西安城區(qū)公園綠地與人口空間分布及關(guān)系研究

陳 斐

（西安歐亞學(xué)院，西安 710065）

“公園城市”的概念是將“人本”思想融入城市和景觀規(guī)劃建設(shè)中，已有研究證實(shí)公園綠地與居民健康和生活質(zhì)量密切相關(guān)，現(xiàn)有規(guī)劃和政府政策也逐漸重視公園綠地的規(guī)劃建設(shè)。然而，在商業(yè)經(jīng)濟(jì)利益最大化的驅(qū)使下，新增用地用途仍以經(jīng)濟(jì)效益較高的商業(yè)和居住用地為主，公園綠地供需存在空間不均。同時，政府在進(jìn)行綠地分布規(guī)劃時缺少量化支撐依據(jù)，無法明確供需不均的具體區(qū)域以便進(jìn)行規(guī)劃調(diào)控和改善。鑒于此，以西安市主城區(qū)為范圍，通過大數(shù)據(jù)調(diào)研獲取城市公園與人口的數(shù)據(jù)信息，利用基于街道行政區(qū)劃的密度分析、Spearman秩相關(guān)和空間自相關(guān)的分析方法，結(jié)合ArcGIS、SPSS、Geoda等數(shù)據(jù)分析和可視化軟件，探究西安主城區(qū)的公園與人口分布格局及關(guān)系，明確西安市綠地空間供需情況。結(jié)果表明：（1）研究區(qū)域范圍的人口非均質(zhì)化分布，呈現(xiàn)由中心明城區(qū)和二環(huán)范圍內(nèi)逐漸向外擴(kuò)散減少的空間分布特征；（2）研究區(qū)域公園綠地面積與街道轄區(qū)面積呈顯著正相關(guān)，但對比人均公園使用面積，各街道之間差距較大；（3）研究區(qū)域內(nèi)的公園綠地分布與人口分布呈負(fù)相關(guān)趨勢，人口分布與公園綠地分布不匹配?；谝陨辖Y(jié)果，期望為今后公園綠地規(guī)劃與建設(shè)提供依據(jù)，以人口分布情況均衡布局公園綠地空間，提升環(huán)境的宜居水平，促進(jìn)綠地資源公平配置，建設(shè)具有西安歷史人文與自然特色的“公園城市”綠地格局。

公園綠地；人口；空間分布與關(guān)系；西安城區(qū)；Spearman秩相關(guān)與空間自相關(guān)

黨的二十大報告指出：中國式現(xiàn)代化是全體人民共同富裕的現(xiàn)代化。堅持以人民為中心的發(fā)展思想，增進(jìn)民生福祉，讓現(xiàn)代化建設(shè)成果更多更公平惠及全體人民。堅持人民城市人民建、人民城市為人民。同時指出未來五年是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家開局起步的關(guān)鍵時期，主要目標(biāo)任務(wù)包括“基本公共服務(wù)均等化水平明顯提升，城鄉(xiāng)人居環(huán)境明顯改善”。報告中“以人民為中心的發(fā)展思想”是將人民的需求放在首位，并指出建設(shè)成果應(yīng)惠及全民。城市公園綠地作為提升人居環(huán)境的重要公共服務(wù)設(shè)施，其近期建設(shè)的目標(biāo)任務(wù)應(yīng)與當(dāng)下全民社會主義現(xiàn)代化建設(shè)要求一致，應(yīng)將提升公園綠地均等化水平作為構(gòu)建城市發(fā)展格局和推動高質(zhì)量發(fā)展的重要內(nèi)容。另外，習(xí)近平總書記在2018年2月視察成都時首次提出“公園城市”這一城市發(fā)展模式，強(qiáng)調(diào)城市規(guī)劃要突出公園城市特點(diǎn)和生態(tài)價值[1]，這也為城市景觀建設(shè)明確了新的方向。

“公園城市”是將城市綠地系統(tǒng)和公園體系、公園化的城鄉(xiāng)生態(tài)格局和風(fēng)貌作為城鄉(xiāng)發(fā)展建設(shè)要素，把“市民—公園—城市”三者關(guān)系的優(yōu)化和諧作為創(chuàng)造美好生活的重要內(nèi)容[2]，滿足人民日益增長的對優(yōu)美生態(tài)環(huán)境的需求。隨著“公園城市”理念的提出，中國多個城市（如貴陽、揚(yáng)州、成都、青島等）開始推進(jìn)公園城市的規(guī)劃建設(shè)。國內(nèi)不同學(xué)者從理念起源[3]、歷史演變[4]、特征內(nèi)涵[5]、指導(dǎo)思想[6]、建設(shè)策略和實(shí)踐[7]等多方面展開研究。在國外，沒有明確提出“公園城市”的理念，但與公園城市相關(guān)的城市公園系統(tǒng)的概念發(fā)端于美國，由奧姆斯特德始創(chuàng)，他所規(guī)劃設(shè)計的波士頓“翡翠項鏈”公園體系是最早的公園系統(tǒng)建設(shè)實(shí)例。之后，被譽(yù)為“美國公園系統(tǒng)之父”的埃利奧特，使城市公園系統(tǒng)建設(shè)獲得美國法律認(rèn)可并成為美國城市公園建設(shè)的一種模式[8]。英國建筑規(guī)劃學(xué)家E·霍華德所提“田園城市”的理論也可稱為公園城市規(guī)劃的思想起源。英國多個城市，如謝菲爾德、倫敦、埃布斯弗利特等，都致力于增加城市綠量，讓公園成為市民的一種生活方式，同時倡導(dǎo)公眾參與到公園城市建設(shè)中。新加坡所提的“花園城市”理念與公園城市理念相似，其中立體綠化、插縫綠化的理念對于實(shí)現(xiàn)在有限的土地中盡可能地保留綠地資源具有很強(qiáng)的實(shí)踐意義。此外，北歐城市哥本哈根通過“指狀”公園系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)，助力舊城復(fù)興、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、低碳發(fā)展，引導(dǎo)市民綠色出行。

