福州市鼓楼区公园应急避难可达性评价∗

庄霆坚 邓捷铭 林紫珊 张 倩 洪婷婷

福州市鼓楼区公园应急避难可达性评价∗

庄霆坚1邓捷铭2，3林紫珊1张 倩1洪婷婷1

1 福州大学建筑学院 福州 350108 2 中国科学院地理科学与资源研究所 北京 100101 3 中国科学院大学 北京 100049

应急避难是城市公园不可或缺的功能。目前国内对城市公园绿地空间分布的研究已较为成熟，但尚缺定量分析城市公园应急避险可达性的方法。文章以定量分析的方法——高斯两步移动搜索法，结合城市公园的空间分布与人口普查数据，在GIS中建立空间数据统计分析架构，对福州市鼓楼区的各主街到应急避难绿地的可达性进行评价，从而得出鼓东街道和华大街道的可达性高，安泰街道、东街街道和水部街道的可达性低的结论，并提出相应的改进建议。

公园应急避难，高斯两步移动搜索法，可达性，福州市鼓楼区

城市应急避难绿地是城市公共绿地中最重要的组成部分，也是城市开放空间中的重要节点。如何有效结合公园绿地布置应急避难场所，合理规划城市公园绿地避难场所的空间，尤其是科学分析城市公园应急避险绿地的可达性，已成为当下研究的热点。

空间可达性是评价绿地应急避难场所规划布局是否合理的重要指标。关于避难绿地可达性的已有研究主要有3种方法:1)最近邻法[1]，其可达性指标主要用最近绿地的网络距离来衡量；2)局域法[2]，即统计各区域的绿地面积进行计算分析，对可达性进行估计；3)重力模型法[3]，即各绿地对某一子区域的吸引力用重力模型来表示，将这些模型吸引力的数据相加得到该子区域的绿地可达性。前两种方法均忽略了居民有主动选择不同避难绿地的权利，笼统地假设居民会选择最近的绿地；第三种方法虽然考虑了居民对避难绿地的选择性，但对绿地与人口的供需关系问题同样缺乏考虑[1]。为克服以上方法存在的问题，Dajun Dai引入基于高斯两步移动搜索法对美国亚特兰大市的绿地可达性进行评估[4]，但之后其应用未见报道。本文尝试应用高斯两步移动搜索法进行绿地应急避难可达性研究，并利用GIS的空间数据统计与分析功能，结合公园绿地的空间分布与人口普查数据，对福州市鼓楼区的城市公园应急避险绿地可达性进行评估，通过对研究区域内各主要街道到公园绿地的可达性分析，识别公园绿地在空间布局上的缺陷与盲区，以期为鼓楼区城市公园应急避险系统的空间优化提供科学依据，并对当前空间绿地研究可达性方法的时效滞后、空间距离表达方面的单一粗略等问题进行改进补充。

1 研究对象

1.1 研究区域概况

福州地处我国东南沿海地震带，属滨海平原、岛屿灾害防治区，具有发生中强地震的地质构造背景。据福州市防震减灾专栏记录，福州地区历史上曾发生2次破坏性地震，90次有感地震。地震已成为城市主要灾害之一，对人民的生命财产安全造成了严重威胁，防治形势严峻[5]。记录表明，地震灾害主要分布在市区西北部，鼓楼区位于其中[6]。作为福州全市乃至全省重要的政治、经济、文化中心和人口集中区，鼓楼区城市公园应急避难场所的空间分布具有重要地位，故本研究选择福州市鼓楼区公园应急避难场所作为研究对象。

福州市鼓楼区位于福建省福州市市区西北部，是福建省省政府和福州市市政府所在地，八闽首善之区。福州市鼓楼区北以外福铁路、东以晋安河与晋安区为界；南面以琼河、东西河、斗池路、上浦路为界与台江区接镶；西面以闽江为界与仓山区隔江相望；西北与闽侯县相邻。全区辖9个街道、1个镇[5]，总面积为35.7 km2，2010年常住人口为68.8万人。

