城市公园绿地规划中的可达性指标评价方法

北京大学学报(自然科学版) , 第44卷, 第4期,2008年7月

Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis , V ol. 44, N o. 4(July 2008)

城市公园绿地规划中的可达性指标评价方法

李博　宋云　俞孔坚

北京大学景观设计学研究院, 北京大学城市与环境学院, 北京100871; 通讯作者,E 2mail :kjyu @urban.pku. edu. cn 摘要　针对城市公园绿地规划和建设的特点, 应用GIS 提出一种易操作和可验证的绿地可达性指标定量评价模式。该模式综合考虑了绿地规模、人口分布和交通成本因素, 比较客观准确地建立了阻力模型, 有可以度量实测的指标结果。经过方法比较和案例验证, 这种模式的评价结果更适合作为城市公园绿地规划的可达性指标。关键词　城市公园绿地; 绿地规划; 可达性; 指标中图分类号　T U985

Evaluation Method for Measurement of Accessibility in U rban Public G reen Space Planning

LI Bo , S ONG Y un , Y U K

The G raduate School of Landscape Architecture , C ollege of Urban and , Beijing 100871;

C orresponding Author Abstract 　An evaluation m odel for space was proposed by using GIS. This m odel was facile operation and at of urban public green space. I t considered com prehensively the scale of green space and the cost of transit , then established the cost m odel objectively and exactly , finally g ot the could be measured. I t proved that this evaluation m odel was m ore suitable for the calculation measurement of accessibility in urban public green space planning com pared with other methods. K ey w ords 　urban public green space ; green space planning ; accessibility ; measurement

　　城市公园绿地规划的功能指标和评价方法是城市规划和景观规划设计的重要问题, 直接关系到规划建设的绿地系统能否发挥其社会生态和经济效益, 能否实现建设和谐人地关系和可持续人居环境的目标。目前我国的城市绿地规划的评价方法主要体现在1993年11月国家建设部颁布的《城市绿化规划建设指标的规定》, 即以城市人均公园绿地面积、城市绿化覆盖率和城市绿地率3大指标为主的评价体系。这种评价方法忽略了城市绿地空间格局、绿地的生态系统服务功能和资源享用的社会公平性, 由此引起了生态环境效应和社会经济效益的系列问题。近年来许多学者结合以人为本的规划思想和景观生态学方法, 从不同角度对绿地规划指标

体系提出了修正意见

[124]

, 其中景观可达性是最有代

表性的新增公园绿地功能评价指标之一。

可达性概念首先出现在交通运输研究领域, 是指利用一种特定的交通系统从某一给定区位到达活动地点的便利程度。可以用交通时间、成本、目的地获得的机会数量和起点与目标点之间的吸引能力来表示

[5]

。俞孔坚等

[2,6]

提出以景观可达性和连续性

作为评价城市绿地系统对市民的服务功能以及绿地系统生态功能的重要指标, 并以中山为例, 探讨了如

何利用地理信息系统(GIS ) 技术进行景观可达性评价和完善城市绿地系统。景观可达性和连续性还应用于建立遗产廊道和游憩网络

[7]

。

目前针对城市公园绿地可达性的研究较多, 计

　　国家科技部攻关计划子课题(2004BA516A18) 和山东威海市人民政府资助项目

收稿日期:2007206221; 修回日期:2007209217

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　第4期李博等:城市公园绿地规划中的可达性指标评价方法　

算方法也多种多样, 但是仍然没有一种可达性评价方法能在绿地规划中得到广泛应用, 绿地可达性也很难和绿地率等指标一样成为规划行业统一的标准指标。

3) 需要和绿地规划、建设过程紧密结合, 计算

方法要便于规划人员理解和操作;

4) 计算结果要可度量和可以实地验证, 以方便校验计算结果的准确程度, 便于不同规划的相互比较。

1　绿地规划中的可达性指标模式

111　绿地可达性研究方法分析

现有的公园绿地可达性研究的主要方法可以分为定性和定量两种。定量研究有通过统计分析的定量方法和基于地理信息系统的定量方法。相对于复杂难操作的统计分析定量法而言, 使用GIS 技术建立的绿地可达性分析模型使得定量计算更为简便、精确和有效, 便于管理数据和图示结果。根据GIS 建模原理的不同, 一般可以分为缓冲区模型(buffer m ode ) 、费用阻力模型(cost distance m ode ) 和引力势能模型(potential m ode ) 3类。然而这3种GIS 模型也各有优劣, 与作为规划标准指标的评价方法要求仍有一定的距离(表1) 。

综合分析绿地可达性研究模式和城市公园绿地的功能特点, 可以归纳出适合作为绿地规划通用指标的可达性评价模式需要满足4个方面的要求。

1) ;

2) , 达性结果;

112　绿地规划的可达性指标评价模式

依据前面的分析, 本文提出针对绿地规划的可达性指标评价模式。该模式与绿地规划和建设过程相结合, 用GIS 进行计算, 以单位时间可达范围内的地块面积、居住区面积和人口数作为可达性评价指标。

可达性指标计算方法由3个步骤组成:1) 利用基础数据建立拓扑结构; 2) 根据现场调查资料建立阻力模型; 3) 用GIS 命令计算可达性并实地验证和分析结果。11211　建立拓扑结构

首先需要确定研究范围, 库, , 和终点的“汇”。其中公。依据景观生态学原理和城市地理学中的中心地理论可知, 不同规模和功能的绿地提供生态系统服务的能力不同, 一般大规模和多功能的绿地能提供次一级绿地的服务内容, 而反之则不能。所以不同等级绿地之

表1　绿地可达性的主要研究方法

T able 1　Method of accessibility of green space

绿地可达性研究模式定性研究

研究原理和方法

以分析某类绿地中阻碍可达性的因素为主, 一般偏

重论述可达性与游憩等绿地功能的关系[8,9]。通过问卷调查、访谈和现场观察等社会学方法获得数据, 然后运用数理统计原理分析归纳出可达性的阻力因素和评价标准, 从而得到可达性的衡量指数[10212]。

