城市公园绿地避震减灾适宜性评价及优化

宿萌萌 高惠瑛 范贺珊

摘要：依据公园绿地避震减灾规划相关规范，从环境、生态、设施、制度等4个层面选取16个指标因子，以定量评价为出发点结合GIS技术，采用熵值法和逼近理想解排序法（TOPSIS）的评价方法，对青岛市辖七区36个公园绿地进行实证评价，确定各公园绿地的适宜性。根据评价结果，分析七区避震减灾公园绿地现状，并结合现有城市避震减灾场所，对服务盲区预选出263处适合做避震减灾场所的区域。通过对青岛市七区的评价以期为青岛的避震减灾疏散场所的规划提供参考。

Abstract： According to the relevant specifications of park green space earthquake mitigation planning， 16 index factors are selected from four levels， including environment， ecology， facility and system. Based on the quantitative evaluation and GIS technology， the entropy method and TOPSIS method are used to evaluate 36 parks in seven districts under the jurisdiction of Qingdao， so as to determine the suitability of each park green space. According to the evaluation results， this paper analyzes the current situation of the green space of the earthquake mitigation Park in Qingdao， and combines with the existing service area of the urban earthquake mitigation place， selects 263 areas suitable for the earthquake mitigation place in the service blind area. Through the evaluation of the seven districts of Qingdao， in order to provide a reference for the planning of the evacuation places for earthquake mitigation.

关键词： 公园绿地;避震减灾;适宜性;熵值法;逼近理想解排序法（TOPSIS）

Key words： park green space;earthquake mitigation;suitability;entropy method;TOPSIS

中圖分类号：P315.9;TU986                           文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）22-0176-04

0  引言

城市作为经济文化的中心区域，是社会、经济、生态的有机结合体，面对各种灾害的发生，建立“安全城市”已成为全球无法回避的课题[1]。城市公园、绿地、广场的各方面优势是应急避难场所选址时的首选，在灾时起到应急避难功能，其应急设施的配置与布局已成为众多专家学者的研究热点。

国内外学者对城市公园绿地功能评价方面的研究已取得一定成果，如French E.L等[2]从多功能性、网络、场地位置和适宜性、规模和功能、场地要素和对社会弹性六个方面总结公园绿地需纳入避震疏散场地中的重要性。Edmundas K.Z.等[3]对影响公园绿地安全性的因子进行分析，选取10个指标建立了多准则决策评估模型，进而对欧洲Vilnius市的综合公园进行了安全性评价分析。史莹等[4]在公园整体布局、结构、自然人工条件基础上，选取对综合公园避震减灾适宜性影响因子，利用层次分析法对其进行评价和分析。陈永生[5]从生态、游憩、防灾避险等三方面建立12个指标因子的评价指标，将层次分析法用于合肥市公园绿地功能的综合评价。

随着对城市避震减灾场所选址研究的深入，逼近理想解排序法（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution，TOPSIS）能够充分利用原始数据信息、客观反映实际情况、对样本量要求不大等优势，被广泛利用[6]。初建宇等[7]建立灾害风险、应急保障基础设施、区位规模等3级指标，并将层次分析法、熵值法与TOPSIS结合，构建了固定避难场所选址评估模型，分析研究了某市避难场所的选址。孙滢悦等[8]从经济、效率、公平、安全、可达、环境等6个方面构建了TOPSIS评估模型，评估应急避难场所适宜性。

基于以上分析，本文将从城市公园的环境、生态、设施、制度等四层面出发，探讨城市公园避震减灾适宜性的评价指标体系，构建熵值法—TOPSIS综合评价模型，以期定量评估城市公园避震减灾适宜性，并以青岛市七区城市公园为例，分析现状，并为现状进行布局优化。

1  指标体系构建

1.1 避震减灾适宜性选择的影响因素

影响城市公园避震减灾适宜性的因子复杂，参考国内外相关标准和国内外学者对相关的适宜性评价因子的选取，建立公园避震减灾适宜性评价体系。综上本文结合实际情况从以下四个层面筛选指标：环境层面、生态层面、设施层面、制度层面。

1.1.1 环境层面

影响安全及公园绿地避灾效率的环境方面包括周边危险源、公园规模、出入口个数、园路路网密度、有效避难指数。周边危险源包括加油站、易燃易爆化工厂等。城市公园出入口越多，灾民进入公园越方便。公园绿地园路密度越大，则市民就可以迅速的到达合适避难区进行避难。公园绿地的规模越大，侧面可反映出可避难面积大，用有效避难指数更能合理分析公园绿地的可避难程度。

1.1.2 生态层面

避难过程中，人们心理上会更喜欢视野开阔、环境绿色、有水体的公园绿地，绿地的面积越高，绿化率越高，市民对该公园的选取几率会越大，公园所体现的避难价值也会更高。平时公园中的水体是其生态环境良好的体现，在灾时既能做应急水源，也能帮助灾民快速恢复情绪，因此绿地面积、绿化率以及水体是公园作为避震减灾场所是否适宜的因子。

