顾及出行方式和道路网络结构的城市公园绿地可达性分析——以开封市鼓楼区为例

刘 莹，张俊峰，马昱伯,丁 聪

(华北水利水电大学 建筑学院,河南 郑州 450045)

1 引言

城市公园绿地作为城市生态系统和绿地系统的重要组成部分，既是城市建设生态支撑基底，又是城市居民日常生活与城市公共服务的空间载体，在协调城市空间、改善城市生态环境、满足城市居民日常活动需求等方面发挥着重要作用[1～3]。《城市绿地分类标准》(CJJ/T85-2017)[4]中将城市公园绿地定义为向公众开放，以游憩为主要功能，兼具生态、景观、文教和应急避险等功能，有一定游憩和服务设施的绿地，并分为综合公园、社区公园、专类公园和游园4种类型，有研究表明，居住在城市公园绿地附近的居民生活质量更高，能够有效缓解压力和心理健康问题，具体分类标准见表1。

表1 公园分类表格

城市公园绿地作为展示城市整体环境水平和居民生活质量的重要指标，其可达性一直是学者关注的重点。近年来，学者多借助GIS的空间分析功能定量分析城市公园绿地可达性，其中，常用的研究方法主要有缓冲区法、最小距离法、吸引力指数法、网络分析法等。国内关于城市公园绿地可达性起步较晚，大多是基于国外基本理论在实践中的简单应用，较少结合实际对理论进行深化和改革。魏冶等[5]基于高斯两步移动搜索法对沈阳绿地可达性进行了分析，根据可达性评价结果，提出了实施空间优化策略。邢晓娟等[6]以常德市新城进行实例研究，按照服务半径分为500 m、1000 m、2000 m 服务半径公园绿地，对其分别进行了缓冲区分析和网络分析。宋秀华等[7]采用成本加权距离法，对城市公园绿地现状和规划进行了可达性分析，并对现状可达性分析进行了实地验证。本文以开封市鼓楼区城市公园绿地为研究对象，运用网络分析方法研究了在步行、骑行等低碳出行方式下的城市公园绿地可达性分析。

可达性的概念由Hansen于1959年首次提出[8]，指从空间中任意一个位置到达另一个位置的难易程度；网络分析是对地理网络、城市基础设施网络进行模型化表达，以解决资源的最佳分配、最短路径的寻找等问题。本研究中，以城市公园入口为出发点，城市道路为网络骨架，道路交叉路口为网络节点，通过计算从公园出发沿道路出行的覆盖范围反映城市公园绿地可达性(图1)。

图1 网络分析法的基本要素

2 研究区概况

开封市地处河南东部，西与郑州毗邻，界于东经113°51′51″～115°15′42″，北纬34°11′43″～35°11′43″之间。开封全市下辖5个区、4个县，建成区面积151 km2，常住人口为482.4万人。鼓楼区位于开封市中心区域,总人口数13.6万人，总面积58.68 km2。本研究选取鼓楼区北至西门大街，南至郑汴路，西至马家河，东至五一路为研究区域(图2)，总面积11.7 km2，其中城市公园绿地面积0.37 km2，占鼓楼区总面积的0.63%。研究区域内共包括11处城市公园绿地，如表2所示，并以此为对象开展可达性分析。

图2 研究区域及公园绿地分布

由图2可知，鼓楼区城市公园绿地空间格局分布不均衡，大多位于研究区北部，共9处，面积为37.2 m2；南部地区仅有2处绿地，呈离散分布，面积为8 m2，直观上看，公园绿地数量较少，且相互之间距离较远，无法为当地居民提供良好的城市绿地服务。根据表2中绿地统计可以看出，西司门街道上绿地分布最多，共有5处城市公园绿地，其次是州桥街道，有3处城市公园绿地，五一街道和南苑街道，各有一处城市公园绿地。

表2 鼓楼区公园绿地统计

3 数据处理

3.1 数据来源

研究所采用的数据为2020年开封市1∶10000土地利用现状图，为确保数据现势性，利用爬虫工具抓取研究区域绿地数据和道路网数据，以校正土地利用现状图。

3.2 道路网络构建与服务范围生成

可达性分析的数据基础为矢量化的现状道路网，为得到线状道路，利用中心线提取工具将土地利用数据中的面状道路转换为线状道路，在此基础上，建立拓扑结构，根据伪结点、悬挂点等拓扑规则查找数据错误，对照遥感影像连接断头路，确保道路的现势性和连通性，最后结合道路的等级、作用和功能将其划分为主干路、次干路、支路三级。

可达性分析的评价基础是公园绿地的服务范围，为确保城市公园绿地服务范围生成的准确性，根据道路长度和通行速度计算通行时间，构建转弯要素模拟道路交叉口的等待时长，然后以公园绿地入口为出发点，道路为网络链，道路交叉口为网络节点，通行时间为成本阻抗，建立网络分析数据集，由此可生成不同出行方式、不同通行时间下的公园绿地服务范围，所得图层面积就是一定时间成本下公园绿地可达性的范围。

4 城市公园绿地可达性分析

城市公园绿地的服务范围是指从城市公园绿地出发，在特定的距离或时间内可以到达的区域，其范围由出行方式和通行时间共同决定。在资源能源日趋紧张、环境问题日益突出的时代，低碳方式逐渐成为短途出行的主流。因此，本文主要以步行、骑行2种低碳出行方式下研究城市公园绿地可达性。

