基于GIS技術(shù)的南京主城區(qū)公園布局與可達(dá)性研究

李嵐董成林

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，我國(guó)城市化進(jìn)程愈演愈烈，大量城市問(wèn)題也隨之產(chǎn)生，生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，城市居民整日生活在由鋼筋混凝土建筑和道路構(gòu)成的灰色網(wǎng)絡(luò)中，因此人們對(duì)自然生態(tài)環(huán)境和公共綠色空間的需求愈發(fā)強(qiáng)烈。同時(shí)，公共綠色空間分布是否均衡直接影響社會(huì)資源公平分配的問(wèn)題，而這些問(wèn)題的解決都離不開對(duì)于城市公園體系的研究[1]。

建立科學(xué)的城市公園體系及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系可促進(jìn)城市健康可持續(xù)發(fā)展?；贕IS可達(dá)性研究，從城市公園與市民的相互關(guān)系角度出發(fā)，指導(dǎo)公共綠色空間發(fā)展布局，促進(jìn)社會(huì)資源公平分配。最終結(jié)果可為城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃和城市的未來(lái)發(fā)展建設(shè)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1.南京市都市空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃圖

2.南京市主城行政區(qū)

3.研究數(shù)據(jù)提取

4.主城區(qū)公園核密度分析圖

1 研究范圍與對(duì)象

1.1 研究范圍

本文的研究范圍為南京市主城區(qū)（圖1），主城區(qū)是南京的舊城區(qū)，歷史最為悠久，建設(shè)完成度高，人口密度大，是南京市的政治、經(jīng)濟(jì)與文化中心。根據(jù)《南京市城市總體規(guī)劃（2011-2020）》[2]中對(duì)于主城區(qū)范圍的界定，其區(qū)域西臨長(zhǎng)江及其夾江，南抵秦淮新河，東至滬蓉、寧洛高速，包括鼓樓區(qū)和秦淮區(qū)的全部，玄武區(qū)、建鄴區(qū)的大部分以及棲霞區(qū)、雨花臺(tái)區(qū)、江寧區(qū)的部分地區(qū)，總面積約390 km2（圖2）。由于江寧區(qū)位于主城區(qū)范圍內(nèi)的部分極少，且該區(qū)域沒(méi)有公園，因此不在本文研究范圍內(nèi)。

1.2 研究對(duì)象

依據(jù)最新的《城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)（CJJT-85-2017）》[3]，本文選取主城區(qū)的綜合公園（G11）與專類公園（G13）進(jìn)行研究，這些公園的建設(shè)面積均大于1 hm2，設(shè)施較為完善，服務(wù)范圍廣。由于社區(qū)公園（G12）與游園（G14）所占比重少且影響范圍小，因此不在本文研究對(duì)象之內(nèi)。此外，最新的城市綠地分類標(biāo)準(zhǔn)將綠化占地比例大于65%的廣場(chǎng)用地也納入公園綠地，因此本文將部分滿足標(biāo)準(zhǔn)的城市廣場(chǎng)納入研究對(duì)象，最終選取主城區(qū)公園共53個(gè)，其中綜合公園21個(gè)，各類專類公園32個(gè)（表1）。

2 研究方法與過(guò)程

2.1 數(shù)據(jù)收集與處理

利用Google Earth下載南京市衛(wèi)星影像圖，同時(shí)從Open Street Map上獲取南京市OSM地理信息數(shù)據(jù)；利用ArcGIS 10.5中Open Street Map Toolbox模塊下的Load OSM File工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，根據(jù)研究需要提取出城市道路、城市居住區(qū)、城市公園綠地及其出入口等相關(guān)數(shù)據(jù)要素；在ArcMAP中繪制出南京市主城區(qū)范圍紅線，并將紅線外數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，僅保留紅線內(nèi)數(shù)據(jù)（圖3）。