1.1.3 设施层面

从公园避震减灾角度出发，应急避灾设施是公园发挥避震减灾作用的基础，是主要提供避灾服务的载体。由于不同级别的公园所配备的应急设备的种类有所不同，灾时的贡献度不一，无论是哪个类型的避震减灾公园，都至少要满足灾民最基本的生活需要，棚宿区面积、供水点数量、供电点数量、公共厕所数量、周边医疗点数量和应急停机坪数量来表征城市公园应急设施层面的强弱。

1.1.4 制度层面

在公园绿地的管理运营中，相关管理部门制度完善、分工明确，则会更注重能给市民带来一目了然的指示牌分布和公园绿地的知名度。在公园绿地举办的一些宣传教育活动以及应急指示标牌影响人们避难行为，因此本文将两者视为公园避震减灾场所是否适宜的因子。

1.2 避震减灾适宜性指标体系构建

根据上述分析，将避震减灾适宜性指标分为2级：1级指环境层面、生态层面、设施层面和制度层面;2级指反映1级指标的因子，共计16项，具体见表1。

2  评估模型建立

TOPSIS是系统工程中有限方案多目标分析的决策方法[9，10]。方法为根据决策问题距最优解和最劣解间的距离，得到各方案与理想解的贴切度，进行排列。其中贴切度越接近1，说明评价对象水平越高[11]。TOPSIS方法通常采用主观赋权法如AHP法、专家评价法等确定指标的权重，为消除此类主观方法对评价结果造成的偏差，提高样本数据的最大化使用，本文采用熵值法确定各指标权重，然后利用TOPSIS法求得各城市公园避震减灾适宜性。

2.1熵值法求权重

①构建数据矩阵。

②数据预处理。

为消除因子量纲不一致对结果造成的影響，以具有可比性。对公园原始数据采用极值标准化方法，同时后均加0.001，对指标数据进行归一化处理得标准矩阵A=（aij）m*n。对于正向型指标数值越大，说明适宜性越好;负向型指标数值越大，说明适宜性越差。

调整后的标准化公式如下：

其中，x′ij为xij的标准化值，xij为i公园的j指标的原始值，xmax（j）为j指标的最大值，xmin（j）为j指标的最小值。

③计算第i个样本下第j项指标的比重：Pij。

④计算第j项指标的熵值ej：

（式中，k为常数，k=1/lnm其中：Pij=1/n，当Pij=0时，PijlnPij=0）

⑤计算指标的差异性系数dj，差异性系数越大，表明指标对评价结果的影响也越大，权重也越大。计算如下：

dj=1-ej（5）

⑥计算评价指标权重。

2.2 TOPSIS法求适宜性

①构建标准化决策矩阵：利用熵权法所得到的无量纲标准化矩阵（aij）m*n;

②构建加权决策矩阵：由上述确定的指标权重wk与（aij）m*n相乘，得到加权规范化决策矩阵，即：

④确定指标到正理想解、负理想解的距离：

到正理想解的距离：

3  实例验证

3.1 研究区概况

青岛市位于山东省东南部，属于华北地震区，不处于强地震带之上，但周边发育有郯庐强震带、燕山渤海强震带和南黄海强震带[12，13]。根据资料显示，青岛市七区的地震避难场所为76处，总面积268.265万平方米，可容纳疏散人数为140.25万人，而七区常住人口为635.25万人，根据尹之潜[14]无家可归人口预测，设防烈度以上地震时固定和中心避难场所内避难人数应为330.51万人，整体来看，城市公园作为避难场所量偏少。因此，本文通过对青岛市辖七区36个公园绿地进行实证评价，确定各公园绿地的适宜性。根据评价结果，结合现有城市避震减灾场所服务域，对服务盲区预选出一批适合做避震减灾场所的区域。

3.2 数据收集

青岛市及各辖区统计年鉴，人口普查数据及政府网站公开的统计信息;青岛市避难场所;青岛市遥感影像和GIS图;公园的避灾面积及近3年的宣传活动次数。百度地图查询的医疗、加油站点。

3.3 评价结果

根据式（1）-式（11）确定评价指标数据距正负理想解的距离和36个城市公园的相对贴近程度，并将其进行排序。详见表2。

3.4 评价结果分析

3.4.1  青岛市七区公园避震减灾适宜性分布图

根据上述计算结果，运用GIS软件，使用自然断点法将适宜性结果分为“好”、“较好”、“一般”、“较差”、“差”五个级别。I级差（0.0568？燮C<0.0855），II级较差（0.0855？燮C<0.1453），III级一般（0.1453？燮C<0.2598），IV级较好（0.2598？燮C<0.3928），V级好（0.3928？燮C？燮0.5275），为了更直观展示空间分布，绘制36个公园的适宜度图，如图1。