以到最近绿地边缘的相等距离来表示公园绿地的服务半径[13]。

考虑道路和不同土地利用类型对运动速度的影响, 反映了人们到达城市绿地的水平运动过程所克服的空间阻力大小, 一般用距离、时间、费用等作为衡

[2,14,15]

量指标。

a P ij =G M i M j d ij

研究特点

定性描述, 一般不能得到定量的指标。对可达性的影响因素考虑全面, 但是缺乏量纲, 并且计算复杂, 参数和变量众多, 不易形成统一的计算方法在规划设计中推广。计算简单, 易在规划中操作, 但没有考虑路网等影响可达性的因素, 和现实情况差距较大。较真实地反映交通成本, 便于不同规划方案之间的比较; 但对服务人口分布、不同等级绿地吸引力和人在城市中的运动方式考虑不足, 较难全面反映某一区域居民获得绿地生态系统服务的机会。

考虑了绿地与出发点之间的相互引力作用, 对可达性的分析全面透彻, 但建模方法各不相同, 模型较复杂, 计算结果的含义不同, 且多无量纲, 较难解释和直观判读。

统计分析法

缓冲区模型

定量研究

GIS

费用阻力模型

分析法

引力势能模型

i 和j 之间的出行势能和出发点的交通发生潜力成

正比, 和到达点的交通吸引潜力成正比, 和两点之间交通距离或时间的a 次方成反比[16219]。

619

　北京大学学报(自然科学版) 第44卷　

间不仅是吸引力大小的竞争关系, 更有按等级分工合作的关系。有必要按绿地规模和功能分类计算可达性, 并且将不同等级绿地的可达性结果叠加分析。

城市绿地可达性的拓扑结构和人在城市中的运动习惯、城市街区格局和绿地入口的位置有关(图1) 。根据在案例中的调查发现人在城市中一般是沿着道路行进的, 即使是步行也不会从街区内部穿越, 除非是到达自己居住的小区或者非常熟悉的街区, 所以路网拓扑结构是分析可达性的核心要素。例如图1中的地块A 虽然比地块B 更临近绿地, 受路网布局的影响, 地块B 显然比地块A 更易到达绿地。一般单个城市街区包含数个地块, 由于地块产权和性质的不同, 地块之间往往以围墙分割, 相互不可直接通达, 在图1中位于地块D 的人就不能穿越地块E 或F 前往绿地。所以以往可达性计算中使用沿四周的道路向街区内部扩散的模式是不合适的, 应该沿着到地块最近的道路扩散。有一定规模的公园绿地因为管理的需要常常设置围墙, 仅留几个大门作为出入口, 这时只有出入口才能作为绿地可达性的“源”, 而不能用整块绿地替代出入口。如图1中地块B 和C 到绿地的道路长度相等, B 地出入口的路径最短, 地。11212　绿地之间做扩散运动需要克服的空间阻力大小。关于GIS 软件中应用阻力模型计算可达性的原理, 在

[2,19]

以往的可达性研究文献中多有论述, 但是在以

往研究中赋予阻力值的方法主要采用相对阻力关

系, 依据相对阻力值计算出的可达性指标也只能反映一种定性趋势, 在不同地区的规划方案之间缺乏量化比较的意义, 更不能实地验证计算结果。建立更合理的阻力模型, 首先需要通过问卷、访谈和实地考察等社会学方法归纳出主要阻力因素, 然后把阻力因素组合到道路网络上, 取样代表不同类型阻力因素组合的路段, 再通过实地跟踪调查或观测得到在取样路段使用某种交通方式的平均速度。绿地可达性研究的交通方式以步行为主, 市区级以上绿地公园考虑自行车和公交。最后用公式计算出各路段的阻力值:

K n =V n ΠV 0,

其中K n 为第n 路段的阻力值; V n 为在该路段使用某种交通方式行进的平均速度; V 0为最低阻力下的某种交通方式的标准速度, 例如步行速度取

80m Πmin 。11213　计算可达性指标

V 0近绿地入口的实际时间, 然后和计算时间比较。如果结果合格, 就可以把时间分布图和人口分布图叠加, 获得一定时间内服务人口数。最后以单位可达时间范围内的地块总面积、居住区面积和服务人口3个数值作为绿地可达性评价指标。依据这些指标

可以进一步分析绿地可达性, 提出改进建议。

2　案例研究

根据以上可达性指标评价模式, 对山东威海市环翠区现状公园绿地的可达性进行计算和分析。威海市环翠区东面临海, 南北靠山, 是威海市的中心城区。区内的公园绿地有两类:综合公园(绿地分类代码G 11) 仅有环翠楼公园, 规模55公顷; 社区公园(G 12) 共计18处, 规模在4公顷以下, 所以分别计算两类绿地的可达性。

211　3种可达性计算方法比较

选用相对阻力模型法、基于路网的阻力模型法和网络分析法3种不同的GIS 计算方法进行对比研究。

第1步, 建立拓扑结构。相对阻力模型法的拓扑结构主要考虑城市道路和街区地块, 阻力模型法和网络分析法补充了公园绿地入口位置和地块内部

[2]

