基于ArcGIS和sDNA...州市旧城区公园绿地分布研究_陈乐妍.pdf

ENVIRONMENTECOLOGYENVIRONMENT&ECOLOGY广州是一座有着千年历史和深厚文化底蕴的城市。在城市扩张空间有限的背景下，在城市开发中优化已经存在的城市空间，已然是城市规划的更优解答。广州市第七次人口普查数据显示，作为广州旧城区中心的越秀区、荔湾区和海珠区是广州人口密度及老年人人口占比最高的三个区。可见在高速发展的城市里，旧城区较之新城市中心往往有着人口密度高、文化氛围浓厚的特点，因其更低的生活成本、更便利的生存环境，对外来人口的融入体现着极其强大的包容性。在城市高质量发展的趋势下，旧城区受传统结构掣肘，难以更新，面临着物质性老化与功能性衰退的问题1，其中的生活环境品质日益下降，因此对城市基本公共服务设施的合理配备需求更加强烈。公园绿地作为向公众开放的、具有游憩功能的用地，是评价城市居民生活品质高低的一项重要指标。城市公园绿地作为一类重要的游憩资源，不仅有为市民提供游憩、娱乐、休闲空间的功能，而且具有改善生态环境、美化城市景观、增加休憩空间以及防震减灾等功能。城市公园绿地作为一项重要的绿色基础设施，合理规划配备是城市环境质量的良好体现2。本文选取广州旧城区作为研究范围，通过地理信息系统的空间分析工具，结合空间句法对公园绿地在城市中的分布进行特征性分析，探究公园绿地的优化布局。一、广州市旧城区公园绿地分布概况(一)研究区域广州是一座有 2200 多年历史的文化名城和人口大城，历史上，旧城区一直是全市的政治、经济、文化中心，是人民群众安居乐业的重要集聚区、岭南地方特色文化的承载地和具有深厚底蕴的商业名地。本文研究范围为广州市旧城区，所指为建成时间超过 30 年的历史旧城。根据广州市规划局 2010 年发布的 广州市旧城更新改造规划纲要，旧城范围包括环市路恒福路永福路以南、广州大道以西、昌岗路新港路以北、白鹅潭珠江水道(鹤洞大桥)同德涌以东的地区，面积约 54 平方公里。(二)研究方法研究结合了 ArcGIS 的空间分析法和空间句法，在功能和数据上有效集成，在大数据背景下，利用定量的分析手段实现科学理论化与数据精细化的研究。ArcGIS 的地理空间分析工具可通过分析公园绿地分布的区域密度与其服务人口密度，来衡量一定范围内设施点布局的合理性与均等性3。空间句法是一种通过对包括建筑、聚落、城市甚至景观在内的人居空间结构的量化描述，来研究空间组织与人类社会之间关系的理论和方法4。空间句法作为一项描述与分析空间的数学工具，能对道路网进行抽象和建模分析，依赖稳定的数学公式，可定量地分析与判断路网质量及其与兴趣点间的相关性。传统空间句法通过视域轴线建模，需要手工绘制轴线图且模型不唯一，对于城市空间尺度的计算有局限性且操作时间成本高。而扩展空间句法 sDNA 模型上更成熟，算法上更严谨，软件上更稳定，其建模的数据可通过网络获得，计算公式同时考虑了道路网络的质量和数基于 ArcGIS 和 sDNA 的广州市旧城区公园绿地分布研究陈乐妍宋立新摘要：面对我国快速城市化进程中旧城区公共服务配套设施落后、空间环境日益局促的问题，秉承以人为本的观念进行研究，从公园绿地出发，以满足城市中居民日常游憩的基本活动需求，更好地实现绿地协调发展。通过ArcGIS软件的地理空间分析工具，研究分析公园绿地在广州旧城区的分布特征，结合城市道路网，利用扩展空间句法模型(sDNA)，通过老城区道路网的接近度与中心度分析，进一步探究道路结构与公园绿地空间分布的更适宜配置，以分析出这类不适应现代化城市社会生活的地区如何有计划地完善绿色基础服务设施，从而营造健康的城区环境，提高居民生活质量，促进城市高品质发展。关键词：旧城区；公园绿地；ArcGIS；sDNA【城市公共艺术研究】862022 12量。