基于軌道交通的武漢市公園綠地布局優(yōu)化研究

魏永青,李新,蔡愛玲,馮威

(湖北大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院,湖北 武漢 430062)

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基于軌道交通的武漢市公園綠地布局優(yōu)化研究

魏永青,李新,蔡愛玲,馮威

(湖北大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院,湖北 武漢 430062)

摘要：以武漢市三環(huán)線以內(nèi)建成區(qū)為研究區(qū)域,以軌道交通1、2、4號線以及武漢市公園綠地為研究對象,基于TOD規(guī)劃理念,運(yùn)用GIS手段分析了在軌道交通背景下武漢市公園綠地的布局,與公園綠地的現(xiàn)狀進(jìn)行了疊加分析,提出了武漢市公園綠地建設(shè)的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：武漢市;公園綠地;GIS;TOD;布局

1引言

武漢市是一座以公共交通為導(dǎo)向發(fā)展(TOD)的城市,現(xiàn)在已經(jīng)開通軌道交通1號線、2號線、4號線,至2049年,武漢市軌道交通將達(dá)25條總長1045 km[1]。在TOD的理念之下,城市的人口、住宅、產(chǎn)業(yè)、綠地等都將圍繞軌道交通線及站點(diǎn)布局。武漢也是“國家園林城市”,截至2014年末全市擁有公園74個,公園綠地面積7016.89 hm2,人均公園綠地面積11.06 m2,建成區(qū)綠化覆蓋率 39.09 %[2]。2015年,武漢市成功承辦了中國國際園林博覽會。隨著TOD理念指導(dǎo)之下城市的發(fā)展以及城市居民對公園綠地需求的提高,城市公園綠地的布局也會發(fā)生相應(yīng)的變化。運(yùn)用GIS的研究手段,對武漢市軌道交通背景下公園綠地的服務(wù)面積、服務(wù)人進(jìn)口行分析,評價公園綠地與軌道交通結(jié)合的情況,根據(jù)《武漢市城市總體規(guī)劃(2010-2020)》中的目標(biāo)以及武漢市土地利用規(guī)劃,提出武漢市公園綠地建設(shè)的優(yōu)化方案。

2數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源

研究所需數(shù)據(jù)包括武漢市軌道交通規(guī)劃、武漢市公園綠地分布現(xiàn)狀、武漢市人口數(shù)據(jù)、武漢市土地利用資料等。主要通過文獻(xiàn)查閱以及遙感影像解譯獲取。

分層提取Google Earth衛(wèi)星影像中武漢市三環(huán)線內(nèi)軌道交通1、2、4號線交通線及其沿線交通站點(diǎn)、武漢市行政分區(qū)、主要街道信息等信息,并將校正后的Google Earth數(shù)據(jù)分層導(dǎo)入Arcgis10.2中進(jìn)行數(shù)字化處理并且通過實地調(diào)查對其進(jìn)行校正得到最終數(shù)據(jù)。提取Google Earth衛(wèi)星影像武漢市三環(huán)線內(nèi)行政分區(qū)以及綠地分布數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理保存于綠地數(shù)據(jù)庫中。下載2010年武漢市區(qū)域的Landsat7 影像,然后用Erdas Imagine 9.2對各種土地類型分類提取,獲得2010年武漢市主城區(qū)土地利用圖。

(10)水景的水系統(tǒng)、電系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計及土建工程等均應(yīng)以專業(yè)圖紙為準(zhǔn)。

(11)水景進(jìn)行試水測試時:設(shè)計及工程單位會同檢驗,以確保水景所有噴水、跌(溢)水、靜置水面等均符合設(shè)計要求。

(12)燈光測試:設(shè)計及工程單位會同檢驗,以確保符合設(shè)計要求。

2.2研究方法

2.2.1空間分析法

(1)可達(dá)性分析。本研究采用ArcGIS 軟件提供的空間分析方法,通過緩沖區(qū)分析法來實現(xiàn),對要素圖層單獨(dú)做緩沖區(qū),然后通過空間疊加來實現(xiàn)[3]。

(2)緩沖區(qū)分析。緩沖區(qū)分析法是地理空間目標(biāo)的一種影響范圍或服務(wù)范圍,具體指在點(diǎn)、線、面實體的周圍,自動建立的一定寬度的多邊形的一種分析方法。

(3)空間疊加分析。疊加過程往往是對空間信息和對應(yīng)的屬性信息作集合的交、并、差、余運(yùn)算,也可再進(jìn)一步對屬性作其他的數(shù)學(xué)運(yùn)算,本文主要是運(yùn)用求交運(yùn)算。

