城市公園綠地避震減災(zāi)適宜性評(píng)價(jià)及優(yōu)化

宿萌萌 高惠瑛 范賀珊

摘要：依據(jù)公園綠地避震減災(zāi)規(guī)劃相關(guān)規(guī)范，從環(huán)境、生態(tài)、設(shè)施、制度等4個(gè)層面選取16個(gè)指標(biāo)因子，以定量評(píng)價(jià)為出發(fā)點(diǎn)結(jié)合GIS技術(shù)，采用熵值法和逼近理想解排序法（TOPSIS）的評(píng)價(jià)方法，對(duì)青島市轄七區(qū)36個(gè)公園綠地進(jìn)行實(shí)證評(píng)價(jià)，確定各公園綠地的適宜性。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，分析七區(qū)避震減災(zāi)公園綠地現(xiàn)狀，并結(jié)合現(xiàn)有城市避震減災(zāi)場(chǎng)所，對(duì)服務(wù)盲區(qū)預(yù)選出263處適合做避震減災(zāi)場(chǎng)所的區(qū)域。通過對(duì)青島市七區(qū)的評(píng)價(jià)以期為青島的避震減災(zāi)疏散場(chǎng)所的規(guī)劃提供參考。

Abstract： According to the relevant specifications of park green space earthquake mitigation planning， 16 index factors are selected from four levels， including environment， ecology， facility and system. Based on the quantitative evaluation and GIS technology， the entropy method and TOPSIS method are used to evaluate 36 parks in seven districts under the jurisdiction of Qingdao， so as to determine the suitability of each park green space. According to the evaluation results， this paper analyzes the current situation of the green space of the earthquake mitigation Park in Qingdao， and combines with the existing service area of the urban earthquake mitigation place， selects 263 areas suitable for the earthquake mitigation place in the service blind area. Through the evaluation of the seven districts of Qingdao， in order to provide a reference for the planning of the evacuation places for earthquake mitigation.

關(guān)鍵詞： 公園綠地;避震減災(zāi);適宜性;熵值法;逼近理想解排序法（TOPSIS）

Key words： park green space;earthquake mitigation;suitability;entropy method;TOPSIS

中圖分類號(hào)：P315.9;TU986? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）22-0176-04

0? 引言

城市作為經(jīng)濟(jì)文化的中心區(qū)域，是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)的有機(jī)結(jié)合體，面對(duì)各種災(zāi)害的發(fā)生，建立“安全城市”已成為全球無法回避的課題[1]。城市公園、綠地、廣場(chǎng)的各方面優(yōu)勢(shì)是應(yīng)急避難場(chǎng)所選址時(shí)的首選，在災(zāi)時(shí)起到應(yīng)急避難功能，其應(yīng)急設(shè)施的配置與布局已成為眾多專家學(xué)者的研究熱點(diǎn)。

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)城市公園綠地功能評(píng)價(jià)方面的研究已取得一定成果，如French E.L等[2]從多功能性、網(wǎng)絡(luò)、場(chǎng)地位置和適宜性、規(guī)模和功能、場(chǎng)地要素和對(duì)社會(huì)彈性六個(gè)方面總結(jié)公園綠地需納入避震疏散場(chǎng)地中的重要性。Edmundas K.Z.等[3]對(duì)影響公園綠地安全性的因子進(jìn)行分析，選取10個(gè)指標(biāo)建立了多準(zhǔn)則決策評(píng)估模型，進(jìn)而對(duì)歐洲Vilnius市的綜合公園進(jìn)行了安全性評(píng)價(jià)分析。史瑩等[4]在公園整體布局、結(jié)構(gòu)、自然人工條件基礎(chǔ)上，選取對(duì)綜合公園避震減災(zāi)適宜性影響因子，利用層次分析法對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析。陳永生[5]從生態(tài)、游憩、防災(zāi)避險(xiǎn)等三方面建立12個(gè)指標(biāo)因子的評(píng)價(jià)指標(biāo)，將層次分析法用于合肥市公園綠地功能的綜合評(píng)價(jià)。

隨著對(duì)城市避震減災(zāi)場(chǎng)所選址研究的深入，逼近理想解排序法（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution，TOPSIS）能夠充分利用原始數(shù)據(jù)信息、客觀反映實(shí)際情況、對(duì)樣本量要求不大等優(yōu)勢(shì)，被廣泛利用[6]。初建宇等[7]建立災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、應(yīng)急保障基礎(chǔ)設(shè)施、區(qū)位規(guī)模等3級(jí)指標(biāo)，并將層次分析法、熵值法與TOPSIS結(jié)合，構(gòu)建了固定避難場(chǎng)所選址評(píng)估模型，分析研究了某市避難場(chǎng)所的選址。孫瀅悅等[8]從經(jīng)濟(jì)、效率、公平、安全、可達(dá)、環(huán)境等6個(gè)方面構(gòu)建了TOPSIS評(píng)估模型，評(píng)估應(yīng)急避難場(chǎng)所適宜性。