1.2 城市公园应急避难场所现状

目前，鼓楼区一共确定了8个绿地应急避难场所，分别是温泉公园、晋安河公园、白马河公园、西湖公园、左海公园、屏山公园、金牛山公园及五一广场[6]。考虑到福州市关于 “大西湖”公园规划建设的规定及两个公园在地理位置上的相邻性，本研究将西湖和左海公园合并为一个公园进行研究。根据最新国家标准 《防灾避难场所设计规范》[7]，固定防灾避难场所平均有效避难面积应在2 m2/人以上，最少不能低于1 m2/人；紧急防灾开敞空间内部开敞平整的空间不宜小于其面积的60%，固定防灾开敞空间平整的空间不宜小于其面积的70%。按照以上标准，鼓楼区只有西湖——左海公园属于固定避难场所，其他公园均为紧急避难场所。公园绿地的规模大小、结构设施、交通现状将明显影响其应急避难功能的发挥，因此本研究针对鼓楼区公园的有效避难面积、疏散大门数量、可容纳人数、周边概况等进行了详细的调查和整理 (表1)。

表1 福州市鼓楼区公园应急避难场所场地分析及容量

2 研究方法

2.1 高斯两步移动搜索法

高斯两步移动搜索法即分别以供给地(公园)和需求地(街道)为基础，分两步计算各街道应急避难场所的可达性。

第一步，对于每一个公园j，给定空间距离阈值d0，形成一个空间作用域；对于落在空间作用域内的每个街道k的人口，利用高斯方程赋以权重，并对加权后的人口相加，得到公园j所有潜在使用者数量；再将绿地的规模除以所有潜在使用者数量得出供需比率R。

式中:Pk是公园j的空间作用域内(dkj≤d0)街道k的人口数量；dkj是从街道k中心到公园j中心的空间距离；Sj是绿地j的容纳能力，即公园有效避难面积；G(dkj，d0)是考虑到空间摩擦问题的高斯方程，计算方法如公式(2)所示:

第二步，对于每一个街道i，给定空间距离阈值d0，形成另一个空间作用域，对落在空间作用域内的每个公园l的供给比率(Rl)利用高斯方程赋权并进行加和，得到每个街道i的公园可达性Ai。Ai值的大小可以理解为在研究单元内，人均享有的位于服务范围内的可避难面积，单位为m2/人。

式中:Rl表示街道i的空间作用域内(dkj≤d0)公园l的供给比率。其他指标说明同公式(1)。

选择合理的空间距离阈值d0是两步移动搜索法的关键。人的步行速度约为5 km/h，一般步行者出行的最大心理承受时限不会超过0.5 h，0.5 h内可到达的距离约为2.5 km，因此本研究取d0为2.5 km。考虑到鼓楼区以外的公园绿地也将提供应急避难空间，本研究对鼓楼区边界向外2.5 km范围内的2个城市公园进行了评估，其中金鸡山公园为山地公园，易发生滑坡，而南公园规模小，空间局促，不利于人员疏散，均不适宜作为城市应急避难场所。此外，某些沿河公园绿地由于形状狭长，如若用单个点来表示其中心位置，无法体现带状公园的空间服务特性。因此，本研究利用主干路与桥梁为主要分界线，将原来狭长的公园绿地分割为多块绿地，每块绿地分别选择中心点。

2.2 克里金空间插值

高斯两步移动搜索法所获得的数据结果仅体个采样点的观测值Z(Si) 的线性组合来求取，即，

式中:λi为采样点 Si的权重。

2.3 自然断点法

运用GIS的自然断点法(Natural Breaks)对鼓楼区各街道的应急避难场所可达性的高低行进行分级。自然断点法根据数据内在关联性进行自然分组，通过最优化组内相似值并最大化组间差距，为分级的客观性提供根本保证[10]。现在街道中心点上，要获得城区任意位置的公园可达性，需利用局部空间插值法对街道中心点以外的地点进行可达性估计。克里金插值法能最大限度地利用空间取样所提供的各种信息，考虑待估样点与邻近已知样点的空间关系、邻近样点彼此之间的位置关系和已有观测值的空间自相关特性，保证空间插值的科学合理[9]。