2.2.2TOD規(guī)劃法

TOD(Transit-Oriented-Development)是“以公共交通為導(dǎo)向”的開發(fā)模式。這個概念最早由美國建筑設(shè)計師Peter Calthorpe 于20 世紀(jì)90 年代提出的[4],通過軌道交通對城市格局引導(dǎo)(圖1)。

3武漢市主要公園綠地服務(wù)空間分析

3.1公園綠地可達(dá)性分析

武漢現(xiàn)有三條軌道交通的站點(diǎn)為62個(其中一號線29個站點(diǎn)、二號線 21個站點(diǎn)、四號線15個站點(diǎn)),根據(jù)TOD規(guī)劃模型理論,以各軌道交通站點(diǎn)為中心作500 m的緩沖區(qū),與軌道交通沿線公園綠地相交的個數(shù)來評判軌道交通與周邊綠地的銜接性。

在公園綠地服務(wù)輻射范圍上,選取公園可達(dá)性和服務(wù)面積兩個指標(biāo),再用ArcGIS進(jìn)行圖層疊加分析。根據(jù)可達(dá)性計算的成本加權(quán)距離、時間成本柵格方法,以武漢市不同土地利用類型對各個柵格賦予不同的屬性值,即空間相對阻力值,然后使用空間分析模塊的成本加權(quán)距離工具,后轉(zhuǎn)換時間等級,得到武漢市市民在軌道站點(diǎn)500 m范圍內(nèi)(即步行5 min)接受公園服務(wù)的可能性。

經(jīng)過ArcGIS導(dǎo)出屬性表,三條軌道交通站點(diǎn)與周邊公園綠地相交的只有5個,軌道站點(diǎn)與公園耦合情況為9 %,公園綠地布局不盡合理(圖2)。

3.2公園綠地服務(wù)面積現(xiàn)狀分析

在Arc Map中運(yùn)用點(diǎn)來模擬各街道人口在空間上的分布狀況[5](點(diǎn)所在的位置為各街道辦事處所在地),接著對公園綠地分別做500 m、1000 m緩沖區(qū)分析(圖3)。

根據(jù)《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》[6]以及國家園林城市建設(shè)的要求,提出“市民出門500 m 見綠,1000 m 可達(dá)大型公共綠地”的指標(biāo),用GIS做緩沖區(qū)分析,以此為模型,得出公園服務(wù)的實際人口數(shù)(圖4和圖5)。

通過公園的綠地面積、人口密度來計算總服務(wù)人口,以人均最低標(biāo)準(zhǔn)9 m2為計算數(shù)值,得出理論化的服務(wù)人口,將之與公園服務(wù)的實際人口進(jìn)行對比,分析武漢市現(xiàn)有綠地與服務(wù)人口的匹配情況。

從圖4中得出,在500 m緩沖區(qū)內(nèi),有7個公園實際服務(wù)人數(shù)遠(yuǎn)大于理論服務(wù)人數(shù)。由于周圍街道面積相對較小,公園實際服務(wù)人數(shù)理應(yīng)小于理論人數(shù)。所以,有部分公園布局不合理,不能滿足周圍居民休閑及生活體驗的需要。

從圖5中得出,基于1000 m緩沖區(qū)分析,現(xiàn)有的公園建設(shè)基本符合標(biāo)準(zhǔn),但是存在個別公園如黃鶴樓、沙湖公園等不滿足現(xiàn)有公園建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

4武漢市公園綠地優(yōu)化

根據(jù)《武漢市城市總體規(guī)劃(2010-2020年)》以及軌道交通規(guī)劃,以2020年為時間節(jié)點(diǎn)探討武漢市公園綠地優(yōu)化方案。規(guī)劃要求擴(kuò)大綠地面積、優(yōu)化城市綠地空間布局,至2020年綠地建設(shè)達(dá)到國家生態(tài)園林城市關(guān)于園林綠地的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合2020年軌道交通分布狀況、武漢市土地利用規(guī)劃、和已建公園的距離關(guān)系這三大要素對未來武漢市公園綠地空間布局進(jìn)行優(yōu)化。

通過 ArcGIS Spatial Analyst 擴(kuò)展模塊工具構(gòu)建一個適宜性模型來優(yōu)化公園空間布局。

4.1派生數(shù)據(jù)集

處理專題數(shù)據(jù)以定位適合新公園的區(qū)域,從高程數(shù)據(jù)中派生出如下內(nèi)容:①從 elevation 數(shù)據(jù)集中派生出“坡度”;②從 subwaysite 數(shù)據(jù)集中派生出“到附近地鐵站點(diǎn)的距離” ;③從 gardens 數(shù)據(jù)集中派生出“距現(xiàn)有公園的距離”。