(三)数据来源与预处理研究需利用互联网获得所需数据，由于数据源有多个，所 以 获 取 的 矢 量 数 据 的 地 理 坐 标 系 可 能 是WGS1984，也可能是 CGCS2000 等等。将数据叠合进行计算分析前，为了控制误差大小，分析需在完成地理坐标系的统一后进行。同时，由于地球是个球体，面是曲面，为了方便计算，根据广州的地理信息计算出相对应的投影带，并将数据投影到相对应的投影坐标系上，得到位于平面的矢量数据。第一，公园绿地数据。城市绿地规划标准 中，公园体系是由城市各级各类公园合理配置的，满足市民多层级、多类型休闲游览需求的游憩系统。人们认知内对公园狭义的理解可能包含了所有绿地，而本研究中的绿地是具备成熟设施条件、能满足游憩功能需求的公园绿地。本文研究的公园绿地数据来源于广州市林业和园林局发布的 广州市公园名录(截至 2020 年底)，并参照百度地图影像矢量化所得，研究范围内共计 37 处。第二，旧城区路网数据。从 OpenStreetMap 网站获取道路交通网络数据，再利用 QIS转换数据，使数据转换成能用于 ArcGIS 的 shape 文件。由于所获取的道路源数据中，每一条线都代表着一条道，使得同一条道路因为有多车道所以有重复的多条线，对此需要进行道路中心线提取的第一步预处理。根据实际情况，判断相交的两根路网线之间是否具备通过的能力，这决定了线与线间是否存在交点，进而完成道路数据的拓扑检查。二、广州市旧城区公园绿地分布特征从根据 广州市公园名录 所绘制出的广州旧城区公园绿地分布图(图 1)中可直观看出，该范围内荔湾区相较越秀区与海珠区，公园绿地密度高。等级更高、面积更大的公园绿地往往代表着其容纳能力和吸引力更强，若将所有公园绿地视作平均的每个点，则忽略了公园的服务能力与公园面积成正相关这一特性。为了更直观地通过核密度图分析出旧城区公园绿地的分布特征，在核密度中考虑了公园服务半径的权重值。参照 国家园林城市标准 中城市的标准，5000 m2(含)以上公园绿地按照 500 m 服务半径考核，2000(含)5000 m2的公园绿地按照 300 m 服务半径考核公园绿地分类的服务半径。参照政策中服务半径设置公园的服务能力，为 POI分级赋予权重值。通过 ArcGIS 的核密度分析工具得到旧城区公园绿地核密度分布情况，如图 2 所示。可以看出，旧城区中的金花街道、六榕街道和白云街道，公园绿地的覆盖率较好，而梅花村街道、新港街道、龙凤街道和矿泉街道，公园绿地的覆盖率较差。结合行政街道的人口密度分析(图 3)，人口密度高但公园绿地覆盖率低的有龙津街道、梅花村街道和大东街道，这说明了这些区域的绿地设施需大于供，公园绿地设施配备最为落后，居民对休闲游憩空间的需求最迫切；而白云街道、昌华街道和洪桥街道的人口密度低，但公园绿地覆盖率高，这些区域有着相对更先进与完善的绿地设施，更能满足人们对高质量生活条件的期待。三、城市街道路网特征与公园绿地布局的相关性sDNA(Spatial Design Network Analysis)空间网络分析是一款由英国卡迪夫大学地理与规划学院于 2011 年开发、依托于 ArcGIS 软件平台的软件。sDNA 相较于其他网络分析方法，更加强调城市尺度下的对偶拓扑与城市交通网络的整合和协同性。本研究通过扩展空间句法的理论，依照 sDNA 的相关参数，对广州旧城区路网数据进行句法研究，以步行人群为主要研究对象，搜索半径分别是 300 m 和 500 m图 1 广州旧城区公园绿地分布图 来源：自绘图2 广州旧城区公园绿地核密度分析图 来源：自绘图 3 广州旧城区人口密度 来源：自绘87ENVIRONMENTECOLOGYENVIRONMENT&ECOLOGY的步行距离，以获得广州旧城区路网的空间潜力。