基于以上分析，本文將從城市公園的環(huán)境、生態(tài)、設(shè)施、制度等四層面出發(fā)，探討城市公園避震減災(zāi)適宜性的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，構(gòu)建熵值法—TOPSIS綜合評(píng)價(jià)模型，以期定量評(píng)估城市公園避震減災(zāi)適宜性，并以青島市七區(qū)城市公園為例，分析現(xiàn)狀，并為現(xiàn)狀進(jìn)行布局優(yōu)化。

1? 指標(biāo)體系構(gòu)建

1.1 避震減災(zāi)適宜性選擇的影響因素

影響城市公園避震減災(zāi)適宜性的因子復(fù)雜，參考國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外學(xué)者對(duì)相關(guān)的適宜性評(píng)價(jià)因子的選取，建立公園避震減災(zāi)適宜性評(píng)價(jià)體系。綜上本文結(jié)合實(shí)際情況從以下四個(gè)層面篩選指標(biāo)：環(huán)境層面、生態(tài)層面、設(shè)施層面、制度層面。

1.1.1 環(huán)境層面

影響安全及公園綠地避災(zāi)效率的環(huán)境方面包括周邊危險(xiǎn)源、公園規(guī)模、出入口個(gè)數(shù)、園路路網(wǎng)密度、有效避難指數(shù)。周邊危險(xiǎn)源包括加油站、易燃易爆化工廠等。城市公園出入口越多，災(zāi)民進(jìn)入公園越方便。公園綠地園路密度越大，則市民就可以迅速的到達(dá)合適避難區(qū)進(jìn)行避難。公園綠地的規(guī)模越大，側(cè)面可反映出可避難面積大，用有效避難指數(shù)更能合理分析公園綠地的可避難程度。

1.1.2 生態(tài)層面

避難過程中，人們心理上會(huì)更喜歡視野開闊、環(huán)境綠色、有水體的公園綠地，綠地的面積越高，綠化率越高，市民對(duì)該公園的選取幾率會(huì)越大，公園所體現(xiàn)的避難價(jià)值也會(huì)更高。平時(shí)公園中的水體是其生態(tài)環(huán)境良好的體現(xiàn)，在災(zāi)時(shí)既能做應(yīng)急水源，也能幫助災(zāi)民快速恢復(fù)情緒，因此綠地面積、綠化率以及水體是公園作為避震減災(zāi)場(chǎng)所是否適宜的因子。

1.1.3 設(shè)施層面

從公園避震減災(zāi)角度出發(fā)，應(yīng)急避災(zāi)設(shè)施是公園發(fā)揮避震減災(zāi)作用的基礎(chǔ)，是主要提供避災(zāi)服務(wù)的載體。由于不同級(jí)別的公園所配備的應(yīng)急設(shè)備的種類有所不同，災(zāi)時(shí)的貢獻(xiàn)度不一，無論是哪個(gè)類型的避震減災(zāi)公園，都至少要滿足災(zāi)民最基本的生活需要，棚宿區(qū)面積、供水點(diǎn)數(shù)量、供電點(diǎn)數(shù)量、公共廁所數(shù)量、周邊醫(yī)療點(diǎn)數(shù)量和應(yīng)急停機(jī)坪數(shù)量來表征城市公園應(yīng)急設(shè)施層面的強(qiáng)弱。

1.1.4 制度層面

在公園綠地的管理運(yùn)營中，相關(guān)管理部門制度完善、分工明確，則會(huì)更注重能給市民帶來一目了然的指示牌分布和公園綠地的知名度。在公園綠地舉辦的一些宣傳教育活動(dòng)以及應(yīng)急指示標(biāo)牌影響人們避難行為，因此本文將兩者視為公園避震減災(zāi)場(chǎng)所是否適宜的因子。

1.2 避震減災(zāi)適宜性指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)上述分析，將避震減災(zāi)適宜性指標(biāo)分為2級(jí)：1級(jí)指環(huán)境層面、生態(tài)層面、設(shè)施層面和制度層面;2級(jí)指反映1級(jí)指標(biāo)的因子，共計(jì)16項(xiàng)，具體見表1。

2? 評(píng)估模型建立

TOPSIS是系統(tǒng)工程中有限方案多目標(biāo)分析的決策方法[9，10]。方法為根據(jù)決策問題距最優(yōu)解和最劣解間的距離，得到各方案與理想解的貼切度，進(jìn)行排列。其中貼切度越接近1，說明評(píng)價(jià)對(duì)象水平越高[11]。TOPSIS方法通常采用主觀賦權(quán)法如AHP法、專家評(píng)價(jià)法等確定指標(biāo)的權(quán)重，為消除此類主觀方法對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果造成的偏差，提高樣本數(shù)據(jù)的最大化使用，本文采用熵值法確定各指標(biāo)權(quán)重，然后利用TOPSIS法求得各城市公園避震減災(zāi)適宜性。

