摘要 以哈爾濱松北區(qū)為例，運(yùn)用ArcGIS軟件的網(wǎng)絡(luò)分析法，基于步行、騎行、機(jī)動車3種出行方式，定量分析了松北區(qū)公園的可達(dá)性。將到達(dá)公園的時(shí)間成本分為4個(gè)等級：<5 min、5～<10 min、10～<15 min、15～<20 min。不同時(shí)間等級下可達(dá)性效果排序?yàn)闄C(jī)動車、騎行、步行。3種出行方式的最高可達(dá)性面積比分別為4.90%、18.00%、41.10%，最高可達(dá)性面積占比都在20 min以內(nèi)。松北區(qū)公園步行方式可達(dá)性較差，在15 min內(nèi)，有效服務(wù)范圍占研究區(qū)的2.50%;騎行可達(dá)性一般，在15 min內(nèi)，有效服務(wù)范圍占研究區(qū)的13.20%;機(jī)動車可達(dá)性較好，15 min內(nèi)，有效服務(wù)范圍占研究區(qū)的27.40%。該研究結(jié)果可為哈爾濱松北區(qū)公園合理布局提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 城市公園綠地;可達(dá)性;GIS

中圖分類號 TU 986? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）23-0149-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.23.041

The Accessibility Analysis of Park Green Space Based on GIS—Taking Songbei District of Harbin City as an Example

ZHANG Nan

（Harbin Normal University， Harbin， Heilongjiang? 150025）

Abstract Taking Songbei District of Harbin as an example， this paper used the network analysis method of ArcGIS software to quantitatively analyze the accessibility of the park in Songbei District， based on three travel modes of walking， cycling and motor vehicles.This paper divided the time cost of arriving at the park into four levels： <5 min， 5～<10 min， 10～<15 min and 15～<20 min.The order of accessibility effect under different time levels was motor vehicle， cycling mode and walking mode.The proportions of the maximum accessible area of the three travel modes were 4.9%， 18% and 41.1%， respectively， and the proportions of the maximum accessible area were all within 20 min. In Songbei District， the accessibility of walking mode was poor. Within 15 min， the effective service scope only accounts for 2.50% of the study area.Within 15 min， the effective service scope only accounts for 13.20% of the study area， and the motor vehicle accessibility was good. Within 15 minutes， the effective service scope only accounted for 27.40% of the study area. The results obtained by the spatial network analysis method were closer to the actual results than the buffer analysis method.It was more suitable for providing theoretical basis for the rationality of park green space distribution in Songbei District of Harbin.

Key words Park green space;Accessibility;GIS

作者簡介 張楠（1997—），女，黑龍江七臺河人，碩士研究生，研究方向：地理空間信息與數(shù)據(jù)挖掘。

收稿日期 2021-07-17

在新時(shí)代發(fā)展的潮流下，人們更加追求美好生活，城市公園是人們休閑放松的重要公共設(shè)施組成部分，具有重要的社會效益和生態(tài)效益。城市綠地公園具有美化環(huán)境、防災(zāi)減難、清新凈化空氣等作用。因此，城市綠地公園分布的合理性和公園的可達(dá)性對人類的生產(chǎn)生活具有重要意義。一般而言，可達(dá)性可理解為人們休閑放松的便捷程度，也是反映社會資源分配公平性的重要指標(biāo)，而居住地與公園之間的距離是影響公園可達(dá)性主要因素，所指的距離又可分為空間距離、時(shí)間距離和經(jīng)濟(jì)距離[1-2]。很多學(xué)者利用GIS分析公園綠地可達(dá)性，研究結(jié)果為合理優(yōu)化綠地空間結(jié)構(gòu)提供了理論基礎(chǔ)。施拓等[3]利用GIS中的緩沖區(qū)分析與空間網(wǎng)絡(luò)分析評價(jià)沈陽城市綠地公園的可達(dá)性，結(jié)果得出空間網(wǎng)絡(luò)分析的可達(dá)性更真實(shí)。張華艷等[4]應(yīng)用GIS的可達(dá)性分析工具，分析公園入口位置與小區(qū)位置情況之間相關(guān)的關(guān)系，并計(jì)算人們在步行和騎行的交通模式下所用的不同時(shí)間成本，提出基于騎行、步行可達(dá)性的公園入口位置的分布布局建議。謝煥景等[5]以聊城市城市公園綠地作為研究對象，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（GIS）網(wǎng)格分析功能，對步行、騎行及機(jī)動車出行等不同交通方式下城市公園綠地的空間服務(wù)區(qū)域范圍進(jìn)行分析和討論，得出在步行方式下，只有1/3的居民可以在15 min內(nèi)到達(dá)公園，新老城區(qū)公園分布不均衡，可為聊城公園分布合理布局提供理論依據(jù)。張綠水等[6]運(yùn)用ArcGIS中的網(wǎng)絡(luò)分析法對南昌市舊城中心區(qū)城市公園綠地進(jìn)行分析，主要以步行、自行車和公交車3種不同的出行方式，提出完善城市道路交通網(wǎng)絡(luò)，增加城市公園綠地及加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)3條城市公園綠地布局優(yōu)化策略。筆者以哈爾濱市松北區(qū)城市公園綠地為研究對象，運(yùn)用緩沖區(qū)分析與空間網(wǎng)格分析方法研究了步行、騎行和機(jī)動車出行3種方式下的城市綠地可達(dá)性。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

