城市道路可達性與建設(shè)用地的協(xié)同發(fā)展分析
——以漯河市為例

徐凱瑞， 王鑫宇， 姚新治， 孫亞東， 田國行

（1.河南農(nóng)業(yè)大學風景園林與藝術(shù)學院，鄭州 450002； 2.鄭州航空港興港市政養(yǎng)護管理有限公司，鄭州 450002）

目前，中國的城市化進程不斷深入，城市化率已超過50%，但在城市化不斷深入的背后，城市空間的失衡、城市結(jié)構(gòu)的混亂、生態(tài)水平的下降等一系列城市發(fā)展問題應(yīng)運而生. 保證城市的合理發(fā)展也一直是城市規(guī)劃的研究者們研究的重要課題.

在城市的發(fā)展中，城市道路一直擔任著十分重要的角色. 城市道路既是一個城市發(fā)展的骨架，也是引導城市居民活動的最重要的途徑. 道路在城市發(fā)展過程中不僅擔負著交通功能，也在引導城市功能布局和建設(shè)區(qū)的方向［1-2］，道路的可達性將直接關(guān)系到城市建設(shè)的形態(tài)和城市建設(shè)的方向，道路引領(lǐng)著城市建設(shè)用地的走向. 但目前的很多城市存在的弊病就是道路的發(fā)展規(guī)劃、交通承載能力與城市的功能布局、土地利用存在脫節(jié)，缺乏良性互動［3］，例如道路交通對城市的服務(wù)覆蓋存在盲區(qū)［4］、城市道路與城市節(jié)點的連通性差、與城市功能結(jié)合較差、道路交通荷載分布不均等.

城市道路交通與城市建設(shè)關(guān)系的研究主要集中在城市道路對城市建設(shè)用地的影響或?qū)Φ缆分苓叞l(fā)展狀況的影響，一些研究者將多源的空間數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)規(guī)劃思想相結(jié)合［5-8］，還有部分研究關(guān)注道路節(jié)點的特征信息［9］. 但這些研究都難以反應(yīng)道路的空間特性差異. 在現(xiàn)實中，城市道路經(jīng)常面臨堵車，通行效率低下，很多城市道路通行能力較差，且通行壓力巨大，道路周邊城市建設(shè)用地密集；而有些道路，通行效果極佳，道路壓力小，但是周邊城市建設(shè)用地使用率低. 這就導致了很多城市都有的尷尬情況——很多道路窄小但卻在城市建設(shè)居民的集中區(qū)，承載著很大的交通壓力，而有些道路寬敞通達，卻建設(shè)在城市的外圍空間，沒有真正起到緩解城市出行壓力的作用.

城市的交通與城市建設(shè)及城市建設(shè)用地密切相關(guān)，在城市病態(tài)問題的發(fā)展之下，Peter［10］提出了TOD（Transit-Oriented Development）城市發(fā)展模式理論，TOD模式下交通格局對城市發(fā)展的導向作用及其與城市擴張的關(guān)系將更加密切. 鑒于二者關(guān)系，現(xiàn)有的很多學者從宏觀層面對其進行定性分析［11-12］，如閆小培等［13］提出交通系統(tǒng)的發(fā)展能夠引起土地利用價格、用地布局特征和空間形態(tài)的變化.

本文將采用空間句法對宏觀層面進行分析，并同時采用莫蘭指數(shù)研究城市道路可達性指標與城市建設(shè)用地的耦合性來對城市的建設(shè)合理性進行分析討論. 近些年來，國內(nèi)空間句法對空間形態(tài)、道路可達性、城市安全方面的研究日益精深［14-15］，其中又以建筑、村落、城市時空演變等方面的中微尺度為主［16-17］，但對于城市建設(shè)用地的耦合性等方面的研究尚淺.

本文通過空間自相關(guān)分析（Global Moran’s I）實現(xiàn)莫蘭指數(shù)的計算，采用距離關(guān)系中的設(shè)定距離生成空間權(quán)重矩陣. 通過計算莫蘭指數(shù)，獲取城市道路可達性與城市建設(shè)用地的耦合度，由此評價城市空間分布的合理性.

1 研究區(qū)概況及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

漯河市（113°27′～114°16′E，33°24′～33°59′N）位于河南省中部，建成區(qū)面積為86.11 km2，沙河與澧河在城區(qū)內(nèi)交匯成沙澧河，東西貫穿全市. 綠地資源水平發(fā)展較好，但城市發(fā)展速度較緩.