图1　路网、街区地块格局、绿地入口位置等

拓扑结构对绿地可达性的影响

Fig 11　Im pacting on accessibility of green space of

topology of road block and entrance of park

620

　第4期李博等:城市公园绿地规划中的可达性指标评价方法　

表2　相对阻力模型

T able 2　M odel of relative landscape resistance

土地覆盖类型乡村路支路、次干道水系、沙滩、砾石滩公共绿地草地、农田、空地城市主干道建成区池塘、养殖场特殊用地铁路

相对阻力

[1**********]00

道路的拓扑关系, 用地块质心到最近城市道路的垂直线作为地块内部道路。

第2步, 建立阻力模型。根据实地访谈和调查结果, 除少量外地游客外,90%的公园使用者都是步行到公园, 这与城市起伏的地形和周围居民游园目的有关,80%的使用者都是为散步和锻炼而来, 并且公园93%的使用者都来自于步行半小时的范围内, 所以本研究只需要考虑步行方式的阻力模型。使用跟踪、观测和访谈等社会调查方法, 确定阻力因素有两大类:一类是道路本身的阻力, 主要考虑4个等级的道路和交叉路口; 一类是道路两侧地块属性给道路带来的阻力。并且在观测中发现,20分钟的步行范围内, 疲劳度对正常成年人的速度影响很小。

然后根据阻力因素建立两种阻力模型, 相对阻力模型使用的是参考以往研究案例的阻力模[2,14,15]型, 并结合威海的实际情况确定的经验值(表2

) 。后两种方法是根据采样实测结果计算的阻力值(表3) 。最后运用不同的GIS 模块来计算可达性,

表3　阻力模型

T able 3　M odel of landscape resistance

阻力因素其他用地

绿地居住

其他公共设施用地主路

1. 121. 151. 171. 18阻力系数次路支路

1. 251. 261. 271. 281. 311. 491. 551. 58地块内部路

1. 41. 551. 61. 8前两种方法把道路阻力模型转成栅格数据文件, 利用空间分析模块来运算。后者需要把基础数据转成G

eo 2database 文件, 使用网络分析模块进行计算。第3步, 得到3(46) 比较3:网络分析模型, 但是和相对阻力模型的计算结果有明显差异(图5) 。

采用问卷访谈和实地测验两种方法, 对3类可达性时间分布图进行验证, 经比较可知, 相对阻力模型的计算结果误差较大, 需要进一步调整和验证; 基于道路扩散的阻力模型和网络分析法的计算结果更接近现实(表7) 。考虑到基于道路扩散的阻力模型转为栅格数据时需要给道路一个宽度值, 这可能带来一定的误差, 推荐使用相对方便的网络分析法。

图2　相对阻力模型法的可达时间Fig 12　Distribution of accessibility measurement

of time based on relative resistance

212　可达性指标分析

将社区级公园和综合性公园叠加, 用网络分析法计算叠加后的可达性, 并且以环翠楼公园的质心为原点划分研究区为8个象限。在环翠楼公园和两级公园的可达性指标中, 选用单位时间可达范围内的服务人口数进行不同象限的对比分析, 同时分析不同象限内的两级公园绿地面积(图6) 。

可以看到, 第7和第3象限的公园绿地面积最多, 可是可达性指标却很低; 与之相反, 第1和第4　　　

图3　基于路网的阻力模型法的可达时间Fig 13　Distribution of accessibility measurement of

time based on resistance of road system

621

　北京大学学报(自然科学版) 第44卷　

图5　3种方法计算的可达性人口指标比较

Fig 15　C om paris on of accessible population as result of

three methods

表7　3种计算方法的可达时间验证结果T able 7　Verification for result of three methods

计算方法相对阻力模型基于道路扩散的

阻力模型网络分析

服务人口

[1**********]56图4　网络分析法的可达时间

Fig 14　Distribution of accessibility measurement of time based

on netw ork analysis

表4　相对阻力模型法的可达性指标T able 4　Measurement of accessibility based

on relative resistance

t Πm in

问卷访

谈验证a

21个符合30个符合28个符合

问卷验证符合率Π%

588378

实测验证b

28个符合52个符合53个符合

实测验证符合率Π%

448384

全部地块面积Πm 2

[***********][**************]居住区

面积Πm 2

[***********][**************]0

　注:a 共36, 5; 个有效点, 允许误差

2m in 。这种矛。

13　影响可达性的时间因素

以上可达性指标的计算数据是在冬季白天获取的, 为了研究不同季节和不同时间里的可达性差异, 我们用同样的方法计算了夏季白天和冬季晚上的可达性指标, 并且与冬季白天的可达性指标做比较(图7) 。

由图7可知, 在25分钟之内冬季晚上的阻力最小可达性指标最高, 夏季白天的阻力最大可达性指标最低, 冬季白天的可达性指标居中。因为威海的冬季夜晚寒冷, 行人会加快步速到达目的地, 阻力相对较小; 而夏季白天炎热, 步速自然减缓。所以白天的季节变化对可达性的影响要小于冬季的昼夜变化对可达性的影响。

可以考虑用这种可达性计算方法结合时间地理学和行为地理学理论, 到社区尺度来研究时空约束和时空棱柱对公园绿地可达性的影响。

表5　T able 5　Measurement of accessibility based

on resistance of road system

t Πm in

全部地块

面积Πm 2

[***********][***********]8375

居住区

面积Πm 2

[***********][**************]49

服务人口

[***********]2673619771

[1**********]

表6　网络分析法的可达性指标

T able 6　Measurement of accessibility based

on netw ork analysis

t Πm in

全部地块

面积Πm 2

[***********][***********]8375

居住区

面积Πm 2

[***********][**************]49

服务人口

[***********]2673619771

[1**********]

3　结论

相对以往绿地可达性研究方法而言, 本文的绿

地可达性指标评价模式有如下特点。首先综合考虑了不同绿地类型、人口分布和交通成本对绿地可达性的影响, 基本能反映绿地提供生态系统服务的能

622

　第4期李博等:城市公园绿地规划中的可达性指标评价方法　

图6　分象限可达性指标评价玫瑰图

Fig 16　Evaluation for accessibility measurement in eight

phases

。

感谢曹燕群、张、王思思、刘杰武、魏岚、, 感谢威海市规划局提。

参考文献

[1]　刘滨谊, 姜允芳. 中国城市绿地系统规划评价指标体

图7　不同时间的可达性人口指标对比

Fig 17　C om pare of accessible population in different time

系的研究. 城市规划汇刊, 2002, 138(2) :27229

[2]　俞孔坚, 段铁武, 李迪华, 等. 景观可达性作为衡量

力。其次, 计算方法没有过于复杂的公式和参数, 并且能和绿地规划过程以及城市绿地分类标准等结合, 便于规划人员理解操作。然后, 改进了建立阻力模型的方法, 使得阻力值的确定更为客观准确。最后, 本模式的计算结果具有可直接度量和实测验证的特点, 而其他研究方法主要是通过与城市密度等其他指标的相关性来间接验证可达性结果。经过案例比较证明, 这种模式更能准确反映实际的绿地可达性。

