顧及交通阻隔效應(yīng)的居住用地周邊環(huán)境評價
——以成都市主城區(qū)為例

吳長江

(成都市規(guī)劃設(shè)計研究院，四川成都 610094)

1 研究背景

城市土地是城市空間形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，城市土地利用形式是城市功能組織在空間地域上的投影。城市用地現(xiàn)狀圖中，除了城市用地類型、各類用地分布的信息外，還隱含著城市居住活動舒適性空間信息，通過選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行空間關(guān)聯(lián)分析，可以將隱含的空間格局信息展現(xiàn)出來。本文基于城市土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，從城市用地結(jié)構(gòu)和交通網(wǎng)之間的空間關(guān)系的角度入手，充分挖掘城市各類用地之間的相互影響作用來定量評價城市空間居住適宜便利性指數(shù)。

2 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)

成都市建設(shè)區(qū)主要集中分布在五主城區(qū)和高新區(qū)，其用地功能類型已趨于穩(wěn)定，其用地性質(zhì)短時間內(nèi)無明顯變化，因此本文的研究區(qū)域范圍為五主城區(qū)和高新區(qū)。為了定量化呈現(xiàn)不同性質(zhì)的用地類型給生活指數(shù)造成的影響程度，結(jié)合總體技術(shù)路線及研究方法，收集了包括現(xiàn)狀路網(wǎng)，城市建成區(qū)現(xiàn)狀用地圖斑等空間數(shù)據(jù)用于評價分析。為了減弱研究區(qū)邊緣效應(yīng)，將研究區(qū)域外2 km的相關(guān)數(shù)據(jù)納入研究范圍。本研究所涉及的路網(wǎng)數(shù)據(jù)和用地類型數(shù)據(jù)如圖1所示。

圖1 研究區(qū)域數(shù)據(jù)

3 指數(shù)分析原理及構(gòu)建方法

3.1 指數(shù)分析原理

居住環(huán)境宜居便利指數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)：居住周邊服務(wù)資源+環(huán)境共同構(gòu)成居住宜居便利環(huán)境；為了盡可能減小各疊加影響因子之間的量綱影響差異，不同用地功能類型對居住環(huán)境的影響程度不一，將功能用地圖斑按照面積分成5個等級(分別賦值1～5)，面積越大，其影響輻射范圍越廣、分值越高，并根據(jù)用地類型設(shè)置對應(yīng)的影響權(quán)重(圖2)。

圖2 居住用地舒適便利性指數(shù)技術(shù)路線

(1)科教文衛(wèi)和商服用地：由于教育資源的局部不均衡化和優(yōu)質(zhì)教育資源的稀缺性，導(dǎo)致在市民的宜居期望中，教育資源占到了舉足輕重的地位，特別是義務(wù)教育階段的中小學(xué)教育資源；隨著人們的生活水平提高以及越來越強的健康意識，醫(yī)療資源服務(wù)雖然不及教育嚴(yán)格受距離的制約，但其重要性也不言而喻，如華西醫(yī)院等著名三甲綜合醫(yī)療衛(wèi)生資源；而文化休閑設(shè)施作為高品質(zhì)生活不可或缺的一部分，對于給居民創(chuàng)造豐富的精神生活宜居環(huán)境同樣重要；良好而便捷的教育設(shè)施或其在文化環(huán)境、社區(qū)配套設(shè)施、商業(yè)氛圍等方面所帶來的外部效益成為影響居住適宜性的重要因素，因此科教文衛(wèi)對居住呈正向相關(guān)。

(2)水域、公園與綠地和廣場用地：水體、綠化環(huán)境等共同組成的公園可以提高宜居生活的環(huán)境品質(zhì)，還可提供寬闊的休閑游憩健身場所，在日常居住生活中，可認(rèn)為其通行成本較低。

(3)高教用地和機關(guān)團體新聞出版用地：考慮高影響力設(shè)施功能用地的正向溢出效應(yīng)。

(4)工業(yè)用地、機場用地、軌道交通用地和物流倉儲用地：主要用來考慮較大型的面狀設(shè)施與居住環(huán)境之間的關(guān)系，如大型連片物流基地、交通場站設(shè)施、農(nóng)產(chǎn)品交易區(qū)、工廠等易聚集人群、易產(chǎn)生噪音和粉塵污染以及易導(dǎo)致出行擁擠的區(qū)域?qū)χ苓叺木幼…h(huán)境會產(chǎn)生不利影響，且影響舒適便利生活。

