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基于ArcGIS交通网络分析的城市公园绿地可达性空间测度及布局优化研究
——以保定市主城区为例

2023-12-18张玉梅袁文琪葛一璇杨锦博张子晗

城市建设理论研究(电子版) 2023年34期
关键词:交通网络保定市城市公园

张玉梅* 袁文琪 葛一璇 杨锦博 张子晗

河北建筑工程学院建筑与艺术学院 河北 张家口 075000

现代城镇化建设中,城市发展的主要因素为建设生态环境和提升城市品质,人们越来越重视对于城市公共空间的建设。公园绿地作为生态环境建设的载体,既是城市公共空间的重要组成部分,也是居民日常活动的重要场所,城市公园绿地满足了当今居民多样化的需求,是人们休闲、交往、运动、游憩的良好选择。

随着研究的方法与技术的发展,对于城市公共服务设施的研究逐渐从基于问卷调查反馈到使用GIS数据的地理空间数据分析来得出结论。GIS空间数据精度高、来源多,且大部分以客观数据的形式呈现。将GIS空间分析与大数据技术相结合,定量揭示公园绿地可达性的空间数据,将为城市公园绿地规划的量化研究提供有力支撑[1]。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

保定市竞秀区、莲池区作为保定主城区,占地总面积为308.9平方公里,地形地势较为平坦,属于温带大陆性季风气候,昼夜温差大。受气候条件、社会经济条件、历史文化条件等诸多因素的影响,保定市公园绿地建设存在了诸多问题。

1.2 数据来源与处理方法

结合最新保定市CAD数据文件、《保定森林城市专项规划(2018-2035年)》城区公园绿地分布图以及2022年保定市高清卫星影像地图,利用ArcGIS 构建地理空间数据库,处理城市公园绿地POI与路网关系,最终进行不同情况下、不同出行方式的可达范围分析。由于得天独厚的自然地理环境,保定市主城区形成了众多沿水沿河绿地,占地狭长,空间跨越广阔 ,因此将带状的绿地沿街分成几块绿地。为便于进一步分析,本文以各个绿地开放空间的中心点为空间点,以表示各绿地的空间分布状况[2]。

2 交通网络数据库的构建与应用

2.1 交通网络数据库的构建

交通网络可达性分析的基础包括数据的收集和分类,本文中的基础数据包含点、线、面三种类型。其中,点要素是公园出入口;线要素是研究范围区域内的交通路网;面要素是公园绿地和住宅区。基于矢量路网数据,根据公园出入口的实际位置,可以更真实地模拟空间和设施的可达性。计算相对应的公园服务范围可作为衡量城市公园绿地布局合理性和可达性的重要指标。

2.2 交通网络数据库的构建

公园绿地数据包括公园名称、位置、类型、面积、入口等要素。以公园绿地出入口为源点,到达入口即为进入公园绿地,据此设置公园绿地点面数据。

2.3 交通网络数据

本文从保定市主城区道路实际情况出发,以70 、55 、50、45和45 km/h的限速对快速路、主干路、次干路、支路和住区级道路的行驶速度相应匹配,匝道行驶速度设置为40km/h。其次,新建一个交通网络数据集,根据实际情况设置节点弯道、交通网络连通度和高程建模。最后,将时间成本属性定义为交通网络数据集的默认属性,将阻抗设置为时间,创建交通网络数据集(图1)。

图1 网络数据集的构建(步行可达性构建样图)

2.4 公园绿地可达性

在不同的出行方式下,本文使用0-5min、5-10min、10-15min三个时段的三个时间消耗成本分别代表可达性良好、一般和差三个评价指标。使用ArcGIS10.8中的Network Analyst模块新建服务区,加载公园设施点数据,设置时间阻抗为5min、10min、15min,设置累积属性、修剪面、路径等参数,以及完成服务区三个时段的公园服务面生成。

2.5 交通网络分析法的应用

本文以保定主城区公园为交通网络中心;将每个路口作为交通网络节点,并将等待时间设置为30s;以道路中心线为行驶路径;其中存在的阻力包括:不同等级公路的行驶速度、不同交通方式的出行速度以及道路交叉口红灯等多方面影响因素,充分考虑相关因素对于出行的影响,带入交通网络最终获取较为准确的数据。

3 研究结果

3.1 步行方式下公园绿地可达性

表1 表明,当步行可达性较好(时间在0-5min)、步行可达性一般(时间在5-10min)以及步行可达性较差(时间在10-15min)时,其三者相对应的公园绿地的服务区覆盖面积总共占比分别为1.15%、3.69%和6.18%。综上所述,步行时间小于15min时,城市公园绿地服务区覆盖面积总共占比11.65%。由图2可知,城市公园绿地的服务区主要集中研究区域中西部,位于城市的中央商务区。研究区东南部公园数量少,公园服务区占地面积小。

