基于多源數(shù)據(jù)的公園綠地可達性分析與服務盲區(qū)識別
——以昆明中心城區(qū)公園綠地為例

公園綠地對于城市良好人居環(huán)境的創(chuàng)造至關重要。隨著社會公眾意識的增強和對休閑游憩生活的重視，人們不僅將目光放到城市公園的數(shù)量、規(guī)模上，并且關注點開始聚焦于從居民的使用角度和空間層面來評價公園布局的合理性和公園服務的公平性[1]。從公園綠地的人均指標來衡量城市公園綠地的建設已不能滿足居民對其使用要求。

1.研究范圍

2.公園綠地分布

網(wǎng)絡時空數(shù)據(jù)的共享以及GIS在規(guī)劃建設領域的大量使用為公園綠地綜合評價提供了較為便捷的平臺，國內(nèi)許多學者如趙兵等[2]、馬雪梅等[3]、戚榮昊等[4]、馬琳等[5]在這領域做了大量相關研究。本文將公園POI數(shù)據(jù)、公園面數(shù)據(jù)、路網(wǎng)數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)進行疊合，組合的多源數(shù)據(jù)為研究基礎，運用GIS核密度分析、網(wǎng)絡分析等方法，對昆明中心城區(qū)內(nèi)主要公園綠地的整體布局合理性以及可達性進行綜合評價，在現(xiàn)有GIS運算可達性的基礎上加以改善。針對區(qū)域中人口分布難以掌握的問題，提出將公園綠地服務區(qū)覆蓋建筑面積作為可達性指標。然后從宏觀以及中觀兩個層面來分析公園綠地現(xiàn)存的一些問題，識別出公園綠地的“服務盲區(qū)”，并提出適宜的完善措施，為老城區(qū)公園綠地建設與改造提供更加合理科學的建議。

1 研究范圍與研究對象

1.1 研究范圍

由于中心區(qū)域內(nèi)建設較為集中，人口分布密集，城市公園現(xiàn)狀情況與人們的需求矛盾更加突出。同時，中心城區(qū)的住宅區(qū)大多為綠地率偏低的老舊社區(qū)，居住環(huán)境較差，人們對具有良好條件的公園綠地需求更加迫切。因此，本文把研究范圍聚焦于充斥著大量老舊社區(qū)的昆明中心城區(qū)，主要包括五華區(qū)、盤龍區(qū)、西山區(qū)以及官渡區(qū)四個區(qū)的部分區(qū)域（圖1），該區(qū)域包括16個街區(qū)，總面積約為64.04 km2，總?cè)丝? 182 875人（第六次人口普查數(shù)據(jù)）。

1.2 研究對象

研究對象為昆明中心城區(qū)內(nèi)包含的主要公園綠地。根據(jù)《城市綠地分類標準（CJJ/T-85-2017）》[6]中的標準選取綜合性公園與專題公園，同時結合現(xiàn)場調(diào)研與高德地圖POI數(shù)據(jù)對比，考慮到公園尺度以及實際使用情況，將面積在0.5 hm2之內(nèi)的社區(qū)公園與街頭綠地排除在外，一共在16個街區(qū)中共提取了大于0.5 hm2的公園綠地25個（圖2、表1），總面積約為97.64 hm2。這些公園都具有較大的服務范圍，對于人居環(huán)境的提升起著至關重要的作用。

2 研究數(shù)據(jù)與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)獲取

3.公園綠地分布核密度

4.人口密度分布

表1 研究街區(qū)一覽表

本文所運用的數(shù)據(jù)包括25個對象公園的面數(shù)據(jù)、入口點數(shù)據(jù)以及公交站點數(shù)據(jù)，通過高德地圖進行排取后，對數(shù)據(jù)結合衛(wèi)星地圖進行修正。各個街區(qū)的人口數(shù)據(jù)來自第六次人口普查。道路數(shù)據(jù)以及研究范圍內(nèi)的建筑數(shù)據(jù)通過OSM網(wǎng)站進行排取，給道路添加人行速度屬性，設置步行速度為1 m/s[7]，建立道路網(wǎng)絡。

2.2 研究方法

2.2.1 公園布局與人口分布耦合性研究

人口規(guī)模越大，綠地的需求就越大，“人口規(guī)?！笔怯绊懗鞘泄珗@綠地布局的主要因素，同時人口的結構也影響到綠地的布局[8]。運用GIS的核密度分析，對公園在空間上的分布進行整體分析，挖掘總體布局特征，再通過與人口的聚集特征進行耦合性對比，進而挖掘公園總體布局存在的問題。

