哈尔滨公园绿地供需时空的3个研究区域

研究区域、数据及方法

 

2.1研究区域

 

本研究选取哈尔滨市主城区为研究区域，其中松花江从西向东贯穿城市中心。主城区包含8个行政区，共计117个街道（图2）。截至2018年，哈尔滨市主城区人口为307.3万人，城市建成区绿化覆盖率为35.2%，人均公园绿地面积为10.4m2[18]。2010—2018年人均公园绿地面积仅增长0.3m2，并且和中国其他建设程度类似的城市相比，城市绿地相关指标偏低。

 

2.2数据来源与处理

 

本研究数据来源：

 

1）人口数据来源于第六次全国人口普查报告和哈尔滨市统计局；

 

2）居住用地数据和道路网络数据来自百度地图应用编程接口①；

 

3）城市绿地系统规划数据来自1996—2010年以及2011—2020年哈尔滨市城市规划文件；

 

4）公园绿地数据来自哈尔滨市园林绿化部门。

 

2.2.1人口数据

 

目前大多数研究获取人口数据的主要途径为街道尺度下的全国人口普查，部分研究可获取到社区层面的数据[8,15,19-20]。郭鹏等[21]以居住建筑面积为单位计算居住小区人口数；任家怿等[22]通过户数和平均每户人口统计总人口数量。因本研究需要将人口数据分配到500m×500m网格单元，为最大限度保证数据精度，以街道（人口普查单元）内的居住建筑面积为单位进行分配，以网格中心作为需求点点位。

 

2.2.2公园绿地数据

 

根据CJJ/T85—2017《城市绿地分类标准》[23]，公园绿地包括综合公园、社区公园、专类公园和游园。由于本研究基于公园绿地分级要求进行研究，专类公园在服务范围上具有特殊性，故不在本次研究范围内。公园绿地中心受面积和形状影响较大，故本研究以公园绿地出入口为供应点。通过高分辨率卫星影像、街景数据分析和实地考察，对公园绿地出入口位置进行采集，对于面积较小或没有明确出入口的游园和社区公园则选取公园绿地边界的中点。

 

2.2.3通行方式及时间数据

 

本研究以步行作为评估可达性的交通方式，主要基于2个原因：一是步行可以减少化石燃料的使用，提倡以更环保的出行方式作为评估的参考[24]；二是TD/T1062—2021《社区生活圈规划技术指南》中也依据步行时长来控制公园绿地建设指标[25]。



本研究按照公园绿地分级设置要求确定时间阈值，默认超出这类公园绿地的服务范围时，居民将不再前往。所以，对应各类公园绿地，时间阈值分别为5、10、15、25、35min（表1），步行速度确定为5km/h。基于ArcGIS10.2中起始地-目的地（orginal-destination,OD）成本矩阵的网络分析，应用路网连接供需点，用步行时间代替欧氏距离（欧几里得距离）。

 

2.3研究方法

 

2.3.1可达性

 

两步移动搜索（two-step?oatingcatchmentarea,2SFCA）法基于可接受的最大距离限制和个体之间的距离衰减函数评估潜在的空间可达性[26-28]。Luo等[29]提出一种增强型两步移动搜索（enhancedtwo-step?oatingcatchmentarea，E2SFCA）法，另有学者将衰减函数应用于可达性计算，如核密度函数[30]、高斯函数[31]、重力模型[32]等。其中，基于高斯函数的两步移动搜索（Gaussiantwo-step?oatingcatchmentarea,Ga2SFCA）法通过建立空间衰减规则，可以有效地发现不足区域，从而具有评估公园绿地可达性的潜力[33]，是各种扩展形式中最为常用的方法[34]。本研究基于Ga2SFCA法，根据GB/T51346—2019《城市绿地规划标准》[4]中公园绿地分级要求限制搜索半径，能够更准确地反映潜在可达性与政策规划之间的差异。该方法由以下3个步骤组成。

 

步骤1：利用式（1~3），计算公园绿地的供需比（Rij）。

 

式中：位置k为网格中心，位置j为公园绿地出入口；tikj为位置k到位置j之间的实际行走时间（单位：min）；ti0为时间阈值（单位：min）；i为公园绿地类型分级；Pk表示空间域（tikj，ti0)内位置k相对于位置j的人口数量（单位：人）；Sij表示公园绿地在j处的人口容量（单位：人）；G（tikj，ti0）为衰减函数，其中e表示自然常数。

 

首先，在35min内根据时间阈值ti0搜索公园绿地入口j，利用式（2），根据公园绿地类型i搜索时间阈值内所有需求点，搜索时间参考表1。将k处的出入口用高斯函数G（tikj）加权，并将每个j的空间域内的加权出入口相加，最后得到Rij。

 

步骤2：如式（4）所示，搜索在ti0内从位置k出发所有能到达的公园绿地，将Rij乘以G（tikj）。对其进行求和，计算网格中心k的空间可达性Aik。

 

步骤3：如式（5）所示，Aik为公园绿地类型分级i的可达性，通过对Aik进行求和，得到公园绿地可达性的总体类型Ak。

 

2.3.2供需水平

 

尽管Ga2SFCA法兼顾供给和需求双方，但无法揭示供需平衡程度。Taleai等[35]于2014年提出了供需水平测度方法，为公共设施供需研究提供了一个更好的视角。该方法根据最低服务标准得到标准化的绝对值，进而确定供需平衡情况。

以往研究以人口数量表征对服务设施的需求，采用人均面积表示公园绿地服务能力[36]。在公园绿地分级规划中[4]，服务人口规模也作为一项控制指标被用来判别公园绿地是否符合标准。本研究以公园绿地的实际到达人口数和可承载人口数的比率代表公园配置情况，并通过上述可达性结果进行变换，进而计算出供需水平测度：

 

式中：E表示最小服务标准下的供需平衡情况；Rij和Aik的绝对值来源于式（1）和式（5）。根据计算结果，将供需关系划分为6个等级，用来表示公园绿地供需之间的均衡程度（表2）。