1.2 模型選擇

1.2.1 空間句法 空間句法是以空間形態(tài)分析為基礎(chǔ)的分析城市空間的方法. 它是通過形態(tài)分析變量來定量描述位于城市自由空間中的交通線路的空間屬性［18］. 作為一種能夠深度解析空間結(jié)構(gòu)、解釋人類社會系統(tǒng)的理論與方法［19］，重點研究空間的組織關(guān)系（Configurational Attributes），并從全局角度對空間關(guān)系進行量化分析［20］.

空間句法理論以拓撲網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，對城市整體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部組織形式進行解析［21］. 空間結(jié)構(gòu)通過拓撲學中的關(guān)系圖解來對不同空間進行構(gòu)型，構(gòu)型是互動關(guān)系，任意兩個空間發(fā)生任何關(guān)系的改變都會影響其整體的穩(wěn)定性.

空間句法中軸線鏈接“可視”與“可達”的因果關(guān)系，其將每條軸線視為一個節(jié)點，根據(jù)每個空間節(jié)點的交接關(guān)系把空間系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為連線圖［22］，所具有的特征與交通流動具有一致性［23］. 因此，本文應(yīng)用空間句法中的軸線模型作為主要分析方法.

根據(jù)前人研究［24-25］，選取全局整合度Ii（Integration［HH］）作為全局變量描述整體可達性、局部整合度IR（Integration［R3］）作為局部變量描述局部可達性、智能值R2（Synergy）作為間接變量描述空間的感知可達性. 本文選用全局整合度作為主要的研究指數(shù)對漯河市的建設(shè)用地與道路可達性進行研究：

莫蘭指數(shù)經(jīng)過方差歸一化之后，它的數(shù)值會被歸一化到-1.0～1.0之間. Moran’s I＞0表示正相關(guān)性，其值越大，空間相關(guān)性越明顯；Moran’s I＜0表示空間負相關(guān)性，其值越小，空間差異性越大；當Moran’s I=0說明空間呈隨機性.

1.3 數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理

道路網(wǎng)絡(luò)依照從車行到步行均可達的原則進行空間重映射，進而獲得軸線圖. 句法路網(wǎng)是將城市道路轉(zhuǎn)化為句法軸線，通過克里金插值轉(zhuǎn)換為30 m×30 m 的柵格數(shù)據(jù)，再通過漁網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為500 m×500 m 的空間數(shù)據(jù).

表1 數(shù)據(jù)處理來源表Tab.1 Data processing source tables

2 結(jié)果與分析

2.1 城市空間分析

由于漯河市被沙澧河分割包圍成四個區(qū)域，即北區(qū)、西區(qū)、東南區(qū)與西南區(qū). 對建成區(qū)道路軸線圖進行分析（圖1），圖中顏色冷暖程度與整合度相關(guān)，顏色越暖，整合度越高；顏色越冷，整合度越低. 從圖中可以看到，整合度最高的道路絕大多數(shù)都集中在沿河區(qū)域，也就是城市中心區(qū)域. 在這些區(qū)域中，尤其以沙澧河北岸的道路較為密集并且數(shù)量眾多；而城市西側(cè)、東側(cè)、東南側(cè)以及東北側(cè)的道路整合度較低，基本為藍色線條. 其中，全局整合度較高的道路軸線分別為淞江路（2.22）、嵩山路（2.13）、淞江東路（2.08）、交通路（2.04）、遼河路（2.03）、白云山路（2.00），構(gòu)成了漯河市的高整合度道路組團（平均整合度為2.08），整條路網(wǎng)依附于太行山路（1.99），兩邊為東西方向發(fā)展；而城市的東側(cè)、東南側(cè)以及西側(cè)則組成了道路最低整合度組團（平均為0.85），紅色線條逐漸消失，橙色線條也在減少，冷色線條越來越多. 漯河市城市空間由于被沙澧河分割包圍成三大區(qū)域，對于空間和道路的整體性勢必會造成一定程度的影響（全市平均全局整合度為1.26）.