2.1熵值法求權(quán)重

①構(gòu)建數(shù)據(jù)矩陣。

②數(shù)據(jù)預(yù)處理。

為消除因子量綱不一致對(duì)結(jié)果造成的影響，以具有可比性。對(duì)公園原始數(shù)據(jù)采用極值標(biāo)準(zhǔn)化方法，同時(shí)后均加0.001，對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理得標(biāo)準(zhǔn)矩陣A=（aij）m*n。對(duì)于正向型指標(biāo)數(shù)值越大，說明適宜性越好;負(fù)向型指標(biāo)數(shù)值越大，說明適宜性越差。

調(diào)整后的標(biāo)準(zhǔn)化公式如下：

其中，x′ij為xij的標(biāo)準(zhǔn)化值，xij為i公園的j指標(biāo)的原始值，xmax（j）為j指標(biāo)的最大值，xmin（j）為j指標(biāo)的最小值。

③計(jì)算第i個(gè)樣本下第j項(xiàng)指標(biāo)的比重：Pij。

④計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值ej：

（式中，k為常數(shù)，k=1/lnm其中：Pij=1/n，當(dāng)Pij=0時(shí)，PijlnPij=0）

⑤計(jì)算指標(biāo)的差異性系數(shù)dj，差異性系數(shù)越大，表明指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響也越大，權(quán)重也越大。計(jì)算如下：

dj=1-ej（5）

⑥計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。

2.2 TOPSIS法求適宜性

①構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化決策矩陣：利用熵權(quán)法所得到的無量綱標(biāo)準(zhǔn)化矩陣（aij）m*n;

②構(gòu)建加權(quán)決策矩陣：由上述確定的指標(biāo)權(quán)重wk與（aij）m*n相乘，得到加權(quán)規(guī)范化決策矩陣，即：

④確定指標(biāo)到正理想解、負(fù)理想解的距離：

到正理想解的距離：

3? 實(shí)例驗(yàn)證

3.1 研究區(qū)概況

青島市位于山東省東南部，屬于華北地震區(qū)，不處于強(qiáng)地震帶之上，但周邊發(fā)育有郯廬強(qiáng)震帶、燕山渤海強(qiáng)震帶和南黃海強(qiáng)震帶[12，13]。根據(jù)資料顯示，青島市七區(qū)的地震避難場(chǎng)所為76處，總面積268.265萬平方米，可容納疏散人數(shù)為140.25萬人，而七區(qū)常住人口為635.25萬人，根據(jù)尹之潛[14]無家可歸人口預(yù)測(cè)，設(shè)防烈度以上地震時(shí)固定和中心避難場(chǎng)所內(nèi)避難人數(shù)應(yīng)為330.51萬人，整體來看，城市公園作為避難場(chǎng)所量偏少。因此，本文通過對(duì)青島市轄七區(qū)36個(gè)公園綠地進(jìn)行實(shí)證評(píng)價(jià)，確定各公園綠地的適宜性。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)有城市避震減災(zāi)場(chǎng)所服務(wù)域，對(duì)服務(wù)盲區(qū)預(yù)選出一批適合做避震減災(zāi)場(chǎng)所的區(qū)域。

3.2 數(shù)據(jù)收集

青島市及各轄區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒，人口普查數(shù)據(jù)及政府網(wǎng)站公開的統(tǒng)計(jì)信息;青島市避難場(chǎng)所;青島市遙感影像和GIS圖;公園的避災(zāi)面積及近3年的宣傳活動(dòng)次數(shù)。百度地圖查詢的醫(yī)療、加油站點(diǎn)。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)式（1）-式（11）確定評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)距正負(fù)理想解的距離和36個(gè)城市公園的相對(duì)貼近程度，并將其進(jìn)行排序。詳見表2。

3.4 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

3.4.1? 青島市七區(qū)公園避震減災(zāi)適宜性分布圖

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，運(yùn)用GIS軟件，使用自然斷點(diǎn)法將適宜性結(jié)果分為“好”、“較好”、“一般”、“較差”、“差”五個(gè)級(jí)別。I級(jí)差（0.0568？燮C<0.0855），II級(jí)較差（0.0855？燮C<0.1453），III級(jí)一般（0.1453？燮C<0.2598），IV級(jí)較好（0.2598？燮C<0.3928），V級(jí)好（0.3928？燮C？燮0.5275），為了更直觀展示空間分布，繪制36個(gè)公園的適宜度圖，如圖1。