現(xiàn)有城市公園綠地研究主要包括以下幾個方面：（1）對于公園綠地系統(tǒng)布局的公平性研究，通過量化指標(biāo)研究區(qū)域綠地供需情況[9-10]；（2）引入地理信息系統(tǒng)（GIS）進(jìn)行較大尺度城市綠地的時空變化的可視化研究[11-14]；（3）利用可達(dá)性指標(biāo)來評價研究公園綠地空間分布格局和供需情況[15-17]；（4）采用不同社會階層人群的需求和收入差異、種族差異來研究現(xiàn)實(shí)因素對綠地公平性的影響[18-20]。然而，以“公園城市”為重點(diǎn)的城市發(fā)展模式對城市綠地系統(tǒng)的需求供給、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、空間布局、供需公平提出更高要求?，F(xiàn)有研究缺少基于數(shù)據(jù)對公園資源和人口情況空間分布進(jìn)行客觀分析的研究探索，缺少對于最新人口普查結(jié)果和實(shí)際居住人口的比較結(jié)合研究，導(dǎo)致僅通過一種人口數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，所得結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

鑒于此，本研究以西安市主城區(qū)為研究范圍，通過大數(shù)據(jù)調(diào)研，獲取城市公園和人口相關(guān)數(shù)據(jù)，包括公園POI和AOI數(shù)據(jù)、居住小區(qū)數(shù)據(jù)、街道行政邊界數(shù)據(jù)和人口普查數(shù)據(jù)等。選擇最新的人口普查數(shù)據(jù)和居住小區(qū)數(shù)據(jù)是希望通過兩種能夠反映居住人口的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，互相補(bǔ)充。之后，利用基于街道范圍的密度分析、Spearman秩相關(guān)和空間自相關(guān)的分析方法，基于ArcGIS、SPSS、Geoda等數(shù)據(jù)整合、計算和可視化處理工具，探究公園綠地與人口的空間分布特征和相關(guān)關(guān)系?；诮值婪秶拿芏确治瞿軌驈慕值莱叨攘私庹麄€西安主城區(qū)綠地分布情況，再利用Spearman秩相關(guān)分析不同研究變量之間的相關(guān)關(guān)系，最后以空間自相關(guān)了解人口與公園具體在哪些區(qū)域呈現(xiàn)高低聚類關(guān)系。并基于研究結(jié)果提出城市公園綠地空間供需情況和優(yōu)化布局建議，以期為西安市未來建設(shè)“公園城市”提供更加全面和科學(xué)客觀數(shù)據(jù)分析，為優(yōu)化西安綠地空間布局，提高城市景觀形象，為城市公平的策略提出提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

西安位于關(guān)中腹地的渭河平原，土地開闊，四面環(huán)山饒河。同時四季分明、氣候溫和，良好的自然地理和氣候條件為其人類文明的興盛鋪墊了優(yōu)渥的物質(zhì)基礎(chǔ)。作為十三朝古都，歷朝歷代的城市營建和環(huán)境改造成就了西安以鐘樓為中心、明清城墻為標(biāo)志的基本空間格局和城市風(fēng)貌。尤其是自新中國成立以來，西安在1950s、1980s、1990s、21世紀(jì)初先后開展了4輪城市總體規(guī)劃。這些規(guī)劃受現(xiàn)代城市規(guī)劃理念的影響，改變著西安整體的空間環(huán)境。

2017年《大西安（西安市—西咸新區(qū)）國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃（2017 - 2021年）》[21]明確勾勒未來大西安的發(fā)展藍(lán)圖；2018年《關(guān)中平原城市群發(fā)展規(guī)劃》[22]明確提出把西安建設(shè)成具有歷史文化特色的國際化大都市；2019年《全域治水碧水興城西安市河湖水系保護(hù)治理三年行動方案（2019 - 2021年）》[23]的實(shí)施使多條河道、公園得到修復(fù)和建設(shè)；2021年全運(yùn)會的舉辦大幅增加了全市公園綠地面積。根據(jù)西安市2020年統(tǒng)計年鑒（表1），2020年較2010年新增公園81個，新增公園面積3 468.83 hm2。其中2020年較2019年新增公園32個，新增公園面積1 313.3 hm2，新增公園個數(shù)占十年總新增公園個數(shù)的39.5%，新增公園面積占新增總面積的37.9%。西安市未來城市公園的建設(shè)將基于現(xiàn)有資源，依托“一帶一路”的國家戰(zhàn)略，以國家中心城市和國際化大都市的公園景觀環(huán)境為標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)筑具有西安歷史文化與自然特色的“公園城市”綠地格局。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)收集

