基于GIS的馬尾馬江片區(qū)公共廁所布局分析與優(yōu)化

許章華，林 倩，鄭煒彬，范華城，王佳琪，陳少偉

（1．福州大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，福建 福州350116；2．福州大學(xué) 區(qū)域與城鄉(xiāng)規(guī)劃研究中心，福建 福州350116；3．福州大學(xué)至誠學(xué)院，福建 福州350002）

公共廁所是城市的重要公共服務(wù)設(shè)施之一，已成為城市形象、城市文明的“窗口”。諸多城市已意識到，公共廁所是一項民生工程，改變城市形象，應(yīng)“先從方便做起”。近年來，福州市積極推進(jìn)破舊公共廁所的改造，增加移動廁所的數(shù)量，甚至不乏“豪華公廁”的出現(xiàn)，公共廁所改變了過去僅有的生理代謝與衛(wèi)生用途，增加了休息、觀賞、商業(yè)及文化功能［1－2］，滿足市民及旅游觀光者的多元化需求。即便如此，城市公共廁所的規(guī)劃與布局仍存在諸多需要改進(jìn)之處［3－5］，不同功能區(qū)域的公共廁所布局?jǐn)?shù)量、密度、位置的規(guī)劃與實施依據(jù)不足，缺乏足夠的理性分析 使得公共廁所的便民性體現(xiàn)不足 當(dāng)前將公共廁所布局作為對象的研究成果尚少，與定量分析技術(shù)的結(jié)合并不緊密。GIS技術(shù)的發(fā)展為城市規(guī)劃提供了新的技術(shù)手段，使規(guī)劃成果更具理性，可實施性更強［6－9］。本文以福州馬尾馬江片區(qū)為例，基于GIS技術(shù)實現(xiàn)該區(qū)域公共廁所的布局分析與優(yōu)化。

1 研究區(qū)概況

馬尾是中國近代海軍的搖籃、中國近代航空事業(yè)的發(fā)源地，也是著名的僑鄉(xiāng)，目前該區(qū)集國家級開發(fā)區(qū)、保稅區(qū)、臺商投資區(qū)、科技園區(qū)、顯示器產(chǎn)業(yè)園、出口加工區(qū)、生態(tài)工業(yè)園區(qū)、國家科技興貿(mào)出口創(chuàng)新基地等特殊經(jīng)濟(jì)功能于一體，并成為福州東部新城戰(zhàn)略的核心區(qū)。馬江片區(qū)位于馬尾保稅區(qū)以西，地處閩江下游北岸，處閩江、烏龍江與馬江三江交匯地，是馬尾區(qū)的行政與商業(yè)文化中心，發(fā)展?jié)摿薮蟆ｑR江片區(qū)規(guī)劃用地面積8．55 k m2，人口規(guī)模為8．4萬人。做好公共服務(wù)配套設(shè)施規(guī)劃，是提升區(qū)域品質(zhì)，實現(xiàn)宜業(yè)宜居的重要保障［10－11］。馬江片區(qū)位置如圖1所示。

圖1 馬江片區(qū)位置示意圖

2 數(shù)據(jù)收集與研究方法

2．1 數(shù)據(jù)收集

1）馬江片區(qū)規(guī)劃用地面積、人口規(guī)模數(shù)據(jù)及土地利用規(guī)劃圖，來源于《福州市馬尾新城三江口組團(tuán)馬江片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》；2）馬江片區(qū)道路圖，來自于百度地圖；3）馬江片區(qū)現(xiàn)狀公共廁所分布圖，來自于百度地圖；4）問卷調(diào)查，內(nèi)容涉及馬尾居住、就業(yè)及公共服務(wù)設(shè)施等多個方面。

2．2 研究方法

2．2．1 地圖配準(zhǔn)與矢量化

在Arc GIS 9．3平臺中，將收集的馬江片區(qū)土地利用規(guī)劃圖、道路圖及公共廁所分布圖予以配準(zhǔn)，使各圖可實現(xiàn)準(zhǔn)確疊加；建立點、線、面圖層（shapefile），利用矢量化技術(shù)分別繪制馬江片區(qū)現(xiàn)狀公共廁所分布點圖層 道路線圖層及土地利用面狀圖層 見圖2

圖2 馬江片區(qū)土地利用、道路、公共廁所矢量化圖

2．2．2 出行人群密度計算

出行人群是指一定范圍內(nèi)處于出行狀態(tài)的當(dāng)?shù)鼐用窕蛲獾芈糜握邩?gòu)成的群體，而單位面積上處于出行狀態(tài)的人數(shù)即為出行人群密度，一般用人／k m2表示［12］。由于當(dāng)?shù)鼐用駥Ρ咀^(qū)附近公共廁所的需求有限，故僅考慮區(qū)域外的人群受該區(qū)域吸引而產(chǎn)生的密度。

