基于GIS的生活圈居住區(qū)規(guī)劃與優(yōu)化研究
——以哈爾濱市道外區(qū)為例

萬國歡，孟祥莊，姜婷婷

(東北林業(yè)大學(xué) 園林學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040 )

1 引言

隨著人民日益增長的物質(zhì)文化需求，人居環(huán)境的建設(shè)也影響著人民生活品質(zhì)的提升。在此背景下，“生活圈”這一概念進入了人們的視野，成為了規(guī)劃研究領(lǐng)域和相關(guān)學(xué)者的研究熱點。

生活圈，是指根據(jù)居民的出行時間、設(shè)施需求、服務(wù)半徑等劃分出的居民日常生活空間，它不是一個有明確邊界的空間[1]。生活圈的研究最早起源于日本[2]。其概念引入中國比較早，國內(nèi)也有許多相關(guān)理論研究。柴彥威構(gòu)建出城市生活圈規(guī)劃方式[3]。孫道勝采用GPS數(shù)據(jù)和活動日志數(shù)據(jù)提出社區(qū)生活圈范圍測度[4]。劉文杰認為生活圈規(guī)劃須由政府主導(dǎo)[5]。李萌致力于研究現(xiàn)狀社區(qū)空間和居民需求之間的參差來提升社區(qū)品質(zhì)[6]。卞碩尉和奚文沁提出生活圈規(guī)劃第一要務(wù)是城市公共資源供給[7]。魏偉認為生活圈規(guī)劃致力解決居民基本生活需求[8]。而居住區(qū)是城市中住宅建筑相對集中的地區(qū)，其居住人口規(guī)模主要可分為十五分鐘生活圈居住區(qū)、十分鐘生活圈居住區(qū)、五分鐘生活圈居住區(qū)和居住街坊四級[1]。

本文選取哈爾濱市道外區(qū)為研究區(qū)域，應(yīng)用Open Street Map軟件獲取研究范圍內(nèi)道路數(shù)據(jù)，應(yīng)用POI(Point of interesting)獲取研究區(qū)域點數(shù)據(jù)，隨后基于GIS軟件進行數(shù)據(jù)處理，構(gòu)建GIS數(shù)據(jù)庫，對哈爾濱道外區(qū)進行五分鐘、十分鐘和十五分鐘生活圈居住區(qū)規(guī)劃，對研究內(nèi)容進行定性分析和定量分析[9]，探討了哈爾濱市道外區(qū)生活圈居住區(qū)空間規(guī)劃布局的現(xiàn)狀特征，提出了對應(yīng)的優(yōu)化策略與合理性建議，為其后續(xù)的生活圈居住區(qū)規(guī)劃優(yōu)化提供科學(xué)性的參考依據(jù)。

2 研究對象與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究對象

哈爾濱市位于我國東北部，黑龍江省南部，城市東側(cè)與牡丹江市相鄰，北接伊春市，西鄰綏化市，南接吉林長春市。本文選取研究區(qū)域為哈爾濱市道外區(qū)，道外區(qū)土地面積618.6 km2，其中，市區(qū)面積40.62 km2，郊區(qū)面積577.98 km2。

2.2 數(shù)據(jù)來源與GIS數(shù)據(jù)庫構(gòu)建

根據(jù)收集整理的道外區(qū)街道行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，通過Arc GIS軟件將矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地圖，進行數(shù)據(jù)可視化處理，構(gòu)建道外區(qū)街道行政區(qū)劃數(shù)據(jù)集，繪制哈爾濱市道外區(qū)行政區(qū)劃圖，詳見圖1。

圖1 哈爾濱市道外區(qū)行政區(qū)劃

通過Open Street Map 開源地圖，獲取道外區(qū)道路數(shù)據(jù)，并應(yīng)用Arc GIS軟件進行數(shù)據(jù)處理。本次研究從OSM道路數(shù)據(jù)中主要提取出人行道、環(huán)城高速、省道、高速公路、縣道、市區(qū)道路、國道等要素，構(gòu)成哈爾濱市道外區(qū)道路數(shù)據(jù)庫，繪制哈爾濱市道外區(qū)道路圖，詳見圖2。

