基于GIS网络分析的龙岩城市公园可达性研究

林斌 颜逸静 金博闻 潘辉

(1.福建农林大学 艺术学院园林学院(合署),福建 福州 350007；2.闽江学院，福建 福州 350108)

公园在城市规划过程中承担着重要的公共服务功能，作为城市中的主要景观要素和休憩场所，公园发挥着极大的作用[1]。随着生活水平的提高，公园的规划建设不应只追求数量与规模，还应考虑市民能否更方便快捷地进入公园[2]。传统评价指标如城市绿地率、人均绿地面积等并不能真实地反映公园的现实服务效果[3]，而可达性指标能够更加客观地解决这一问题[4]。

可达性概念最早于20世纪50年代由国外学者W.G.Hansen提出，即由空间任意一点到目的地的难易程度，衡量指标包括空间阻力(spatial resistance)、时间、距离等[5]。目前国外公园可达性主要涉及使用效益分析[6]、空间格局评估等内容；国内研究多倾向于指出中心城区规划问题，较少提出改进建议[7-10]。目前可达性研究方法包括网络分析、缓冲区分析、费用加权距离等方法。有关学者研究发现，以道路矢量数据为基础的网络分析法能更真实地评价公园的可达性[11，12]。

作为全国文明城市，龙岩市曾荣获国家园林城市、国家森林城市等称号。本研究以龙岩市主城区7个公园为研究对象， 运用ArcGIS网络分析法，基于龙岩道路、人口数据，以到达公园入口的实际情况来评价龙岩主城区城市公园的空间分布和服务情况，为城市公园研究提供新思路，并为福建其他城市公园空间格局优化提供参考。

1 研究对象及范围

研究范围位于新罗区的主体区域，即龙岩市中心城区主城区。新罗区境内森林资源丰富，人口密度大，城市建设比较完善，城市建成区面积68.3hm2，人均公园绿地面积12.21m2。据《龙岩中心城区绿地系统规划(2016—2020)》可知，公园绿地建设相对集中于主城区，且公园建设滞后于城市发展，相关建设与发展潜力巨大。本次研究范围结合龙岩市行政规划图，北、西、东分别以绕城高速S21、S76、S203为界，南边以行政规划为界，研究区面积为142km2。本文以休闲游憩功能为主,选取大众点评度高且面积大于2hm2的城市公园[13],研究对象包括：莲花山公园(115.07hm2)、登高山公园(15.01hm2)、龙津湖公园(15hm2)、中央苏区公园(1 308hm2)、中山公园(3.2hm2)、石锣鼓公园(14.17hm2)、龙岩体育公园(13.21hm2)。

2 研究方法与步骤

2.1 数据获取

人口数据来源于《龙岩中心城区主城区单元控制性详细规划维护(2020年)》，公园数据主要参考《龙岩市中心城区近期建设规划(2016—2020)》，路网数据主要参考OSM卫星图、百度地图并结合现场调研确认。采用ENVI5.2进行正射校正等预处理，得到分辨率为1m的卫星图(图1)，利用ArcGIS10.0对卫星图像解译之后，结合调研数据进行路网提取，得到公园及道路等数据(图2)。

图1 研究区的卫星影像

图2 研究区城市公园及道路网络

2.2 构建数据库及网络分析模型

根据ArcGIS网络分析的要求，建立公园数据库和道路数据库。公园数据库包括名称、面积、入口点等字段，本研究以公园入口点为网络分析源点，即以到达入口点为到达公园，建立包含各公园入口数据的点文件。城市道路数据库根据提取路网的拓扑关系建立模型，包括道路名称、等级、行驶速度等数据。

本研究选择机动车、非机动车、步行三种方式分别建立服务区图层，时间阈值设置为5、10、15、20min，设置不同道路时间阻力值，即通过道路网络节点所需花费的时间，提取沿路网形成的可达区域，得到各公园服务面积。道路通行速度参考《龙岩市城市交通规划2006—2020》，将道路分为主干路50km/h，次干路40km/h，主要支路30km/h，次要支路20km/h。非机动车设置速度为15km/h[7]，步行时间为1m/s。此外，在道路节点处设置30s模拟通过交叉路口等待时间[14，15]。因龙岩市城市公交还处于建设期，路线多变化，故不纳入研究范畴。

2.3 分析计算人口密度及可达性面积与人口

人口密度计算以《龙岩市城市总体规划(2011—2030)》划分的城区单元为人口最小单元，根据公式(1)，计算人口密度，形成人口密度分布图(图3)。

图3 研究区人口密度分布图

(1)

式中“N”代表各单元人口数量，“S”代表各单元总面积。将得到的可达性分布图与研究区行政规划图、人口密度图叠加分析，根据公式得到研究区公园可达面积比和可达人口比:

(2)

(3)

3 结果与分析

3.1 公园及路网特征

从图2可知，研究区北部和东南部没有公园分布，即公园位置分布集中，7个公园面积差异较大。实地考察发现，中央苏区公园面积最大但基础设施不完善，其他公园服务设施较完善但公园面积小，可容纳游客数量少。目前主城区城市公园建设整体相对滞后，建设阶段的公园占现有城市公园总面积的34%。因龙岩属于山地城市，北部交通路网存在大量空白。城市主干道数量少，西部和南部道路连接不完善，存在大量断头路，且路网稀疏。中东部路网完善程度明显优于其他地区。