商業(yè)、交通場站、旅游景點、教育等是吸引本區(qū)域外人群的主要因子。根據(jù)問卷調(diào)查，設(shè)定各因子吸引人數(shù)的計算原則為：1）商業(yè)因子以核心區(qū)為中心、500 m為半徑確定其吸引范圍，該范圍內(nèi)吸引人數(shù)設(shè)為5 000人／k m2，其中電影院以核心區(qū)邊緣為起點，1 000 m為半徑確定其次級吸引范圍，該范圍內(nèi)吸引人數(shù)設(shè)為2 500人／k m2；2）交通場站因子則主要考慮馬尾站與馬尾港，馬尾站以核心區(qū)為中心、500 m為半徑確定其吸引范圍，該范圍內(nèi)吸引人數(shù)設(shè)為5 000人／k m2，馬尾港規(guī)模與人流量較大，故在該半徑范圍內(nèi)馬尾港的吸引人數(shù)則為10 000人／k m2；3）旅游景點因子以中心區(qū)為核心、200 m為半徑確定其核心區(qū)吸引范圍，該范圍內(nèi)吸引人數(shù)設(shè)為5 000人／k m2；若為公園，則以核心區(qū)邊緣為起點，1 000 m為半徑確定其次級吸引范圍，中法馬江海戰(zhàn)遺址公園、馬限山公園、羅星塔公園該范圍內(nèi)吸引人數(shù)設(shè)為1 250人／k m2，船政文化景區(qū)、天馬山體育休閑公園設(shè)為2 500人／k m2，而福州馬尾海戰(zhàn)紀(jì)念館不考慮次級吸引范圍4教育因子主要考慮高校和中學(xué)的吸引能力，高校以中心區(qū)為核心，500 m為半徑確定其核心區(qū)吸引力的范圍，在此范圍內(nèi)的出行人群密度為5 000人／k m2，中學(xué)在此范圍內(nèi)的出行人群密度為2 500人／k m2，并以核心區(qū)邊緣為起點，1 000 m為半徑確定其次級吸引范圍，該范圍內(nèi)吸引人數(shù)設(shè)為1 250人／k m2。由此，區(qū)域出行人群密度為：

式中：T為區(qū)域出行人群密度；Tc為商業(yè)因子吸引人群密度；Tv為交通場站因子吸引人群密度；Tt為旅游景點因子吸引人群密度；Te為教育因子吸引人群密度

2．2．3 區(qū)域繁華程度判定與公共廁所服務(wù)半徑的確定

不同區(qū)域的出行人群密度不同，依據(jù)出行人群密度的差異可判定區(qū)域的繁華程度，將區(qū)域劃分為繁華區(qū)域、較繁華區(qū)域、一般區(qū)域、清靜區(qū)域、特別清靜區(qū)域5個類別；處于不同繁華程度區(qū)域的公共廁所服務(wù)半徑不同，繁華程度越高，每個公共廁所的使用頻率越高，服務(wù)半徑越小，單位面積所需的廁所數(shù)量越多。區(qū)域繁華程度的判定標(biāo)準(zhǔn)與公共廁所的服務(wù)半徑見表1。

表1 區(qū)域繁華程度的判定標(biāo)準(zhǔn)與公共廁所的服務(wù)半徑

2．2．4 公共廁所空間布局優(yōu)化算法

公共廁所優(yōu)化布局需要綜合考慮數(shù)量與質(zhì)量問題。若某些區(qū)域?qū)儆诠矌采w的空白區(qū)域，則該區(qū)域公廁的增設(shè)應(yīng)當(dāng)成為需要首要解決的問題。算法如下：

式中：f為需增加公共廁所數(shù)量；r為公共廁所服務(wù)半徑；S為需增加公共廁所區(qū)域的面積。

3 結(jié)果與分析

3．1 馬江片區(qū)出行人群密度分析

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對區(qū)域出行人群影響最大的因子有17個，其中商業(yè)因子有6個，包括星月大廈、貿(mào)盛大廈、莊信大廈、西提城市廣場、金逸電影城和陽光鋼貿(mào)城；交通場站因子2個，分別是馬尾站和馬尾港；教育因子3個，分別是福州陽光國際學(xué)校、福建航運學(xué)校和福州大學(xué)陽光學(xué)院；旅游景點因子有6個，分別是中法馬江海戰(zhàn)遺址、馬限山公園、羅星塔公園、船政文化景區(qū)、福州馬尾海戰(zhàn)紀(jì)念館和天馬山體育休閑公園。根據(jù)各因子吸引人數(shù)的計算原則，統(tǒng)計得到影響因子吸引范圍及其相應(yīng)的吸引人數(shù)，見表2。

據(jù)表2，綜合利用GIS緩沖區(qū)分析與疊置分析，得到不同區(qū)域的出行人群密度，并結(jié)合出行人群密度與區(qū)域繁華程度的對應(yīng)關(guān)系，制作馬江片區(qū)繁華程度圖（見圖3）；其后，根據(jù)區(qū)域繁華程度與公共廁所服務(wù)半徑的對應(yīng)關(guān)系，得到現(xiàn)狀公共廁所的服務(wù)區(qū)（見圖4）。

表2 影響因子吸引范圍及其吸引人數(shù)