但是这种可达性研究方法主要适合于中等城市

[20]

或大城市的区一级尺度范围。如果规划面积大, 考虑的阻力因素多, 该评价模式的工作量可能会比较大, 所以对于更大尺度的区域绿地系统规划的可达性评价需要再做深入研究。

此外, 绿地可达性在一定程度上受季节和昼夜变化的影响, 也可以使用这种可达性指标评价模式

城市绿地系统功能指标的评价方法与案例. 城市规划, 1999, 23(8) :8211

[3]　刘立民, 刘明. 绿量———城市绿化评估的新概念. 中

国园林, 2000, 16(5) :32234.

[4]　刘云国, 刘加利, 张慧智, 等. 城市绿地规划指标体

系研究———以岳阳市为例. 湖南大学学报(自然科学版) , 2004,31(1) :71274

[5]　李平华, 陆玉麒. 城市可达性研究的理论与方法评

述. 城市问题, 2005, 123(1) :69274

[6]　俞孔坚, 叶正, 段铁武, 等. 论城市景观生态过程与

格局的连续性———以中山市为例. 城市规划, 1998,

22(4) :14217

[7]　俞孔坚, 李伟, 李迪华, 等. 快速城市化地区遗产廊

道适宜性分析方法探讨———以台州市为例. 地理研究, 2005, 24(1) :69276

[8]　Mullick A. Accessibility issues in park design :The national

parks. Landscape and Urban Planning , 1993, 26(4) :25233

623

　北京大学学报(自然科学版)

[9]　Daws on K J. A com prehensive conservation strategy for

G eorgia ’s greenways. Landscape and Urban Planning , 1995, 33(3) :27243

[10]　Jim C Y, Chen W Y. Recreation —Amenity use and

contingent valuation of urban greenspaces in G uangzhou , China. Landscape and Urban Planning , 2006, 75(2) :81296

[11]　Turel H S , Y igit E M , Altug I. Evaluation of elderly

people ’s requirements in public open spaces :A case study in Bornova District

(I zmir , Turkey ) .

Building and

Environment , 2006, 42(5) :203522045

[12]　C orti B G, Broomhall M H , K nuiman M , et al. Increasing

walking how im portant is distance to , attractiveness , and size of public open space ? American Journal of Preventive Medicine , 2005, 28(2) :1692176

[13]　朱明, 于兰军, 李建龙. 基于MapIn fo 的城市房地产

第44卷　

生态学报, 2006, 30(1) :17224

[15]　K ong F H , Y in H W , Nakag oshi N. Using GIS and

landscape metrics in the hedonic price m odeling of the amenity value of urban green space :A case study in Jinan City , China. Landscape and Urban Planning , 2007, 79(4) :2402252

[16]　宋小冬, 钮心毅. 再论居民出行可达性的计算机辅助

评价. 城市规划汇刊, 2000, 117(3) :18222

[17]　周廷刚, 郭达志. 基于GIS 的城市绿地景观引力场研

究———以宁波市为例. 生态学报, 2004, 24(6) :11572

1163

[18]　胡志斌, 何兴元, 陆庆轩, 等. 基于GIS 的绿地景观

可达性研究———以沈阳市为例. 沈阳建筑大学学报

(自然科学版) , 2005, 21(6) :6712675

[19]　马林兵, 曹小曙. 基于GIS 的城市公园绿地景观可达

性评价方法. 中山大学学报(自然科学版) , 2006, 45

(6) :1112115

[20]　王缉宪. 易达规划:问题、理论、实践. 城市规划,

2004, 28(7) :70275

绿地可达性查询系统开发———以上海市浦东区(内环线) 为例. 测绘信息与工程, 2005, 30(1) :121

[14]　尹海伟, 孔繁花. 济南市城市绿地可达性分析. 植物

333

简　讯

北京大学化学与分子工程学院新能源研究成果为奥运做贡献

在国家科技部和北京市科委的支持下, 北京大学化学与分子工程学院与北大先行科技产业有限公司合作研发的磷酸铁锂动力电池组已成功应用于奥运纯电动大巴, 通过了国家主管部门公告所需的所有测试, 被列入国家发改委2008年4月发布的“车辆生产企业及产品公告(第165批) ”, 这标志着该车可以作为交管部门正式登记的车辆上路行驶。

迄今为止, 世界范围内尚未见其他关于磷酸铁锂纯电动大巴的公开报道, 这是采用磷酸铁锂正极材料的动力电池在全球首次应用于纯电动大巴。

北京大学化学与分子工程学院从2001年开始磷酸铁锂方面的研究工作, 经过几年努力, 成功合成出性能优良的改性磷酸铁锂正极材料, 获得了国家高技术研究发展计划(863计划) 和北京市科委的支持, 与北大先行科技产业有限公司合作, 成功解决了规模生产方面的技术难题, 自主设计建成了500吨Π年的磷酸铁锂生产线, 实现了实验室技术向规模化生产技术的产业化转化, 在国内率先实现了磷酸铁锂的规模生产, 产品性能得到国内外客户的广泛认可和好评, 并有多项中国发明专利获得授权。

作为能源材料的一颗新星, 磷酸铁锂在循环和安全方面的优异性能已得到业界公认, 随着其性能的进一步提高, 应用领域必将不断扩大, 从而产生巨大的社会和经济效益。

(摘自北京大学科学研究部主页　2008207208)