本研究以西安主城區(qū)為研究范圍，包括新城區(qū)、蓮湖區(qū)、碑林區(qū)、雁塔區(qū)、未央?yún)^(qū)、灞橋區(qū)和部分長安區(qū)、高新區(qū)和西咸新區(qū)，范圍劃定依據(jù)2017年9月西安市規(guī)劃局所繪制《西安主城區(qū)范圍圖》為參考標(biāo)準(zhǔn)。研究區(qū)域總面積1 162.48 km2。街道范圍數(shù)據(jù)通過國家地理信息公共服務(wù)平臺天地圖獲得。街道人口數(shù)據(jù)通過訪問所需研究的各個行政區(qū)網(wǎng)站搜索第七次全國人口普查公報（第二號）獲得，由于西安高新區(qū)未發(fā)布各街道人口數(shù)據(jù)，故未能獲得細(xì)柳街道、魚化寨街道和丈八溝街道的人口數(shù)據(jù)。

本研究中的城市公園是指城市建成區(qū)中向公眾免費(fèi)開放，面積大于0.2 hm2，在百度和高德地圖中明確標(biāo)記名稱和范圍的城市公園和廣場，這些公共空間擁有基本游憩休閑設(shè)施和固定的服務(wù)人群，能滿足居民日常游憩需求。既包括綜合公園、專類公園、遺址公園、運(yùn)動公園等，也包括有特殊特征或主題的公園，如郊野公園、濕地公園、農(nóng)業(yè)觀光園、遺址公園、主題公園、森林公園等[24]。POI數(shù)據(jù)即興趣點(diǎn)，泛指一切可以被抽象為點(diǎn)的地理實(shí)體，通過獲取大規(guī)模POI數(shù)據(jù)已經(jīng)成為目前研究城市多種要素空間分布的重要手段[25]。AOI數(shù)據(jù)是指興趣點(diǎn)區(qū)域范圍邊界控制點(diǎn)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。本次通過Python網(wǎng)絡(luò)爬取程序獲取高德地圖城市公園POI數(shù)據(jù)，對風(fēng)景名勝大類中的公園廣場種類按照不同行政區(qū)域進(jìn)行爬取。研究所用POI數(shù)據(jù)是在2022年1月份對高德地圖進(jìn)行檢索所獲得的POI數(shù)據(jù)，通過結(jié)合網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星圖和街景圖片逐一篩查爬取數(shù)據(jù)的內(nèi)容，最終確定需要研究的城市公園名稱和相關(guān)信息，并編制成表。之后，再根據(jù)表格獲取公園范圍AOI數(shù)據(jù)。通過多次獲取，最終確定研究范圍內(nèi)的城市公園POI和AOI數(shù)據(jù)點(diǎn)位和范圍共159個。此數(shù)據(jù)作為不同街道范圍內(nèi)基礎(chǔ)公園統(tǒng)計數(shù)據(jù)，用于之后各街道公園面積總和和人均公園面積的計算。

由于人口普查數(shù)據(jù)范圍較廣泛，故通過安居客網(wǎng)站獲取西安現(xiàn)有居住小區(qū)數(shù)據(jù)作為人口數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。通過利用Python網(wǎng)絡(luò)爬蟲程序獲取2022年7月安居客網(wǎng)站所登記的西安市各小區(qū)名稱和所有細(xì)節(jié)信息，包括但不僅限于小區(qū)地址、小區(qū)戶數(shù)、小區(qū)建成年份等信息。再通過百度地圖開放平臺以小區(qū)名稱反向獲得小區(qū)經(jīng)緯點(diǎn)坐標(biāo)信息。此處需要注意的是，由于百度地圖的POI點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)是火星坐標(biāo)系，還需要通過Python程序添加轉(zhuǎn)換公式，批量轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)為Wgs84大地坐標(biāo)系的經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)。通過逐個行政區(qū)爬取和多次篩查，剔除重復(fù)和錯誤的數(shù)據(jù)信息，共獲得有效住宅小區(qū)居民點(diǎn)經(jīng)緯坐標(biāo)數(shù)據(jù)共6 742個。通過ArcGIS將以上所獲得所有信息進(jìn)行可視化表達(dá)，獲得城市街道行政區(qū)劃與公園等級分布圖1和居住小區(qū)點(diǎn)分布圖2。街道人口數(shù)據(jù)用于各街道人均公園面積的計算，街道行政區(qū)域范圍用來確定公園所屬轄區(qū)范圍。

圖1 西安市主城區(qū)各街道行政區(qū)劃與公園等級分布圖Fig.1 Distribution of administrative divisions and park levels by Jiedao in the central area of Xi'an

圖2 西安市主城區(qū)居住小區(qū)點(diǎn)分布圖Fig.2 Residential community point distribution in the central area of Xi'an

2.2 數(shù)據(jù)處理

本研究利用基于街道范圍的密度分析、Spearman秩相關(guān)和空間自相關(guān)的分析方法，基于ArcGIS、SPSS、Geoda等數(shù)據(jù)整合、計算和可視化處理工具，探究公園綠地與人口的空間分布特征和相關(guān)關(guān)系，具體數(shù)據(jù)研究技術(shù)路線見圖3。（1）利用基于街道范圍的密度分析能夠從街道尺度了解整個西安主城區(qū)綠地分布情況；（2）利用Spearman秩相關(guān)分析不同研究變量，明確公園綠地與人口之間的相關(guān)關(guān)系；（3）以空間自相關(guān)了解人口與公園具體在哪些區(qū)域呈現(xiàn)高低聚類關(guān)系。并基于研究結(jié)果提出城市公園綠地空間供需情況和優(yōu)化布局建議。

