基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的城市公園綠地可達(dá)性研究
——以北京中心城區(qū)為例

彭瑤瑤

（中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院）

1 引言

作為城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組分，綠地素有“城市之肺”之稱，兼具生態(tài)、景觀、美學(xué)、休憩、娛樂(lè)等諸多功能，在改善人居環(huán)境、保護(hù)生物多樣性以及維持生態(tài)系統(tǒng)平衡等方面影響深遠(yuǎn)。改革開放后，我國(guó)公園綠地建設(shè)取得長(zhǎng)足發(fā)展，但隨著生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)公園綠地的需求不再止于數(shù)量，更加關(guān)注能否方便快捷地抵達(dá)公園，可達(dá)性成為評(píng)價(jià)城市公園布局合理性以及服務(wù)效能的重要指標(biāo)之一[1]。

可達(dá)性是指居民克服空間阻力，從任意一點(diǎn)到達(dá)目的地的相對(duì)難易程度，常用時(shí)間、距離、費(fèi)用等指標(biāo)來(lái)衡量，是評(píng)判城市公共服務(wù)設(shè)施布局合理性與服務(wù)公平性研究的重要方面[2]。國(guó)內(nèi)外對(duì)城市公園綠地可達(dá)性的研究起步較早，研究視角涉及不同交通方式、不同使用人群、不同公園類型等多個(gè)方面[3-4]，但由于對(duì)可達(dá)性的理解不同，相關(guān)評(píng)價(jià)模型較多樣，常用的方法包括統(tǒng)計(jì)指標(biāo)法、緩沖區(qū)分析法、網(wǎng)絡(luò)分析法、最小鄰近距離法、重力勢(shì)能模型法等[5]。而網(wǎng)絡(luò)分析基于拓?fù)鋵W(xué)和運(yùn)籌學(xué)，以公園出入口為節(jié)點(diǎn)，以道路網(wǎng)絡(luò)為鏈，能夠較有效模擬居民進(jìn)出使用公園的情景。

基于此，以多種開源網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，運(yùn)用ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析工具，以人口高度集聚、空間較混合的北京市中心城區(qū)為例，涵蓋東城區(qū)、西城區(qū)、朝陽(yáng)區(qū)、海淀區(qū)、豐臺(tái)區(qū)、石景區(qū)6個(gè)行政區(qū)的134個(gè)街道、鎮(zhèn)或地區(qū)，對(duì)其公園綠地的可達(dá)性進(jìn)行研究，以期為公園更加高效的利用和更合理的空間布局提供借鑒。

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 研究數(shù)據(jù)

通過(guò)百度地圖開放API（Application Programming Interface）接口抓取北京市中心城區(qū)公園綠地POI（Point of Inter‐est），并基于OSM（Open Street Map）提取公園綠地斑塊和道路網(wǎng)絡(luò)矢量數(shù)據(jù)。利用ArcGIS將以上數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，篩選面積大于2hm2的公園綠地，得到230個(gè)公園作為研究對(duì)象，進(jìn)一步提取各公園出入點(diǎn)，共計(jì)883個(gè)。通過(guò)ArcGIS提取全路網(wǎng)的街區(qū)長(zhǎng)度和路網(wǎng)交叉口分布，用于后續(xù)公園綠地可達(dá)性分析。

2.2 研究方法

網(wǎng)絡(luò)分析法通過(guò)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)對(duì)所有公園出入口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)公園綠地輻射范圍面積所占比例來(lái)表示該區(qū)域公園綠地可達(dá)性，能夠較真實(shí)準(zhǔn)確地模擬居民往返公園的行為。一個(gè)基本的網(wǎng)絡(luò)由源、鏈、節(jié)點(diǎn)和阻力四部分組成，具體以公園主要出入口為源，以雙向行駛的城市道路為鏈，以道路交叉口為節(jié)點(diǎn)，以步行花費(fèi)的時(shí)間為阻力[6]。在研究過(guò)程中，以10min、20min、30min為時(shí)間間隔，利用ArcGIS的Network Analyst分析工具，創(chuàng)建步行道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，選擇公園綠地出入口為設(shè)施點(diǎn)，設(shè)置各道路的通過(guò)時(shí)間、行駛方向及中斷點(diǎn)，生成居民在步行方式下沿道路網(wǎng)絡(luò)一定時(shí)間所圍合成的封閉區(qū)域，便可得到城市公園可達(dá)區(qū)域的等級(jí)分布范圍。