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城市公园绿地规划中的可达性指标评价方法

李博　宋云　俞孔坚

北京大学景观设计学研究院, 北京大学城市与环境学院, 北京100871; 通讯作者,E 2mail :kjyu @urban.pku. edu. cn 摘要　针对城市公园绿地规划和建设的特点, 应用GIS 提出一种易操作和可验证的绿地可达性指标定量评价模式。该模式综合考虑了绿地规模、人口分布和交通成本因素, 比较客观准确地建立了阻力模型, 有可以度量实测的指标结果。经过方法比较和案例验证, 这种模式的评价结果更适合作为城市公园绿地规划的可达性指标。关键词　城市公园绿地; 绿地规划; 可达性; 指标中图分类号　T U985

Evaluation Method for Measurement of Accessibility in U rban Public G reen Space Planning

LI Bo , S ONG Y un , Y U K

The G raduate School of Landscape Architecture , C ollege of Urban and , Beijing 100871;

C orresponding Author Abstract 　An evaluation m odel for space was proposed by using GIS. This m odel was facile operation and at of urban public green space. I t considered com prehensively the scale of green space and the cost of transit , then established the cost m odel objectively and exactly , finally g ot the could be measured. I t proved that this evaluation m odel was m ore suitable for the calculation measurement of accessibility in urban public green space planning com pared with other methods. K ey w ords 　urban public green space ; green space planning ; accessibility ; measurement

　　城市公园绿地规划的功能指标和评价方法是城市规划和景观规划设计的重要问题, 直接关系到规划建设的绿地系统能否发挥其社会生态和经济效益, 能否实现建设和谐人地关系和可持续人居环境的目标。目前我国的城市绿地规划的评价方法主要体现在1993年11月国家建设部颁布的《城市绿化规划建设指标的规定》, 即以城市人均公园绿地面积、城市绿化覆盖率和城市绿地率3大指标为主的评价体系。这种评价方法忽略了城市绿地空间格局、绿地的生态系统服务功能和资源享用的社会公平性, 由此引起了生态环境效应和社会经济效益的系列问题。近年来许多学者结合以人为本的规划思想和景观生态学方法, 从不同角度对绿地规划指标

体系提出了修正意见

[124]

, 其中景观可达性是最有代

表性的新增公园绿地功能评价指标之一。

可达性概念首先出现在交通运输研究领域, 是指利用一种特定的交通系统从某一给定区位到达活动地点的便利程度。可以用交通时间、成本、目的地获得的机会数量和起点与目标点之间的吸引能力来表示

[5]

。俞孔坚等

[2,6]

提出以景观可达性和连续性

作为评价城市绿地系统对市民的服务功能以及绿地系统生态功能的重要指标, 并以中山为例, 探讨了如

何利用地理信息系统(GIS ) 技术进行景观可达性评价和完善城市绿地系统。景观可达性和连续性还应用于建立遗产廊道和游憩网络

[7]

。

目前针对城市公园绿地可达性的研究较多, 计

　　国家科技部攻关计划子课题(2004BA516A18) 和山东威海市人民政府资助项目

收稿日期:2007206221; 修回日期:2007209217

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　第4期李博等:城市公园绿地规划中的可达性指标评价方法　

算方法也多种多样, 但是仍然没有一种可达性评价方法能在绿地规划中得到广泛应用, 绿地可达性也很难和绿地率等指标一样成为规划行业统一的标准指标。

3) 需要和绿地规划、建设过程紧密结合, 计算

方法要便于规划人员理解和操作;

4) 计算结果要可度量和可以实地验证, 以方便校验计算结果的准确程度, 便于不同规划的相互比较。

1　绿地规划中的可达性指标模式

111　绿地可达性研究方法分析

现有的公园绿地可达性研究的主要方法可以分为定性和定量两种。定量研究有通过统计分析的定量方法和基于地理信息系统的定量方法。相对于复杂难操作的统计分析定量法而言, 使用GIS 技术建立的绿地可达性分析模型使得定量计算更为简便、精确和有效, 便于管理数据和图示结果。根据GIS 建模原理的不同, 一般可以分为缓冲区模型(buffer m ode ) 、费用阻力模型(cost distance m ode ) 和引力势能模型(potential m ode ) 3类。然而这3种GIS 模型也各有优劣, 与作为规划标准指标的评价方法要求仍有一定的距离(表1) 。

综合分析绿地可达性研究模式和城市公园绿地的功能特点, 可以归纳出适合作为绿地规划通用指标的可达性评价模式需要满足4个方面的要求。

1) ;

2) , 达性结果;

112　绿地规划的可达性指标评价模式

依据前面的分析, 本文提出针对绿地规划的可达性指标评价模式。该模式与绿地规划和建设过程相结合, 用GIS 进行计算, 以单位时间可达范围内的地块面积、居住区面积和人口数作为可达性评价指标。

可达性指标计算方法由3个步骤组成:1) 利用基础数据建立拓扑结构; 2) 根据现场调查资料建立阻力模型; 3) 用GIS 命令计算可达性并实地验证和分析结果。11211　建立拓扑结构

首先需要确定研究范围, 库, , 和终点的“汇”。其中公。依据景观生态学原理和城市地理学中的中心地理论可知, 不同规模和功能的绿地提供生态系统服务的能力不同, 一般大规模和多功能的绿地能提供次一级绿地的服务内容, 而反之则不能。所以不同等级绿地之

表1　绿地可达性的主要研究方法

T able 1　Method of accessibility of green space

绿地可达性研究模式定性研究

研究原理和方法

以分析某类绿地中阻碍可达性的因素为主, 一般偏

重论述可达性与游憩等绿地功能的关系[8,9]。通过问卷调查、访谈和现场观察等社会学方法获得数据, 然后运用数理统计原理分析归纳出可达性的阻力因素和评价标准, 从而得到可达性的衡量指数[10212]。

