基于多源数据的城市公园时空活力特征与影响因素研究——以北京市延庆区为例

董文辉

（北京工业大学，北京 100020）

0 引言

城市公园作为城市范围内的公共绿地，以游憩为主要功能，具有向本地市民提供观赏、休憩、保健和娱乐等功能，具有完善的设施和开放空间，是城市为居民提供健康服务的重要绿色基础设施和城市空间[1-2]，国内公园建设逐步由关注数量建设转变为关注公园建设质量。城市公园活力也成为衡量城市公园建设质量的重要表征。

多源数据的采集与利用也呈现出多种多样的形式。李雄利用公交刷卡数据结合土地利用数据对城市绿道进行研究，通过刷卡数据获取人口出行规律，确定绿道服务的重点区域，从而优化绿道线路[3]。李方正利用POI 大数据对社区基础设施进行核密度分析，对绿道网络线进行优化设计，提高设施资源使用率[4]。手机信令数据同样反映了人口在一定空间内的分布情况，同时包含着年龄、性别等精准化信息，这些人口的时空行为信息相较于传统的调研计数方法更为精确和及时，从时间维度和空间维度反映出人群的行为互动关系[5]。

研究基于多源数据采集的方法，利用手机信令数据、高德地图路网数据、百度地图AOI 及POI 数据等位置服务数据从公园游憩人群的时空分布特征出发，对城市公园时空活力特征及其影响因素进行研究，为城市公园研究及规划设计提供经验和启发。

1 研究对象

研究对象选取延庆分区规划（国土空间规划）（2017～2035年）中延庆新城边界内部及边界周边对于居民游憩、公园体系发展起到重要承载作用和支撑作用的城市公园，并且由于通信基站的服务半径特点，对于小于10ha 的城市公园无法精确识别其到访人数，因此选取面积大于10ha 的公园共九个，如表1 所示。

表1 公园基本信息表

2 数据收集及处理方法

2.1 数据来源

手机信令数据通过通信网络基站记录用户的时空轨迹，包含了用户的ID、时间戳、基站位置等信息[6]，本文以2021 年9月1 日～31 日及10 月国庆假期的连续38d 手机通信数据为样本，选取特征天进行分析。

研究所使用的路网数据，公园AOI 和POI 数据均为爬取高德地图与百度地图开放API 接口数据，经数据处理后统一采用WGS84 坐标系。

2.2 数据处理

首先对手机信令数据进行处理，选取具有代表性的特征天，包含工作日、周末和节假日，同时识别人口的居住地、工作地和游憩地，将某手机用户在居住、工作和通勤之外的地区内停留时长超过30min 的活动定义为游憩活动，该手机停留地所在基站为游憩地[7]。

收集延庆区路网数据，通过高德、百度开放平台API 接口爬取城市各级道路包括公交线路和公交站点的矢量坐标，经处理后统一为WGS84 坐标。

3 公园游客时空分布特征

3.1 游客公园活动时间分布特征

计算九个城市公园开园时间段人流量，由于影响公园活力的因素不止在于公园物质环境，同时也和游客自身特征息息相关，因此本文将不同年龄阶段和不同游览日期加入考虑范畴，由此得到各个公园在开园时段内整体人流量变化，如图1 所示。

图1 公园人群数量变化特征图

从整体来看，大部分公园在工作日人流量较少，在周末和节假日，原本人流量不多的公园普遍开始出现活动高峰，活动时段出现多峰式波动，聚集于早中晚各个时段，节假日各公园总人流量要略大于周末总人流量，在公园个体上有所差异。

具体来看，各公园由于其地理位置、开放时长和服务属性各不相同，因此在整体特征基础上也各自呈现不同差异。世园公园作为曾经的世园会展区，享有较高的知名度，周边服务设施也给公园游憩带来了便利，在各公园中具有较高的活力。妫河森林公园具有丰富的自然植被和水系，工作日人流量较小，周末和节假日呈现人流峰值。延庆冬奥森林公园距离中心城区较远，公园功能单一，公园整体人流量不高，节假日并不被选择为首要游憩地。野鸭湖湿地公园紧邻官厅水库，享有较好的生态资源，工作日人流量不大，在周末和节假日以中老年人游客为主。三里河湿地公园虽然地处中心城区内部，但公园设施较为单一，无特色景观，除周边居民日常游憩外无其他人群来源，整体活力度较低。阪泉体育公园主要为游客提供骑行训练场地，相较于节假日，周末的人流量最大，并且游客年龄普遍在25～54 岁之间，与公园的使用性质相契合。夏都公园、东湖公园和江水泉公园在不同日期的公园游客规模上呈现不同特征，其中江水泉公园在工作日的人流量较多，夏都公园则在周末开始吸引大量的游客，东湖公园在节假日人流量达到最大，并长时间处于人流量较高峰值。

3.2 游客公园活动空间分布特征

3.2.1 游客来源地分布

首先对延庆区各时期人群出发和到达点进行OD 分析，获得不同特征天内全区人群的出行分布，确定公园游客的来源地，同时以通行时段为筛选条件，去除居住和工作人群，保证起讫点位置人群性质均为公园游客。对游客来源点利用ArcGIS 进行空间分布特征方面的描述，对不同特征日客源点进行1 倍椭圆标准差计算，获得椭圆的扁率体现了公园客源的来源广度，椭圆的长轴方向则代表了客源的出行方向。

3.2.2 公园服务范围分布

以公园为研究主体，利用爬取的延庆区高德地图路网数据构建公园实际服务范围，根据前期调研结果，70.78%的延庆区居民进行公园游憩活动可接受的最佳出行时长为20min，因此构建网络服务范围分析时以20min 内居民所能到达的最远距离为服务半径，选取包括私家车、公交车、自行车和步行在内的四种城市居民日常出行方式构建游憩出行等时圈。