(5)各類道路用地(鐵路、各等級公路)：一方面，機動車會產(chǎn)生不同程度的噪音和揚塵，影響居民的日常生活；另一方面，較高等級的道路(高速、快速路等)由于車流量大、路面寬廣等會不同程度地影響到周邊服務(wù)資源的可達性，分割阻隔與鄰近設(shè)施的便利性?？紤]噪音污染和對資源可達性的阻礙作用，主干道阻礙區(qū)域連通，影響宜居環(huán)境的便利性，但低等級的社區(qū)內(nèi)部街道及商業(yè)步行街卻有利于形成舒適的宜居環(huán)境，提高居住安全性，因此，根據(jù)道路網(wǎng)的道路屬性(參照J(rèn)TG B01-2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))及對交通路網(wǎng)對宜居環(huán)境的影響程度劃分為不同柵格成本等級(表1、圖3)。

表1 城市地面通行阻滯成本等級劃分

圖3 地面通行阻滯成本等級分布

3.2 便利指數(shù)計算模型實現(xiàn)

含障礙的擴散插值法原理：擴散插值指熱方程的基本解，該方程描述熱或粒子如何在同類介質(zhì)中隨著時間擴散。使用此方法得到的預(yù)測結(jié)果緩慢地在障礙周圍流動。在沒有障礙的情況下，通過擴散插值得到的預(yù)測結(jié)果與通過使用高斯核的 核插值法得到的預(yù)測結(jié)果大致相同。擴散插值可以使用通過成本面定義的復(fù)制的距離度量，它是一個常用柵格函數(shù)，用于計算從一個柵格像元到另一個柵格像元的行程成本。擴散插值為自動選擇的格網(wǎng)(像元)生成預(yù)測結(jié)果。如果未指定成本面，相鄰像元中心之間的距離為歐氏距離。如果已經(jīng)指定成本面，則使用以下公式定義成本面上像元之間的距離：

阻滯成本=(鄰像元的平均成本值)×(像元中心間的距離)

圖4所示左側(cè)(圖4(a)所示)為沒有顧及成本面的基于空間距離的服務(wù)擴散算法結(jié)果與下圖右側(cè)(圖4(b)所示)使用基于柵格累積成本距離服務(wù)擴散算法創(chuàng)建的預(yù)測圖相比較。在擴散插值的情況下，核的形狀根據(jù)擴散方程在障礙附近變化；而在核插值的情況下，點之間的距離根據(jù)點之間的最短距離變化。

圖4 資源設(shè)施服務(wù)輻射影響計算原理示意

居住用地受到的周邊功能用地輻射影響度計算：

(1)

式中:Fi為出行點(居住用地地塊)i的受影響綜合總分值;Wij為出行點(居住用地地塊)i到 最鄰近吸引點(功能用地)j的影響權(quán)重;Areaj為功能用地的面積(代表其影響規(guī)模);Distj為顧及出行阻滯效應(yīng)的柵格累計成本距離；出行點的總分值(Fi)反映了其居住宜居便利性水平,進一步按照“組間差異最大、組內(nèi)差異最小”的原則將其劃分為不同的便利指數(shù)。

為了更直觀地衡量交通平面路網(wǎng)對資源服務(wù)擴散的阻滯效應(yīng)，我們對比普通的空間距離擴散插值法和顧及交通路網(wǎng)穿行成本距離的擴散插值法結(jié)果(圖5)發(fā)現(xiàn)，圖5(b)的結(jié)果比圖5(a)表現(xiàn)出更細微尺度的便利性指數(shù)差異。

