。

4 结论与讨论

①四类休闲设施在广州市主城区都属于集聚的空间分布模式，集聚中心皆位于主城区中西部，但不同类型的休闲设施集聚程度有差异；文化休闲设施依靠越秀区丰厚的文化资源呈单核心分布；休憩休闲设施依托原有的自然条件，考虑设施的服务效益，呈现设施分布广、多核心集聚分布；体育休闲设施因需考虑交通流的疏散与居民的使用，在空间上表现为覆盖度广、多核心集聚分布；商娱休闲设施则围绕主城区内商圈形成多个设施核心集聚区。

②随着局部半径的扩大，广州市主城区多个道路可达性核心逐渐融合，并在主城区中西部逐步形成影响范围更大的可达性单核心；部分道路的穿行度随局部半径的增大而减小，而部分道路随半径的增大而发挥更大的交通穿行作用；此外，高等级的道路在全局尺度下承担更多的穿行职能。

③休闲设施的空间分布与道路结构的相关性较强，且随着局部半径增大，设施分布与道路接近度的相关系数增大，与道路穿行度的相关系数减小。但不同类型的休闲设施与道路结构的相关性具有差异，休憩休闲设施相关性最弱，文化休闲设施次之；体育休闲设施和商娱休闲设施都与道路结构的相关性较高，道路的接近度与穿行度是重要的影响因素。

城市道路作为联系休闲设施与社会工作的纽带，其结构可在一定程度影响设施的分布。体育休闲设施的规划布点不仅仅需要考虑公平性与覆盖范围，而且需要考虑居民步行与车行尺度下到达相关设施的便捷程度，考虑大型体育场馆周边的道路是否满足大量人流集散的需求。休憩休闲设施的规划布点注重服务半径的同时，也需要考虑居民的可达性，良好的交通条件能使设施提高利用率，助力城乡服务均衡共享。文化休闲设施的利用率是广州建设文化强市重要指标之一，文化休闲设施的分布考虑道路的可达性与居民的出行成本能够有效提高文化休闲设施的利用率，增强广州城市文化综合实力。商娱休闲设施多分布于集中在路网密集、道路可达性高的商业圈范围内，易产生大量人流与车流，造成交通拥堵等现象，需考虑加强交通管制与道路等级提升等方面的工作。