3.2 公园个体可达性分析

可达性分布图中，颜色深浅与可达性大小成正比。以非机动车出行为例，从各个公园可达性覆盖图(图4—图10)可知，莲花山公园、龙津湖公园和石锣鼓公园的可达性最佳，通过分析发现，这三个公园出入口数量设置合理，且多与城市干道相连，因城市路网在中部地区较为成熟，故可达性覆盖地区多为中部。

图4 石锣鼓公园

图5 莲花山公园

图6 龙津湖公园

图7 中央苏区公园

图8 登高山公园

图9 中山公园

图10 龙岩体育公园

中央苏区公园的占地面积最大，但因其周围路网尚不完善，且公园出入口设置较少，可达性不强；中山公园、登高山公园出入口数量合理但与城市主路联系不强，故可达性不强；龙岩体育公园为非开放式公园，公园地理位置靠近主干道但出入口数量少，影响其可达性。结合以上分析可知，公园出入口分布及周边路网决定了不同时间条件下可达性面积分布。

3.3 公园全局可达性分析

由图11—图13可看出，整体研究区中部可达性最好，整体可达效果从中部沿四周扩散，在路网空白区域停止，且只有在机动车条件下，研究区中部地区才被完全覆盖，花费时间较多，超过15min。三种出行方式在北部及东南部皆出现服务盲区，未覆盖区域与路网空白区相符，故应加强空白区路网建设。

图11 步行公园可达分布

图12 非机动车公园可达分布

图13 机动车公园可达分布

对三种出行方式下总体可达性面积比、人口比进行统计(表1、表2)，结果表明，不同时间等级下可达性效果排序为机动车、非机动车、步行。三种出行方式最高可达性面积比分别为9.61%、28.28%、56.62%，对应可达性人口比分别为12.83%、33.72%、71.23%。人口比均大于可达面积比，说明公园布局与人口密度匹配较为合理。

表1 三种出行方式下城市公园可达面积比

表2 三种出行方式下城市公园可达人口比

公园周边居民的主要交通方式是步行，而20min的可达面积比9.61%和可达人口比12.83%说明可达性相对较低，且无论何种出行方式，20min内仍有近40%的不可达面积与近30%人口未覆盖，说明研究区整体可达性较差，未能完全满足居民使用需求。

从图14、图15可知各出行方式可达性比的增长变化。机动车增长速率最快，步行的增长速率缓慢。机动车出行在10min之后面积可达比达到40.66%，远超20min内非机动车与步行可达性面积。值得注意的是，机动车与非机动车的可达面积、人口比在5—15min的增长趋势较强；20min后，未覆盖区域位置大多为路网空白区域，说明此时可达性与路网的完善程度有一定关联。

图14 三种出行方式可达面积比增长趋势

图15 三种出行方式可达人口比增长趋势

4 建议

4.1 均衡公园布局

以机动车可达分布图为依据，在研究区公园服务未覆盖的边缘地带如中心单元、 北城单元、东肖单元等区域，应利用原有山林资源及龙川支流建设郊野公园，弥补城市公园服务的不足，满足该区域居民生活需求，达到公园服务的公平性。其次，对人口密度较高的区域，应加强现有公园综合建设，如中央苏区公园，四周人口密度较大，这类面积较大的综合公园应合理规划功能区，提高公园利用率。

4.2 均衡公园出入口

公园出入口对公园服务覆盖面有重要影响，如中央苏区公园东侧出入口较少，影响东侧居民通行效率，应考虑分段设置出入口，解决道路绕行问题，提高公园可达性。此外，居民常采用步行以外的通行方式到达公园，因此，对登高山公园、中山公园等应考虑公园出入口尽量与城市主干、次干路衔接，且合理规划公园各出入口停车场面积，采用地下停车场或入口广场等形式节约用地面积。

4.3 完善路网结构

首先，应对城市当中的路网空白区、次干路进行完善，减少断头路，着重完善临近街道处的城市路网，提高可达面积与人口比。其次，提高道路等级，对主要支路进行扩建，提升通行速度，对占地面积较大的公园应合理利用城市道路分割，增设跨园公路，提高通行效率。最后，由于网络化道路系统模拟每个节点都需等待红绿灯时间，因此缩短等待时间有利于优化交通路线。比如，在十字路口设立立交桥，建立空中非机动车道或形成以步行为特色的城市绿道，连接公园及其他公共设施，为居民提供更加便捷的出行选择，提高步行的通行效率。

5 总结

通过网络分析法，对龙岩市主城区的7个城市公园进行机动车、非机动车和步行三种出行模式的模拟，得到公园可达性分布图及相关可达性数据，结果表明：(1)研究区内公园可达性呈现中部高、四周低的格局，公园位置较为集中，较大规模的公园基础设施尚未完善导致区域可达性差。(2)研究区内的公园可达性面积和人口指数较低，车行20min时，不可达面积比为43.38%，不可达人口比分别为28.77%，未能较好地满足城市居民的需求。(3)龙岩市主城区属于山地城市，路网建设尚未完善，基础设施相对滞后，对公园可达性有所影响。针对现状，提出均衡公园及其出入口、完善交通路网等建议。本研究根据龙岩市主城区的公园可达性进行分析，并针对当前公园存在的问题提出意见，为日后其他城市服务设施可达性研究提供一定参考。

本次研究选取研究对象特征为山地城市，与其他类型城市的规划发展有所差异，在未来的研究中应选取不同城市类型的公园建设为研究对象，满足研究结果的可实施性。此外，现有研究结果是基于交通道路通畅的条件下进行的，实际还应考虑城市地形、交通堵塞等情况对城市居民出行的影响，综合模拟各种影响因素的研究还有待深入。