圖3 數(shù)據(jù)研究技術(shù)路線圖Fig.3 Data research route flowchart

2.2.1 基于街道行政區(qū)劃的密度分析

利用ArcGIS將城市公園POI點(diǎn)、AOI區(qū)域和居住小區(qū)POI點(diǎn)與行政區(qū)劃范圍進(jìn)行幾何相交，得到各個街道所包含的城市公園面積和居住小區(qū)數(shù)量，同時結(jié)合各個街道第七次人口普查數(shù)據(jù)，探索西安主城區(qū)各街道范圍內(nèi)城市公園與人口的分布特征。具體操作利用ArcGIS 10.6軟件，首先導(dǎo)入街道辦行政邊界Shp圖形矢量數(shù)據(jù)，然后通過分析工具（Analysis Tools）疊加（Overlay）工具下的相交（Intersect）工具，計算輸入的街道范圍與城市公園和居住小區(qū)的幾何交點(diǎn)和幾何相交面，其重疊區(qū)域的所有相關(guān)信息特征將寫入新生成的圖形圖層特征中。新的特征結(jié)果可以通過數(shù)據(jù)表中新建列進(jìn)行總和計算，得到計算結(jié)果表格。再利用原有街道行政范圍圖層與新的特征計算結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得到所需的可視化表達(dá)數(shù)據(jù)。結(jié)合ArcGIS圖層符號系統(tǒng)進(jìn)行可視化效果展示，利用量級顯示方式選中相關(guān)特征和顏色表進(jìn)行最優(yōu)的可視化結(jié)果示意圖的制作。

2.2.2 Spearman秩相關(guān)分析

Spearman秩相關(guān)分析相關(guān)性檢驗可以考察兩個或多個變量元素相關(guān)密切程度，常用方法主要為Pearson（皮爾遜）、Kendall（肯德爾）和Spearman（斯皮爾曼）三種。Spearman提出的相關(guān)系數(shù)屬于非參數(shù)檢驗，較之其他相關(guān)性方法適用范圍更廣，不需要進(jìn)行變量線性檢驗[26-27]。其Spearman秩相關(guān)計算見公式（1），式中x，y為隨機(jī)變量，其元素個數(shù)均為n，1≤i≤n。利用相關(guān)系數(shù)rs說明兩個變量間的直線相關(guān)關(guān)系的密切程度和相關(guān)方向。rs值為正，則正相關(guān)；值為負(fù)，則負(fù)相關(guān)。當(dāng)p值（sig）小于0.05時，兩個變量有顯著相關(guān)關(guān)系；當(dāng)p值（sig）大于0.05則兩變量無顯著相關(guān)關(guān)系，即存在獨(dú)立關(guān)系。本研究利用Spearman秩次相關(guān)系數(shù)分析西安主城區(qū)各街道城市公園與人口的相關(guān)性。

2.2.3 基于ArcGIS的空間自相關(guān)分析

空間自相關(guān)作為一種經(jīng)典的空間關(guān)系分析工具，在城市、經(jīng)濟(jì)等相關(guān)研究中日益廣泛和深入，最為常用的指數(shù)為全局自相關(guān)指數(shù)（全局莫蘭指數(shù)）和局部自相關(guān)指數(shù)（局部墨蘭指數(shù)）[28]。全局莫蘭指數(shù)（Global Moran’s I）用于查看某變量的整體分布情況，判斷是否有聚集特性的存在。計算見公式（2），式中Zi，Zj是要素i，j的屬性與其平均值的偏差，Wi，j是要素i和j之間的空間權(quán)重，n等于要素總數(shù)，S0是所有空間權(quán)重的聚合。

全局墨蘭指數(shù)通過方差歸一化操作后，其值分布在[-1，1]之間，用于判斷是否有自相關(guān)關(guān)系。當(dāng)值大于0時，表示呈現(xiàn)空間正相關(guān)關(guān)系，值越大相關(guān)性就越明顯；當(dāng)值小于0時，表示呈現(xiàn)空間負(fù)相關(guān)，值越小，差異越大；當(dāng)值等于0，空間呈隨機(jī)分布[29]?？臻g關(guān)聯(lián)的局部墨蘭指數(shù)（Anselin Local Moran’s I）針對區(qū)域的具體情況進(jìn)行分析，可以看出區(qū)域中哪里存在空間集聚現(xiàn)象，計算見公式（3），式中xi是要素i的屬性、是對應(yīng)屬性的平均值、Wi，j是要素i和j之間的空間權(quán)重。

本次研究對于城市公園和人口的分布情況進(jìn)行空間自相關(guān)分析。利用Arcmap中空間統(tǒng)計工具下的空間自相關(guān)（Morans I）工具計算全局墨蘭指數(shù)并保存結(jié)果；再利用空間統(tǒng)計工具中聚類分布制圖下的聚類與異常值分析（Anselin Local Morans I）進(jìn)行局部墨蘭指數(shù)計算得到Lisa可視化聚類圖，利用不同顏色標(biāo)出局部空間上的相關(guān)結(jié)果。其中可區(qū)分具有統(tǒng)計顯著性的高值（HH）聚類、低值（LL）聚類、高值主要由低值圍繞的異常值（HL）以及低值主要由高值圍繞的異常值（LH）。