克里金空间插值的原理为:设一区域内在采样点位置 Si处的观测值为 Z(Si)，i＝ 1，2，3，…，n，则在预测点S0的估计值Z(S0)可以通过周围n

3 结果与分析

3.1 可达性空间分布

图1 各街道应急避难场所可达性与人口分布情况

结合高斯两步移动搜索法和克里金空间插值方法，对福州市鼓楼区各街道的应急避难场所可达性进行计算与分析，得到应急避难场所可达性与人口分布叠加图(图1)，图1中公园可达性的高低以灰度值表达，人口密度以ArcGIS软件所提供的点密度制图(Dot Density)来表达。如图2所示，鼓楼区人口密度整体呈现出东密西疏的特点，各街道应急避难场所可达性呈现“东西高，南北低”的空间特征，并表现出“两高两低”的极值空间分布。可达性高值区主要分布在鼓楼区东部的鼓东街道和华大街道，以及西部的洪山镇中心，其中前者可达性分值更高，为典型高值区；可达性低值区主要分布在鼓楼区东南部的东街街道、水部街道和安泰街道，以及北部的五凤街道中心，其中前者可达性分值更低，为典型低值区。

图2 各街道应急避难场所可达性等级

根据高斯移动搜索法的公式原理可知，可达性指数的内涵是人均享有的位于服务范围内的可避难面积，其耦合了应急避难场所距离、有效避难面积及街道人口密度三者的综合影响，即一个区域人口密度越小，距离应急避难场所越近，公园人均有效避难面积越大，可达性越高。针对鼓楼区各高、低值区而言，东部高值区邻近西湖公园、温泉公园、屏山公园等诸多公园，人口密度适中，人均有效避难面积大，可达性高；西部高值区虽然只邻近金牛山公园等少数公园，但人口密度小，人均有效避难面积大，可达性较高；北部低值区虽然人口密度小，但邻近公园十分少，人均有效避难面积仍较小，可达性较低；东南部低值区虽然也邻近五一广场、白马河、晋安河等诸多公园，但公园的面积较小，且人口密度大，导致其人均有效避难面积小，可达性低。

3.2 可达性分级分析

为了提高应急避难场所空间布局与建议对策的行政单元针对性，结合GIS的区域统计功能，对鼓楼区各街道的可达性平均值进行统计，并利用自然断点法将公园可达性分值分为高、较高、一般、较低、低五级(表2)。结果显示，可达性高的街道为鼓东街道和华大街道，可达性较高的为鼓西街道和洪山镇，可达性一般的为温泉街道和五凤街道，可达性较低的为南街街道，可达性低的为安泰街道、东街街道和水部街道(图3)。

由于各街道的人口、公园数量与分布等性质存在差异，其可达性等级的内在影响机制也不同。鼓东街道、华大街道由于临近的应急避难场所数量多，有效避难面积较大，人口密度适中，且距离鼓楼区唯一的固定应急避难场所——西湖-左海公园近，是全区可达性的典型峰值区；鼓西街道虽然邻近较多的应急避难场所，并毗邻西湖-左海公园，但人口密度大，人均有效避难面积减少，因而其可达性无法维持在高水平；温泉街道和南街街道邻近的应急避难场所数量适中，但由于人口密度大，人均避难面积较大，可达性不高；洪山镇和五凤街道邻近的应急避难场所数量少，且距离较远，但其人口密度小，人均有效避难面积较高，其可达性分值并不低，而邻近金牛山公园的洪山镇中部还成为全区的可达性峰值区；安泰街道邻近公园少，人口密度较高，可达性低；东街街道、水部街道周围的应急避难场所数量少，距离远，且人口密度大，人均有效避难面积很小，成为可达性典型低值区。综上所述，鼓楼区东南部的3个街道存在 “僧多粥少”的局面，应急避难的功能需求较大，是未来应急避难场所建设需要重点提升的区域，其中又以人口密度大的东街街道、水部街道为重中之重。

表2 各街道应急避难场所可达性与人口密度情况

4 结论与讨论

本研究基于高斯两步移动搜索法的原理，结合人口数据、防灾公园空间分布数据，利用GIS的空间数据统计与分析技术，对福州市鼓楼区各街道防灾公园的可达性进行了分析，得出如下结论:鼓楼区目前的7个防灾公园中，只有西湖-左海公园为固定防灾公园，其余为紧急防灾公园；鼓楼区各街道防灾公园可达性整体上呈现东西高，南北低的空间特征，并表现出 “两高两低”的极值空间分布；鼓东街道和华大街道的可达性高，安泰街道、东街街道和水部街道的可达性低。

