基于成本加權(quán)距離法的阜陽市綜合性公園輻射研究

高鵬，張娜娜，宋朝偉

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基于成本加權(quán)距離法的阜陽市綜合性公園輻射研究

高鵬，張娜娜，宋朝偉

（阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 安徽 阜陽 236000）

研究以成本加權(quán)距離法為主要方法，并結(jié)合掩膜、柵格數(shù)據(jù)融合等技術(shù)考慮河流、鐵路等障礙物的影響，反演阜陽市綜合性公園輻射區(qū)。結(jié)果表明：阜陽市老城區(qū)公園輻射覆蓋率高，新城區(qū)覆蓋率低，潁東區(qū)輻射區(qū)相對孤立，城市綜合性公園布局整體性差；輻射分值自老城區(qū)向外逐漸降低，城市綜合性公園布局過于集中，老城區(qū)以外區(qū)域公園建設(shè)滯后；公園輻射區(qū)重疊區(qū)域大，一些公園實際效用不高。

GIS；成本加權(quán)距離法；城市公園；輻射區(qū)

1 引言

城市綜合性公園服務(wù)有效性與公平性是實現(xiàn)環(huán)境改善、社會平等的重要指標(biāo)，公園輻射區(qū)研究能夠科學(xué)的反映城市綜合性公園服務(wù)情況。GIS的發(fā)展為城市公園輻射區(qū)研究提供了技術(shù)支持。

基于GIS的研究方法主要有簡單緩沖區(qū)法、網(wǎng)絡(luò)分析法、成本加權(quán)距離法等。簡單緩沖區(qū)法能夠直觀的表現(xiàn)輻射區(qū)域范圍，但是不能很好地表現(xiàn)輻射區(qū)內(nèi)部可達性差異，并且對輻射過程中的障礙物阻隔不能有效分析；網(wǎng)絡(luò)分析法精確性最高，但網(wǎng)絡(luò)分析適宜點對點的可達距離分析，無法實現(xiàn)住宅區(qū)內(nèi)部輻射差異和多公園交叉影響分析；成本加權(quán)距離法是將某區(qū)域與綜合性公園的距離轉(zhuǎn)換成柵格值，直觀反映任意位置到綜合性公園的可達距離，可支持多公園交叉影響分析[1-7]。阜陽市居住小區(qū)、棚戶區(qū)錯綜復(fù)雜，街巷道路星羅密布，利用網(wǎng)絡(luò)分析法難度大，無法精確測算各住宅區(qū)、棚戶區(qū)內(nèi)部區(qū)域的可達距離。研究采用成本加權(quán)距離法測算各公園輻射區(qū)，并結(jié)合掩膜分析、柵格數(shù)據(jù)融合等技術(shù)可解決輻射路徑中的障礙物阻隔問題，能表現(xiàn)輻射區(qū)內(nèi)部差異，又可進行多公園交叉影響分析。

2 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于安徽省西北部，華北平原南端，總面積約55km2，主要包括阜陽市三區(qū)主城區(qū)，居住人口密集。近年來，阜陽市城區(qū)發(fā)展迅速，規(guī)模不斷擴大，區(qū)域內(nèi)既有大量的現(xiàn)代化小區(qū)，也有相當(dāng)規(guī)模的棚戶區(qū)，居住環(huán)境復(fù)雜。自2006年以來，阜陽市興建、改建大批城市綜合性公園，服務(wù)于廣大城市居民，城市居住環(huán)境極大改善。

3 數(shù)據(jù)來源與研究思路

研究數(shù)據(jù)來源于實地勘測與Google地圖。按照《中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T85—2002），勘測了研究區(qū)內(nèi)達到綜合性公園標(biāo)準(zhǔn)的6個公園, 各公園基本信息如表1。

表 1 各城市公園基本信息表

研究抽樣調(diào)查了各公園活動人群居住位置，量算游人距離公園距離，通過t檢驗法剔除樣本異常值，獲得公園輻射最遠距離為1km。

本文以ArcGIS10.1為數(shù)據(jù)處理平臺?？臻g配準(zhǔn)公園勘測宗地圖與Google地圖,形成工作底圖。以成本加權(quán)距離法、圖層掩膜、柵格數(shù)據(jù)融合、圖層疊加等GIS技術(shù)考慮河流、鐵路等障礙物的阻隔作用，反演各公園輻射區(qū)，研究城市綜合性公園布局問題。技術(shù)路線見圖1。