黑龍江省哈爾濱市共有18個(gè)縣級行政區(qū)，包括9個(gè)市轄區(qū)2個(gè)縣級市7個(gè)縣，總面積53 100 km2，常住人口1 076.3萬人。位于125°42′～130°10′E，44°04′～46°40′N。哈爾濱東部與牡丹江市、七臺河市接壤，北部與伊春市、佳木斯市接壤，西部與綏化市、大慶市接壤，南部與吉林省長春市、吉林市、延邊朝鮮族自治州接壤，地理位置優(yōu)越。哈爾濱市總面積5.31萬km2，其中市區(qū)面積1.02萬km2。哈爾濱氣候?qū)僦袦貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，冬長夏短。近年來，哈爾濱的發(fā)展逐步向北擴(kuò)展，松北區(qū)的耕地面積減少，更多變成居民區(qū)，具有較高的城市化水平。該研究選取松北區(qū)作為主要研究區(qū)，松北區(qū)總?cè)丝跀?shù)34.2萬，全區(qū)總面積736 km2，大型綠地公園相比較其他區(qū)縣，大型公園更多，但大型綠地公園分布不平衡。公園綠地可以豐富市民精神文化生活，改善環(huán)境，城市公園綠地有著不可替代的作用[7]。圖1為研究區(qū)域位置。

1.2 數(shù)據(jù)來源

松北區(qū)路網(wǎng)數(shù)據(jù)來源于OpenStreetMap，通過ArcGIS10.2對路網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，松北區(qū)城市公園綠地?cái)?shù)據(jù)和哈爾濱市行政區(qū)劃圖來源于哈爾濱市QuickBrid影像圖，然后利用ArcMAP進(jìn)行提取，制成矢量數(shù)據(jù)。由于社區(qū)性和街邊綠地入口不好確定，最后選取了面積大于3 hm2的公園綠地，提取后松北區(qū)大型公園綠地共有6個(gè)，分別是東北虎林園、黑天鵝休閑綠色生態(tài)景觀公園、金河灣濕地植物園、綠山川生態(tài)園、太陽島風(fēng)景區(qū)、太陽島西區(qū)外灘濕地公園。該研究分析了松北區(qū)5個(gè)大型城市公園綠地的可達(dá)性。松北區(qū)的城市公園分布與路網(wǎng)分布見圖2。

1.3 研究方法

1.3.1 緩沖區(qū)分析。

緩沖區(qū)分析法（Buffer Analysis）是將研究區(qū)抽象成面狀，以公園入口為中心坐標(biāo)點(diǎn)，把道路作為點(diǎn)與點(diǎn)之間的鏈接[8]。以公園入口為中心建立不同距離的緩沖區(qū)，不同級別服務(wù)區(qū)的居民可到達(dá)公園休憩娛樂，但是緩沖區(qū)方法難以考慮到達(dá)公園的阻礙，因此緩沖區(qū)分析法得到的服務(wù)區(qū)面積大。該研究基于步行、騎行、機(jī)動車3種方式建立緩沖區(qū)，分別求取3種方式下<5 min、5～<10 min、10～<15 min、15～<20 min 4個(gè)時(shí)間成本下，公園可服務(wù)的面積。該方法計(jì)算過程基于矢量數(shù)據(jù)，克服費(fèi)用加權(quán)距離法由柵格數(shù)據(jù)產(chǎn)生粒度效應(yīng)[9]。