圖5 基于不同空間擴散方法的舒適便利指數(shù)評價

4 典型區(qū)域分析

較集中的連片適宜居住區(qū)主要分布在西二環(huán)至西三環(huán)之間，其單塊居住用地面積較大，受道路分割影響較小，且周邊較均勻的分布著眾多的獨立占地的科教文衛(wèi)和商服設(shè)施；另外還有南二環(huán)周邊區(qū)域、川師大板塊、高新金融城板塊、大源板塊和天府大道東側(cè)區(qū)域等也呈現(xiàn)較高的居住適宜便利指數(shù)，如圖6所示。

圖6 宜居便利指數(shù)高值區(qū)域分布

為了進一步考察該評價指數(shù)模型的準(zhǔn)確性，我們也對明顯呈現(xiàn)出較低指數(shù)的區(qū)域進行了具體分析，如圖7所示，區(qū)域1周邊相關(guān)的生活設(shè)施用地較少且有零星的工業(yè)物流用地；區(qū)域2分布著較多的商業(yè)等公服設(shè)施用地，但同時也分布著較多的物流倉儲用地，使得該區(qū)域居住環(huán)境相對復(fù)雜，分布對多條主干道對居住生活也產(chǎn)生負(fù)面影響；區(qū)域3的居住用地分布雜亂，并受鐵路線的嚴(yán)重分割，且周邊的商業(yè)服務(wù)設(shè)施零散，其服務(wù)擴散能級較低。綜合居住用地周邊的整體用地布局來看，該評價算法能夠較好的顧及不同功能用地的空間輻射影響，并能夠體現(xiàn)交通線網(wǎng)對設(shè)施便利的阻隔效應(yīng)。

圖7 宜居便利指數(shù)低值區(qū)域分布

在實際的城市擇居過程中，針對普通群體來說，其純粹的宜居環(huán)境并不是這類人群最理想的選擇，在考慮職住通勤方面往往也會占相當(dāng)比重，在整體的居住環(huán)境價值中也有明顯體現(xiàn)，甚至在某些區(qū)域是單一主導(dǎo)因素。另外本文基于周邊資源配置及可達性評價的宜居環(huán)境并未考慮具體居住小區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及配套設(shè)施?；谝陨显?，市場認(rèn)知的居住價值分布趨勢和宜居指數(shù)分布整體存在一定差異。

另外，基于不同人群的需求，也對各資源設(shè)施的依賴度不同，如養(yǎng)老人群更多考慮的是住宅內(nèi)部環(huán)境和空氣質(zhì)量；工作人群兼顧交通設(shè)施便利性和通勤時間；居家人群則更傾向于子女教育培訓(xùn)設(shè)施等。本文的宜居環(huán)境指數(shù)是基于居民的一般化整體需求并顧及土地資源設(shè)施分布進行的地塊尺度評估的。

5 結(jié)論與展望

本文基于城市現(xiàn)狀用地類型圖斑對成都市主城區(qū)居住區(qū)周邊的宜居環(huán)境進行綜合性期望宜居便利指數(shù)分析，并創(chuàng)新性地借助ArcGIS軟件將城市交通路網(wǎng)對周邊資源設(shè)施服務(wù)的輻射影響力和資源的可達性的消減阻礙效應(yīng)嵌入到宜居期望指數(shù)評價模型中，同時考慮多類型資源設(shè)施用地對宜居環(huán)境的正向貢獻度和平面交通路網(wǎng)對宜居慢行便利和資源可達的負(fù)面阻礙效應(yīng)，后期還可結(jié)合城市環(huán)境新要素對評價模型進行更加深入的改進，如規(guī)劃垃圾處理設(shè)施，新建綠地和公園投入使用等，借此更加全面真實的反映實際居住人群的居住感受。另外，由于未能詳細獲取住宅小區(qū)相關(guān)詳細數(shù)據(jù)等條件限制，本文并未考慮每個實際居住小區(qū)自身的建筑品質(zhì)及內(nèi)部居住環(huán)境狀況。

隨著近年來，在城市規(guī)劃方面出現(xiàn)了一些新的規(guī)劃理念，如垃圾轉(zhuǎn)運設(shè)施由鄰避向鄰利轉(zhuǎn)變，那么周邊的居住環(huán)境狀態(tài)自然也會發(fā)生變化，人們對其的心理期待也在發(fā)生微妙變化，這些可變因素都會不同程度地影響各類居民對城市的居住環(huán)境的心理評價。