2.2 研究方法與內(nèi)容

2.2.1 布局特征分析

核密度分析法是空間分析中運(yùn)用較為廣泛的一種方法，主要用于計(jì)算興趣點(diǎn)在其周圍領(lǐng)域中的密度。利用核密度分析方法可以直觀研究主城區(qū)范圍內(nèi)城市公園的空間集聚情況和集聚特點(diǎn)[4]。利用ArcGIS10.5中的空間分析工具對(duì)公園點(diǎn)要素進(jìn)行核密度分析（圖4）。分析得出主城區(qū)公園整體分布呈現(xiàn)“多核心”趨勢(shì)并形成三條公園帶，分別為長(zhǎng)江公園帶、秦淮河公園帶以及幕府山—玄武湖—月牙湖公園帶。根據(jù)表2可知：數(shù)量上，鼓樓區(qū)、秦淮區(qū)、玄武區(qū)和建鄴區(qū)公園較多且都在10個(gè)以上，棲霞區(qū)、雨花臺(tái)區(qū)較少；類型上，秦淮區(qū)、棲霞區(qū)、玄武區(qū)和雨花臺(tái)區(qū)均以專類公園為主，建鄴區(qū)以綜合公園為主，鼓樓區(qū)的比例接近1∶1；面積上，玄武區(qū)的公園面積最大，占整個(gè)主城區(qū)公園總面積的66%，鼓樓、雨花臺(tái)和秦淮三區(qū)合計(jì)僅占10%。由此可知，各行政區(qū)公園分布情況差異較大，尤其在面積分布上極不均衡。

表1 南京市主城區(qū)公園列表

表2 公園數(shù)量、類型及面積

5.公園服務(wù)半徑對(duì)居住區(qū)情況關(guān)系圖

2.2.2 可達(dá)性分析

Hansen于1959年首次提出可達(dá)性（Accessibility）的概念，意指交通網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)相互作用的機(jī)會(huì)大小[5]，是用于評(píng)價(jià)公共服務(wù)設(shè)施與資源的重要指標(biāo)參數(shù)之一，反映了人們?cè)诘竭_(dá)目的地過(guò)程中所需克服的空間阻力大小，常用時(shí)間、距離、費(fèi)用等指標(biāo)來(lái)衡量。城市公園的可達(dá)性能夠客觀地反映城市公園綠地的空間分布格局情況，是評(píng)價(jià)城市居民能否方便、公平地享用城市公園綠地的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)[6]。本文運(yùn)用最為普遍的緩沖模型法以及較為符合實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)分析法進(jìn)行研究。

（1）緩沖模型法

緩沖模型法是以公園為中心，以最大服務(wù)距離為半徑建立緩沖區(qū)，該方法認(rèn)為緩沖區(qū)內(nèi)市民可輕松到達(dá)公園，而緩沖區(qū)外則不能享受公園提供的服務(wù)。該方法能夠區(qū)分公園的服務(wù)和非服務(wù)區(qū)，甚至能夠反映服務(wù)區(qū)可達(dá)程度的差異，但由于是以直線衡量服務(wù)區(qū)半徑的，并沒(méi)有考慮城市公園景觀的異質(zhì)性以及公園可達(dá)過(guò)程中的自然和人為景觀障礙，因此這種方法易高估其可達(dá)性[7]。根據(jù)《國(guó)家園林城市系列標(biāo)準(zhǔn)》建城〔2016〕235號(hào)[8]中對(duì)于城市公園綠地服務(wù)半徑覆蓋率標(biāo)準(zhǔn)的劃分：5 000 m2（含）以上公園綠地按照500 m服務(wù)半徑考核，對(duì)南京主城區(qū)公園進(jìn)行了公園服務(wù)半徑對(duì)居民區(qū)覆蓋情況分析，得到公園服務(wù)半徑相關(guān)數(shù)據(jù)（表3）及公園服務(wù)半徑對(duì)居住區(qū)情況關(guān)系圖（圖5）。

表3 公園范圍半徑相關(guān)數(shù)據(jù)