5.老年人口密度分布

6.兒童人口密度分布

2.2.2 基于網(wǎng)絡分析的公園綠地可達性研究與“服務盲區(qū)”識別

可達性概念起源于西方20世紀50年代的研究[9]。目前運用GIS對于公園綠地可達性的定性研究方法主要集中在三種模型分析上，包括緩沖區(qū)模型、引力勢能模型以及網(wǎng)絡分析法[1]。相較于其他兩種模型分析，網(wǎng)絡分析法能夠較為直觀地反映交通成本，通過建立道路網(wǎng)絡模型能夠較為真實地反映居民進入公園的過程，可達性分析較為準確客觀[10]。本文可達性分析是基于費用阻力模型中的網(wǎng)絡分析，但這種模型的弊端在于難以較為真實地反映出城市中人群的分布以及活動方式，所以文章將公園綠地的服務對象由人轉(zhuǎn)換為區(qū)域中的建筑。通常來說，建筑強度越大的地方對公園綠地的需求越大。研究將建筑密度較高、建設強度大但缺乏公園綠地分布的區(qū)域定義為公園綠地“服務盲區(qū)”，并運用柵格疊加對其進行識別。

3 結果與分析

3.1 公園布局特征與人口分布耦合性相關分析

3.1.1 公園綠地總體布局特征

通過運用GIS對研究范圍內(nèi)公園綠地POI點進行核密度分析，核密度分析的搜索半徑為1.3 km，同時在分析中增加面積權重，使分析更加接近實際情況。整個研究范圍（圖3）的公園綠地分布總體上呈現(xiàn)出“雙核”分布的特征，南北向有一條“公園綠帶”，沿著蓮華池公園、五華山綠地、大觀樓公園、金碧公園，一直到西華公園都是公園分布較為密集區(qū)域。而在“核心”東邊與西邊，公園分布則較為稀疏，這不利于整個區(qū)域內(nèi)居住環(huán)境質(zhì)量的整體提升。

3.1.2 公園綠地總體布局與人口耦合性分析

由圖4可以看出，研究范圍內(nèi)人口最為密集的地區(qū)集中在華山、大觀、金碧以及東華四個區(qū)位較為中心的街區(qū)，人口密集區(qū)域呈現(xiàn)出南北向分布。由于兒童與老年人對公園綠地需求較大[11]，所以本文將兒童與老年人的人口數(shù)據(jù)單獨提出分析可以提供更為實際的參考。通過圖5與圖6可以看出兒童（14歲以下）與老年人（65歲以上）的人口聚集密度分布特征與總?cè)丝诿芏确植蓟疚呛希杂袇^(qū)別之處在于拓東街區(qū)的老年人比例較高，西苑街道的兒童人口比例較高，更應將可達性納入公園規(guī)劃建設的考慮中。

將圖3與圖4、5、6進行比對，可以看出研究范圍內(nèi)的公園綠地分布特征與人口密度分布總體上相耦合，但在局部區(qū)域存在發(fā)展不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。位于城市中心的華山、金碧以及大觀街區(qū)人口最為密集，公園分布數(shù)量也最多，能夠較為有效地提高該片區(qū)居民生活的環(huán)境質(zhì)量。而位于翠湖公園東西兩個方向的豐寧、龍翔、鼓樓、拓東以及吳井街區(qū)，人口密度較大，居住生活環(huán)境面臨著較大壓力，卻缺乏成規(guī)模的公園綠地分布，特別是拓東街區(qū)擁有最高老年人口比例，卻在整個區(qū)域內(nèi)部以及周邊沒有較大規(guī)模的公園綠地供居民使用，公園布局與人口分布存在著較為嚴重的不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。針對以上問題，應該考慮增加面積較小、靈活性強且能夠廣泛分布的綜合性小公園或街頭綠地來提高區(qū)域的整體環(huán)境[12]。

