王鑫宇， 姚新治， 黨 衛(wèi)， 牛欣凱， 田國行

（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，鄭州 450003）

現(xiàn)今，中國的城市化水平已超過50%，城市從增量規(guī)劃進(jìn)入存量優(yōu)化階段，“存量型”的城市織補(bǔ)重構(gòu)日趨重要［1］. 都市區(qū)慢行系統(tǒng)與綠色開放空間布局的耦合系統(tǒng)優(yōu)化是盤活城市存量公共空間更新的重要一環(huán)，可通過影響城市人群出行、綠地資源效益與機(jī)動(dòng)車通勤率，進(jìn)而減少碳排放、解決城市擁堵與車輛噪音問題. 本文借鑒景觀信息模型（Landscape Information Modeling，簡稱LIM）思想，在空間句法（Spatial Syntax）指導(dǎo)下，采用高分辨率無人機(jī)影像研究漯河都市慢行系統(tǒng)特征與綠色開放空間分配的耦合聯(lián)系，統(tǒng)合兩者以促進(jìn)都市區(qū)方便、可達(dá)、高效的慢行綜合體系構(gòu)建，以期更多人參與到城市慢生活的狀態(tài)中.

近些年，國內(nèi)空間句法對空間形態(tài)、道路可達(dá)性、城市安全方面的研究日益精深［2-3］，其中又以建筑、村落、城市時(shí)空演變等方面的中微尺度為主［4-5］，但對慢行系統(tǒng)整合聯(lián)通城市綠色開放空間方面研究尚淺.

在基于空間的分析中，范圍的選取會(huì)嚴(yán)重影響研究結(jié)果［6-7］. 結(jié)合Alshalalfah等［8-10］前人成果、漯河都市慢行路網(wǎng)結(jié)構(gòu)［11-12］以及綠地資源豐富度，選取道路周邊300 m 范圍內(nèi)開放綠地進(jìn)行討論.

邵潤青、郭湘閩等［13-15］認(rèn)為，當(dāng)局部集成度（Integration［R3］）的分析半徑R=3 時(shí)，局部集成度同商業(yè)分布、步行人流等有密切的相關(guān)性，即研究的是步行出行者的范圍［16］. 因此，本文選取拓?fù)浒霃絉=3范圍內(nèi)，探究慢行系統(tǒng)下道路空間特征與綠色開放空間的相互關(guān)系.

空間句法中雖采用全局整合度（Integration［HH］）來計(jì)算人行范圍的城市空間結(jié)構(gòu)，但當(dāng)R=n時(shí)，仍不可避免地會(huì)產(chǎn)生“邊緣效應(yīng)”，即城建系統(tǒng)的邊緣與核心區(qū)域的整合度不同，僅僅來自邊緣區(qū)域位于系統(tǒng)邊緣［17］. 為了減少誤差，研究范圍會(huì)在重映射中向外拓展至少3 個(gè)拓?fù)渚嚯x——在空間重映射轉(zhuǎn)繪的軸線圖（Axial Map）中，每兩個(gè)空間節(jié)點(diǎn)之間的距離，無論遠(yuǎn)近，皆視作一個(gè)拓?fù)渚嚯x.

建立以研究區(qū)為中心的更大范圍的建成區(qū)軸線模型，一方面是為了更好地理解路網(wǎng)結(jié)構(gòu)空間形態(tài)，充分顯示各街道特征以及路網(wǎng)全局與局部的沖突與融合. 另一方面在于，“使那些需要研究的軸線的確嵌入了城市網(wǎng)格之中，以確保我們的研究對象充分地根植于一個(gè)背景體系中”［13，16］.

1 研究區(qū)概況及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

漯河市（113°27′～114°16′E，33°24′～33°59′N）位于河南省中南部，中心城區(qū)建成面積86.11 km2，境內(nèi)沙澧河貫穿［18］. 2010年當(dāng)選“國家森林城市”，綠地資源水平發(fā)展較高，但城市更新速度慢，區(qū)域規(guī)劃仍保有上十年的特征.