以到最近绿地边缘的相等距离来表示公园绿地的服务半径[13]。

考虑道路和不同土地利用类型对运动速度的影响, 反映了人们到达城市绿地的水平运动过程所克服的空间阻力大小, 一般用距离、时间、费用等作为衡

[2,14,15]

量指标。

a P ij =G M i M j d ij

研究特点

定性描述, 一般不能得到定量的指标。对可达性的影响因素考虑全面, 但是缺乏量纲, 并且计算复杂, 参数和变量众多, 不易形成统一的计算方法在规划设计中推广。计算简单, 易在规划中操作, 但没有考虑路网等影响可达性的因素, 和现实情况差距较大。较真实地反映交通成本, 便于不同规划方案之间的比较; 但对服务人口分布、不同等级绿地吸引力和人在城市中的运动方式考虑不足, 较难全面反映某一区域居民获得绿地生态系统服务的机会。

考虑了绿地与出发点之间的相互引力作用, 对可达性的分析全面透彻, 但建模方法各不相同, 模型较复杂, 计算结果的含义不同, 且多无量纲, 较难解释和直观判读。

统计分析法

缓冲区模型

定量研究

GIS

费用阻力模型

分析法

引力势能模型

i 和j 之间的出行势能和出发点的交通发生潜力成

正比, 和到达点的交通吸引潜力成正比, 和两点之间交通距离或时间的a 次方成反比[16219]。

619

　北京大学学报(自然科学版) 第44卷　

间不仅是吸引力大小的竞争关系, 更有按等级分工合作的关系。有必要按绿地规模和功能分类计算可达性, 并且将不同等级绿地的可达性结果叠加分析。

城市绿地可达性的拓扑结构和人在城市中的运动习惯、城市街区格局和绿地入口的位置有关(图1) 。根据在案例中的调查发现人在城市中一般是沿着道路行进的, 即使是步行也不会从街区内部穿越, 除非是到达自己居住的小区或者非常熟悉的街区, 所以路网拓扑结构是分析可达性的核心要素。例如图1中的地块A 虽然比地块B 更临近绿地, 受路网布局的影响, 地块B 显然比地块A 更易到达绿地。一般单个城市街区包含数个地块, 由于地块产权和性质的不同, 地块之间往往以围墙分割, 相互不可直接通达, 在图1中位于地块D 的人就不能穿越地块E 或F 前往绿地。所以以往可达性计算中使用沿四周的道路向街区内部扩散的模式是不合适的, 应该沿着到地块最近的道路扩散。有一定规模的公园绿地因为管理的需要常常设置围墙, 仅留几个大门作为出入口, 这时只有出入口才能作为绿地可达性的“源”, 而不能用整块绿地替代出入口。如图1中地块B 和C 到绿地的道路长度相等, B 地出入口的路径最短, 地。11212　绿地之间做扩散运动需要克服的空间阻力大小。关于GIS 软件中应用阻力模型计算可达性的原理, 在

[2,19]

以往的可达性研究文献中多有论述, 但是在以

往研究中赋予阻力值的方法主要采用相对阻力关

系, 依据相对阻力值计算出的可达性指标也只能反映一种定性趋势, 在不同地区的规划方案之间缺乏量化比较的意义, 更不能实地验证计算结果。建立更合理的阻力模型, 首先需要通过问卷、访谈和实地考察等社会学方法归纳出主要阻力因素, 然后把阻力因素组合到道路网络上, 取样代表不同类型阻力因素组合的路段, 再通过实地跟踪调查或观测得到在取样路段使用某种交通方式的平均速度。绿地可达性研究的交通方式以步行为主, 市区级以上绿地公园考虑自行车和公交。最后用公式计算出各路段的阻力值:

K n =V n ΠV 0,

其中K n 为第n 路段的阻力值; V n 为在该路段使用某种交通方式行进的平均速度; V 0为最低阻力下的某种交通方式的标准速度, 例如步行速度取

80m Πmin 。11213　计算可达性指标

V 0近绿地入口的实际时间, 然后和计算时间比较。如果结果合格, 就可以把时间分布图和人口分布图叠加, 获得一定时间内服务人口数。最后以单位可达时间范围内的地块总面积、居住区面积和服务人口3个数值作为绿地可达性评价指标。依据这些指标

可以进一步分析绿地可达性, 提出改进建议。

2　案例研究

根据以上可达性指标评价模式, 对山东威海市环翠区现状公园绿地的可达性进行计算和分析。威海市环翠区东面临海, 南北靠山, 是威海市的中心城区。区内的公园绿地有两类:综合公园(绿地分类代码G 11) 仅有环翠楼公园, 规模55公顷; 社区公园(G 12) 共计18处, 规模在4公顷以下, 所以分别计算两类绿地的可达性。

211　3种可达性计算方法比较

选用相对阻力模型法、基于路网的阻力模型法和网络分析法3种不同的GIS 计算方法进行对比研究。

第1步, 建立拓扑结构。相对阻力模型法的拓扑结构主要考虑城市道路和街区地块, 阻力模型法和网络分析法补充了公园绿地入口位置和地块内部

[2]

图1　路网、街区地块格局、绿地入口位置等

拓扑结构对绿地可达性的影响

Fig 11　Im pacting on accessibility of green space of

topology of road block and entrance of park

620

　第4期李博等:城市公园绿地规划中的可达性指标评价方法　

表2　相对阻力模型

T able 2　M odel of relative landscape resistance

土地覆盖类型乡村路支路、次干道水系、沙滩、砾石滩公共绿地草地、农田、空地城市主干道建成区池塘、养殖场特殊用地铁路

相对阻力

[1**********]00

道路的拓扑关系, 用地块质心到最近城市道路的垂直线作为地块内部道路。

第2步, 建立阻力模型。根据实地访谈和调查结果, 除少量外地游客外,90%的公园使用者都是步行到公园, 这与城市起伏的地形和周围居民游园目的有关,80%的使用者都是为散步和锻炼而来, 并且公园93%的使用者都来自于步行半小时的范围内, 所以本研究只需要考虑步行方式的阻力模型。使用跟踪、观测和访谈等社会调查方法, 确定阻力因素有两大类:一类是道路本身的阻力, 主要考虑4个等级的道路和交叉路口; 一类是道路两侧地块属性给道路带来的阻力。并且在观测中发现,20分钟的步行范围内, 疲劳度对正常成年人的速度影响很小。