3 結(jié)果與分析

3.1 中心城區(qū)公園綠地的空間分布特征

近些年，北京市公園綠地建設(shè)成效顯著，尤其是2008年前后借助奧運(yùn)會(huì)的契機(jī)，市政府對(duì)綠地進(jìn)行大規(guī)模增建[7]，目前已基本形成以舊城區(qū)為中心向外逐漸擴(kuò)展的環(huán)狀、點(diǎn)狀綠地交織而成的網(wǎng)狀系統(tǒng)（見圖1）。點(diǎn)狀綠地包括市屬公園、區(qū)屬公園、社區(qū)公園、附屬綠地等多種類型。環(huán)狀綠地包括圍繞舊城區(qū)、沿明清城墻和護(hù)城河呈“凸”字形輪廓的綠色公園帶，以及位于城區(qū)中心地帶與邊緣集團(tuán)之間的“一道綠隔城市公園環(huán)”，肩負(fù)著承載居民休閑游憩活動(dòng)、遏制城市攤大餅式發(fā)展、為城市戴上美麗的綠色生態(tài)“項(xiàng)鏈”的重任。其中，東小口-奧森地區(qū)、“三山五園”地區(qū)、南苑地區(qū)、十八里店地區(qū)等規(guī)模較大、分布較集聚的公園組團(tuán)是整體綠地格局中的重要節(jié)點(diǎn)。

圖1 北京中心城區(qū)公園綠地空間分布

3.2 中心城區(qū)公園綠地的整體可達(dá)性

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)北京中心城區(qū)和各轄區(qū)公園綠地的步行可達(dá)性進(jìn)行分析（見圖2）。整體上，中心城區(qū)公園綠地的空間分布不均衡，表現(xiàn)出核心城區(qū)覆蓋較廣泛、周圍區(qū)域可達(dá)性水平較低的分布情況。從統(tǒng)計(jì)上看，中心城區(qū)公園綠地步行10min、20min、30min的覆蓋率分別為9.8%、24.3%、51.2%，距離“讓市民開窗見綠、出門見園”的規(guī)劃目標(biāo)仍有一定差距。在所轄6個(gè)行政區(qū)中，東城區(qū)、西城區(qū)、朝陽(yáng)區(qū)的公園綠地步行可達(dá)性均高于平均水平，尤其是以“首都功能核心區(qū)”為代表的東城區(qū)和西城區(qū)，公園綠地覆蓋較均勻，步行10min、20min、30min的覆蓋率分別達(dá)到24.5%、60.1%、97.1%和19.4%、49.0%、93.5%，顯著高于其他區(qū)域。海淀區(qū)、豐臺(tái)區(qū)、石景山區(qū)的公園綠地步行可達(dá)性均低于整體平均水平，其中石景山公園綠地覆蓋率最低。石景山作為北京中心城區(qū)的西大門，北部為連綿起伏的山地，林地較多，在用地性質(zhì)上不屬于公園綠地，但整體上石景山是北京市中心城區(qū)中山林資源較豐富、綠化覆蓋率較高的地區(qū)。

圖2 北京中心城區(qū)公園綠地步行10min、20min、30min覆蓋率

3.3 不同街道的公園綠地可達(dá)性對(duì)比

利用ArcGIS將北京中心城區(qū)公園綠地的可達(dá)性分析與各轄區(qū)的街道界限進(jìn)行疊加，計(jì)算各街道內(nèi)公園步行輻射范圍所占比例，作為衡量各街道公園綠地服務(wù)水平的重要依據(jù)（圖3）。整體上，各街道公園綠地步行10min覆蓋率較低，大多數(shù)位于30%以下；步行20min覆蓋率分布差異較大，高覆蓋率的街道基本分布在南北向中軸線和東西向中心軸線沿線，呈現(xiàn)“十”字形的條帶狀特征；步行30min高覆蓋率的街道空間分布較廣泛，且基本集聚在“一道綠隔城市公園環(huán)”及其以內(nèi)區(qū)域，除少量街道覆蓋率在10%以下外，大多數(shù)街道的公園綠地覆蓋率均在70%以上。