續(xù)表2

圖3 馬江片區(qū)繁華程度圖

圖4 馬江片區(qū)現(xiàn)狀公共廁所服務(wù)區(qū)

3．2 馬江片區(qū)公共廁所空間布局的合理性分析

3．2．1 數(shù)量合理性分析

中華人民共和國建設(shè)部批準(zhǔn)的CJJ14－2005《城市公共廁所設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：城鎮(zhèn)公廁一般按常住人口1 500～2 000人設(shè)置1座。馬江片區(qū)規(guī)劃人口8．4萬人，據(jù)此測算，片區(qū)內(nèi)應(yīng)有42～56座完全開放的公廁。矢量化結(jié)果顯示，馬尾片區(qū)已建公共廁所共27座，明顯存在數(shù)量不足的問題。對現(xiàn)狀公共廁所的服務(wù)區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計，可知服務(wù)區(qū)僅覆蓋片區(qū)規(guī)劃范圍的38．8%，同樣暴露馬江片區(qū)現(xiàn)有公共廁所數(shù)量的不足，無法滿足人口增加、商業(yè)擴(kuò)張、旅游及文化等產(chǎn)業(yè)發(fā)展對公共服務(wù)設(shè)施的配套需求。

3．2．2 質(zhì)量合理性分析

除了數(shù)量上應(yīng)當(dāng)滿足城市發(fā)展的需求外，還應(yīng)當(dāng)注重公共廁所的空間分布位置。分析現(xiàn)狀公共廁所與繁華程度的疊加圖（見圖5），在繁華區(qū)域公共廁所的密度應(yīng)較大，而在清靜區(qū)域，則并不需要過密的公共廁所分布。對相關(guān)專題圖進(jìn)行解讀，不難發(fā)現(xiàn)，馬江片區(qū)現(xiàn)狀公共廁所主要集中在主要街道的繁華地段，共計15座，占已建公廁數(shù)量的55．6%，繁華街區(qū)公共廁所的質(zhì)量合理性較高。但在公共廁所布局質(zhì)量方面，還存在以下不足：①在繁華街區(qū)的某些路段，公共廁所的分布不滿足要求；②大面積較清靜的區(qū)域甚至是較繁華的街區(qū)存在大量公廁分布的空白區(qū)。馬江片區(qū)是福州市馬尾新城開發(fā)五大片區(qū)之一，在快速城鎮(zhèn)化背景下，作為重要公共基礎(chǔ)設(shè)施的公共廁所，顯然沒能跟上城市擴(kuò)張的腳步與城市未來發(fā)展要求。

3．3 馬江片區(qū)公共廁所的優(yōu)化布局

總體而言，馬江片區(qū)已建公共廁所存在數(shù)量、質(zhì)量上的雙重不足，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及馬尾片區(qū)的發(fā)展需求，對該片區(qū)公共廁所布局進(jìn)行優(yōu)化。對于服務(wù)區(qū)有重疊的公共廁所不作調(diào)整，主要對服務(wù)“空白區(qū)”進(jìn)行公廁的優(yōu)化布局。具體思路為：針對不同繁華程度的區(qū)域，依據(jù)式（1）計算需增加的公共廁所的數(shù)量；以土地利用類型為參考，確定增設(shè)公共廁所的位置。由此，共增設(shè)26座公共廁所，使該片區(qū)公共廁所的總數(shù)量達(dá)53座，數(shù)量上滿足《城市公共廁所設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》要求，公共廁所服務(wù)區(qū)覆蓋片區(qū)總面積的91．5%，較現(xiàn)狀增加了52．7%，亦提升公共廁所的空間布局質(zhì)量，既滿足出行人群的需求，也未對資源造成不必要的浪費。片區(qū)公共廁所優(yōu)化布局見圖6。

圖5 馬江片區(qū)現(xiàn)狀公共廁所與區(qū)域繁華程度的疊加圖

圖6 馬江片區(qū)公共廁所優(yōu)化布局圖

4 結(jié)束語

新型城鎮(zhèn)化要求改變過去片面注重追求城市規(guī)劃擴(kuò)大、空間擴(kuò)張，改變?yōu)橐蕴嵘鞘械奈幕?、公共服?wù)等內(nèi)涵為中心，真正使城鎮(zhèn)成為具有較高品質(zhì)的適宜人居之所［13］。規(guī)劃工作的合理有效開展是推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程的重要基礎(chǔ)，而在信息化社會背景下，GIS技術(shù)又是科學(xué)規(guī)劃與理性發(fā)展的重要技術(shù)保障[14-15]。本文分析了馬尾馬江片區(qū)已建公共廁所的空間布局，認(rèn)為該片區(qū)現(xiàn)有公共廁所數(shù)量與質(zhì)量均無法滿足城市發(fā)展的需求；由此對片區(qū)公共廁所進(jìn)行優(yōu)化布局，廁所數(shù)量由現(xiàn)狀27座增加至53座，覆蓋片區(qū)規(guī)劃面積的91．5%，進(jìn)一步明確了城市公共服務(wù)配套設(shè)施建設(shè)目標(biāo)。

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