沙澧河將漯河中心城區(qū)天然分為三個(gè)區(qū)域，研究分別對北區(qū)、西區(qū)、東區(qū)以及沿河分布的濱河區(qū)主要街道進(jìn)行分析（圖1、表1）.

圖1 研究范圍和分區(qū)示意圖Fig.1 Scope of study and partition diagram

表1 各區(qū)數(shù)據(jù)一覽Tab.1 Data list of each area

1.2 模型選擇

空間句法作為一種能夠深度解析空間結(jié)構(gòu)、解釋人類社會(huì)系統(tǒng)的理論與方法［19］，重點(diǎn)研究空間的組織關(guān)系（Configurational Attributes），并從全局角度對空間關(guān)系進(jìn)行量化分析［20］.

空間句法中軸線連接“可視”與“可達(dá)”的因果關(guān)系，所以可同時(shí)表達(dá)“視覺感知”與“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”. 其將每條軸線視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)每個(gè)空間節(jié)點(diǎn)的交接關(guān)系把空間系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為連線圖［21］，所具有的特性與慢行人流具有一致性，因此，本文應(yīng)用空間句法中的軸線模型作為主要分析手段.

根據(jù)前人研究［22-23］，選取全局整合度（Integration［HH］）Ii作為全局變量描述整體可達(dá)性、局部整合度（Integration［R3］）IR作為局部變量描述局部可達(dá)性、智能值（Synergy）R2作為間接變量描述空間的感知可達(dá)性［24］.

1.2.1 整合度變量

全局整合度（Integration［HH］）

局部整合度（Integration［R3］）

全局整合度反映了某拓?fù)涔?jié)點(diǎn)與系統(tǒng)中所有其他空間的離散程度. 數(shù)值越高，即該拓?fù)涔?jié)點(diǎn)在系統(tǒng)中的便捷性、可達(dá)性越高. 而局部整合度則反映一個(gè)節(jié)點(diǎn)與其附近3 步拓?fù)渚嚯x之內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)關(guān)系，也即聚集或離散的程度. 數(shù)值越高，則范圍內(nèi)有越多的空間節(jié)點(diǎn)相連［24］.

1.2.2 智能值變量

智能值（Synergy）

式中：連接度Ci表示與某個(gè)拓?fù)淇臻g節(jié)點(diǎn)i相交的其他節(jié)點(diǎn)數(shù)量，-C為所有單元空間連通數(shù)的均值，-I為所有單元空間全局整合度的均值［24］. 數(shù)值上，R2介于0～1 之間，越接近1，回歸擬合效果越好，一般認(rèn)為超過0.8 的模型擬合度比較高.

智能值將一個(gè)系統(tǒng)的全局整合度與局部整合度的擬合情況，表述為同一個(gè)空間拓?fù)涔?jié)點(diǎn)的全局整合度與局部整合度的線性相關(guān)值，即城市空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)屬性與空間使用行為分布之間的關(guān)系［25］. 數(shù)值越高，空間布局的成熟度、可理解度越高.

1.3 數(shù)據(jù)來源與處理

慢行路網(wǎng)結(jié)構(gòu)依照“可視即可達(dá)，最長且最少”的規(guī)則進(jìn)行空間重映射，并對結(jié)果進(jìn)行修正：對跨河橋梁與橋下道路、立體交通與平面道路等“可視未必可達(dá)”的情況進(jìn)行分離（Unlink），進(jìn)而獲得軸線圖.

從每個(gè)分區(qū)均選擇15 個(gè)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)，共60條道路重映射線段；為消除不同拓?fù)涔?jié)點(diǎn)長度的變量，這里將綠色開放空間量化為開放綠地率. 需指出的是，在道路選樣中，對“道路”的定義將從行政劃分轉(zhuǎn)為空間句法中拓?fù)湟饬x下的一個(gè)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)，即轉(zhuǎn)繪后的空間重映射圖中的一條直線.