3 結(jié)果分析

3.1 各街道公園綠地與人口分布結(jié)果與分析

3.1.1 街道面積和人口密度

利用ArcGIS進(jìn)行各街道行政區(qū)域內(nèi)的人口、城市公園和居住小區(qū)點(diǎn)的密度分布分析，所得可視化結(jié)果可以分析出：（1）街道面積。西安市主城區(qū)內(nèi)各街道面積大小從中心明城區(qū)開始向外圍逐漸變大，其中面積最大的是長安區(qū)郭杜街道，最小的是碑林區(qū)南院門街道，各街道平均面積18.45 km2；（2）人口密度。根據(jù)各街道第七次全國人口普查數(shù)據(jù)所得的人口密度分布圖4可以看出，明城區(qū)外二環(huán)道路內(nèi)部的街道人口密度最大，其中蓮湖區(qū)北關(guān)街道、碑林區(qū)長樂坊街道和張家村街道人口密度位列前三，均超過34 000人/km2，其中北關(guān)街道達(dá)到42 000人/km2。西安市主城區(qū)各街道平均人口密度為13 704人/km2，說明整個西安市的大部分人口居住在主城區(qū)，形成在小區(qū)域內(nèi)較高的人口密度。

圖4 西安市主城區(qū)各街道人口密度高低分布圖Fig.4 Distribution of high and low population density by Jiedao in the central area of Xi'an

3.1.2 公園綠地面積和公園綠地率

利用公園區(qū)域AOI數(shù)據(jù)與各街道行政區(qū)域范圍進(jìn)行相交，獲得不同街道區(qū)域所擁有的城市公園綠地面積，采用ArcGIS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理獲得各街道公園面積大小分布圖5和城市公園綠地率高低分布圖6，由圖示結(jié)果可分析得出：（1）公園面積。由主城區(qū)外圍向二環(huán)區(qū)域內(nèi)逐漸減少，由二環(huán)區(qū)域向明城墻區(qū)域內(nèi)部有所提升。東南部公園面積較少是由于地形土塬較多，農(nóng)田較多。而二環(huán)內(nèi)部多個街道公園面積較少則是由于居住空間占據(jù)了較多的用地面積，人口密度較大。從公園面積相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出，未央宮街道擁有最多的公園面積，這是因為漢長安城遺址和漢城湖旅游風(fēng)景度假區(qū)都在其轄區(qū)內(nèi)，整體公園面積超過637 hm2。灞橋街道位居第二，由于其轄區(qū)西側(cè)邊界為灞河，結(jié)合河道生態(tài)建設(shè)灞河?xùn)|路濕地公園、廣運(yùn)潭公園、西安世博園和灞橋生態(tài)濕地公園多個公園綠地，其整體公園面積超過508 hm2。（2）公園綠地率。此處的公園綠地率是指城市公園面積占街道總用地面積的比率。主城區(qū)以及東北區(qū)域相較西南區(qū)域公園綠地率較高，這是由于東南側(cè)為土塬，地形變化較大，農(nóng)業(yè)、森林水庫用地較多，人口稀疏，未建設(shè)較多公園，而東北部有秦漢宮城遺址和浐灞河流，結(jié)合遺址保護(hù)和河流生態(tài)環(huán)境建設(shè)較多公園。自強(qiáng)路街道由于其三分之一以上的土地屬于大明宮國家遺址公園，故成為整個主城區(qū)公園綠地率最高的街道。

圖5 西安市主城區(qū)各街道城市公園面積大小分布圖Fig.5 Distribution of city park area by Jiedao in the central area of Xi'an

圖6 西安市主城區(qū)各街道城市公園綠地率高低分布圖Fig.6 Distribution of high and low green space rates of city parks by Jiedao in the central area of Xi'an

3.1.3 人均公園綠地面積

由于各個街道的面積大小差距較大，僅以公園面積不能夠看出各區(qū)域的公園面積是否適應(yīng)人群分布。故結(jié)合街道人口數(shù)據(jù)計算人均公園使用面積，利用ArcGIS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析可視化得各街道人均公園面積大小分布圖7，根據(jù)結(jié)果分析可得人均公園面積整體布局與公園面積相似，但東北部人均公園使用面積都較大，而西南部除曲江街道和大雁塔街道外，整體缺少綠地空間，人口密度大，人均公園面積小。從細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)可得未央?yún)^(qū)六村堡街道和未央宮街道、灞橋區(qū)新合街道和灞橋街道、西咸新區(qū)斗門街道、雁塔區(qū)曲江街道、新城區(qū)自強(qiáng)路街道的人均公園使用面積超過40 m2遠(yuǎn)超其他區(qū)域。新城區(qū)胡家廟街道、蓮湖區(qū)土門街道、北關(guān)街道和紅廟坡街道、雁塔區(qū)小寨路街道、灞橋區(qū)紡織城街道、長安區(qū)大兆街道和西咸新區(qū)建章路街道的人均公園使用面積不足1 m2。其中大兆街道和建章路街道地廣人稀，而其余街道的人口密度均在23 000人/km2，屬于高密度居住區(qū)，公園面積和數(shù)量與人群分布和使用需求不匹配。

圖7 西安市主城區(qū)各街道人均公園面積高低分布圖Fig.7 High and low distribution of park area per capita by Jiedao in the central of Xi'an

3.1.4 居住小區(qū)點(diǎn)數(shù)量

在ArcGIS中將街道行政區(qū)劃范圍與居住小區(qū)點(diǎn)坐標(biāo)位置進(jìn)行相交，對同一街道區(qū)域居住小區(qū)點(diǎn)個數(shù)相加可得各個街道區(qū)域的居住小區(qū)數(shù)量。根據(jù)ArcGIS獲得各街道居住小區(qū)點(diǎn)密度大小分布圖8，根據(jù)結(jié)果分析得出西安明城墻區(qū)域內(nèi)部的居住小區(qū)數(shù)量最多，明城以外二環(huán)以內(nèi)的各街道小區(qū)數(shù)量次之，二環(huán)外圍向外擴(kuò)散逐漸減少，整體居住小區(qū)分布呈現(xiàn)向外輻射狀減少的趨勢。

