基于高德API的城市中心區(qū)公共綠地時(shí)空可達(dá)性研究
——以天津市和平區(qū)為例

杜昌軒，楊傳貴，王 天

(天津城建大學(xué)，天津 300384)

1 引言

公共綠地是城市生態(tài)系統(tǒng)與綠化發(fā)展的重要組成部分，伴隨著城市的快速發(fā)展，城市污染、人口與擁擠問題也隨之產(chǎn)生并發(fā)展惡化，公共綠地也成為評(píng)判城市環(huán)境的一個(gè)重要指標(biāo)。公共綠地以自然優(yōu)勢(shì)改善城市生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展，提升城市品質(zhì)，幫助城市居民實(shí)現(xiàn)舒適的生活，即擁有優(yōu)美、和諧、令人愉悅的生活環(huán)境。公共綠地也可以為城市居民健康生活提供場(chǎng)所，促進(jìn)居民身心健康，亦成為健康城市發(fā)展的評(píng)判指標(biāo)。但對(duì)于有限的公共資源而言，公平性成為目前關(guān)鍵性的問題。對(duì)城市中心區(qū)公共綠地研究，既能合理規(guī)劃、建設(shè)城市，有效增加公共綠地利用率，又能為居民提供公平性的公共綠地供給服務(wù)。

城市公共綠地既有美化城市、改善空氣質(zhì)量、調(diào)節(jié)人群生活質(zhì)量的作用，又可以起到防風(fēng)減災(zāi)、調(diào)節(jié)城市氣候等生態(tài)效應(yīng)功能。同時(shí)，城市公共綠地也是滿足人群休閑需求，提供休息、鍛煉、相互交往的場(chǎng)地。

目前在城市公共綠地公平性的研究方面，主要可分為以下2個(gè)方面。①人本尺度的公共綠地服務(wù)方面，主要包括人群綠化需求、綠地管理、空間建設(shè)等方面的公平性評(píng)價(jià)。潘曉鈺等[1]以哈爾濱市香坊區(qū)為例，結(jié)合"人文關(guān)懷"特殊群體需求法滿足城市特殊群體需求，旨在提高東北老工業(yè)城市特殊人群的"人文關(guān)懷"。賈哲峰等[2]通過城市公共綠地思考現(xiàn)階段公共綠地管理中存在的不足，提出了深入完善的技術(shù)舉措和監(jiān)管舉措，逐步實(shí)現(xiàn)城市公共綠地精細(xì)化管理的工作目標(biāo)。譚冰清等[3]從數(shù)量、質(zhì)量和可達(dá)性三方面建立了城市公共綠地評(píng)價(jià)體系，通過聚類分析和皮爾森相關(guān)系數(shù),探究公共綠地在街道水平上的分布不公平性及其與居民健康的空間關(guān)聯(lián)。馬玉荃[4]通過構(gòu)建基于公平理念的居民公共綠地服務(wù)水平評(píng)價(jià)方法，以居民為核心判讀實(shí)際使用綠地面積及使用程度，判斷區(qū)域整體的服務(wù)公平性。②空間層面的公共綠地公平性研究，包含以空間可達(dá)性為主的公平性研究。周曉艷等[5]借助多源數(shù)據(jù)從供需平衡視角對(duì)城市公共綠地識(shí)別分類，采用相關(guān)模型研究居住小區(qū)尺度的公共綠地的空間可達(dá)性和公平性。徐慧鋒等[6]從公共綠地服務(wù)、交通便捷及社會(huì)狀況方面探討城市居民進(jìn)入公共綠地的可達(dá)性，引入百度熱力數(shù)據(jù)，揭示城市公共綠地的客觀公平性?；翳7]以上海普陀區(qū)為例，基于GIS網(wǎng)絡(luò)分析、緩沖分析，結(jié)合精細(xì)化服務(wù)半徑，探討公共綠地的空間差異性。韓玉等[8]通過研究基于成本柵格圖的城市公共綠地可達(dá)性分析方法，結(jié)合GIS相關(guān)技術(shù)，定量分析研究區(qū)域公共綠地的可達(dá)性。