綠地資源數(shù)據(jù)的獲取主要依據(jù)精度為0.09 m 的漯河市無人機(jī)航拍影像及其人工解譯文件. 根據(jù)土地利用現(xiàn)狀分類（GB/T 21010—2017）［26］，結(jié)合實(shí)際土地利用方式，提取開放綠地分布數(shù)據(jù)（圖2）.

圖2 綠色開放空間分布圖Fig.2 Green open space distribution map

2 結(jié)果與分析

2.1 道路空間結(jié)構(gòu)分析

2.1.1 全局整合度分析

對各區(qū)道路結(jié)構(gòu)軸線圖進(jìn)行全局整合度分析（圖3），圖中顏色越暖則整合度越高. 北區(qū)紅色、橙色線條較多，屬整合度較高區(qū)域；西區(qū)次之，紅色線條大幅減少；東區(qū)已無紅色線條，橙色線條也開始消失；濱河區(qū)整合度最差，基本由藍(lán)色、綠色線條組成.

圖3 慢行系統(tǒng)全局整合度軸線圖Fig.3 Axial map of Integration[HH]of slow-traffic system

其中，全局整合度最高的兩條軸線為淞江路（2.50）、嵩山路（2.47），這兩條城市主干道相交于北區(qū)，并聯(lián)通周邊全局整合度稍低的遼河路（2.21）、太行山路（2.20）、海河路（2.15）、泰山路（2.08）、黃河路（2.08）構(gòu)成了漯河市的高整合度組團(tuán)（平均整合度2.16），以“四橫三縱”的形式向整個(gè)城市空間輻射；西區(qū)被沙澧河分割包裹，整體路網(wǎng)依附于長江路（2.26），東西向發(fā)展；東區(qū)老街區(qū)作為除濱河區(qū)外冷色最重的低整合度組團(tuán)（平均值1.30），老街（1.09）、馬路街（0.89）、友善街（1.03）在此交匯（圖4）；濱河區(qū)由于獨(dú)特的沿河分布形態(tài)，被沙澧河分割成3塊，勢必會(huì)對空間整體性產(chǎn)生較大的影響（平均整合度1.35）.

圖4 研究區(qū)慢行系統(tǒng)全局整合度分析圖Fig.4 Integration［HH］of slow-traffic system in study area

2.1.2 研究區(qū)智能值分析 分析得出，漯河市研究區(qū)慢行路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的全局與局部整合度之間有顯著相關(guān)性（P＜0.01）；兩者數(shù)值分布均勻、區(qū)間較大，整體可理解性水平高（R2=0.85），相關(guān)系數(shù)r達(dá)到0.92，表現(xiàn)為強(qiáng)相關(guān)（圖5）.

圖5 研究區(qū)全局與局部整合度回歸圖Fig.5 Regression diagram of Integration［HH］and Integration［R3］in the study area

2.1.3 各區(qū)域智能值分析 導(dǎo)出北區(qū)廊道數(shù)據(jù)166條，西區(qū)廊道數(shù)據(jù)163 條，東區(qū)廊道數(shù)據(jù)175條，濱河區(qū)廊道數(shù)據(jù)140條. 各區(qū)域智能值分別為：高于整體智能值0.846 的北區(qū)（0.918）、西區(qū)（0.894）；低于整體平均值但高于0.8的東區(qū)（0.833）；智能值低于0.8的僅有濱河區(qū)（0.796），擬合度較差（表2、圖6）.

圖6 各區(qū)全局與局部整合度回歸圖Fig.6 Regression diagram of Integration［HH］and Integration［R3］in each district

表2 各區(qū)道路指標(biāo)與綠色開放空間Tab.2 Road index and green open space of each district

2.2 綠色開放空間分布合理性分析

2.2.1 局部整合度與綠色開放空間分布特征 慢行系統(tǒng)空間局部整合度分析如圖7所示.