3.2 基于網(wǎng)絡可達性分析的公園綠地“盲區(qū)”識別

城市公園可達性能夠客觀反映城市公園綠地的空間分布情況，是評價城市居民能否方便、公平地享用城市公園綠地的重要評價指標[13]。本文主要通過道路網(wǎng)絡分析的方法來識別出可達性問題較為突出的街區(qū)與區(qū)域，由于對區(qū)域中人口分布以及活動規(guī)律難于量化研究，所以筆者通過網(wǎng)絡分析運算得出服務范圍面積以及服務范圍覆蓋的建筑面積來衡量公園的可達程度，進而識別出中心城區(qū)的公園綠地“服務盲區(qū)”。

3.2.1 公園綠地可達性街區(qū)分級

公園綠地可達性街區(qū)分級是從街區(qū)層面來把握公園綠地服務范圍的情況。步行是人們?nèi)ス珗@最常采用的出行方式，是城市公園綠地服務便捷性的體現(xiàn)，也最能夠體現(xiàn)城市公園綠地的公平性[14]。由于地處城市中心的老城區(qū)，大部分居民前往公園綠地都是以步行方式為主[15]，因此網(wǎng)絡分析的成本設置為步行時間。歐洲環(huán)境總局曾建議，普通城市公園綠地步行15 min之內(nèi)是較為合理的。研究分別取5 min、10 min以及15 min的步行時間來分析公園綠地的服務范圍。從圖7可以看出，在一環(huán)外圍分布著大量公園綠地服務“盲點”，特別是對于拓東這樣人口較為密集，老年、兒童人口比例都較高的街區(qū)，具有大面積步行盲點的存在[16]，不利于街區(qū)整體環(huán)境以及居民生活質(zhì)量的提高。

由于區(qū)域中的人口并非是均勻分布，在某些街區(qū)內(nèi)，雖然擁有大面積的公園，但因為遠離居住區(qū)、就業(yè)區(qū)，使得這些公園的可達性依然偏低。為了公園綠地可達性更加符合實際情況，鑒于城市中建筑面積能夠在一定程度上反映人口的分布情況，研究選擇利用每個街區(qū)公園15 min所服務的建筑面積來量化各個街區(qū)中公園綠地的服務率，根據(jù)圖8可以看出研究范圍內(nèi)公園綠地15 mim服務范圍所覆蓋的建筑分布情況。為了更加直觀地表現(xiàn)出街區(qū)之間在公園綠地服務范圍的差異，本研究將街區(qū)內(nèi)公園綠地15 min服務區(qū)覆蓋的建筑面積與街區(qū)總建筑面積的比值作為計量街區(qū)公園綠地覆蓋率的指標：

公園綠地服務范圍覆蓋率=公園綠地服務范圍覆蓋的建筑面積/總建筑面積

7.步行可達性分析

8.15 min服務范圍覆蓋建筑

由表2、圖9可以較為直觀地看出街區(qū)公園綠地服務范圍覆蓋率的差異，整個研究范圍內(nèi)，一環(huán)以內(nèi)街區(qū)公園服務覆蓋率普遍高于外圍，其中拓東街道較為特殊，雖然地處一環(huán)內(nèi)的良好區(qū)位，但公園服務覆蓋率卻低于周邊區(qū)域。同時，還可以看出盤龍江西面的公園綠地不論在數(shù)量、布局以及路網(wǎng)的配套建設上都要明顯高于盤龍江東面區(qū)域，這種發(fā)展的不平衡現(xiàn)象，對于城市居民的生活環(huán)境以及城市整體的發(fā)展都會帶來消極的影響。

3.2.2 公園綠地服務“盲區(qū)”識別

為了進一步確定更為具體的“服務盲區(qū)”范圍，研究運用了GIS中的柵格疊加工具。通過建筑密度柵格與可達性柵格的疊加來識別出研究范圍內(nèi)建筑密度較高，卻難以到達的公園綠地“服務盲區(qū)”具體邊界，為后期居民區(qū)綠地增設，交通設施改善提供選址依據(jù)。

