胡 敏, 姜 峰, 陳 喬, 鄧雨佳

(1. 成都工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程學(xué)院, 四川 成都 610213; 2. 長安大學(xué) 建筑學(xué)院, 陜西 西安 710064; 3. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 風(fēng)景園林學(xué)院, 四川 成都611134)

“健康中國 2030”規(guī)劃綱要明確提出把健康城市和健康村鎮(zhèn)建設(shè)作為推進(jìn)健康中國建設(shè)的重要抓手,保障與健康相關(guān)的公共設(shè)施用地需求,完善相關(guān)公共設(shè)施體系、布局和標(biāo)準(zhǔn),把健康融入城鄉(xiāng)規(guī)劃、建設(shè)、治理的全過程,促進(jìn)城市與人民健康協(xié)調(diào)發(fā)展[1].城市中的戶外休閑健身空間是加強(qiáng)居民參與休閑體育、增強(qiáng)人民身體健康、營造城市體育名片的關(guān)鍵環(huán)節(jié).

隨著政府部門對(duì)此的關(guān)注和重視,學(xué)術(shù)界也對(duì)此開展了大量的相關(guān)研究.目前,國內(nèi)在研究方法上,主要采用地理學(xué)、規(guī)劃學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)等方法對(duì)城市公園、綠道空間等方面進(jìn)行研究[2-3];在研究對(duì)象上,針對(duì)不同性別、文化、年齡、民族等類別的居民進(jìn)行研究[4-7];在研究尺度上,以全國為主要尺度,探討體育休閑健身產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢[8-10].目前,國外在綠道休閑運(yùn)動(dòng)場所的建設(shè)正朝著系統(tǒng)化、人性化、多樣化、特色化以及休閑體驗(yàn)等趨勢發(fā)展[11];在研究上,更重視體育文化意識(shí)的發(fā)展[12],并善于開發(fā)合理的數(shù)學(xué)模型對(duì)休閑空間、健身空間進(jìn)行實(shí)用性分析[13-14].盡管國內(nèi)外各學(xué)者都認(rèn)可休閑健身空間在城市化進(jìn)程中對(duì)城市居民具有一定的健康價(jià)值,但存在研究尺度相對(duì)有限,研究范圍不具有特殊性等方面的情況.本文主要以市域?yàn)檠芯砍叨?針對(duì)正在大力發(fā)展“公園城市”的成都市為范圍和對(duì)象,主要采用POI(point of intersesting)數(shù)據(jù)分析技術(shù),其數(shù)據(jù)(非人員流調(diào)、訪談等其他類型數(shù)據(jù))主要從互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)獲取.同時(shí)對(duì)戶外休閑健身空間進(jìn)行界定,參考楊曉培等[6]提出的定義:城市健身休閑空間是有健身活動(dòng)發(fā)生的用地空間的集合,既包括室內(nèi)外健身活動(dòng)場所及設(shè)施,也包括空地、道路、公園等不提供健身設(shè)施與服務(wù)的場地.篩選出具有典型戶外休閑健身空間特征的要素:“公園、城市廣場、公園廣場以及植物園”.運(yùn)用空間點(diǎn)特征分析,從宏觀層面上對(duì)成都市現(xiàn)有戶外休閑健身空間分布特點(diǎn)以及與住宅區(qū)的關(guān)系進(jìn)行分析,以期對(duì)成都市規(guī)劃建設(shè)“體育公園城市”和“世界賽事名城”[15]提供相應(yīng)參考.

1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)以成都市12個(gè)市轄區(qū)、3個(gè)縣、代管5個(gè)縣級(jí)市為研究區(qū)域,其總面積為14 335 km2,常住人口2 119.20 萬人,2021年末城鎮(zhèn)化率高達(dá)79.48%[16].成都市建設(shè)有世界城市最長綠道 1.69萬 km[17].公園城市已經(jīng)成為成都市面向全球的重要城市名片,在公園、廣場等地方進(jìn)行休閑健身活動(dòng)已經(jīng)成為成都市民休閑生活的重要組成部分.