圖7 研究區(qū)慢行系統(tǒng)局部整合度分析Fig.7 Analysis diagram of Integration［R3］of Slow-traffic system in study area

表3北區(qū)道路樣本中，淞江路整合度最高，Integration［R3］=4.554 24，屬城市骨干路網(wǎng)之一. 道路兩側(cè)開放綠地率23.01%，在本區(qū)并非最高.

表3 北區(qū)全局整合度與綠色開放空間數(shù)據(jù)Tab.3 Integration［HH］and green open space data in North Area

與淞江路相接的天山路2整合度最低，Integration［R3］=2.317 70，承擔(dān)聯(lián)通黃河路、海河路、沙北路，并將周邊慢行居民游客輸送至沙澧公園的功能，道路兩側(cè)開放綠地率6.52%，接近最低.

通過表4、表5、表6可知，在這三個(gè)區(qū)域中，局部整合度最高的道路分別為西區(qū)嵩山路（4.395 09）、東區(qū)交通路（3.690 29）、濱河區(qū)沙北路2（3.278 67），開放綠地率分別為20.23%、6.38%、35.97%.

表4 西區(qū)全局整合度與綠色開放空間數(shù)據(jù)Tab.4 Integration［HH］and green open space data in West Area

表6 濱河區(qū)全局整合度與綠色開放空間數(shù)據(jù)Tab.6 Integration［HH］and green open space data in Riverside Area

三區(qū)中最高的開放綠地率分別對應(yīng)西區(qū)伏牛山路（25.19%）、東區(qū)泰山路3（9.50%）、濱河區(qū)沙北路3（43.35%），而局部整合度分別為3.035 37、2.924 46、2.966 18.

2.2.2 局部整合度與綠色開放空間相關(guān)性分析 由表7可知，各區(qū)域道路的局部整合度與綠色開放空間的關(guān)系. 北區(qū)廊道全局整合度與綠地資源r＜0，且0.4＜ ||r＜0.6，P＜0.05，即道路局部整合度與道路300 m范圍內(nèi)開放綠地資源具有顯著相關(guān)性，且為中等程度負(fù)相關(guān).

表7 各區(qū)道路整合度與綠色開放空間相關(guān)性Tab.7 Integration and green open space in every district

而在剩下的三個(gè)區(qū)域中，P值皆大于0.05，在西區(qū)、東區(qū)以及濱河區(qū)的研究范圍內(nèi)，道路的整合度與道路周邊綠地資源的分布并不存在顯著相關(guān).

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

量化分析城市道路空間結(jié)構(gòu)與綠色開放空間資源分布，研究區(qū)路網(wǎng)整體智能值高（0.846），即通過局部路網(wǎng)空間特征推斷整體路網(wǎng)的可達(dá)性信息、形態(tài)特征的可信度高［23］. 可較準(zhǔn)確地推測行人的行動(dòng)規(guī)律和狀態(tài)，使城市規(guī)劃、綠地調(diào)控等方面的精確模擬成為可能. 基于此，本文得到以下結(jié)論：

北區(qū)空間布局路網(wǎng)智能值最高（0.918），有最好的人流疏導(dǎo)能力和空間可理解性，以“四橫三縱”的道路形式能夠整合全市的骨干道路. 但在開放綠地資源分配上，綠地隨道路局部整合度的提高而降低，即在局部范圍內(nèi)，開放綠地越多的地方，道路整合度越差，城市居民越不容易到達(dá)，城市規(guī)劃與實(shí)際需求背道而馳.

西區(qū)由于沙澧河包裹，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)上相對整體獨(dú)立，表現(xiàn)為智能值稍遜北區(qū)（0.894），長江路充當(dāng)該區(qū)東西向道路核心. 局部整合度與開放綠地率無顯著相關(guān)性，未考慮到道路局部整合度對綠色開放空間的影響，抑制了綠地效益的提高.