受到如路網(wǎng)類型[9]、綠地布局與服務(wù)、使用者年齡[10]等方面的共同影響，人群出行路徑?jīng)Q策愈加復(fù)雜化[11]，使針對(duì)公共綠地的可達(dá)性包括從空間異質(zhì)性[12]、時(shí)空可達(dá)性[13]等方面展開研究。隨著大數(shù)據(jù)與相關(guān)研究應(yīng)用的發(fā)展，彌補(bǔ)傳統(tǒng)單一的空間研究缺陷，使時(shí)空兩種層面共同研究成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。同時(shí)，運(yùn)用GIS軟件的等時(shí)線創(chuàng)建[14]，可以解決傳統(tǒng)直線歐式距離、路網(wǎng)交通距離所表現(xiàn)的地理實(shí)體間空間聯(lián)系的弊端[9]。因此，本研究將基于高德API路徑規(guī)劃接口，運(yùn)用空間分析法、對(duì)比分析法、實(shí)地調(diào)研法，以天津市和平區(qū)為例進(jìn)行城市中心區(qū)公共綠地時(shí)空可達(dá)性研究，以實(shí)現(xiàn)公共綠地的公平性與服務(wù)性。

2 研究區(qū)概況與研究方法

2.1 研究區(qū)概況

天津市和平區(qū)為天津市中心城區(qū)，下轄6個(gè)街道，分別為勸業(yè)場(chǎng)街道、小白樓街道、五大道街道、新興街道、南營(yíng)門街道、南市街道。和平區(qū)位于北緯39°06′～39°08′10″，東經(jīng)117°10′16″～117°12′53″，北至海河、南馬路，南至吳家窯大街、馬場(chǎng)道，西至南門外大街、衛(wèi)津路，冬至海河，總面積9.98 km2。研究范圍如圖1所示。

圖1 研究區(qū)范圍

2.2 研究方法

研究運(yùn)用空間分析法、對(duì)比分析法、實(shí)地調(diào)研法進(jìn)行城市公共綠地時(shí)空可達(dá)性分析。

運(yùn)用空間分析法中的路網(wǎng)分析、泰森多邊形分析、時(shí)間分析，獲取更為精確的研究結(jié)果，直觀表達(dá)各公共綠地的實(shí)際服務(wù)范圍，得出更實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的研究數(shù)據(jù)與研究結(jié)論，可直接用于進(jìn)一步研究中。

運(yùn)用對(duì)比分析法對(duì)研究中所采用的多種出行方式，包括步行、騎行、公共交通出行方式，得出時(shí)間差異，揭示事物差異與規(guī)律，具有直觀、準(zhǔn)確、量化級(jí)分析等優(yōu)點(diǎn)，且可用于多種研究。

運(yùn)用實(shí)地調(diào)研法得出城市公共綠地與居住小區(qū)分布，彌補(bǔ)依據(jù)影像圖研究所造成的差異，以得出更準(zhǔn)確的研究數(shù)據(jù)。

3 公共綠地時(shí)空可達(dá)性研究

3.1 利用天地圖獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

本研究以天津市和平區(qū)為范圍，通過從天地圖下載的高分辨率影像圖，結(jié)合城市實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)，將研究區(qū)內(nèi)公共綠地與居住小區(qū)進(jìn)行識(shí)別。相對(duì)于傳統(tǒng)人工獲取位置，采用影像識(shí)別的分析方式效率更高，并可以直接獲取相應(yīng)矢量數(shù)據(jù)，可直接用于進(jìn)一步研究中。研究區(qū)公共綠地與居住小區(qū)分布如圖2所示。

圖2 研究區(qū)公共綠地與居住小區(qū)分布

研究區(qū)內(nèi)共有10個(gè)公共綠地與359個(gè)居住小區(qū)。其中，南市街道有一處公共綠地，為南市公園；勸業(yè)場(chǎng)街道有3處公共綠地，為兒童公園、和平空竹園、中心公園；小白樓街道有兩處公共綠地，為解放北園、團(tuán)結(jié)公園；體育館街道有3處公共綠地，為復(fù)興公園、天津市民園體育場(chǎng)、睦南公園；新興街道有一處公共綠地，為土山公園；南營(yíng)門街道未設(shè)置公共綠地。

3.2 基于高德API路徑規(guī)劃接口求取通行時(shí)間

本研究使用高德地圖API路徑規(guī)劃接口，求取各個(gè)居住小區(qū)到城市公共綠地的通行時(shí)間。使用高德API可根據(jù)道路實(shí)時(shí)路況、空間建設(shè)等多種情況，考慮多種出行方式，包括步行、騎行、公共交通出行，具有實(shí)時(shí)、操作簡(jiǎn)單、獲取便捷等優(yōu)點(diǎn)。