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

1.2.1數(shù)據(jù)初始來源與分類 通過高德地圖開放API接口,筆者在2022年3月24日爬取了成都市20 455條POI數(shù)據(jù),依據(jù)高德地圖POI分類編碼表的分類方式,選取了3 366條具有戶外休閑健身空間典型特征的公園、公園廣場、城市廣場以及植物園的POI數(shù)據(jù).17 089條POI數(shù)據(jù)為成都市商務(wù)住宅行業(yè)大類下的住宅區(qū)數(shù)據(jù)(宿舍、社區(qū)中心、住宅區(qū)、住宅小區(qū)、別墅的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)).

1.2.2數(shù)據(jù)篩選與處理 1) 戶外休閑健身空間POI數(shù)據(jù)篩選和處理.通過對(duì)已有的3 366條戶外休閑健身空間POI數(shù)據(jù)進(jìn)行糾偏、篩選、去重和實(shí)地調(diào)研后,最終得出的1 324個(gè)POI數(shù)據(jù)(表1),并選取了POI的name、address、location、type所屬的信息進(jìn)行分析和處理(圖1).

表1 成都市戶外休閑健身空間類型及比重

2) 成都市住宅區(qū)POI數(shù)據(jù)篩選和處理.通過對(duì)17 089條成都市住宅區(qū)POI數(shù)據(jù)進(jìn)行糾偏、篩選、去重和實(shí)地調(diào)研后,得出15 981個(gè)POI數(shù)據(jù),為后續(xù)研究休閑健身空間和住宅區(qū)關(guān)系作基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備.

2 數(shù)據(jù)處理與研究方法

2.1 研究方法

2.1.1NNI指數(shù)法 NNI(nearest neighbor indicator)指數(shù)法可以有效地量化點(diǎn)要素之間空間分布的集聚與離散程度[18].該研究通過測定各種類點(diǎn)空間最近距離的均值,確定其分布模式與特點(diǎn).計(jì)算公式為

(1)

其中,Inn為NNI指數(shù),nn為最近鄰的縮寫,dnn為觀測平均最近鄰距離;ran為隨機(jī)的縮寫,dran為空間隨機(jī)分布條件下的理論平均距離,min(dij)為點(diǎn)i到最近鄰點(diǎn)j的距離,n為樣本點(diǎn)數(shù)量,A為研究區(qū)面積.

當(dāng)Inn<1,點(diǎn)空間趨于集聚;Inn=1,點(diǎn)要素呈隨機(jī)分布;Inn>1,點(diǎn)空間趨于離散.通過“Z檢驗(yàn)”驗(yàn)證研究結(jié)果的可靠性,若Z<-2.58,則該點(diǎn)模式在99%的置信區(qū)間屬于集聚模式.

2.1.2DBSCAN聚類算法 DBSCAN(density-based spatial clustering of application with noise)法是一種代表性的基于密度的聚類算法[19].可以通過它發(fā)現(xiàn)任意形狀的聚類.該算法需要EPS和MINPTS兩個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié).EPS代表“ε-鄰域搜索"(ε-neighborhood search),這個(gè)參數(shù)用于確定領(lǐng)域的大小,是重要的區(qū)域范圍.MINPTS(minimum points),這個(gè)參數(shù)是確定研究對(duì)象是否為核心對(duì)象的重要參數(shù),核心對(duì)象是指在研究對(duì)象EPS區(qū)域內(nèi),樣本的點(diǎn)數(shù)≥MINPTS.

