基于GIS網絡分析的龍巖城市公園可達性研究

林斌 顏逸靜 金博聞 潘輝

(1.福建農林大學 藝術學院園林學院(合署),福建 福州 350007；2.閩江學院，福建 福州 350108)

公園在城市規劃過程中承擔著重要的公共服務功能，作為城市中的主要景觀要素和休憩場所，公園發揮著極大的作用[1]。隨著生活水平的提高，公園的規劃建設不應只追求數量與規模，還應考慮市民能否更方便快捷地進入公園[2]。傳統評價指標如城市綠地率、人均綠地面積等并不能真實地反映公園的現實服務效果[3]，而可達性指標能夠更加客觀地解決這一問題[4]。

可達性概念最早于20世紀50年代由國外學者W.G.Hansen提出，即由空間任意一點到目的地的難易程度，衡量指標包括空間阻力(spatial resistance)、時間、距離等[5]。目前國外公園可達性主要涉及使用效益分析[6]、空間格局評估等內容；國內研究多傾向于指出中心城區規劃問題，較少提出改進建議[7-10]。目前可達性研究方法包括網絡分析、緩沖區分析、費用加權距離等方法。有關學者研究發現，以道路矢量數據為基礎的網絡分析法能更真實地評價公園的可達性[11，12]。

作為全國文明城市，龍巖市曾榮獲國家園林城市、國家森林城市等稱號。本研究以龍巖市主城區7個公園為研究對象， 運用ArcGIS網絡分析法，基于龍巖道路、人口數據，以到達公園入口的實際情況來評價龍巖主城區城市公園的空間分布和服務情況，為城市公園研究提供新思路，并為福建其他城市公園空間格局優化提供參考。

1 研究對象及范圍

研究范圍位于新羅區的主體區域，即龍巖市中心城區主城區。新羅區境內森林資源豐富，人口密度大，城市建設比較完善，城市建成區面積68.3hm2，人均公園綠地面積12.21m2。據《龍巖中心城區綠地系統規劃(2016—2020)》可知，公園綠地建設相對集中于主城區，且公園建設滯后于城市發展，相關建設與發展潛力巨大。本次研究范圍結合龍巖市行政規劃圖，北、西、東分別以繞城高速S21、S76、S203為界，南邊以行政規劃為界，研究區面積為142km2。本文以休閑游憩功能為主,選取大眾點評度高且面積大于2hm2的城市公園[13],研究對象包括：蓮花山公園(115.07hm2)、登高山公園(15.01hm2)、龍津湖公園(15hm2)、中央蘇區公園(1 308hm2)、中山公園(3.2hm2)、石鑼鼓公園(14.17hm2)、龍巖體育公園(13.21hm2)。

2 研究方法與步驟

2.1 數據獲取

人口數據來源于《龍巖中心城區主城區單元控制性詳細規劃維護(2020年)》，公園數據主要參考《龍巖市中心城區近期建設規劃(2016—2020)》，路網數據主要參考OSM衛星圖、百度地圖并結合現場調研確認。采用ENVI5.2進行正射校正等預處理，得到分辨率為1m的衛星圖(圖1)，利用ArcGIS10.0對衛星圖像解譯之后，結合調研數據進行路網提取，得到公園及道路等數據(圖2)。

圖1 研究區的衛星影像

圖2 研究區城市公園及道路網絡

2.2 構建數據庫及網絡分析模型

根據ArcGIS網絡分析的要求，建立公園數據庫和道路數據庫。公園數據庫包括名稱、面積、入口點等字段，本研究以公園入口點為網絡分析源點，即以到達入口點為到達公園，建立包含各公園入口數據的點文件。城市道路數據庫根據提取路網的拓撲關系建立模型，包括道路名稱、等級、行駛速度等數據。

本研究選擇機動車、非機動車、步行三種方式分別建立服務區圖層，時間閾值設置為5、10、15、20min，設置不同道路時間阻力值，即通過道路網絡節點所需花費的時間，提取沿路網形成的可達區域，得到各公園服務面積。道路通行速度參考《龍巖市城市交通規劃2006—2020》，將道路分為主干路50km/h，次干路40km/h，主要支路30km/h，次要支路20km/h。非機動車設置速度為15km/h[7]，步行時間為1m/s。此外，在道路節點處設置30s模擬通過交叉路口等待時間[14，15]。因龍巖市城市公交還處于建設期，路線多變化，故不納入研究范疇。

2.3 分析計算人口密度及可達性面積與人口

人口密度計算以《龍巖市城市總體規劃(2011—2030)》劃分的城區單元為人口最小單元，根據公式(1)，計算人口密度，形成人口密度分布圖(圖3)。

圖3 研究區人口密度分布圖

(1)

式中“N”代表各單元人口數量，“S”代表各單元總面積。將得到的可達性分布圖與研究區行政規劃圖、人口密度圖疊加分析，根據公式得到研究區公園可達面積比和可達人口比:

(2)

(3)

3 結果與分析

3.1 公園及路網特征

從圖2可知，研究區北部和東南部沒有公園分布，即公園位置分布集中，7個公園面積差異較大。實地考察發現，中央蘇區公園面積最大但基礎設施不完善，其他公園服務設施較完善但公園面積小，可容納游客數量少。目前主城區城市公園建設整體相對滯后，建設階段的公園占現有城市公園總面積的34%。因龍巖屬于山地城市，北部交通路網存在大量空白。城市主干道數量少，西部和南部道路連接不完善，存在大量斷頭路，且路網稀疏。中東部路網完善程度明顯優于其他地區。