圖8 西安市主城區(qū)各街道居住小區(qū)點(diǎn)密度大小分布圖Fig.8 Distribution of the density and size of residential community points by Jiedao in the central of Xi'an

3.1.5 居住小區(qū)點(diǎn)戶數(shù)

僅以居住小區(qū)點(diǎn)的總數(shù)來判斷人口居住情況是不夠的，因為每個小區(qū)的容積率不同，能居住的人口數(shù)量差別較大。故由ArcGIS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析可視化得各街道居住小區(qū)戶數(shù)密度大小分布圖9。雖然明城區(qū)的小區(qū)數(shù)量最多，但通過小區(qū)戶數(shù)數(shù)據(jù)復(fù)核可以看出，多數(shù)是低層或多層老舊小區(qū)，因此還需要將各個小區(qū)所居住的戶數(shù)結(jié)合進(jìn)來一并計算，可得各個街道內(nèi)的居住小區(qū)總戶數(shù)的高低分布。根據(jù)結(jié)果可知明城區(qū)內(nèi)除中山門街道外，不是人口居住最多的區(qū)域。反之，明城墻以外，二環(huán)內(nèi)部的多個街道才是人口居住戶數(shù)最多的。除未央?yún)^(qū)張家堡街道數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大差異外，其結(jié)果與采用各街道第七次人口普查數(shù)據(jù)所得結(jié)果相似。另外，由于缺少高新區(qū)的人口普查數(shù)據(jù)，此部分居住小區(qū)戶數(shù)和數(shù)據(jù)可以予以補(bǔ)充，可以看出高新區(qū)的居住密度較大，人口較多，這對城市公共空間的面積和數(shù)量也將提出較高的需求。

圖9 西安市主城區(qū)各街道居住小區(qū)戶數(shù)密度大小分布圖Fig.9 The distribution of the number of households density size of each residential neighborhood by Jiedao in the central of Xi'an

3.2 Spearman秩相關(guān)分析結(jié)果

除以上通過以各街道范圍邊界分析西安市城市公園和人口的分布格局外，還需要進(jìn)一步探究這些相關(guān)因素之間的數(shù)量和空間相關(guān)關(guān)系。本次研究首先以Spearman秩相關(guān)的方法探究街道面積、人口密度、公園綠地率、公園面積、人均公園面積、居住小區(qū)點(diǎn)數(shù)量和，以及居住小區(qū)戶數(shù)和道路密度之間的關(guān)系，數(shù)據(jù)結(jié)果分析見表2。

表2 基于行政街道邊界范圍的公園與人口因素值的Spearman秩相關(guān)性比較結(jié)果Tab.2 Results of Spearman’s rank correlation comparison of park and population factor values based on administrative Jiedao boundary ranges

通過數(shù)據(jù)分析結(jié)果可知：（1）公園面積與街道面積的相關(guān)系數(shù)為0.427，p值（sig.）小于0.01，表示公園面積與街道面積存在顯著的相關(guān)關(guān)系，是中等程度相關(guān)，且是正相關(guān)，說明街道面積越大，公園面積越大；（2）公園面積與人口數(shù)量的相關(guān)系數(shù)為0.088（p＞0.05），兩者無相關(guān)關(guān)系，呈隨機(jī)分布狀態(tài)，兩者相對獨(dú)立；（3）人均公園面積與人口密度的相關(guān)系數(shù)為-0.519（p=0），表示人均公園面積與人口密度呈現(xiàn)極其顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，兩者分布特征相互排斥。人口密度較高的地方，公園綠地面積反而較少。這也說明，較大的公園面積多數(shù)在山水環(huán)境較好或需要保護(hù)保留的遺址環(huán)境周圍，而對于居住空間功能有所限制；（4）人均公園面積與居住小區(qū)數(shù)量的相關(guān)系數(shù)為-0.297（p＜0.05），兩者之間呈現(xiàn)弱的負(fù)相關(guān)關(guān)系，由于缺少高新區(qū)的人口普查數(shù)據(jù)，所以此部分用于驗證所有主城區(qū)的公園綠地與人口之間的布局關(guān)系，雖然程度減弱，但是整體趨勢與上一個相關(guān)關(guān)系相同；（5）公園綠地率與人口密度的相關(guān)系數(shù)為0.125（p＞0.05），除高新區(qū)外，公園布局與人口密度之間無顯著相關(guān)關(guān)系，布局上相對獨(dú)立；（6）公園綠地率與戶數(shù)密度的相關(guān)系數(shù)為0.068（p＞0.05），兩者無顯著相關(guān)關(guān)系，各自獨(dú)立，經(jīng)過二輪驗證，加入高新區(qū)的數(shù)據(jù)后，整體獨(dú)立趨勢更加明顯，公園空間布局與人口分布無相關(guān)關(guān)系。

3.3 空間自相關(guān)分析結(jié)果

空間自相關(guān)全局墨蘭指數(shù)反映變量在一定區(qū)域范圍內(nèi)的整體分布情況，局部墨蘭指數(shù)則可以判斷變量具體在哪些位置發(fā)生集聚現(xiàn)象。本研究通過ArcGIS首先計算街道人口、公園綠地率、人均公園面積、居民點(diǎn)密度和居民點(diǎn)戶數(shù)和等數(shù)據(jù)計算單變量全局莫蘭指數(shù)，所得結(jié)果見表3，再通過Geoda計算雙變量全局墨蘭指數(shù)，所得結(jié)果見表4。此外，利用ArcGIS繪制得出能夠反映單變量局部墨蘭指數(shù)的lisa聚集圖，以便分析單個變量的聚集和異常情況。