DBSCAN算法將簇定義為:密度相連點(diǎn)的最大集合,能夠把具有足夠高密度的區(qū)域劃分為點(diǎn)簇,最終可表現(xiàn)為任意形狀的聚類.而在區(qū)域內(nèi)樣本數(shù)

2.1.3核密度估計(jì)法 核密度估計(jì)(kernel density estimation)法是分析研究對(duì)象單元點(diǎn)的空間密度變化[21],能夠確定戶外休閑空間在研究區(qū)中的分布聚集情況,并采用Silverman的“經(jīng)驗(yàn)法則”根據(jù)點(diǎn)空間的數(shù)目和研究區(qū)域面積合理確定帶寬[22].對(duì)于數(shù)據(jù)x1,x2,…,xn,核密度估計(jì)的計(jì)算公式為

(2)

其中,xi表示戶外休閑健身空間i(i=1,2,…,n)的點(diǎn)位置坐標(biāo),n表示戶外休閑健身空間數(shù)量,h為核密度計(jì)算的搜索半徑,K表示核函數(shù).

2.1.4鄰近性分析法 鄰近性分析法主要應(yīng)用于研究中心主體與周圍一定距離的事物之間的關(guān)系[23].通過QGIS軟件,建立以戶外休閑健身空間點(diǎn)位為中心,住宅點(diǎn)空間圍繞其中的點(diǎn)線拓?fù)潢P(guān)系.統(tǒng)計(jì)出圍繞中心的住宅區(qū)點(diǎn)空間的數(shù)量和距離,并對(duì)其進(jìn)行數(shù)理分析,最終研究出兩類型點(diǎn)空間的關(guān)系特征.

3 點(diǎn)空間特征與住宅區(qū)關(guān)系分析

3.1 點(diǎn)空間聚集特征

3.1.1總體軸線聚集于老城區(qū)和新城中心區(qū),散布于其他區(qū)域 成都市戶外休閑健身空間總體上呈現(xiàn)為主城區(qū)密集,周邊城區(qū)呈點(diǎn)狀聚集的特征,觀測到平均距離為898.81 m,而預(yù)期的平均距離為1 895.90 m,兩者比值為Inn=0.47<1,點(diǎn)位數(shù)為1 324,Z值得分為-36.63,P值<0.01,總體空間分布類型為顯著聚集(表2).

表 2 成都市戶外休閑健身空間聚集性特征分析

3.1.2各類型休閑健身空間聚集特征差異明顯 公園和城市廣場點(diǎn)位數(shù)較多分別為569和675,Z值為-24.41和-25.03,都小于-2.58,通過99%的顯性檢驗(yàn),都呈現(xiàn)出顯著聚集的空間分布特征.公園和城市廣場的NNI指數(shù)和總體分布狀況相近,說明公園和城市廣場是成都市人民最重要的戶外休閑健身空間,也是人民需求量最大的戶外休閑健身空間.公園的NNI指數(shù)小于城市廣場的NNI指數(shù),說明公園的聚集性比城市廣場的聚集性要大,這是成都市創(chuàng)建公園城市的有效成果,也是有別于其他城市的重要特點(diǎn);城市廣場的點(diǎn)位數(shù)最多且聚集性也較大,這是成都作為新一線城市,其良好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及濃厚的城市商業(yè)氛圍所造成的.

公園廣場和植物園點(diǎn)位數(shù)相對(duì)較少,分別為41和39,Z值都大于-2.58,但I(xiàn)nn<1.說明他們呈現(xiàn)出非顯著的聚集性空間分布特征.公園廣場和植物園NNI指數(shù)都趨近于1,趨向于隨機(jī)性,造成這樣的原因主要是點(diǎn)位數(shù)較少且兩者的建設(shè)具有一定的特殊性,植物園的建設(shè)需要相應(yīng)的林業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn),公園廣場和公園界限不明確,且需要利用零散城市角落.根據(jù)計(jì)算結(jié)果說明公園廣場的建設(shè)和植物園的建設(shè)不夠充分,人們對(duì)兼具多功能并具有特殊要求的戶外休閑健身空間的需求尚不明確.