3.2 公園個體可達性分析

可達性分布圖中，顏色深淺與可達性大小成正比。以非機動車出行為例，從各個公園可達性覆蓋圖(圖4—圖10)可知，蓮花山公園、龍津湖公園和石鑼鼓公園的可達性最佳，通過分析發現，這三個公園出入口數量設置合理，且多與城市干道相連，因城市路網在中部地區較為成熟，故可達性覆蓋地區多為中部。

圖4 石鑼鼓公園

圖5 蓮花山公園

圖6 龍津湖公園

圖7 中央蘇區公園

圖8 登高山公園

圖9 中山公園

圖10 龍巖體育公園

中央蘇區公園的占地面積最大，但因其周圍路網尚不完善，且公園出入口設置較少，可達性不強；中山公園、登高山公園出入口數量合理但與城市主路聯系不強，故可達性不強；龍巖體育公園為非開放式公園，公園地理位置靠近主干道但出入口數量少，影響其可達性。結合以上分析可知，公園出入口分布及周邊路網決定了不同時間條件下可達性面積分布。

3.3 公園全局可達性分析

由圖11—圖13可看出，整體研究區中部可達性最好，整體可達效果從中部沿四周擴散，在路網空白區域停止，且只有在機動車條件下，研究區中部地區才被完全覆蓋，花費時間較多，超過15min。三種出行方式在北部及東南部皆出現服務盲區，未覆蓋區域與路網空白區相符，故應加強空白區路網建設。

圖11 步行公園可達分布

圖12 非機動車公園可達分布

圖13 機動車公園可達分布

對三種出行方式下總體可達性面積比、人口比進行統計(表1、表2)，結果表明，不同時間等級下可達性效果排序為機動車、非機動車、步行。三種出行方式最高可達性面積比分別為9.61%、28.28%、56.62%，對應可達性人口比分別為12.83%、33.72%、71.23%。人口比均大于可達面積比，說明公園布局與人口密度匹配較為合理。

表1 三種出行方式下城市公園可達面積比

表2 三種出行方式下城市公園可達人口比

公園周邊居民的主要交通方式是步行，而20min的可達面積比9.61%和可達人口比12.83%說明可達性相對較低，且無論何種出行方式，20min內仍有近40%的不可達面積與近30%人口未覆蓋，說明研究區整體可達性較差，未能完全滿足居民使用需求。

從圖14、圖15可知各出行方式可達性比的增長變化。機動車增長速率最快，步行的增長速率緩慢。機動車出行在10min之后面積可達比達到40.66%，遠超20min內非機動車與步行可達性面積。值得注意的是，機動車與非機動車的可達面積、人口比在5—15min的增長趨勢較強；20min后，未覆蓋區域位置大多為路網空白區域，說明此時可達性與路網的完善程度有一定關聯。

圖14 三種出行方式可達面積比增長趨勢

圖15 三種出行方式可達人口比增長趨勢

4 建議

4.1 均衡公園布局

以機動車可達分布圖為依據，在研究區公園服務未覆蓋的邊緣地帶如中心單元、 北城單元、東肖單元等區域，應利用原有山林資源及龍川支流建設郊野公園，彌補城市公園服務的不足，滿足該區域居民生活需求，達到公園服務的公平性。其次，對人口密度較高的區域，應加強現有公園綜合建設，如中央蘇區公園，四周人口密度較大，這類面積較大的綜合公園應合理規劃功能區，提高公園利用率。

4.2 均衡公園出入口

公園出入口對公園服務覆蓋面有重要影響，如中央蘇區公園東側出入口較少，影響東側居民通行效率，應考慮分段設置出入口，解決道路繞行問題，提高公園可達性。此外，居民常采用步行以外的通行方式到達公園，因此，對登高山公園、中山公園等應考慮公園出入口盡量與城市主干、次干路銜接，且合理規劃公園各出入口停車場面積，采用地下停車場或入口廣場等形式節約用地面積。

4.3 完善路網結構

首先，應對城市當中的路網空白區、次干路進行完善，減少斷頭路，著重完善臨近街道處的城市路網，提高可達面積與人口比。其次，提高道路等級，對主要支路進行擴建，提升通行速度，對占地面積較大的公園應合理利用城市道路分割，增設跨園公路，提高通行效率。最后，由于網絡化道路系統模擬每個節點都需等待紅綠燈時間，因此縮短等待時間有利于優化交通路線。比如，在十字路口設立立交橋，建立空中非機動車道或形成以步行為特色的城市綠道，連接公園及其他公共設施，為居民提供更加便捷的出行選擇，提高步行的通行效率。

5 總結

通過網絡分析法，對龍巖市主城區的7個城市公園進行機動車、非機動車和步行三種出行模式的模擬，得到公園可達性分布圖及相關可達性數據，結果表明：(1)研究區內公園可達性呈現中部高、四周低的格局，公園位置較為集中，較大規模的公園基礎設施尚未完善導致區域可達性差。(2)研究區內的公園可達性面積和人口指數較低，車行20min時，不可達面積比為43.38%，不可達人口比分別為28.77%，未能較好地滿足城市居民的需求。(3)龍巖市主城區屬于山地城市，路網建設尚未完善，基礎設施相對滯后，對公園可達性有所影響。針對現狀，提出均衡公園及其出入口、完善交通路網等建議。本研究根據龍巖市主城區的公園可達性進行分析，并針對當前公園存在的問題提出意見，為日后其他城市服務設施可達性研究提供一定參考。

本次研究選取研究對象特征為山地城市，與其他類型城市的規劃發展有所差異，在未來的研究中應選取不同城市類型的公園建設為研究對象，滿足研究結果的可實施性。此外，現有研究結果是基于交通道路通暢的條件下進行的，實際還應考慮城市地形、交通堵塞等情況對城市居民出行的影響，綜合模擬各種影響因素的研究還有待深入。