表3 基于行政街道邊界范圍的公園與人口因素值的空間自相關(guān)分析Tab.3 Spatial autocorrelation analysis of park and population factor values based on administrative Jiedao boundary ranges

表4 基于行政街道邊界范圍的公園與人口因素值雙變量的空間自相關(guān)分析Tab.4 Spatial autocorrelation analysis of bivariate park and population factor values based on administrative Jiedao boundary extent

3.3.1 單變量和多變量全局莫蘭指數(shù)分析結(jié)果

（1）單變量全局墨蘭指數(shù)。通過計算得到的墨蘭指數(shù)值可以分析得出人口密度、居住點(diǎn)密度和居住小區(qū)戶數(shù)和在街道分布范圍呈集聚和依存趨勢，而公園綠地率和人均公園面積均呈現(xiàn)隨機(jī)分布趨勢。（2）雙變量全局墨蘭指數(shù)。公園面積與街道面積之間存在空間正相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)性較高。而人均公園面積與居住小區(qū)戶密度，以及公園綠地率與居住小區(qū)點(diǎn)密度存在空間負(fù)相關(guān)關(guān)系，公園面積越大的，人口密度越低，兩者顯著負(fù)相關(guān)，與Spearman秩相關(guān)分析結(jié)果一致。除此以外，人均公園面積與人口數(shù)量和公園綠地率與人口密度呈較弱的空間負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3.3.2 單變量局部墨蘭指數(shù)分析結(jié)果

（1）人口密度方面，根據(jù)所得的lisa聚集圖結(jié)果分析得到人口密度在明城區(qū)和二環(huán)內(nèi)的街道呈現(xiàn)高值聚類，在三環(huán)以外則呈現(xiàn)低值聚類，說明人口聚集有熱點(diǎn)和冷點(diǎn)區(qū)域；（2）根據(jù)基于街道分布的人均公園面積lisa聚集圖10分析可得，人均公園面積在新筑街道和洪慶街道呈現(xiàn)高值聚類，在土門街道、長安路街道、鳴犢街道呈現(xiàn)低值聚類。在斗門街道呈現(xiàn)高低值聚類，這是由于周圍街道屬于高新區(qū)正在開發(fā)和較為成熟的街區(qū)，人口密度較高。在建章路街道、自強(qiáng)路街道和張家堡街道呈現(xiàn)低高值聚類，這是由于多個遺址公園的建設(shè)，占用較大用地面積，因而出現(xiàn)部分區(qū)域與其他區(qū)域人口數(shù)據(jù)差距較大；（3）根據(jù)各街道居民小區(qū)戶數(shù)密度lisa聚類圖11分析可得，各居住小區(qū)戶數(shù)密度在明城墻區(qū)內(nèi)的青年路街道、北院門街道、南院門街道和柏樹林街道呈現(xiàn)高值聚類。在明城墻以南的張家村街道、長安路街道、文藝路街道和小寨路街道，以及以東的長樂西路街道、長樂中路街道、東關(guān)南街街道也呈現(xiàn)高值聚類。在自強(qiáng)路街道和解放門街道呈現(xiàn)低高值聚類。在三環(huán)以外的4個方向多個街道呈現(xiàn)低低值聚類。通過以上分析可得，人口分布與公園分布相對獨(dú)立，各自有其聚集區(qū)域，且呈現(xiàn)一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

圖10 基于西安市主城區(qū)各街道人均公園面積lisa聚集圖Fig.10 Park area per capita lisa aggregation map by Jiedao in the central of Xi'an

圖11 基于西安市主城區(qū)各街道居民小區(qū)戶數(shù)密度lisa聚集圖Fig.11 lisa aggregation map ofthedensity of households in residential neighborhoods by Jiedao in the central of Xi'an

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

本研究通過網(wǎng)絡(luò)爬取大數(shù)據(jù)，包括城市公園POI點(diǎn)和AOI區(qū)域、居住小區(qū)信息和POI點(diǎn)、街道區(qū)域信息、人口普查數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)類型和手段，利用基于街道行政區(qū)劃的密度分析法、Spearman秩相關(guān)分析法、空間自相關(guān)分析法等地理空間分析和數(shù)據(jù)相關(guān)性分析方法，通過ArcGIS、SPSS、Geoda等數(shù)據(jù)分析和可視化軟件，對西安主城區(qū)的公園綠地和人口分布格局及關(guān)系進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明：（1）研究區(qū)域范圍的人口非均質(zhì)化分布，呈現(xiàn)由中心明城區(qū)和二環(huán)范圍內(nèi)逐漸向外擴(kuò)散減少的空間分布特征，且多個街道人口密度較大，整個主城區(qū)平均人口密度較高；（2）研究區(qū)域公園綠地面積與街道面積呈顯著正相關(guān)，但人均公園使用面積，各街道之間差距較大，西安主城區(qū)東北部較高，而西南部除曲江街道和大雁塔街道外，整體缺少公園綠地空間；（3）研究區(qū)域內(nèi)的公園綠地分布與人口分布呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)趨勢，人口密度較大區(qū)域公園綠地面積較小，公園綠地率與人口密度無相關(guān)關(guān)系，各自相對獨(dú)立，人口分布與公園綠地分布不匹配。