圖1 線性路網(wǎng)可達性分析Fig.1 Analysis of accessibility of linear road network

對城市規(guī)劃區(qū)進行建設(shè)用地整合度分析可知（圖2），建設(shè)用地聚集度最高的空間主要集中在沙澧河兩側(cè)，尤其以沙澧河交匯處南側(cè)的老城區(qū)以及北側(cè)的新區(qū). 漯河市絕大多數(shù)的高可達性城市道路都分布在建設(shè)用地聚集度較高的地區(qū)（圖3），如漯河市的老城區(qū)、沙澧河北岸的新城區(qū)、沙澧河交匯處西側(cè)的高鐵站區(qū)域以及最東側(cè)的兩塊工業(yè)集聚區(qū)，都具有較高的可達性以及較高的城市建設(shè)用地聚集度.

圖2 道路可達性分析柵格圖Fig.2 Grid map of road accessibility analysis

圖3 建設(shè)用地聚集度Fig.3 Aggregation degree of construction land

用不同顏色表示出不同道路可達性與城市建設(shè)用地關(guān)系（圖4）. 粉色區(qū)域為道路的高可達性和低建設(shè)用地區(qū)域，主要集中在城區(qū)周邊，具體的空間表現(xiàn)為有較好的道路交通設(shè)施，但是城市建設(shè)用地整合度較低；紅色區(qū)域為較高的道路可達性和較高的城市建設(shè)用地聚集度，主要集中在城市中心區(qū)域以及西區(qū)高鐵站附近區(qū)域；淺藍色區(qū)域為較低的道路可達性以及較多的建設(shè)用地，在城市規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)分布較為零散，主要為一些廠區(qū)和其附屬的家屬區(qū)，這些廠區(qū)所在位置較為偏僻，道路可達性較低，但建筑較為集中，所以出現(xiàn)低可達性和小聚集型建設(shè)用地的現(xiàn)象；深藍色區(qū)域表示該地區(qū)具有較低的道路可達性以及較低的建設(shè)用地，主要集中在城市周邊的一些村鎮(zhèn)區(qū)域，人口流動較低；灰色區(qū)域則表明城市建設(shè)用地與道路可達性沒有明顯關(guān)聯(lián).

圖4 局部莫蘭指數(shù)Fig.4 Local moran index

2.2 建設(shè)用地與道路可達性耦合分析

將道路的路網(wǎng)通過空間句法轉(zhuǎn)換為線段組合，求出全局整合度；道路的全局可達性通過全局整合度進行評價，以城市的整體布局作為研究基礎(chǔ)，尋求道路節(jié)點中聯(lián)系緊密程度的變量，表達的是在城市中能否輕松地到達某一節(jié)點，也是評價道路可達性的重要指標.

通過數(shù)據(jù)整理，將城市的建設(shè)用地與道路可達性進行量化分析，并將量化得出數(shù)據(jù)導入GeoDa軟件，計算相關(guān)的空間權(quán)重. 以道路可達性作為主變量，以建設(shè)用地比例的空間滯后變量為次變量，將數(shù)據(jù)導入莫蘭相關(guān)雙變量中，可以看到莫蘭全局相關(guān)指數(shù)為0.511（P-value＜0.01. 即99%置信度情況下，Z-value=41.87＞1.65，結(jié)果有意義），說明建設(shè)用地與道路可達性為正相關(guān)（圖5）.

圖5 全局莫蘭空間雙變量指數(shù)Fig.5 Global moran spatial bivariate index

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

通過對城市道路可達性進行分析得出相應(yīng)結(jié)果，漯河市中心城區(qū)即沙澧河兩岸區(qū)域以及東南部的老城區(qū)道路可達性最高，漯河市西南與西北地區(qū)的道路可達性相對高于除中心城區(qū)和老城區(qū)外的其他區(qū)域. 同時，在充分分析量化漯河市城區(qū)建設(shè)用地后，得出漯河市主要的建設(shè)用地依舊集中在東南部老城區(qū)以及沙澧河兩岸區(qū)域，只有少數(shù)零星的高聚集度建設(shè)用地分布在城區(qū)的東部地區(qū). 綜上得出以下結(jié)論.