3.2 點(diǎn)空間聚集形狀運(yùn)用DBSCAN聚類算法分析發(fā)現(xiàn)戶外休閑健身空間的各核心點(diǎn)簇區(qū)呈現(xiàn)出不規(guī)則形狀.聚集度最高、面積最大的點(diǎn)簇區(qū)其形狀具有典型的中心軸線,且軸線呈現(xiàn)出向南延展的特點(diǎn);其他核心點(diǎn)簇區(qū)呈不規(guī)則點(diǎn)狀分布,主要聚集于市郊縣城區(qū)的老城區(qū)域,其建設(shè)發(fā)展時(shí)間較早,分布相對(duì)比較密集;更多的邊界點(diǎn)及噪聲點(diǎn)都散布在成都市各區(qū)域(圖2).

圖 2 成都市戶外休閑健身空間聚類分析圖

3.3 點(diǎn)空間分布特征

3.3.1總體呈現(xiàn)大聚集“一心擴(kuò)散”,局部“多點(diǎn)分散”的分布特征 點(diǎn)空間總體分布主要以五環(huán)路以內(nèi)為聚集分布區(qū)(圖3).一環(huán)路以內(nèi)區(qū)域是成都傳統(tǒng)的老城區(qū)范圍,是主要商業(yè)和城市旅游聚集區(qū),其發(fā)展較早較成熟,有較多的城市廣場、公園廣場,但面積較大的公園和植物園相對(duì)較少.一環(huán)路以內(nèi)區(qū)域是整個(gè)點(diǎn)空間的主要聚集中心區(qū)域.

一環(huán)路至三環(huán)路之間的區(qū)域呈現(xiàn)出以中心區(qū)域向外擴(kuò)散的散狀形式,北聚集區(qū)比南聚集區(qū)稀疏,西南和東南聚集區(qū)域相對(duì)密集.一環(huán)路至三環(huán)路內(nèi)以中學(xué)、高校、沿錦江區(qū)域以及各老小區(qū)為主要聚集區(qū),整體呈擴(kuò)散型分布.

三環(huán)路至四環(huán)路區(qū)域主要呈現(xiàn)出以四環(huán)兩側(cè)為主的環(huán)狀分布形式,以面積較大的公園、公園廣場、植物園等為主要類型.四環(huán)兩側(cè)是成都市主要的繞城生態(tài)帶,也是成都市建設(shè)公園城市的重點(diǎn)地區(qū).

四環(huán)到五環(huán)的區(qū)域分布以“多點(diǎn)分散”的特征為主.四環(huán)到五環(huán)以高新區(qū)和天府新區(qū)的新城區(qū)為主要聚集區(qū)域,建設(shè)時(shí)間較晚,但規(guī)劃建設(shè)理念較完善,充分考慮了戶外休閑健身空間的配套和布局,所以整體呈現(xiàn)相對(duì)均勻的散狀分布形式.

五環(huán)路以外的區(qū)域?yàn)榻伎h區(qū)域,主要以“散狀分布”特征為主,其分布以老城區(qū)、老縣城區(qū)為主.根據(jù)各郊縣經(jīng)濟(jì)情況不同,聚集的數(shù)量和強(qiáng)度各不同.

圖 3 成都市戶外休閑健身空間分層分析圖

3.3.2各類戶外休閑健身點(diǎn)空間的分布特征差異性較大 從總體分布來看,各類戶外休閑健身點(diǎn)空間的布局特征差異性較大,其各具特點(diǎn)(圖4).

公園熱力分布圖具有“一大心二小心”和“多點(diǎn)分散”的特點(diǎn),且都分布于成都市五城區(qū)以內(nèi).其中“一大心”和總體熱力分布圖的中心位置相似,“二小心”分別位于金牛區(qū)和武侯區(qū),形成了南北方向上的兩個(gè)相對(duì)較小的新中心區(qū)域.公園熱力分布圖的中心擴(kuò)散強(qiáng)度比總體熱力分布圖的強(qiáng),且表現(xiàn)為總體向南擴(kuò)散的趨勢.