近年来，随着“生态城市”“园林城市”等理念的兴起，广州、无锡等城市相应提出的“市民出门500m见绿，1000m可达大型公共绿地”等目标，这体现的正是公园绿地的服务面积和规划目标[9]。《开封市城市绿地系统规划2013-2020》和《住宅设计规范(GB50096-2021)》中的相关规定也明确提出了居民步行到达城市公园绿地的最大距离范围为1000 m，因此本文按照0～5 min、5～10 min、10～15 min 3个时间等级创建服务范围，以细化不同条件下城市公园绿地的服务范围，并对比分析其可达性。

4.1 步行方式下城市公园绿地可达性分析

步行是居民到达城市公园绿地最常见的出行方式，同时也是评价城市公园绿地的便捷性和公平性的重要标准。由于居民年龄结构的差异，步行速度也不尽相同，通常情况下，人步行标准速度为1.2m/s，因此选取72m/min作为步行标准速度。根据步行速度和道路长度，计算步行通过每条道路的时间并将其定义为通行时间阻力，同时，考虑到路口红灯等待时间也是不可忽略的要素，为了更加真实模拟城市公园绿地可达性，在每个道路的节点处(交叉路口)增设30s红绿灯等待时间阻力值。在此基础上，计算分析0～5min、5～10min、10～15min 3个时间等级下步行出行的可达范围和所占比例，以直观方式展示公园绿地可达性，分析结果见图3，统计结果见表3。

图3 步行方式下可达性范围

表3 步行方式下城市公园绿地可达范围统计

由表3可知，鼓楼区城市公园绿地在步行方式下可达性优的服务区域范围为1.34 km2,仅占鼓楼区总面积的2.3%;可达性良的服务区域范围为4.74 km2,占鼓楼区总面积的8.1%;可达性差的服务区域范围为11.44 km2,占鼓楼区总面积的19.5%。步行方式下城市公园绿地可达性的总体服务区域范围面积为17.52 km2，占鼓楼区总面积的29.5%。

由图3可知，鼓楼区现状公园绿地可达性空间分布相对不均衡，主要的公园绿地分布在研究区北部地区，如开封府，包公祠和大相国寺，可达性较好，大多数居民在15 min内可达到公园绿地。研究区南部地区公园绿地分布较少，仅有一处游园和一处街旁绿地，存在着大面积的可达性覆盖盲区，主要原因是南部区域用地类型复杂，城市交通基础设施不足，因此，在后续的城市公园绿地选址和公共设施优化布局中，南部应作为重点区域优先考虑。

4.2 骑行方式下城市公园绿地可达性分析

随着绿色低碳环保理念的普及，越来越多的人选择非机动车作为出行方式，骑行是居民前往城市公园绿地最常见的出行方式之一。因此，将骑行方式纳入城市公园绿地可达性研究范围，能够为今后城市公园绿地的分布和非机动车基础设施的建设提供一些理论现实依据和参考价值。

非机动车出行同样需要考虑交通工具的差异，不同交通工具的出行速度也各有不同。根据《中华人民共和国道路交通安全法》中对残疾人机动轮椅车、电动自行车在非机动车道内行驶时，最高时速不得超过15 km的规定，本研究选取250 m/min作为平均骑行速度进行研究，根据骑行的速度属性及道路长度，计算并赋予道路时间属性，即时间阻力值。由于道路交叉口等待红绿灯时间相似，同步行方式一样在每个道路的节点处(交叉路口)增设30s红绿灯等待时间阻力值。在此基础上，计算分析0～5 min、5～10 min、10～15 min 3个时间等级下骑行出行的范围和所占比例，分析结果见图4，统计结果见表4。

表4 骑行方式下城市公园绿地可达范围统计

图4 骑行方式下可达性范围

通过以上数据对比可以看出，骑行可达性范围相较步行可达性范围有较显著变化。需要特别说明的是，由于个别城市公园绿地相对集中，在不同时间下可达性的范围存在部分重叠，因此骑行方式下城市公园绿地可达范围面积比例存在大于100%的情况。在骑行方式下，可达性区域范围明显扩大，可达性范围从步行的离散分布逐渐变成连片存在，能够基本覆盖研究区内的城市公园绿地，城市公园绿地骑行可达性服务范围明显大于步行可达性的服务范围。其中，骑行可达性优的服务区域范围为19.86 km2，占鼓楼区总面积的33.8%，已经明显超过了步行方式下10 min可达性服务范围，这表明更多的居民可以通过骑车在5 min之内利用城市公园绿地的服务；骑行可达性良的服务区域范围为45.68 km2，占鼓楼区总面积的77.8%，远大于步行方式下15 min内可达性服务范围的面积之和；骑行可达性较差的服务区域范围为52.55 km2，占鼓楼区总面积的89.6%，综上可见，绝大多数居民可通过骑行到达公园绿地。开封市作为历史文化名城和旅游城市，在城市公园绿地方面，应进行合理规划布局建立起城市绿地网络系统，在规划中突出“以人为本”的规划原则，统筹考虑人口密度、出行方式、服务半径等影响因素。

5 结论

本文基于网络分析法，对开封市鼓楼区的城市公园绿地可达性进行分析，研究了鼓楼区的城市绿地分布和不同出行方式下的可达性。研究区内，步行到达城市公园绿地的范围还无法满足所有居民对公园绿地的需求，局部可达性不佳。骑行方式下，居民到达公园绿地的范围较好，可以满足绝大多数居民骑行15min内到达绿地的需求。研究区公园绿地存在分布不均、布局不理想的情况，后续的绿地规划中应重点放在南苑街道和五一街道上，从而使各街道沿线绿地分布更加均衡，消除服务盲区，提高城市公园绿地的可达性。

本文没有考虑其他出行方式以及不同时段下的通行阻力，这些因素均会影响城市公园绿地的可达性评价，因此，后续研究可综合考虑上述因素以获得更加合理的分析结论。