表1 步行方式下公园绿地可达性

图2 步行方式下公园绿地可达性

3.2 骑行方式下公园绿地可达性

表2 表明:当骑行可达性较好(时间在0-5min)、骑行可达性一般(时间为5-10min)以及当骑行可达性较差(时间为10-15min)时,其三者相对应的公园绿地的服务区覆盖面积总共占比分别为10.39%、18.16%和16.85%。综上所述,当骑行时间小于15min时,城市公园绿地服务区的面积总共占比45.41%。数据显示,步行方式下的公园绿地可达性显然比骑行方式下的可达性小。从图3可以发现,公园绿地整体服务区由步行下的散乱分布转变为骑行下的成片布局,并能覆盖研究区的中心部分。

表2 骑行方式下公园绿地可达性分析

图3 骑行方式下公园绿地可达性

图4 车行方式下公园绿地可达性

图5 基于最小阻抗的可达性分析

3.3 车行方式下公园绿地可达性

表3 表明:当车行可达性较好(时间为0-5min)、车行可达性一般(时间为5-10min)以及车行可达性较差(时间为10-15min)时,其三者相对应的公园绿地的服务区覆盖面积总共占比分别为为59.35%、33.90%和6.75%。综上所述,当车行时间小于15min时,处于研究区域内的大部分人可就近到达公园,城市公园绿地服务区仅刚好覆盖研究区中部的密集人口聚集区,说明大部分城市居民可在15min内以乘坐机动车出行的方式享受到周围的公园绿地。

表3 车行方式下公园绿地可达性分析

3.4 公园整体可达性

表4 表明,步行 15min可达的区域约为42.39 km2,骑行15min可达的区域约为 165.30km2。驾车15min可达的区域约为284.19km2,分别占保定主城区总面积的13.72%、53.51%和92.00%。这说明城市公园总体可达性不理想,15min以内近86%的居住区步行无法到达城市公园,15min以内近46%的居住区骑自行车无法到达城市的星级公园。由此可见,星级公园的总面积和合理布局还有很大的提升空间。

表4 保定市游乐型公园绿地的多种交通方式出行时间及可达面积统计

4 结论与思考

(1)许多城市居民通过步行和骑行的出行方式难以享受城市公园的休闲娱乐服务,是由步行和骑行交通网络不发达以及公园绿地分布不均所导致。研究区域现有城市公园绿地相对集中,缺乏局部公园绿地建设[4]。

(2)比较不同出行方式的公园绿地可达性,可以得出可达性顺序为:驾车>骑行>步行。

(3)机动车出行大大缩短了居民出行时间成本,与此同时,机动车数量多,会造成交通拥堵、尾气污染、停车位紧缺等一系列问题。

5 保定市中心城区公园绿地布局优化策略

(1)完善城市交通设施建设,切实提高公园可达性

综合公园通常涉及多种访问人群和交通方式,部分公园可达性较差,原因在于公园所处区位与周围及全市道路交通连通性差,应进一步完善路网,加大路网密度,提升公园区位可达性。另外,在人流量大的道路上可增设公园出入口,在距公共交通站点或居民区较远的出入口设置公共单车投放点,降低出行成本。

(2)提高公园绿地与空间可达性和人口密度的适应性

城市公园的规划布局应以空间可达性和人口密度为依据,公园的功能类型、数量规模应与所在区域空间特征和人口密度相契合。人口密度、社会经济水平、空间可达性作为城市公园和绿色开放空间的开发建设需要考虑的重要因素,因此,空间规划重点关注了人口密度高、社会经济水平低、空间可达性低的地区。

(3)优化城市公园绿地空间布局,弥补公园服务盲区

在规划居住用地时,考虑在一个区域配置居住用地的多少。从城市公园绿地的方向看,位置较差地段的城市公园绿地发展潜力明显偏低,但如果环境优美,空间可达性高,未来居住规划用地布局可考虑此类公园绿地周围的区域[5]。

市政府和规划部门在规划居住用地时,要合理安排各类居住区的空间布局,使普通商品房、高档商品房、保障性住房、经济适用性住房等多种类型的住房共同存在[6]。

(4)逐步进行城市公园绿地建设,合理调整建设时间与顺序

结合城市发展的现状和相关发展的战略,对城市公园绿地建设的时间与顺序进行合理调整,加强开发建设,分析制定出“重点的建设项目”和“一般的建设项目”,确保各区公园绿地建设循序渐进,公平发展。同等情况下,应优先处理人口密集区,优先处理游乐和日常可达性差的地区,优先处理社会经济水平低的人群所在的地区。

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