圖 1 城市公園輻射區(qū)分析內(nèi)業(yè)處理流程圖

4 結(jié)果與分析

4.1城市綜合性公園輻射區(qū)時空變化分析

利用成本加權(quán)距離法、圖層掩膜、柵格數(shù)據(jù)融合獲取考慮障礙物阻隔的公園輻射區(qū)。通過空間疊加得到圖2，通過柵格矢量化、地統(tǒng)計分析得到表2。

表2 各城市公園輻射信息匯總表

名稱面積（hm2）絕對輻射區(qū)（hm2）新增輻射區(qū)（hm2）累計有效輻射區(qū)（hm2）效用比(新增輻射面積/公園面積)人流量 清潁公園9.87395.71395.71395.7140.08很多 東三角公園10.62464.94464.94860.6543.79很多 文峰公園14.64530.91455.741316.4031.13很多 三角洲公園43.63267.86211.791528.194.85較少 河濱公園55.611460.96935.102463.2916.82很多 劉琦公園11.36352.4675.822539.116.68一般

圖2 城市公園輻射區(qū)時空變化圖

結(jié)合圖表，阜陽市各公園絕對輻射區(qū)都較大。其中，河濱公園因其狹長形分布，其輻射范圍最大；文峰公園、東三角公園因受障礙物阻隔較小，絕對輻射區(qū)次之；三角洲公園建設(shè)規(guī)模第二，但其輻射范圍卻是最小的，因為三角洲公園被潁河、泉河環(huán)繞，其輻射作用受到較大阻隔，實際輻射區(qū)域小。

各公園新增輻射區(qū)都明顯小于絕對輻射區(qū)，因為晚建公園接近早建公園，其絕對輻射區(qū)與早建公園輻射區(qū)有較大重疊。劉琦公園因接近河濱公園和清潁公園，絕對輻射影響區(qū)域中有276.64hm2為重疊區(qū)，新增輻射區(qū)僅有75.82hm2。研究通過測算城市公園新增輻射區(qū)與城市公園建設(shè)面積比反映公園實際效用，東三角公園效用比最高，為43.79；三角洲公園和劉琦公園最低，僅為4.85和6.68。

公園有效輻射區(qū)累計面積不斷增加，截止劉琦公園建成，總有效輻射區(qū)已達2539.11hm2，占研究區(qū)域的46.16%。各公園重疊輻射區(qū)面積為933.87hm2，占研究區(qū)域的16.98%。阜陽市城市綜合性公園布局過于擁擠，各公園未能發(fā)揮最大效能。

4.2 城市綜合性公園輻射區(qū)域內(nèi)部差異性分析

利用柵格計算器將各城市公園輻射區(qū)域圖，按照公式1轉(zhuǎn)換為分值區(qū)間為[0-100]的輻射分值圖。然后將各公園輻射分值圖按照公式3融合數(shù)據(jù)，得到圖3。

圖3 阜陽市城市公園交叉輻射總分值圖

通過空間定位和地統(tǒng)計分析，得到表3。

表3 各分值區(qū)間地理信息匯總表

結(jié)合圖表，阜陽市公園輻射分值在100分以上的區(qū)域主要集中在二環(huán)以內(nèi)的老城區(qū)，這個區(qū)域公園發(fā)展基礎(chǔ)好，建設(shè)的公園較多，劉琦公園和清潁公園都是在古城遺留的園林基礎(chǔ)上擴建而成；而河濱公園緊靠潁河，是隨著沿河綠化工程的興起而修建的公園。環(huán)球外灘國際-環(huán)球海港城連線區(qū)域被三個公園環(huán)繞，分值最高，達到200分以上。而老城區(qū)外圍的城東、城西、城北、城南城市建設(shè)速度很快，但是配套綜合性公園建設(shè)則相對緩慢，只能受到劉琦公園、文峰公園、北河濱公園、東三角公園的外圍輻射，其受輻射分值相對較低。