(一)接近度(Closeness)sDNA 中的接近度(Network Quantity Penalized forDistance)与传统空间句法中的整合度相对应，指从某地方出发，到达系统中指定半径范围内任一其他地方所要克服的距离成本的总和，表示为更易直接发生联系或者更易到达。当网络半径为全局计算半径时，接近度值有明显的离心性，越往外接近度越高。当搜索网络半径为 300 m 时，珠江两侧区域的接近度较高。当搜索网络半径为 500 m 时，发现接近度低值呈现均匀的组团分布，珠江两岸及老城区外围的接近度明显较高。(二)中间度(Betweenness)sDNA 中的中间度与传统空间句法中的选择度相对应，也可以是中介中心度、穿行度。其常用来衡量搜索半径下，交通流通过的概率。穿行度高则承载高的通过性流量，表示为更多地起到联系作用或者更容易经过。从全局计算半径来看，广州市旧城区中，中间度最高道路为内环路，其次有中山路、东风路、连新路等城市主干道和快速路。中间度高值区域为北京街道和人民街道。当以 300 m 为网络半径时，可直观看出中间度的高值区域为南华西街和龙凤街道，而中间度值低的部分主要为旧城区的西北部分与东北部分，中间度低的区域有彩虹街道和西村街道。当以 500 m 为网络半径时，相较于 300 m 的差别不大，但能明显看出中间度高值的组团为江南新地商业街、上下九步行街、北京路步行街、广州起义烈士陵园和广州动物园。总的来看，现有的高中心度的组团具有明显的商业、娱乐特性，且呈现往珠江靠拢的分布性。四、公园绿地与道路网接近度、穿行度的相关性根据公园绿地使用的实际情况，其适用人群通常为附近的居民，而其作为一项绿色基础服务设施，首要功能便是满足周边居民的日常活动需求。因此，其对于远距离的网络搜索半径的接近度与中间度的参考价值不大。当网络搜索半径为 300 m 和 500 m 时，似乎全局特征并不明显，接近度低值存在小组团且较为均匀分布，中间度高值存在小组团分布较为均匀。对于广州市旧城区公园绿地的规划可参照接近度与中间度均为高值的区域，针对上列分析图的特征呈现，可以以此进行小尺度的社区公园或游园的规划。五、结语本文为对公园绿地的分布研究，同时对广州人口密度以及道路的接近度、穿行度进行了分析。在人口密度上，可直观看出其与公园绿地并不具备强相关性，但研究的目的并非探寻因果，而是应致力于让公园绿地的配备与人口密度成正相关。这之中巨大的差异表明其中存在着一定问题，首先迫切解决的便是人口高密度与低公园绿地覆盖率的区域，分析其背后的原因有城中村的改造实施难等。研究秉承以人为本的原则，目的是探究广州市旧城区如何有效地体现公园绿地分布的合理性与效率。针对公园绿地的服务性质与功能作用，通过人口密度分析，得出了当前公园绿地设施布局最落后的区域为龙津街道、梅花村街道和大东街道；再通过对城市道路网接近度与中间度的分析，得出布局公园绿地高效能的区域，以及小而均匀分散的布局方式与位置，以遵循科学布局的原则，促进城市公园绿地协调发展。参考文献：1赵渺希,曹庭脉,汤黎明.广州老城区空间活力特征及影响因素研究J.城市观察,2019(5):7-17.2赵磊,吴文智.本土文化传承与城市公园绿地规划J.城市发展研究,2013(9):26-31.3张磊,杨乔伟,鲍培培.基于 GIS 和 sDNA 的城市公共图书馆布局分析与优化:以杭州市为例J.城市建筑,2022(15):125-130.4宋小冬,陶颖,潘洁雯,等.城市街道网络分析方法比较研究：以Space Syntax、sDNA 和 UNA 为例J.城市规划学刊,2020(2):19-24.作者简介：陈乐妍，广州大学城市建筑与城市规划学院硕士研究生。研究方向：国家公园。宋立新，博士，广州大学城市建筑与城市规划学院教授。研究方向：规划公共政策、社区规划、城市设计。【城市公共艺术研究】88