通過ArcGIS的漁網(wǎng)建立將研究范圍分為250 m×250 m的方格，通過計算每個網(wǎng)格中的建筑密度，然后通過要素轉(zhuǎn)點與反重力差值得出研究范圍內(nèi)近似的建筑密度柵格圖，如圖10所示。對于公園綠地服務“盲區(qū)”識別，借鑒用地適宜性評價思路，運用柵格疊加方法：首先通過自然間斷點分級將研究范圍內(nèi)的建筑密度分為了5個等級（表3），對其進行重分類處理，密度最高的區(qū)域賦值為-5，然后密度每下降一級依次加1，最后密度最低的區(qū)域賦值為-1，生成建筑密度柵格圖。然后用同樣的方法，將區(qū)域內(nèi)各個公園的可達性范圍分為5個等級，為5 min到30 min，按照5至1分別賦值，生成可達性柵格圖。通過柵格計算將兩張柵格圖進行疊加，就能根據(jù)分數(shù)識別出研究范圍內(nèi)建筑密度較高而公園綠地可達性較低的區(qū)域，即“服務盲區(qū)”。疊加后分數(shù)越高，說明建筑密度相對較低，公園綠地可達性良好，居民擁有一個較好的生活環(huán)境。相反，分數(shù)越低，居民則處于一個擁擠的地域，并且難以到達公園綠地。

9.服務可達性街道分級

表2 街區(qū)公園綠地服務范圍覆蓋率

10.建筑密度柵格圖

11.柵格疊加評分圖

表3 研究范圍內(nèi)的建筑密度分類

分析結果如圖11所示，得到研究范圍內(nèi)具體的服務盲區(qū)分布范圍（深藍色區(qū)域為嚴重的服務盲區(qū)）。再針對服務盲區(qū)內(nèi)的居民區(qū)提出符合實際情況的改造策略，服務盲區(qū)柵格圖可以為下一步有針對性地增設公園綠地與交通改善提供了范圍依據(jù)。

4 公園綠地布局與可達性優(yōu)化建議

目前，許多城市對公園綠地人均指標的一味追求，造成了綠地建設時只注重公園綠地數(shù)量而忽視了其實用性，從而導致大量城市公共綠地“中看不中用”的情況。因此，在對城市公園綠地進行新一輪規(guī)劃建設時，將公園綠地服務盲區(qū)的識別加入其中有助于引導城市公園綠地向僅注重指標的建設轉(zhuǎn)向更加注重居民使用、更具效益的建設上來。2019年最新數(shù)據(jù)顯示昆明市人均公園綠地面積已經(jīng)達到10.93 m2/人，公園綠地總面積充足，但實際依存在大面積服務盲區(qū)，證明昆明公園綠地的規(guī)劃建設在布局上還有較大的優(yōu)化空間：

（1）公園綠地服務盲區(qū)范圍內(nèi)增設口袋公園。對于城市核心地區(qū)增加公園綠地的成本較高，并且建設困難。在公園綠地服務盲區(qū)區(qū)域內(nèi)增設適量的口袋公園以及社區(qū)綠地，可以解決公園綠地布局不均衡的問題，能夠為城市中難以到達公園綠地的居民提供更多休憩場所，同時也避免了綠地資源的浪費。

（2）優(yōu)化到達公園綠地的交通線路。針對前文識別出的處于城市外圍的公園綠地“服務盲區(qū)”，應該完善周邊道路設施，加強其與中心居住區(qū)的聯(lián)系，能夠較為有效地增加公園綠地的服務效率[17]，并考慮增加公共交通線路與公交站臺來提高公園綠地的可達性，使遠離市區(qū)的公園綠地也得到有效利用。

5 結語

本研究通過提取網(wǎng)絡多源數(shù)據(jù)，在GIS空間分析技術的輔助下，研究了昆明中心城區(qū)公園綠地布局存在的不足，運用柵格疊加工輔助，以建筑密度數(shù)據(jù)提取出城市公園綠地服務盲區(qū)。研究結論如下：

（1）昆明中心城區(qū)公園綠地存在布局不平衡現(xiàn)象，特別是拓東、太和街道，這不利于塑造整個城市的良好人居環(huán)境。

（2）昆明人均綠地面積指標雖已超過了相關標準，但公園綠地布局的不均衡以及交通設施的不完善造成城市中依存在相當規(guī)模公園綠地服務盲區(qū)。單一的指標衡量已不能完全反映城市公園綠地建設情況，只有將可達性等能夠直接反映公園綠地使用便捷程度的指標納入其綜合評價體系，才能真正實現(xiàn)“以人為本”。

本文主要是從步行的交通方式入手，對公共交通以及非機動車交通的考慮較少，在城市公園綠地服務盲區(qū)過程中對于城市中的實際人口分布、居民活動規(guī)律的影響以及柵格疊加的權重問題還有待繼續(xù)深入地研究，需要更多時空數(shù)據(jù)的融入才能真正實現(xiàn)從居民使用角度出發(fā)的公園綠地規(guī)劃建設。