首先，計(jì)算公共綠地與居住小區(qū)的坐標(biāo)，以區(qū)域中心作為通行時(shí)間計(jì)算的起點(diǎn)與終點(diǎn)，獲取高德API坐標(biāo)。其次，創(chuàng)建高德API接口Key，將起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)作為研究參數(shù)，并寫入API開源接口地址中。最后，通過不同的出行方式請(qǐng)求，輸出所得時(shí)間并抓取相應(yīng)數(shù)據(jù)，得出通過結(jié)果。高德API通行時(shí)間示例如表1所示。其中，公共交通若出現(xiàn)不可達(dá)情況，則公共交通出行時(shí)間設(shè)置為9999 s。

表1 高德API通行時(shí)間示例

3.3 時(shí)空可達(dá)性分析

在高德API通行時(shí)間已經(jīng)獲取的基礎(chǔ)上，對(duì)多種交通方式下各居住小區(qū)在0～10 min、10～20 min、20～30 min、≥30 min時(shí)間分類，并進(jìn)行可視化分析。各交通方式下公園綠地時(shí)間可達(dá)性分析圖如圖3所示。

根據(jù)圖3可知，步行交通方式下，研究區(qū)所有居住小區(qū)均可在30 min內(nèi)可到達(dá)公共綠地，絕大多數(shù)出行點(diǎn)在10 min內(nèi)可達(dá)，少部分出行點(diǎn)在10～20 min間到達(dá)。在騎行交通方式下，研究區(qū)居住小區(qū)均可在20 min內(nèi)到達(dá)公共綠地，98%的居住小區(qū)均可在騎行10 min時(shí)間內(nèi)到達(dá)綠地，出行服務(wù)較優(yōu)。而在公共交通出行方式下，存在130個(gè)居住小區(qū)無法通過此種交通方式出行；對(duì)于全部居住小區(qū)而言，公共交通出行的通行時(shí)間均大于步行時(shí)間與騎行時(shí)間，研究區(qū)內(nèi)公共交通出行服務(wù)較差。

圖3 各交通方式下公園綠地時(shí)間可達(dá)性分析

綜合多種出行方式的通行時(shí)間，步行方式下能夠到達(dá)公共綠地的通行時(shí)間為426.5 s，騎行方式下能夠到達(dá)公共綠地的通行時(shí)間為140 s，而公共交通方式下有約1/3的居住小區(qū)點(diǎn)無法采取此種方式，則不做平均時(shí)間計(jì)算。

綜上分析可知，騎行方式的通行時(shí)間約為步行通行時(shí)間的1/3，騎行方式具有較高的時(shí)空可達(dá)性，且具備受道路交通路況影響程度小、綠化、環(huán)保等特點(diǎn)，是值得推薦的交通出行方式。

3.4 公共綠地供需能力分析

城市公共綠地的分布密度影響著綠地服務(wù)水平，也在一定程度上影響著人群使用感受。通過查閱相關(guān)資料可知，公共綠地最佳服務(wù)范圍為1km。因此，以1km作為公共綠地的合理服務(wù)半徑。通過對(duì)研究區(qū)公共綠地進(jìn)行泰森多邊形分析，分析公共綠地實(shí)際服務(wù)范圍，與理論服務(wù)范圍進(jìn)行對(duì)比，分析公共綠地的供需能力，得出公共綠地公平性結(jié)果。公共綠地泰森多邊形分析圖如圖4所示。

圖4 公共綠地泰森多邊形分析

根據(jù)圖4可知，研究區(qū)中部、西北部、東部、東南部的公共綠地實(shí)際服務(wù)半徑小于1km范圍，能夠滿足居住小區(qū)供需要求。而東北部與西南部的公共綠地(中山公園、土山公園)的實(shí)際服務(wù)范圍過大，已超過公共綠地的合理服務(wù)范圍，使綠地供給大于需求，無法滿足人群綠地需求。

4 結(jié)論

城市公共綠地時(shí)空可達(dá)性是滿足人群綠地公平性與服務(wù)性需求的重要基礎(chǔ)條件[15]。本研究利用高德API路徑規(guī)劃接口，求取城市公共綠地與居住小區(qū)間的通行時(shí)間，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行公共綠地時(shí)空可達(dá)性分析，從而對(duì)城市公共綠地的公平性與服務(wù)型進(jìn)行研究。

結(jié)果表明：研究區(qū)城市公共綠地時(shí)空可達(dá)性較優(yōu)；騎行為各出行方式中通行時(shí)間最短的交通方式，是值得推薦的出行方式；和平區(qū)內(nèi)公共綠地布局較為合理，大體可以滿足公共綠地供需平衡，但中山公園與土山公園服務(wù)公平性仍有待提升。