漯河市建設(shè)用地呈現(xiàn)出向心聚集、同時周邊伴隨著飛地發(fā)展，漯河市目前的城市建設(shè)用地依舊以老城區(qū)和沙澧河兩岸生活環(huán)境相對宜居的區(qū)域為主. 沙澧河北部區(qū)域由于是城市的新區(qū)，也是漯河市大多數(shù)的行政機關(guān)以及各級事業(yè)管理單位的主要駐地，無論是道路路網(wǎng)的密集程度還是道路的可達性都要明顯高于漯河市其他區(qū)域. 同時根據(jù)道路對土地開發(fā)的導向作用，初步判斷漯河市的建成區(qū)有較為明顯的外擴行為，且根據(jù)建設(shè)用地開發(fā)相對道路建設(shè)開發(fā)的遲滯性特征，漯河市的城市發(fā)展方向宜以西側(cè)為主，以東側(cè)為輔.

城市的發(fā)展與道路交通的可達性存在很強的空間耦合特征，但兩者的空間集聚分布特性不一致，反映出二者在協(xié)同發(fā)展中會存在一定的差異程度，這種差異程度的大小可以較好地反映出城市發(fā)展方向的合理性. 道路兩側(cè)城市發(fā)展水平與該條道路的可達性以及該區(qū)域道路路網(wǎng)的連接性和密集程度呈正相關(guān)狀態(tài).漯河市的城市規(guī)劃總體上遵循道路交通發(fā)展與城市建設(shè)用地協(xié)同發(fā)展的原則，城市發(fā)展方向較為合理. 通過以上分析可以看出，漯河市城市擴展的發(fā)展方向主要有兩大軸線，其一是沿沙澧河呈東西向的發(fā)展方向；其二是以沙澧河交匯處西側(cè)的高鐵站為中心，呈南北向發(fā)展. 與此同時，東部的工業(yè)區(qū)目前有較高的建設(shè)用地整合度，但缺乏相應(yīng)的道路交通設(shè)施，說明東部地區(qū)的交通基礎(chǔ)設(shè)施需要完善，基礎(chǔ)設(shè)施配套與工業(yè)發(fā)展要相呼應(yīng)，從而為城市的經(jīng)濟建設(shè)提供相應(yīng)的硬件設(shè)施.

3.2 建議

根據(jù)“城市雙修”的原則，漯河市城市用地應(yīng)主要以道路為建設(shè)軸線. 沙澧河北區(qū)相對而言具有較高的整合度，空間布局較為合理，而沙澧河南岸的老城區(qū)道路的可達性與建設(shè)用地整合度的耦合狀態(tài)相對而言要遜于北區(qū)，主要表現(xiàn)為一些較為零星的低可達性道路和高整合度的建設(shè)用地較為集中. 究其原因，其一是老城區(qū)的前期建設(shè)沒有更好地關(guān)注城市建設(shè)的整體性與協(xié)同發(fā)展；其二說明該地區(qū)的居住密度較高，但對于城市建設(shè)改善的余地較少. 應(yīng)該注重人居環(huán)境的改善，對于老舊小區(qū)以及棚戶區(qū)應(yīng)進行相應(yīng)改造，在道路條件有限的情況下對該區(qū)域進行居住環(huán)境升級，從而對人居環(huán)境進行相應(yīng)提升；同時也可對道路交通環(huán)境進行相應(yīng)提升，例如在道路狹小而人居密集的地方設(shè)置相應(yīng)的單行道路，從而提升道路交通的整體通行效率.

城市道路是帶動城市發(fā)展外擴的主要動力鏈條，通過空間句法對漯河市的城市道路進行量化分析后發(fā)現(xiàn)，以道路為軸線進行城市外擴主要有三個方向，即城市的西北方向、西南方向以及城市的正東方向，尤其是城市的西北方向與西南方向具有較高的可達性和較低的城市建設(shè)用地，同時漯河市高鐵站也被環(huán)繞在該區(qū)域當中，所以下一步的城市發(fā)展方向應(yīng)以此為主.

而城市的東部與東南部作為漯河市主要的工業(yè)聚集區(qū)，具有較高的城市建設(shè)用地，但道路的通行性較差，而工業(yè)區(qū)對于交通有較高的需求，所以在下一步的城市發(fā)展過程中，應(yīng)將道路軸向適當向東部以及東南部擴展，與京港澳高速相呼應(yīng)，提升工業(yè)區(qū)的生產(chǎn)效率，均衡城市的發(fā)展方向，使城市能夠集工業(yè)與人居環(huán)境于一身，為城市居民提供更好的居住環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展空間.