結(jié)合圖表分析可以得出，玄武區(qū)公園服務(wù)半徑內(nèi)的居住區(qū)占該區(qū)總居住區(qū)的比例最高（達(dá)28%），秦淮區(qū)和鼓樓區(qū)次之，而雨花臺(tái)區(qū)、棲霞區(qū)、建鄴區(qū)相對(duì)較少。究其原因，玄武區(qū)的公園用地面積占到了該區(qū)域總面積的50%左右，所以其公園服務(wù)半徑的輻射面積最廣。此外，玄武區(qū)內(nèi)的居住區(qū)數(shù)量少于鼓樓、秦淮兩區(qū)，且主要沿玄武湖和紫金山兩個(gè)公園周邊分布，所以比例最高。鼓樓區(qū)和秦淮區(qū)有著公園數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)，但由于其區(qū)內(nèi)的居住區(qū)數(shù)量龐大，因此其服務(wù)半徑內(nèi)的居住區(qū)比例并非最高。建鄴區(qū)雖然在公園數(shù)量和面積上均占據(jù)優(yōu)勢(shì)，但其居住區(qū)與公園分布較為分散，因此覆蓋到的居住區(qū)相對(duì)較少，且該區(qū)內(nèi)的居住區(qū)數(shù)量最大，導(dǎo)致其比例最低。棲霞區(qū)和雨花臺(tái)區(qū)公園數(shù)量少，因此覆蓋到的居住區(qū)也較少，比例較低。

（2）網(wǎng)絡(luò)分析法

網(wǎng)絡(luò)分析法是對(duì)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。該方法是計(jì)算按照某種交通方式，以道路網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的城市公園在某一阻力值下的覆蓋范圍，主要用在資源的最佳分配與最短路徑的尋找，以居民進(jìn)入公園的實(shí)際方式為基礎(chǔ)，能更準(zhǔn)確地反映居民進(jìn)入公園這一過(guò)程，克服了緩沖區(qū)分析法中直線距離不能識(shí)別可達(dá)過(guò)程中障礙的缺點(diǎn)，更加切合實(shí)際[7]。本文選擇以時(shí)間為阻力來(lái)進(jìn)行可達(dá)性分析，且在每個(gè)十字路口設(shè)置30 s的等待時(shí)間[9]，最終選取0～5 min、5～15 min、15～30 min以及30～60 min四個(gè)時(shí)間等級(jí)，出行方式分別為步行、自行車騎行和公交車出行。

6.步行可達(dá)性分析圖

7.居住區(qū)步行可達(dá)性比例情況

8.公園適宜步行時(shí)間內(nèi)居住區(qū)分布圖

9.騎行可達(dá)性分析圖

a. 步行可達(dá)性分析

步行線路的選擇包括城市主干道、次干道、支路以及居住區(qū)內(nèi)的小路，步行速度以1 m/s （3.6 km/h）來(lái)計(jì)算（圖6）。歐洲環(huán)境總局曾建議，普通的城市公園步行最佳時(shí)間是15 min 內(nèi)[10]，因此本文以15 min內(nèi)為到達(dá)公園的適宜步行時(shí)間。從整個(gè)主城區(qū)角度來(lái)看，15 min內(nèi)可達(dá)公園地區(qū)集中分布在三條公園帶地區(qū)，尤其以秦淮河公園帶最為密集。

從各行政區(qū)角度來(lái)看，秦淮區(qū)的公園數(shù)量眾多，單個(gè)公園面積較小，分布較為均勻，且該區(qū)域內(nèi)的交通網(wǎng)絡(luò)密集，因此其15 min以內(nèi)的公園可達(dá)性最好，但其東部與東南部可達(dá)性較差。鼓樓、玄武區(qū)借助其公園數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)，15 min以內(nèi)的公園可達(dá)性良好，但由于這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的公園面積頗為龐大，導(dǎo)致公園周邊交通不便，并且區(qū)域內(nèi)公園出入口數(shù)量有限，因而部分公園附近區(qū)域可達(dá)性很差。棲霞區(qū)的公園數(shù)量過(guò)少，且交通不便利，導(dǎo)致該區(qū)內(nèi)的公園可達(dá)性最差。