然后根据阻力因素建立两种阻力模型, 相对阻力模型使用的是参考以往研究案例的阻力模[2,14,15]型, 并结合威海的实际情况确定的经验值(表2

) 。后两种方法是根据采样实测结果计算的阻力值(表3) 。最后运用不同的GIS 模块来计算可达性,

表3　阻力模型

T able 3　M odel of landscape resistance

阻力因素其他用地

绿地居住

其他公共设施用地主路

1. 121. 151. 171. 18阻力系数次路支路

1. 251. 261. 271. 281. 311. 491. 551. 58地块内部路

1. 41. 551. 61. 8前两种方法把道路阻力模型转成栅格数据文件, 利用空间分析模块来运算。后者需要把基础数据转成G

eo 2database 文件, 使用网络分析模块进行计算。第3步, 得到3(46) 比较3:网络分析模型, 但是和相对阻力模型的计算结果有明显差异(图5) 。

采用问卷访谈和实地测验两种方法, 对3类可达性时间分布图进行验证, 经比较可知, 相对阻力模型的计算结果误差较大, 需要进一步调整和验证; 基于道路扩散的阻力模型和网络分析法的计算结果更接近现实(表7) 。考虑到基于道路扩散的阻力模型转为栅格数据时需要给道路一个宽度值, 这可能带来一定的误差, 推荐使用相对方便的网络分析法。

图2　相对阻力模型法的可达时间Fig 12　Distribution of accessibility measurement

of time based on relative resistance

212　可达性指标分析

将社区级公园和综合性公园叠加, 用网络分析法计算叠加后的可达性, 并且以环翠楼公园的质心为原点划分研究区为8个象限。在环翠楼公园和两级公园的可达性指标中, 选用单位时间可达范围内的服务人口数进行不同象限的对比分析, 同时分析不同象限内的两级公园绿地面积(图6) 。

可以看到, 第7和第3象限的公园绿地面积最多, 可是可达性指标却很低; 与之相反, 第1和第4　　　

图3　基于路网的阻力模型法的可达时间Fig 13　Distribution of accessibility measurement of

time based on resistance of road system

621

　北京大学学报(自然科学版) 第44卷　

图5　3种方法计算的可达性人口指标比较

Fig 15　C om paris on of accessible population as result of

three methods

表7　3种计算方法的可达时间验证结果T able 7　Verification for result of three methods

计算方法相对阻力模型基于道路扩散的

阻力模型网络分析

服务人口

[1**********]56图4　网络分析法的可达时间

Fig 14　Distribution of accessibility measurement of time based

on netw ork analysis

表4　相对阻力模型法的可达性指标T able 4　Measurement of accessibility based

on relative resistance

t Πm in

问卷访

谈验证a

21个符合30个符合28个符合

问卷验证符合率Π%

588378

实测验证b

28个符合52个符合53个符合

实测验证符合率Π%

448384

全部地块面积Πm 2

[***********][**************]居住区

面积Πm 2

[***********][**************]0

　注:a 共36, 5; 个有效点, 允许误差

2m in 。这种矛。

13　影响可达性的时间因素

以上可达性指标的计算数据是在冬季白天获取的, 为了研究不同季节和不同时间里的可达性差异, 我们用同样的方法计算了夏季白天和冬季晚上的可达性指标, 并且与冬季白天的可达性指标做比较(图7) 。

由图7可知, 在25分钟之内冬季晚上的阻力最小可达性指标最高, 夏季白天的阻力最大可达性指标最低, 冬季白天的可达性指标居中。因为威海的冬季夜晚寒冷, 行人会加快步速到达目的地, 阻力相对较小; 而夏季白天炎热, 步速自然减缓。所以白天的季节变化对可达性的影响要小于冬季的昼夜变化对可达性的影响。

可以考虑用这种可达性计算方法结合时间地理学和行为地理学理论, 到社区尺度来研究时空约束和时空棱柱对公园绿地可达性的影响。

表5　T able 5　Measurement of accessibility based

on resistance of road system

t Πm in

全部地块

面积Πm 2

[***********][***********]8375

居住区

面积Πm 2

[***********][**************]49

服务人口

[***********]2673619771

[1**********]

表6　网络分析法的可达性指标

T able 6　Measurement of accessibility based

on netw ork analysis

t Πm in

全部地块

面积Πm 2

[***********][***********]8375

居住区

面积Πm 2

[***********][**************]49

服务人口

[***********]2673619771

[1**********]

3　结论

相对以往绿地可达性研究方法而言, 本文的绿

地可达性指标评价模式有如下特点。首先综合考虑了不同绿地类型、人口分布和交通成本对绿地可达性的影响, 基本能反映绿地提供生态系统服务的能

622

　第4期李博等:城市公园绿地规划中的可达性指标评价方法　

图6　分象限可达性指标评价玫瑰图

Fig 16　Evaluation for accessibility measurement in eight

phases

。

感谢曹燕群、张、王思思、刘杰武、魏岚、, 感谢威海市规划局提。

参考文献

[1]　刘滨谊, 姜允芳. 中国城市绿地系统规划评价指标体

图7　不同时间的可达性人口指标对比

Fig 17　C om pare of accessible population in different time

系的研究. 城市规划汇刊, 2002, 138(2) :27229

[2]　俞孔坚, 段铁武, 李迪华, 等. 景观可达性作为衡量

力。其次, 计算方法没有过于复杂的公式和参数, 并且能和绿地规划过程以及城市绿地分类标准等结合, 便于规划人员理解操作。然后, 改进了建立阻力模型的方法, 使得阻力值的确定更为客观准确。最后, 本模式的计算结果具有可直接度量和实测验证的特点, 而其他研究方法主要是通过与城市密度等其他指标的相关性来间接验证可达性结果。经过案例比较证明, 这种模式更能准确反映实际的绿地可达性。