3.2.3 空间特征叠加分析

将表征游客来源分布的标准差椭圆与体现公园实际服务范围的出行等时圈进行叠加（见图2），从公园游客和公园主体两个角度进行空间特征分析。

图2 公园服务范围与客源范围叠加图

从公园游客角度来看，夏都公园等四个位于中心城区内部的公园在不同类型日期的游客来源差别较大且互有异同，具体表现为：（1）四个公园在工作日的客源范围均小于周末和节假日且具有一定的方向性。（2）除江水泉公园外的其他三个公园在三类日期的客源方向性上基本分别保持一致，且客源范围大致相同，表现为客源范围：工作日＜节假日＜周末。（3）江水泉公园节假日的客源范围明显大于其他两类日期，而工作日的客源范围明显小于同类公园的工作日客源范围；世园公园等五个中心城区周边公园则呈现出另一种特征，具体表现为：（1）中心城区边界附近公园客源范围在三类日期中差异与中心城区边界内公园客源范围相比均不大，且方向性更弱。（2）在五个公园内部，延庆冬奥森林公园相较于其他四个公园表现出较大差异，其工作日客源范围明显大于周末和节假日，且方向性更为明显，表现出张山营镇——延庆新城客源方向。

从公园主体角度来看，各公园根据网络分析法生成的等时圈辐射范围各不相同，其中：（1）世园公园、妫河森林公园、夏都公园、东湖公园、三里河湿地公园和江水泉公园由于地处平原地区，且皆紧邻或位于中心城区，道路网密度大，交通便捷，因此各类出行方式形成的等时圈较为均匀，在各个方向上都能提供较好的服务范围，而由于妫水河对道路交通的影响，这些公园的服务范围北侧略小于南侧。（2）野鸭湖湿地公园、阪泉体育公园和延庆冬奥森林公园由于各类自然因素的影响，其服务范围呈现明显的不规则分布。野鸭湖湿地公园由于西侧紧邻官厅水库，是重要的水域和林草保护区，因此，其服务范围主要分布在东侧靠近中心城区方向，辐射康庄镇和八达岭镇。阪泉体育公园和延庆冬奥森林公园位于中心城区西北部，北靠山区，路网密度较小，交通受限，因此服务范围主要为南向，辐射中心城区和康庄镇方向。

4 公园活力影响因素研究

通过以上对于公园活力影响因素的时空分析，可以将其活力影响因素分为公园外部影响因素和公园自身影响因素，从而构建公园活力影响因素评价指标体系，同时以不同类型日期公园活力作为因变量，各类影响因素为自变量，对其进行person相关性分析，探究各类因素对公园活力的影响程度（见表2）。

表2 公园活力影响因素指标选取及相关性分析

由相关性分析可知延庆区城市公园活力与其影响因素的相关关系，其中：（1）整体来看，影响公园活力的因素并不集中于某一层面，在宏观至微观层面中均存在影响因素对公园活力产生相应的影响。（2）20min 步行范围内服务设施密度成为影响公园活力最为显著的因素，在节假日相关性系数高达0.864，呈现高度正相关，其次节假日公园内水系占比与公园活力相关性同样较高，为0.774，说明公园内水系占比也成为影响游客是否游憩的重要因素。（3）公园自身因素中，公园面积呈现出与其他因素相关性相反的特征，表现出明显的负相关，在周末达到最高值-0.591，说明由于假期时长、游客游憩时间和自身体能等原因，并非公园越大，游览人数越多。结合上述影响因素分析可知，游客更倾向于使用公园周边服务设施，相比于优美的公园景色，公园距离和游览费用并不能影响游客的游憩热情。

基于上述分析，本文认为，从城市区位到公园自身，分别存在一定要素对公园活力产生影响，其影响分为正向和负向两个方面，对于延庆区城市公园来说，公园周边设施量、路网密度、公园内水系占比与公园活力呈显著正相关，公园面积则与公园活力呈显著负相关。

5 总结与优化建议

本文通过多源数据采集与分析，归纳总结出影响城市公园活力的影响因素，针对影响因素与公园活力的相关性分析，可以明确公园未来的优化改进路线：

（1）结合公园城市建设和城市双修，对公园及其周边服务设施进行整体设计，补足基础设施历史欠账，针对公园游客的不同需求增加服务类型，将公园及其周边地区作为一个整体进行多元丰富的系统性建设；

（2）增加路网密度，提高公园可达性，衔接延庆区国土空间规划“四横四纵”慢行主骨架建设，打造城市健康休闲绿道，形成网络连续、环境宜人，以“轻行”“骑游”为特色的绿色慢行系统；

（3）保护公园水系，提高公园岸线丰富度，利用生态驳岸、硬质驳岸和复合驳岸设计骑行、漫步、露营、垂钓多元滨水活动，打造优美的林冠线，打开视线通廊，显水透绿，优化公园游客滨水活动体验；

（4）打开公园边界，现阶段，城市公园大多为封闭式管理，公园的可达性和服务范围与公园入口息息相关，面积越大的公园，其入口位置往往越发成为制约其服务范围的重要因素，因此，打开公园封闭的边界或提供更多可进入的入口空间，对于避免由于公园面积过大、游客游憩时间过长而造成的公园活力下降具有重要作用。

基于多源数据分析的城市公园游客时空游憩活动特征分析，其数据获取方便、样本量大，能够科学客观地从多角度刻画出公园游客的时空行为特征，但由于目前数据开放程度和个人算力的限制，对于影响因素的选取也存在一定的影响，随着多源数据采集和分析技术的发展以及城市社会公共数据的不断开放，对城市公园游憩活力的研究成果将更加精准。