以上研究結(jié)果的產(chǎn)生原因主要是西安建城發(fā)展史和西安所處地區(qū)的自然環(huán)境的影響。在城市建設(shè)發(fā)展方面，從周秦到漢唐，西安作為全國政治中心，擁有輝煌宏大的營城成就。唐以后，逐漸成為軍事重鎮(zhèn)，城建規(guī)?？s小，在區(qū)域政治格局中發(fā)揮重要作用。新中國成立后，西安經(jīng)歷了4輪城市總體規(guī)劃，不斷變換著城市性質(zhì)定位與角色，修正城市建設(shè)發(fā)展規(guī)模和目標(biāo)，并形成以舊城為中心的發(fā)展模式，形成“九宮格局、棋盤路網(wǎng)、軸線突出、一城多心”的總體空間格局。城市建設(shè)發(fā)展過程形成在二環(huán)范圍內(nèi)較高密度的居住人口和主城區(qū)內(nèi)非均質(zhì)化的人口分布。同時，不同時期的歷史遺跡作為保護(hù)區(qū)域在西安主城區(qū)內(nèi)分布不均，對綠地格局有較大影響；在自然環(huán)境方面，西安地形南高北低，東南部臺塬數(shù)量較多，連綿不絕。水網(wǎng)分布主要在主城區(qū)外圍，東南部較多。這也使得綠地分布與人口分布呈現(xiàn)相反趨勢。

4.2 討論

本研究提出的公園綠地與人口空間分布關(guān)系的研究方法，以主城區(qū)公園綠地作為研究重點(diǎn)，通過對最新的人口普查數(shù)據(jù)和居住數(shù)據(jù)的搜集，對不同街道的公園綠地布局情況、人口情況和相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了測度，從街道尺度通過量化研究整個主城區(qū)區(qū)域內(nèi)的公園綠地分布與人口分布格局關(guān)系，對于現(xiàn)階段城市公共綠地布局的建設(shè)策略和政策制定提供參考。然而，由于以街道行政區(qū)域作為研究單元，因此對于具體存在問題的區(qū)域無法細(xì)化到道路或者社區(qū)，所得結(jié)論較為宏觀，還需進(jìn)一步進(jìn)行街道內(nèi)部深化研究，從而提供更加準(zhǔn)確的研究結(jié)論，指導(dǎo)實(shí)際建設(shè)。此外，由于僅關(guān)注公共公園綠地，對于居住小區(qū)內(nèi)部的綠化情況沒有納入本次調(diào)研數(shù)據(jù)的收集范圍，故會影響綠地供需評價的精確性，需進(jìn)一步進(jìn)行完善。最后，本次人口數(shù)據(jù)以人口普查數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)抓取小區(qū)數(shù)據(jù)為主，這與實(shí)際人口情況會存在偏差，還應(yīng)嘗試以手機(jī)信令或社交軟件等獲取流動人口，提高人口數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4.3 建議對策

在城市更新與存量優(yōu)化背景下，城市綠地空間布局的改進(jìn)對策與措施落地性不強(qiáng)，目前城市綠地是從統(tǒng)配型向適配型發(fā)生轉(zhuǎn)變，但在城市主城區(qū)，尤其是對各類新建和舊改小區(qū)而言，城市綠地布局規(guī)劃難免會受政策、用地產(chǎn)權(quán)等影響，因此，基于以上分析結(jié)果，提出以下優(yōu)化建議：（1）對于缺少公園綠地的街道，例如明城墻以外二環(huán)以內(nèi)的多個街道極度缺少公園綠地空間，應(yīng)利用街道兩側(cè)及無人使用的公共空間，見縫插綠，構(gòu)建更多口袋公園、街邊綠地或屋頂花園等公共綠地活動空間；（2）現(xiàn)有較大的公園綠地多依托歷史遺址或生態(tài)河道環(huán)境，但此部分綠地資源在市內(nèi)分布不均。對于缺少相關(guān)資源的街道，應(yīng)結(jié)合自身條件，如定時適當(dāng)開放西南部高教區(qū)的公共綠地資源、提升和改造各小區(qū)內(nèi)部的景觀空間環(huán)境、提高對新掛拍土地綠地率的規(guī)劃要求，建設(shè)宜居小區(qū)和展現(xiàn)社會公平；（3）部分街道由于老舊社區(qū)較多，缺少停車空間，故多數(shù)公共活動空間都被機(jī)動車所侵占。針對此類空間，街道應(yīng)加強(qiáng)空間管控，增建停車樓等設(shè)施，釋放公共空間，增建公園綠地；（4）二環(huán)內(nèi)人口密度較大區(qū)域，多數(shù)屬于2000年以前的老舊小區(qū)，可以在老舊小區(qū)更新過程中，對于小區(qū)內(nèi)部的綠化環(huán)境進(jìn)行整改，包括減少植被中的灌木數(shù)量，變?yōu)榭梢曰顒雍屯Ａ舻目臻g。而對于明城區(qū)內(nèi)部，部分區(qū)域還存在20世紀(jì)50年代起所建的棚戶區(qū)，對于此區(qū)域可通過拆遷重建或搬遷的方式改善居住品質(zhì)，同時增加公園綠地，緩解區(qū)域公共空間不足的壓力。期望在今后公園綠地規(guī)劃與建設(shè)中，應(yīng)根據(jù)人口分布情況均衡布局公園綠地空間，提升人居環(huán)境的宜居水平，建設(shè)具有西安歷史人文與自然特色的“公園城市”綠地格局。

注：文中圖表均由作者自繪。