東區(qū)中近半面積為老街區(qū)，相比全局整合度，局部整合度較高，可理解為宏觀的規(guī)劃情況與具體的使用情況出現(xiàn)了偏離，因此智能值較低（0.833）. 除綠地資源極缺乏外，還呈現(xiàn)出配給錯(cuò)位的情況.

濱河區(qū)本身由隔岸相望的多個(gè)風(fēng)景區(qū)、公園組成，全局整合度低，進(jìn)而導(dǎo)致智能值低（0.796）. 考慮到濱河區(qū)的游憩性質(zhì)，因此認(rèn)為其空間布局也較完善，但濱河區(qū)在最低的智能性基礎(chǔ)上，擁有最高的開放綠地率（36.84%），局部視角下，濱河區(qū)因綠地供給無法被道路結(jié)構(gòu)“消化”，表現(xiàn)為另一種形式的配給錯(cuò)位.

3.2 建議

在漯河市規(guī)劃實(shí)踐中，可依照智能值高低，結(jié)合“城市雙修”理念，有輕重緩急地對三區(qū)高整合道路進(jìn)行綠色開放空間重分配.

北區(qū)高整合度組團(tuán)表現(xiàn)出優(yōu)秀的可達(dá)性，利用成熟的空間布局，修建城市綠色綜合體，引導(dǎo)人流進(jìn)入，積極解決“最后一公里”的問題，鼓勵(lì)步行的出行方式，降低機(jī)動(dòng)車的使用頻率. 對低整合度道路，如岐山路南段、天山路、淮河路周邊無效綠地做減法，同時(shí)圍繞核心區(qū)，提高淞江路、遼河路、太行山路等道路的綠地配置，使該區(qū)的綠地隨道路整合度提高呈現(xiàn)出健康的上升趨勢.

西、東區(qū)面臨的情況近似，但西區(qū)綠地資源相對東區(qū)充足，存在通過結(jié)構(gòu)調(diào)整消弭局部綠地配給問題的可能性. 以東區(qū)低整合度組團(tuán)為例，這代表著全國城市化過程中的老街區(qū)的典型情況：規(guī)劃早、服役久、整合弱，但生活區(qū)集中，人口密度大，交通、綠地都無法滿足正常需求. 東區(qū)6.12%的開放綠地率遠(yuǎn)低于各區(qū)平均，可打通小區(qū)，依附高整合度的人民路、交通路整飭五一路附近道路系統(tǒng)，提高道路整合度與通行度，積極發(fā)展泰山路楔形綠地，以彌補(bǔ)老區(qū)城市高速發(fā)展與綠地供給不銜接的問題.

介于濱河區(qū)的地理位置，在日常運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生為兩種問題：在豐富的綠地資源的吸引下，過量人流可能會(huì)擁堵在與其他區(qū)域的交匯處；其次，由于空間布局的缺陷，缺乏將范圍內(nèi)的居民引導(dǎo)至綠地的能力，導(dǎo)致綠地利用率的下降與綠地資源的浪費(fèi). 應(yīng)進(jìn)行針對性存量優(yōu)化和綠地資源再分配，在與其他區(qū)域的交界處增加能夠承載人流的集散空間，或利用公園入口承載，將人流消納，解決道路擁堵.

本文依據(jù)道路整合度、區(qū)域智能值等指標(biāo)，借鑒景觀信息模型科學(xué)參數(shù)化思想進(jìn)行城市規(guī)劃分析，實(shí)施綠地空間管制措施，促進(jìn)城市高質(zhì)量發(fā)展、城市居民健康生活，構(gòu)建綠色、環(huán)保、低碳的城市體系. 本研究仍有不足之處，如影響居民對城市綠地資源使用的，除了路網(wǎng)、開放綠地本身之外，還應(yīng)受到居民年齡、地形地貌甚至轉(zhuǎn)向角度的影響. 基于更豐富的數(shù)據(jù)、更優(yōu)秀的模型進(jìn)行更深入的探索將是下一步的研究目標(biāo).