城市廣場的分布圖和總體分布圖相似度高,都為“一心多點(diǎn)”的分布格局,由于成都市郊縣區(qū)域的經(jīng)濟(jì)情況和居住密度不如中心城區(qū),所以城市廣場中心聚集強(qiáng)度高,且向外擴(kuò)散弱.

公園廣場和植物園的分布圖雖然為非顯著性聚集分布特點(diǎn),但仍然具有一定的中心位置,公園廣場的中心位置和城市廣場相似,植物園的中心位置不再位于五城區(qū)范圍內(nèi),而是位于新都區(qū)和金牛區(qū)的交界處,五城區(qū)以北的位置.

3.4 成都市戶外休閑健身空間與住宅區(qū)的關(guān)系分析

3.4.1總體統(tǒng)計(jì)分析 通過構(gòu)建以A點(diǎn)位(戶外休閑健身空間)和B點(diǎn)位(住宅區(qū)空間)的點(diǎn)線拓?fù)潢P(guān)系,發(fā)現(xiàn)原有的15 981的B點(diǎn)位中共有15 759個(gè)點(diǎn)位和A點(diǎn)位呈現(xiàn)出相接的關(guān)系.說明成都市全市有98.60%的小區(qū)周邊配套有戶外休閑健身空間,但仍然有222個(gè)小區(qū)缺乏戶外休閑健身空間.以1 324個(gè)A點(diǎn)為空間中心,統(tǒng)計(jì)與其相接的B點(diǎn)位的數(shù)量和距離,得出以下結(jié)論:A點(diǎn)位中聚集最多的B點(diǎn)位數(shù)量為129個(gè),最少數(shù)量為1個(gè),平均個(gè)數(shù)為14個(gè);最遠(yuǎn)距離為15.576 km,最近距離為0.001 6 km,平均距離為0.942 km.

審圖號(hào):圖川審(2016)018號(hào)

中國在開展的15 min生活圈規(guī)劃提出,1～1.5 km(15 min步行時(shí)間)是居民使用公共設(shè)施與綠色空間的適宜范圍[24].通過將統(tǒng)計(jì)研究結(jié)果與其進(jìn)行對(duì)比,A點(diǎn)位和B點(diǎn)位的平均距離小于1.5 km,說明整體符合該規(guī)劃的要求,但最遠(yuǎn)距離較遠(yuǎn),且仍然有222個(gè)小區(qū)缺乏戶外休閑健身空間,說明成都市的戶外休閑健身空間的數(shù)量及其與人居空間的距離仍然不完全符合15 min生活圈規(guī)劃的要求.

3.4.2關(guān)系特征分析 從統(tǒng)計(jì)圖(圖5)中可以看出,越靠近城市中心,適配的鄰近住宅區(qū)距離越近、數(shù)量越多,這符合成都市戶外健身休閑點(diǎn)空間的總體聚集和分布特征.通過圖表分析,大部分住宅區(qū)到戶外休閑健身空間的最近距離小于2 km,最遠(yuǎn)距離小于8 km,平均距離小于4 km,且大部分戶外休閑健身空間基本上適配數(shù)量小于20個(gè)住宅區(qū).

對(duì)低強(qiáng)度的散步活動(dòng)水平而言,居民體力活動(dòng)水平整體是越靠近越高,距離越遠(yuǎn),散步活動(dòng)水平越低;中強(qiáng)度體力活動(dòng)在1.6～2.4 km接近度范圍最高,其次為0.8 km;高強(qiáng)度體力活動(dòng)在2.4 km以內(nèi)范圍基本趨勢是遞增的,2.4 km以外的活動(dòng)量大幅減少[25].結(jié)合已有的研究結(jié)論可發(fā)現(xiàn):成都市中心城區(qū)休閑健身活動(dòng)空間的建設(shè)符合人們的基本需求規(guī)律,但部分郊縣區(qū)域數(shù)量較少且距離相對(duì)較遠(yuǎn),人們的休閑健身需求以及積極性不能得到很好的滿足.