從居住區(qū)角度來(lái)看（圖7），僅有18%的居民可以在15 min內(nèi)步行至最近的公園。以15 min以內(nèi)為適宜步行時(shí)間得出步行可達(dá)性良好范圍內(nèi)的居住區(qū)分布圖（圖8）及比例（表4），從中可知秦淮15 min內(nèi)可達(dá)公園的居住區(qū)所占比重最大，占該區(qū)居住區(qū)總面積的48%，玄武區(qū)次之（31%），鼓樓、建鄴、雨花臺(tái)三區(qū)均占20%左右，棲霞區(qū)最少。其中建鄴區(qū)與鼓樓區(qū)的居住區(qū)面積最高，且公園的數(shù)量和面積與秦淮區(qū)相差不大，但其步行適宜時(shí)間內(nèi)的居住區(qū)所占比例卻不到秦淮區(qū)的一半，說(shuō)明這兩個(gè)區(qū)域的公園分布不夠均衡，公園利用率不高。

b. 騎行可達(dá)性分析

本文關(guān)于騎行方式可達(dá)性的分析是以城市共享單車數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，根據(jù)北京清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院和摩拜單車共同發(fā)布的《2017年共享單車與城市發(fā)展白皮書》中的研究數(shù)據(jù)，本文以10 km/h作為南京的城市騎行速度。從整個(gè)主城區(qū)角度來(lái)看（圖9），騎行5 min以內(nèi)可達(dá)公園的區(qū)域與上文中步行15 min內(nèi)可達(dá)的區(qū)域分布情況相似，主要分布在三條公園帶地區(qū)。騎行15 min內(nèi)可達(dá)公園的區(qū)域占到了主城區(qū)總面積的70%。

從行政區(qū)角度來(lái)看，秦淮區(qū)借助其公園數(shù)量和交通便利的優(yōu)勢(shì)而成為騎行方式中公園可達(dá)性最高的地區(qū)。棲霞區(qū)由于公園數(shù)量少和交通的不便利而成為騎行可達(dá)性最低的地區(qū)。

表4 步行適宜時(shí)間內(nèi)的居住區(qū)比例

從居住區(qū)的角度來(lái)看（圖10），0～5 min和5～15 min內(nèi)可達(dá)最近公園的居住分別占居住區(qū)總面積的17%和60%，所以15 min內(nèi)可達(dá)最近公園的居住區(qū)比例共計(jì)占77%。根據(jù)文獻(xiàn)《基于IC數(shù)據(jù)的城市公共自行車出行特征》[11]中的分析結(jié)果，15 min以內(nèi)是騎行的適宜時(shí)間，因此可以得出，南京主城區(qū)公園的騎行可達(dá)性很高。

c. 公交車可達(dá)性分析

公交出行線路的選擇需對(duì)線要素進(jìn)行處理，根據(jù)要素屬性篩選出公交車行駛線路。國(guó)家住建部《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ37-2012）[12]中對(duì)不同道路等級(jí)的車速分別進(jìn)行了規(guī)定，為方便計(jì)算，本文就以30 km/h作為不同道路等級(jí)的公交車平均車速，每個(gè)紅綠燈處停留30 s[9]。從整個(gè)主城區(qū)的角度來(lái)看（圖11），公交5 min可達(dá)最近公園的區(qū)域仍然集中在三條公園帶區(qū)域，但由于北部的幕府山與東北部的紫金山地區(qū)交通不便，因此這兩個(gè)區(qū)域5 min內(nèi)的可達(dá)性較差。5 min以上、30 min以下可達(dá)最近公園的區(qū)域占到了主城區(qū)總面積的65%，公交出行可達(dá)性良好。