圖4 規(guī)劃公園輻射影響區(qū)域模擬圖

4.3 城市新建綜合性公園選址研究

已建成城市綜合性公園輻射區(qū)僅占研究區(qū)域的46.16%，輻射空白區(qū)占53.84%。研究以3個新建綜合性公園選址為例，規(guī)劃建設(shè)面積皆為10hm2，與已建成綜合性公園最小規(guī)模相當(dāng)。利用GIS技術(shù)首先將輻射空白區(qū)域矢量化成圖，再合理劃分區(qū)域單元，通過計算機自動測算區(qū)域中心，定位新建綜合性公園的位置。通過對新建公園做成本加權(quán)距離法圖，得到圖4，通過GIS空間分析功能獲取輻射區(qū)域地理信息得到表4。

表 4 規(guī)劃公園地理信息匯總表

結(jié)合圖表，新建公園輻射效用比相對于已建成公園的平均效用比要高出一倍之多。3個新建公園總建設(shè)面積占已建成公園總建設(shè)面積的20.58%，其新增輻射區(qū)占已建成公園輻射區(qū)的47.62%，其實際輻射效用遠高于已建成公園。新建公園建成后，城市綜合性公園總輻射區(qū)域占研究區(qū)域的68.15%，大大提高城市綜合性公園的影響作用。

5 討論

研究利用GIS技術(shù)實現(xiàn)了對阜陽市綜合性公園輻射區(qū)的反演。反映了城市綜合性公園輻射區(qū)時空變化和內(nèi)部差異，揭示了城市公園布局的問題。研究成果表明：

（1）阜陽市城市綜合性公園多是在舊公園的基礎(chǔ)上改建、擴建而成，空間布局不夠合理，各公園輻射重疊區(qū)域很大，未能最大限度的發(fā)揮公園服務(wù)作用。隨著時間推移，阜陽市已建綜合性公園實際效用越來越低。老城區(qū)綜合性公園分布過多，新城區(qū)城市綜合性公園較少，布局不均勻。

（2）城市公園輻射總分值呈現(xiàn)以老城區(qū)為中心向四周擴散、河?xùn)|區(qū)片相對獨立的現(xiàn)象。潁州區(qū)、潁泉區(qū)交通便利，城市綜合性公園建設(shè)連為一體；潁東區(qū)受潁河、泉河阻隔嚴(yán)重，交通不便，城市綜合性公園較為孤立。老城區(qū)輻射分值高，城市居民游憩可選性多，老城區(qū)外圍新建城區(qū)輻射分值低，城市綜合性公園建設(shè)滯后。

（3）通過新建公園模擬選址與輻射分析，可優(yōu)化阜陽市城市綜合性公園布局，提高公園整體效用，促進城市公共設(shè)施高效公平利用。

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A Cost weighted distance -Based Research on the Radiation Effect of Urban Comprehensive Parks

Gao Peng,Zhang Nana,Song Chaowei

(Fuyang Vocational and Technical College, Fuyang, Anhui 236000)

based on the cost weighted distance method, combined with mask、Grid Data，this research is to consider the influence of the river, railway and other obstacles, and then invert Fuyang comprehensive park radial area. The results showed that old city park radial coverage is high and new urban coverage rate is low, radial area is relatively isolated in Yingdong District, urban comprehensive park layout integrity is poor; radiation score is gradually reduced that from the old city to outward, urban comprehensive park layout is too concentrated, regional park construction lags behind in the outside of old city ; Park radial Area’s overlap region is large, practical utility of some parks is not high.

cost weighted distance method; City Park; radial area;GIS

S6

A

1672-4437（2016）01-0064-05

2015-11-26

安徽省質(zhì)量工程項目“園林工程技術(shù)專業(yè)教學(xué)團隊”（2015jxtd062）；安徽省自然科學(xué)重點項目“叢枝菌根真菌AMF在霍山石斛引種栽培中的應(yīng)用”（KJ2015A433）。

高鵬（1987-），男，安徽阜陽人，阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教，碩士。主要研究方向：遙感影像解譯與地理信息應(yīng)用。