但是这种可达性研究方法主要适合于中等城市

[20]

或大城市的区一级尺度范围。如果规划面积大, 考虑的阻力因素多, 该评价模式的工作量可能会比较大, 所以对于更大尺度的区域绿地系统规划的可达性评价需要再做深入研究。

此外, 绿地可达性在一定程度上受季节和昼夜变化的影响, 也可以使用这种可达性指标评价模式

城市绿地系统功能指标的评价方法与案例. 城市规划, 1999, 23(8) :8211

[3]　刘立民, 刘明. 绿量———城市绿化评估的新概念. 中

国园林, 2000, 16(5) :32234.

[4]　刘云国, 刘加利, 张慧智, 等. 城市绿地规划指标体

系研究———以岳阳市为例. 湖南大学学报(自然科学版) , 2004,31(1) :71274

[5]　李平华, 陆玉麒. 城市可达性研究的理论与方法评

述. 城市问题, 2005, 123(1) :69274

[6]　俞孔坚, 叶正, 段铁武, 等. 论城市景观生态过程与

格局的连续性———以中山市为例. 城市规划, 1998,

22(4) :14217

[7]　俞孔坚, 李伟, 李迪华, 等. 快速城市化地区遗产廊

道适宜性分析方法探讨———以台州市为例. 地理研究, 2005, 24(1) :69276

[8]　Mullick A. Accessibility issues in park design :The national

parks. Landscape and Urban Planning , 1993, 26(4) :25233

623

　北京大学学报(自然科学版)

[9]　Daws on K J. A com prehensive conservation strategy for

G eorgia ’s greenways. Landscape and Urban Planning , 1995, 33(3) :27243

[10]　Jim C Y, Chen W Y. Recreation —Amenity use and

contingent valuation of urban greenspaces in G uangzhou , China. Landscape and Urban Planning , 2006, 75(2) :81296

[11]　Turel H S , Y igit E M , Altug I. Evaluation of elderly

people ’s requirements in public open spaces :A case study in Bornova District

(I zmir , Turkey ) .

Building and

Environment , 2006, 42(5) :203522045

[12]　C orti B G, Broomhall M H , K nuiman M , et al. Increasing

walking how im portant is distance to , attractiveness , and size of public open space ? American Journal of Preventive Medicine , 2005, 28(2) :1692176

[13]　朱明, 于兰军, 李建龙. 基于MapIn fo 的城市房地产

第44卷　

生态学报, 2006, 30(1) :17224

[15]　K ong F H , Y in H W , Nakag oshi N. Using GIS and

landscape metrics in the hedonic price m odeling of the amenity value of urban green space :A case study in Jinan City , China. Landscape and Urban Planning , 2007, 79(4) :2402252

[16]　宋小冬, 钮心毅. 再论居民出行可达性的计算机辅助

评价. 城市规划汇刊, 2000, 117(3) :18222

[17]　周廷刚, 郭达志. 基于GIS 的城市绿地景观引力场研

究———以宁波市为例. 生态学报, 2004, 24(6) :11572

1163

[18]　胡志斌, 何兴元, 陆庆轩, 等. 基于GIS 的绿地景观

可达性研究———以沈阳市为例. 沈阳建筑大学学报

(自然科学版) , 2005, 21(6) :6712675

[19]　马林兵, 曹小曙. 基于GIS 的城市公园绿地景观可达

性评价方法. 中山大学学报(自然科学版) , 2006, 45

(6) :1112115

[20]　王缉宪. 易达规划:问题、理论、实践. 城市规划,

2004, 28(7) :70275

绿地可达性查询系统开发———以上海市浦东区(内环线) 为例. 测绘信息与工程, 2005, 30(1) :121

[14]　尹海伟, 孔繁花. 济南市城市绿地可达性分析. 植物

333

简　讯

北京大学化学与分子工程学院新能源研究成果为奥运做贡献

在国家科技部和北京市科委的支持下, 北京大学化学与分子工程学院与北大先行科技产业有限公司合作研发的磷酸铁锂动力电池组已成功应用于奥运纯电动大巴, 通过了国家主管部门公告所需的所有测试, 被列入国家发改委2008年4月发布的“车辆生产企业及产品公告(第165批) ”, 这标志着该车可以作为交管部门正式登记的车辆上路行驶。

迄今为止, 世界范围内尚未见其他关于磷酸铁锂纯电动大巴的公开报道, 这是采用磷酸铁锂正极材料的动力电池在全球首次应用于纯电动大巴。

北京大学化学与分子工程学院从2001年开始磷酸铁锂方面的研究工作, 经过几年努力, 成功合成出性能优良的改性磷酸铁锂正极材料, 获得了国家高技术研究发展计划(863计划) 和北京市科委的支持, 与北大先行科技产业有限公司合作, 成功解决了规模生产方面的技术难题, 自主设计建成了500吨Π年的磷酸铁锂生产线, 实现了实验室技术向规模化生产技术的产业化转化, 在国内率先实现了磷酸铁锂的规模生产, 产品性能得到国内外客户的广泛认可和好评, 并有多项中国发明专利获得授权。

作为能源材料的一颗新星, 磷酸铁锂在循环和安全方面的优异性能已得到业界公认, 随着其性能的进一步提高, 应用领域必将不断扩大, 从而产生巨大的社会和经济效益。

(摘自北京大学科学研究部主页　2008207208)

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