圖2 哈爾濱市道外區(qū)道路

通過百度地圖(http ://map.baidu.com/)爬取2020年12月哈爾濱市道外區(qū)部分POI數(shù)據(jù)，得到每條POI數(shù)據(jù)包含名字、經(jīng)度、緯度、地址等4個屬性要素。隨后導(dǎo)入GIS軟件進行數(shù)據(jù)去除重復(fù)、糾偏與空間投影匹配處理，得到點數(shù)據(jù)。

據(jù)查詢數(shù)據(jù)，哈爾濱市道外區(qū)的區(qū)劃主要分為市區(qū)和郊區(qū)兩類。其中市區(qū)以街道為主，為了使街道內(nèi)居民步行出行時間更加均衡與公平，生活圈居住區(qū)規(guī)劃中心選定為各街道質(zhì)點，如圖3。

圖3 哈爾濱市道外市區(qū)街道質(zhì)點

對于郊區(qū)來說，鄉(xiāng)鎮(zhèn)面積過大，人口密度較小，而且居民主要日常生活范圍主要圍繞著村莊進行，所以鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)生活圈居住區(qū)選定村莊為中心。如圖4。

圖4 哈爾濱市道外區(qū)郊區(qū)村莊

3 研究方法

本文采用了網(wǎng)絡(luò)分析法。其是基于Arc GIS軟件中的網(wǎng)絡(luò)分析功能(Network Analyst)來分析研究內(nèi)容的一種研究方法。

以研究區(qū)內(nèi)可步行街道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以街道質(zhì)點和村莊點為生活圈居住區(qū)中心。在GIS軟件創(chuàng)建道路數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫目錄下新建生活圈數(shù)據(jù)集，導(dǎo)入道路數(shù)據(jù)。由于生活圈居住區(qū)主要考慮的是居民步行時間，所以此次只導(dǎo)入包括國道數(shù)據(jù)、市區(qū)道路數(shù)據(jù)、市區(qū)雜路數(shù)據(jù)和人行道數(shù)據(jù)等步行道路數(shù)據(jù)。選擇網(wǎng)絡(luò)分析工具，新建服務(wù)區(qū)。添加街道質(zhì)點和村莊點為設(shè)施點。據(jù)居民平均步行速度是5～6 km/h，五分鐘走500 m，得到居民五分鐘、十分鐘、十五分鐘出行范圍，范圍設(shè)置輸入為500 m、1000 m、1500 m生成服務(wù)區(qū)，得到哈爾濱市道外區(qū)生活圈居住區(qū)。

4 哈爾濱市道外區(qū)生活圈居住區(qū)規(guī)劃分析

4.1 哈爾濱市道外區(qū)生活圈居住區(qū)規(guī)劃

如圖5，哈爾濱市道外區(qū)五分鐘生活圈居住區(qū)的布局和道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有著緊密關(guān)系。路網(wǎng)緊密的市區(qū)，生活圈居住區(qū)布局也比較密集，生活圈相互聚集，呈現(xiàn)面裝分布。而路網(wǎng)較稀疏的郊區(qū)，生活圈居住區(qū)的布局也隨著道路的疏散而形成了多個點型塊且聯(lián)系較弱，呈散點裝分布。

圖5 五分鐘生活圈居住區(qū)示意圖

如圖6，哈爾濱市道外區(qū)十分鐘生活圈居住區(qū)也是市區(qū)比較密集而郊區(qū)比較稀疏。十分鐘生活圈居住區(qū)覆蓋的服務(wù)范圍更大，居民在這一范圍出行也可以接觸到更多服務(wù)設(shè)施和戶外空間。同時，市區(qū)的許多生活圈發(fā)生了重疊跡象。