城市应急避难场所的避难规划建设是城市自我保护能力的重要体现。根据福州鼓楼区 “十三五”规划，鼓楼区未来将定位为改革开放先行区、现代服务业示范区、闽都文化核心区和生态宜居智慧区[11]。作为综合性省会城市的中心区，鼓楼区城市应急避难场所的合理规划关系到整个城市综合防灾建设的发展。结合研究结果与鼓楼区现阶段发展规划，发现其应急避难场所体系相对不完善，有诸多短板需要改进。

1)鼓楼区东南部人口与应急避难场所供需关系严重不匹配。其中以南部新城及板桥新城与软件谷为重点的经济发展规划、以南郊森林公园为主体的生态环境建设规划成为鼓楼区 “十三五”规划的重要内容。从图3可以看出，鼓楼区东南部应急避难场所可达性低，不利于区域应急疏散。针对鼓楼区东南部公园绿地可达性较差的现状，结合鼓楼区未来的规划方向，应在鼓楼区南部的板桥新城周边新增公园绿地，提高附近居民点公园绿地可达性，并结合研究区域自然地理优势，规划利用鼓楼区南部湿地空间来新增公园绿地。

2)鼓楼区应急避难场所需加强区域空间联动，形成结构合理的应急避难场体系。鼓楼区目前只有西湖-左海公园为固定避难场所，且其毗邻众多街道，人口密度大，防灾避难功能有限。建议在区域东北处新增加一个固定避难场所，面积在10 hm2以上，同时加强区级最大的应急避难场所西湖-左海公园的避难设施建设，将其提升为中心避难场所。此外，在狭长的沿河公园绿地建立多点状的避难点，形成线状并受西湖左海中心避难场所统一指挥，提升周边固定避难场所到中心避难场所的交通便捷性，增强公园间的区域联动效

3)鼓楼区应急避难场所的规模结构应与区域人口密度空间的现状及发展趋势相匹配。在现有基础上坚持就近避难原则，并实现人均避难面积的标准(2 m2)，以保证城市居民在灾害突发时有足够的避难场地，提升公园整体避难的有效性。另外应增加城市公园内部的开敞空间面积[12]，注重公园内部的虚实布局与平灾结合地利用，制定出合理优化的可实施布局方案。

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Evaluation of Urban Disaster Prevention Park Accessibility in Gulou District，Fuzhou city

Zhuang Tingjian1Deng Jieming2，3Lin zishan1Zhang Qian1Hong Tingting1
(1.College of Architecture， Fuzhou University， Fuzhou 350108， Fujian， China；2.Institute of Geographic Sciences and Naural Resources， Beijing 100101， China；3.University of Chinese Academy of Sciences)

Emergency risk prevention is an indispensable function of city parks.At present，the research on the spatial distribution of green spaces in urban parks ismature already，but there is still lack in quantitative analysis of the accessibility of urban emergency prevention parks.Based on the quantitative analysismethod，Gaussian two-step mobile search method was adopted， combining with the spatial distribution of city parks and census data， a spatial data statistical analysis framework was established in GIS structure to evaluate the accessibility of everymain streetof Gulou District in Fuzhou to the emergency prevention green spaces.It was concluded that accessibility to Gudong Street and Huada Street is high while that to Antai Street， Dongjie Street and Shuibu Street is low， and accordingly，the suggestionswere proposed for themodification and improvement.

urban disaster prevention park， Gauss two-step mobile search method， accessibility， Gulou District of Fuzhou City

10.3969/j.issn.1672-4925.2017.05.005

2017-05-09

国家自然科学基金 “基于量化技术的闽浙粤城市被动式防灾绿地规划设计研究”(51408130)；福建省教育厅基金 “基于量化技术的三明市被动式防灾绿地规划设计研究”(JA14043)

庄霆坚 (1994-)，男，在读研究生，研究方向为城市规划和园林规划，E-mail:469376657＠qq.com

洪婷婷 (1983-)女，博士，副教授，研究方向为城市绿地系统规划，城市绿地防灾减灾，E-mail:fjolive＠qq.com