10.居住區(qū)騎行可達(dá)性比例情況

11.公交出行可達(dá)性分析圖

從行政區(qū)角度來(lái)看，秦淮區(qū)5 min內(nèi)的公園可達(dá)性最高，占該區(qū)總面積近一半。鼓樓、建鄴、秦淮、雨花臺(tái)四個(gè)區(qū)30 min內(nèi)的公園可達(dá)性都比較高。建鄴區(qū)西南部和玄武區(qū)東部由于公交線路不便導(dǎo)致這些區(qū)域要花費(fèi)30分鐘以上時(shí)間。棲霞區(qū)北部和秦淮區(qū)東南部由于與公園距離過(guò)遠(yuǎn)且?guī)缀鯖](méi)有公交線路，導(dǎo)致這些區(qū)域的公園可達(dá)性最差。

從居住區(qū)的角度來(lái)看（圖12），0～5 min、5～15 min和15～30 min內(nèi)公交出行可達(dá)最近公園的居住區(qū)面積占總居住區(qū)面積的比例分別為37%、32%和11%。依據(jù)查閱到的文獻(xiàn)資料，南京市主城區(qū)公交平均出行時(shí)耗為29.98 min[13]，本文就以30 min作為公交出行的適宜時(shí)間。根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)分析，主城區(qū)80%的居住區(qū)均可在30 min公交時(shí)間內(nèi)到達(dá)最近的公園，因此公交出行的公園可達(dá)性良好。

12.居住區(qū)騎行可達(dá)性比例情況

3 研究結(jié)論與優(yōu)化建議

3.1 研究結(jié)論

南京主城區(qū)城市公園呈三條公園帶趨勢(shì)分布，無(wú)論從整體還是區(qū)域上來(lái)看，主城區(qū)公園在數(shù)量、面積及類型上都存在著不平衡的問(wèn)題，如玄武區(qū)占去了總公園面積的一半以上，秦淮、雨花臺(tái)、鼓樓三區(qū)合計(jì)僅占去10%。

從公園可達(dá)性的角度來(lái)看，主城區(qū)公園步行可達(dá)性較差，僅有五分之一的居民可在適宜步行時(shí)間內(nèi)到達(dá)最近的公園，南部、北部、東部大面積地區(qū)的步行可達(dá)性極差。騎行與公交出行的公園可達(dá)性相對(duì)較高，分別有77%、80%的居民可在兩者的適宜出行時(shí)間內(nèi)到達(dá)最近的公園。受交通網(wǎng)絡(luò)因素的影響，主城區(qū)公園可達(dá)性的優(yōu)劣出行情況為：騎行＞公交＞步行。

公園的體量與其利用率不成正比。公園的可達(dá)性與其利用率成正比，即公園可達(dá)性越好，其利用率越高。以南京市主城區(qū)體量最大的鐘山（紫金山）風(fēng)景區(qū)、玄武湖公園和幕府山景區(qū)來(lái)看，這三者的可達(dá)性反而不如其他體量較小的公園。原因在于受地形因素的影響，超大公園一般都依附于大體量的自然山水要素，這些要素一般不會(huì)位于城市中心位置，而在城市邊緣或城郊，這類區(qū)域不僅交通不便，而且遠(yuǎn)離居住區(qū)，導(dǎo)致這些超大公園的可達(dá)性較差，利用率較低。

3.2 優(yōu)化建議

從宏觀角度出發(fā)，以自然要素為依托的公園建設(shè)完成度較高，無(wú)論數(shù)量或面積均占據(jù)優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化的價(jià)值及意義不大，另外主城區(qū)的建設(shè)完成度較高，不太可能增建大型城市公園，因此今后的公園建設(shè)重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是建設(shè)面積較小、可靈活性強(qiáng)且能廣泛分布的綜合性小公園，尤其是在多居住區(qū)、少公園和交通不便利的區(qū)域加大建設(shè)力度，如東北部的棲霞區(qū)、東南部的江寧區(qū)以及建鄴和雨花臺(tái)區(qū)的南部等。從局部出發(fā)，南部的秦淮新河流域居住區(qū)眾多而公園極其匱乏，因此應(yīng)以秦淮河公園帶為參照，將秦淮新河公園帶建設(shè)納入到今后的城市公園規(guī)劃體系中。