圖6 十分鐘生活圈居住區(qū)示意圖

如圖7，哈爾濱市道外區(qū)十五分鐘范圍內(nèi)，大部分地區(qū)只要交通可達，即可滿足服務(wù)范圍可達。同時在十五分鐘生活圈居住區(qū)內(nèi)，市區(qū)生活圈重疊現(xiàn)象更加明顯；部分市區(qū)和大部分郊區(qū)道路系統(tǒng)不夠完善，所以生活圈居住區(qū)同樣布局不夠完善。

圖7 十五分鐘生活圈居住區(qū)示意圖

4.2 哈爾濱市道外區(qū)生活圈居住區(qū)特征分析

如圖8，哈爾濱道外區(qū)的步行道路系統(tǒng)不夠完善，導(dǎo)致部分生活圈居住區(qū)可達性較差；同時，道外區(qū)市區(qū)和郊區(qū)的生活圈居住區(qū)現(xiàn)狀布局明顯不均衡。對于市區(qū)，五分鐘、十分鐘、十五分鐘生活圈居住區(qū)圈層布局與服務(wù)范圍基本覆蓋整個市區(qū)，總體上呈現(xiàn)面型分布；而郊區(qū)的生活圈居住區(qū)則是圍繞道路布局，呈現(xiàn)線型分布，且大部分地區(qū)不在生活圈居住區(qū)的服務(wù)范圍之內(nèi)。

圖8 哈爾濱市道外區(qū)生活圈居住區(qū)示意圖

4.3 哈爾濱市道外區(qū)生活圈居住區(qū)優(yōu)化策略

對應(yīng)哈爾濱市道外區(qū)生活圈居住區(qū)現(xiàn)狀特征，生活圈居住區(qū)的優(yōu)化首先要提升道外區(qū)的交通道路系統(tǒng)，生活圈居住區(qū)以居民步行出行時間為主要基礎(chǔ)要素，步行道路系統(tǒng)完善是重點，而哈爾濱道外區(qū)步行道數(shù)量較少，所以應(yīng)該適當增加完善道路系統(tǒng)，增加生活圈居住區(qū)的步行可達性。

其次，面對著哈爾濱市道外區(qū)市區(qū)與郊區(qū)的生活圈居住區(qū)布局的參差，要盡量平衡市區(qū)與郊區(qū)的空間布局，滿足市區(qū)居民的需求的同時加強對郊區(qū)生活圈居住區(qū)的重視，增加郊區(qū)生活圈居住區(qū)的服務(wù)范圍，擴大線型生活圈居住區(qū)為面型，將郊區(qū)進行分級設(shè)置，多個距離較近的生活圈居住區(qū)集中設(shè)為高等級，距離較遠的單個生活圈居住區(qū)設(shè)置為低等級。

5 結(jié)論

本文選取哈爾濱市道外區(qū)為研究區(qū)，以GIS為研究技術(shù)基礎(chǔ)，采用網(wǎng)絡(luò)分析法為研究方法，劃分出哈爾濱市道外區(qū)的生活圈居住區(qū)，結(jié)合實際對生活圈居住區(qū)的現(xiàn)狀特征進行探究與研討，結(jié)果表明：道外區(qū)生活圈居住區(qū)內(nèi)道路系統(tǒng)分布的不完善；道外區(qū)市區(qū)與郊區(qū)的生活圈居住區(qū)布局極度不均衡。隨后對應(yīng)現(xiàn)狀提出了優(yōu)化生活圈居住區(qū)優(yōu)化策略：首先，要提升道外區(qū)交通步行道路系統(tǒng)；其次，要平衡市區(qū)與郊區(qū)的生活圈居住區(qū)的布局，增加郊區(qū)的生活圈居住區(qū)服務(wù)范圍。生活圈居住區(qū)的規(guī)劃現(xiàn)在只是一個開始，后續(xù)還需要相關(guān)政策的引導(dǎo)和社會各個層面的配合?？梢詾槲磥淼纳钊幼^(qū)規(guī)劃提供一些參考性的建議。