圖3 北京中心城區(qū)公園綠地步行可達(dá)性分析

作為首都功能核心區(qū)和北京市舊城區(qū)，東城區(qū)和西城區(qū)公園綠地建設(shè)起步較早、分布較均勻，其所轄街道的公園綠地覆蓋率顯著高于其他區(qū)域，10%以下覆蓋率的街道較少。其中，西城區(qū)陶然亭街道、白紙坊街道、德勝街道、什剎海街道分布有北海公園、景山公園、陶然亭公園、大觀園等多個(gè)公園，東城區(qū)和平里街道、前門街道、天壇街道、東華門街道分布有天壇公園、地壇公園、中山公園、青年湖公園、菖蒲公園等，加之路網(wǎng)稠密，公園綠地步行可達(dá)性水平整體較高，步行10min覆蓋率基本在35%以上，步行20min覆蓋率在80%以上，步行30min覆蓋率達(dá)100%。

海淀區(qū)、朝陽(yáng)區(qū)、豐臺(tái)區(qū)、石景山區(qū)作為從舊城區(qū)向市域外圍過(guò)渡的區(qū)域，其公園綠地的可達(dá)性以“一道綠隔城市公園環(huán)”為界限表現(xiàn)出兩極分化的趨勢(shì)。其中，朝陽(yáng)區(qū)奧林匹克森林公園周邊的奧運(yùn)村街道、亞運(yùn)村街道和朝陽(yáng)公園周邊的團(tuán)結(jié)湖街道、麥子店街道等公園綠地可達(dá)性較高，均位于城市公園環(huán)以內(nèi)；而外圍的黑莊戶地區(qū)、金盞地區(qū)、孫河地區(qū)，公園綠地較少，步行10min、20min、30min覆蓋率均在20%以下。海淀區(qū)、豐臺(tái)區(qū)、石景山區(qū)位于城市公園環(huán)內(nèi)外的街道也呈現(xiàn)出公園綠地分布不均衡的格局。城市公園環(huán)外的街道公園綠地雖較少，但山地林地整體分布較廣泛。

4 結(jié)論與討論

北京市中心城區(qū)人口、建筑高度集聚，對(duì)其公園綠地可達(dá)性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)有助于識(shí)別公園供需矛盾，提高公園服務(wù)水平和空間布局合理性。以多種開源網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，基于網(wǎng)絡(luò)分析法和Arc‐GIS技術(shù)平臺(tái)，以230個(gè)公園綠地的883個(gè)出入口為源，以城市道路拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)為鏈，以道路交叉口為節(jié)點(diǎn)，以步行花費(fèi)的時(shí)間為阻力，識(shí)別步行10min、20min、30min所圍合成的封閉區(qū)域，并從整體中心城區(qū)、6個(gè)轄區(qū)以及134個(gè)街道/鎮(zhèn)/地區(qū)三種空間尺度對(duì)公園綠地的可達(dá)性進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)：

①北京中心城區(qū)公園綠地空間分布不均衡，舊城區(qū)和“一道綠隔城市公園環(huán)”分布較密集，整體距“讓市民開窗見綠、出門見園”的規(guī)劃目標(biāo)仍有一定差距；

②各行政轄區(qū)公園綠地覆蓋率差異較大，按照可達(dá)性進(jìn)行排序：東城區(qū)＞西城區(qū)＞朝陽(yáng)區(qū)＞海淀區(qū)＞豐臺(tái)區(qū)＞石景山區(qū)；

③東城區(qū)和西城區(qū)所轄街道公園可達(dá)性整體較高，其他行政區(qū)所轄街道公園可達(dá)性以“一道綠隔城市公園環(huán)”為界呈現(xiàn)兩極分化。

研究結(jié)果對(duì)北京中心城區(qū)公園綠地的規(guī)劃決策與空間優(yōu)化布局具有重要借鑒意義，對(duì)其他服務(wù)設(shè)施的可達(dá)性評(píng)價(jià)具有一定參考價(jià)值。

研究也存在一定局限性。如步行時(shí)長(zhǎng)、步行速度、等待時(shí)間等參數(shù)的設(shè)置均會(huì)影響可達(dá)性計(jì)算結(jié)果，因此仍需加強(qiáng)對(duì)居民行為偏好的調(diào)查研究。此外，本文計(jì)算結(jié)果僅反映了模型測(cè)算出的“可以達(dá)到”，實(shí)際可達(dá)性水平仍受公園規(guī)模等級(jí)、景觀質(zhì)量、交通便捷程度等多種因素影響。后續(xù)可考慮加入不同交通出行方式、公園類型及規(guī)模等級(jí)的影響，從而更加準(zhǔn)確地模擬居民實(shí)際的出行行為與偏好。