1.3.2 網(wǎng)絡(luò)分析。

空間網(wǎng)絡(luò)分析法以道路網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，是基于道路的阻礙計(jì)算人類在一定時(shí)間到達(dá)公園的區(qū)域面積，對地理網(wǎng)絡(luò)、城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行地理化和模型化，其理論基礎(chǔ)是圖論和運(yùn)籌學(xué)，主要用于資源的最佳分配和最短路徑的尋找等[10]。地理網(wǎng)絡(luò)是由若干條線及若干個(gè)點(diǎn)所構(gòu)成的一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)周圍的資源沿著這個(gè)線性網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流動。網(wǎng)絡(luò)基本元素是線性實(shí)體道路以及這些線性實(shí)體相互連接的交會點(diǎn)路口，又被稱為鏈或網(wǎng)線和節(jié)點(diǎn)。一個(gè)完整的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)包括中心、鏈、節(jié)點(diǎn)和阻力不同因素。該研究將公園的可達(dá)性分為4個(gè)等級，時(shí)間成本分別為<5 min、5～<10 min、10～<15 min、15～<20 min，服務(wù)點(diǎn)為公園入口?？臻g網(wǎng)絡(luò)分析見圖3。

1.3.3 緩沖區(qū)法與空間網(wǎng)絡(luò)法對比。

以步行方式為例，將2種方法進(jìn)行對比，緩沖區(qū)法比空間網(wǎng)絡(luò)分析法可達(dá)面積大1.05 km2，緩沖區(qū)方法考慮到道路障礙，因此面積要更大一些?？臻g網(wǎng)絡(luò)分析法考慮了阻抗問題，該方法的可達(dá)面積更符合實(shí)際，因此該研究選取空間網(wǎng)絡(luò)分析法求取的面積為試驗(yàn)研究結(jié)果。以服務(wù)區(qū)中心點(diǎn)為松北區(qū)公園綠地入口，鏈條為松北區(qū)路網(wǎng)，節(jié)點(diǎn)為每個(gè)路網(wǎng)的路口，阻力是到達(dá)公園越過節(jié)點(diǎn)所需的時(shí)間。首先分別建立松北區(qū)公園數(shù)據(jù)庫和松北區(qū)路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，松北區(qū)公園數(shù)據(jù)庫中含有公園綠地面狀數(shù)據(jù)、公園入口點(diǎn)狀數(shù)據(jù)，屬性包括公園名稱、公園面積。路網(wǎng)數(shù)據(jù)屬性包括道路長度、道路名稱等。對路網(wǎng)數(shù)據(jù)增加速度字段，將路網(wǎng)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，并對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的轉(zhuǎn)彎構(gòu)建、網(wǎng)絡(luò)連通性、阻抗等屬性進(jìn)行設(shè)置[11]。其次進(jìn)行服務(wù)區(qū)的建立，對服務(wù)區(qū)分析設(shè)置，以時(shí)間為阻抗，對修剪面、路線等屬性進(jìn)行設(shè)置后進(jìn)行求解，求取的面積即一定時(shí)間成本公園可達(dá)性的范圍。該研究以人類步行速度1 m/s來計(jì)算[12]，依據(jù)《（JTGB—2003）中華人民共和國公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，非機(jī)動車在任何等級道路上均為12 km/h。機(jī)動車在主干道60 km/h。2種方法對比分析示意見圖4。以步行方式為例，緩沖區(qū)法可到達(dá)區(qū)域面積為3.15 km2，網(wǎng)絡(luò)分析法可達(dá)區(qū)域面積為2.10 km2。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同出行方式公園綠地可達(dá)性

對3種出行方式下總體可達(dá)性面積比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可達(dá)面積比公式：服務(wù)區(qū)面積比=服務(wù)面積/研究區(qū)總面積×100%[13]。結(jié)果表明，不同時(shí)間等級下可達(dá)性效果排序?yàn)闄C(jī)動車、騎行、步行。3種出行方式的最高可達(dá)性面積比分別為4.90%、18.00%、41.10%。步行方式下，在5 min內(nèi)服務(wù)面積比僅占0.28%，在10 min內(nèi)服務(wù)面積比占1.00%，15 min內(nèi)服務(wù)面積比占2.50%。騎行方式下，5 min內(nèi)服務(wù)面積比占3.60%，10 min內(nèi)服務(wù)面積比占10.00%，15 min內(nèi)服務(wù)面積比占13.20%。機(jī)動車方式下，5 min內(nèi)服務(wù)面積比占13.30%，10 min內(nèi)服務(wù)面積比占19.50%，15 min內(nèi)服務(wù)面積比占27.40%。只有在機(jī)動車出行方式下，可達(dá)面積比可以占到30%以上，步行方式下服務(wù)面積比較低（圖5、表1）。