4 結(jié)論與討論

以成都市1 324個(gè)較典型的戶外休閑健身空間和15 981住宅區(qū)空間為主要研究對(duì)象,將他們抽象為地理空間質(zhì)點(diǎn),主要研究戶外休閑健身空間的分布特點(diǎn)及其與住宅區(qū)空間的關(guān)系,得出以下結(jié)論:

1) 成都市戶外休閑健身空間主要聚集于主城區(qū)及城南新區(qū),散布于周邊城區(qū),整體呈現(xiàn)出“一心擴(kuò)散,多點(diǎn)分散”的空間特征,具有明顯的核心區(qū)域和向外擴(kuò)散的空間分布模式,且主要核心點(diǎn)簇區(qū)位于主城區(qū),其形狀呈現(xiàn)出以軸線為中心并向南延展的特點(diǎn),其他核心點(diǎn)簇區(qū)呈現(xiàn)不規(guī)則形狀且散布于郊縣城區(qū)的老城中心.

2) 公園和城市廣場呈現(xiàn)出顯著性聚集分布特點(diǎn),公園廣場和植物園呈現(xiàn)出非顯著性聚集分布特點(diǎn),這是由成都市各區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡、城市零碎化土地改造不完善、多功能園區(qū)經(jīng)營特點(diǎn)等因素造成的.

3) 成都市全市98.60%的小區(qū)周邊配套有戶外休閑健身空間.總體上滿足人們對(duì)戶外休閑健身的需求,但基于戶外休閑健身的分布特點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),越靠近城市中心,適配的鄰近住宅小區(qū)距離越近、數(shù)量越多;越遠(yuǎn)則數(shù)量和距離相對(duì)較少.成都市的戶外休閑健身空間的數(shù)量及其與人居空間的距離仍然不完全符合15 min生活圈規(guī)劃的要求.成都市中心城區(qū)基本符合人們的活動(dòng)規(guī)律,但部分郊縣居民的休閑健身需求以及積極性不能得到很好的滿足.

通過對(duì)具有針對(duì)性的戶外休閑健身空間POI數(shù)據(jù)進(jìn)行空間特征分析,并將其空間特征和以人為本的設(shè)計(jì)理念相融合,針對(duì)研究結(jié)果提出以下對(duì)策和策略,以期為成都市公園體育城市建設(shè)的發(fā)展政策和科學(xué)布點(diǎn)作出一定的貢獻(xiàn).

1) 從規(guī)劃環(huán)境空間布局的角度出發(fā),成都市戶外休閑健身空間“一心擴(kuò)散,多點(diǎn)分散”的特征明顯受制于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡和政策重點(diǎn)方向的因素影響,成都市城市建設(shè)的扶持政策應(yīng)該多往郊縣區(qū)域傾斜,加強(qiáng)郊縣區(qū)域的城市建設(shè).

2) 合理利用城市零碎化土地,對(duì)其進(jìn)行可持續(xù)、多功能地改造利用,充分合理化進(jìn)行空間規(guī)劃設(shè)計(jì).

3) 配套建設(shè)郊縣居住區(qū)戶外休閑健身空間的數(shù)量,使其保持在合理距離范圍內(nèi),努力實(shí)現(xiàn)15 min生活圈的規(guī)劃建設(shè).

由于公園體育城市的概念是一個(gè)涉及范圍較廣、界限模糊以及綜合性較強(qiáng)的城市定位名片,且當(dāng)前沒有固定的范圍和定義對(duì)其進(jìn)行解釋.本研究所獲取的數(shù)據(jù)多為點(diǎn)空間數(shù)據(jù),只考慮了數(shù)據(jù)中的定位點(diǎn),且定位點(diǎn)可能存在一定的誤差,而體量較大的線空間和面空間沒有進(jìn)行研究.在后續(xù)研究中將豐富各類型數(shù)據(jù),并將線空間和面空間作為重要的研究方向,繼續(xù)進(jìn)行深化和探索.