4.2設(shè)置權(quán)重和合并數(shù)據(jù)集

將重分類的數(shù)據(jù)集和土地利用數(shù)據(jù)集進(jìn)行合并以查找最適合的位置。用于表示坡度、到地鐵站點(diǎn)的距離和到現(xiàn)有公園距離的重分類數(shù)據(jù)集,其所有值使用統(tǒng)一的度量級進(jìn)行了重分類(較適合的像元具有較高的值)。土地利用數(shù)據(jù)集仍為原始格式,將此數(shù)據(jù)集的像元值作為加權(quán)疊加過程的一部分進(jìn)行加權(quán),居民地和工業(yè)用地、農(nóng)業(yè)用地、商業(yè)用地、道路用地的區(qū)域的值將受限,將小于4°的坡度值(由于坡度太陡,因此最不適合)標(biāo)記為受限,排除這些值,在鄰近地鐵站點(diǎn)并遠(yuǎn)離其他公園的位置處建立公園更為合適,對所有的輸入進(jìn)行加權(quán)以便為各輸入分配影響百分比。

檢查添加到Arc Map顯示中的圖層,這些即新公園的最佳候選位置。其中存在多個表示最佳位置的單一像元,30 m的像元對于公園位置而言太小。需要通過使用眾數(shù)濾波工具來對結(jié)果進(jìn)行篩選,從而移除這些小區(qū)域。

4.3選擇最佳位置

在相關(guān)圖層上,每個像素都包含一個表示位置對于建立新公園的適宜度的值,值為 9 的像素是最適合的位置,而值為 0 的像素則不適合。因此,新公園的最佳位置應(yīng)選在值為 9 的區(qū)域。

接著使用眾數(shù)濾波工具提煉最佳區(qū)域,然后檢查添加到Arc Map顯示中的圖層,對比“過濾后的最佳區(qū)域”圖層和“最佳區(qū)域”圖層。此時,許多被認(rèn)為面積過小的最佳區(qū)域已被刪除。

4.4確定最終位置

通過以上步驟,已經(jīng)確定了建立新公園的可選最佳位置,如圖6所示。

根據(jù)以上分析,選擇了八處需新增公園綠地處,但由于光谷國際廣場、徐東村、武漢國際會展中心這三處區(qū)域人口密度大,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)密集,作為新建公園選址條件不佳,不作為最優(yōu)方案考慮。剩余五處選址地如圖6所示,分別分布在武漢市人口密集、綠地缺少的江岸、硚口、洪山和江漢等區(qū)域內(nèi)。

5結(jié)語

目前,國內(nèi)外對于公園綠地布局評價較單一,很少以軌道交通為導(dǎo)向進(jìn)行城市公園綠地規(guī)劃。本文在借鑒前人公園綠地評價體系的基礎(chǔ)上,用ArcGIS空間技術(shù)分析方法,對武漢市三環(huán)線內(nèi)現(xiàn)有公園綠地空間分布進(jìn)行研究,結(jié)合未來武漢市軌道交通建設(shè)、武漢土地利用進(jìn)行中長遠(yuǎn)規(guī)劃,為未來武漢市新建公園綠地提出一些合理化的建議,以滿足沿線居民短、中、長等不同閑暇時間的游憩需求。

但是,對于如何科學(xué)的設(shè)定不同土地利用類型的空間相對阻力值,在成本加權(quán)中僅考慮時間成本,要素較為單一,因此在后續(xù)的研究中將會通過將費(fèi)用成本、土地利用類型整合空間模型,從而進(jìn)一步完善空間綠地評價體系。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國新聞網(wǎng).武漢地鐵規(guī)劃：2049年建成25條總長1045公里線路.[EB/OL][2014-11-17].http://www.chinanews.com/gn/2014/11-17/6785675.shtml.

[2] 武漢市統(tǒng)計局.2014年武漢市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報.[EB/OL].[2015-03-16].http://www.whtj.gov.cn/details.aspx?id=2513.

[3] 張廣亮.基于GIS網(wǎng)絡(luò)分析的城市公園綠地可達(dá)性研究——以鄭州市為例[D].鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[4] Prepared BY: Calthorpe Associates,Cooper Roberts Simonsen Architects,etc.Wasatch Front Transit Oriented Development Guidelines[S].2002.

[5] 武漢市統(tǒng)計局.武漢統(tǒng)計年鑒2011[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,2011.

[6] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.CJJ/T 85-2002,城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國工業(yè)建筑出版社,2002.

中圖分類號：TU986

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)03-0073-03

作者簡介：魏永青(1994—)，女，湖北大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院大學(xué)生。 蔡愛玲(1995—)，湖北大學(xué)人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃本科生,工商管理本科生,主要從事旅游規(guī)劃和景觀設(shè)計工作。

收稿日期：2016-01-04