2.2 公園可達(dá)性及其可能影響因素

研究結(jié)果值得注意的是，在10～15 min這個(gè)時(shí)間等級內(nèi)，步行、騎行方式下的可達(dá)面積比都增加較少，這可能與路網(wǎng)的完善程度有關(guān)[13]。路網(wǎng)密度是區(qū)域面積下所有道路的總長度與區(qū)域總面積之比，單位為km/km2，公式為：路網(wǎng)密度=道路總長度/區(qū)域總面積。該研究提取松北區(qū)主干道路、次干路，通過計(jì)算得出的路網(wǎng)密度為1.44。路網(wǎng)密度的大小不能一概而論，但可以成為公園綠地可達(dá)性的影響因素之一。

3 優(yōu)化建議

目前哈爾濱市松北區(qū)公園綠地分布明顯不均衡，松北區(qū)面積736 km2，該研究計(jì)算基于步行、騎行、機(jī)動車3種交通方式且面積大于4 hm2的城市公園綠地的可達(dá)性，哈爾濱市松北區(qū)公園綠地主要集中在東南，步行方式下公園可達(dá)性較差，不利于該區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，可達(dá)性低的公園綠地導(dǎo)致服務(wù)效率過低，造成資源浪費(fèi)[14]。為了使城市公園綠地?cái)?shù)量與分布平衡得到改善，改善居民對公園綠地休息方面的需求并且提高公園服務(wù)效率[15]，結(jié)合2種方法得出的結(jié)果，提出如下建議：①松北區(qū)北部人口稀少，且基本沒有公園綠地，結(jié)合城市用地規(guī)劃，處理好其他用地與城市用地的關(guān)系，進(jìn)行合理開發(fā)利用。選擇自然條件相對優(yōu)越且開發(fā)消耗較小的區(qū)域建設(shè)公園綠地，為居民提供休憩場所。②交通網(wǎng)絡(luò)也是影響松北區(qū)城市公園綠地可達(dá)性一大問題，城市道路與交通網(wǎng)絡(luò)相對于其他區(qū)尚不成熟，但周邊區(qū)域的土地資源充足，因此可以加強(qiáng)路網(wǎng)建設(shè)、地鐵、公交站點(diǎn)的完善措施來提高居民的可達(dá)性。③考慮到該區(qū)城市公園綠地系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和分布不夠的情況，應(yīng)打破公園綠地形式單一的情況[14]，在一定程度上緩解公園綠地分布不平衡的服務(wù)壓力。

4 討論

該研究對哈爾濱市松北區(qū)公園綠地可達(dá)性進(jìn)行深入研究，利用ArcGIS空間網(wǎng)絡(luò)分析法與緩沖區(qū)分析法計(jì)算松北區(qū)公園綠地服務(wù)面積。緩沖分析區(qū)法對公園入口建立緩沖區(qū)，緩沖區(qū)半徑為公園在不同時(shí)間內(nèi)步行可到達(dá)區(qū)域距離，但是緩沖區(qū)分析法的精度低，原因是未考慮到道路、河流、草地等障礙點(diǎn)，因此服務(wù)范圍面積較實(shí)際大?？臻g網(wǎng)絡(luò)分析法建立道路數(shù)據(jù)庫與公園數(shù)據(jù)庫，其次建立網(wǎng)格數(shù)據(jù)集，生成公園服務(wù)區(qū)，服務(wù)位置為公園入口。通過比較2種方法得出，網(wǎng)絡(luò)分析法更能反映真實(shí)的可到達(dá)區(qū)域。該研究選取步行、騎行、機(jī)動車3種出行方式來研究公園可達(dá)性，選取研究對象為面積較大的綜合公園，排除了較小的綠地廣場[16]，因此評估的公園服務(wù)功能只可作為參考。松北區(qū)的發(fā)展中心主要在東南部，因此松北區(qū)公園分布不均衡，造成服務(wù)資源浪費(fèi)，松北區(qū)的西北部分人口稀少，邊緣化，并且西北部分土地充足，應(yīng)盡可能做到路網(wǎng)大面積覆蓋，修建樓房與城市公園。根據(jù)《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)》（GJJ/T 85—2002），公園的等級決定公園綠地的服務(wù)半徑，參考標(biāo)準(zhǔn)是公園的規(guī)模和設(shè)施[17]。因此在不考慮居民對于公園的喜好程度，只考慮公園綠地服務(wù)范圍的情況下，公園的可達(dá)性可以為公園綠地分布提供理論依據(jù)。

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