城市道路可达性与建设用地的协同发展分析
——以漯河市为例

徐凯瑞， 王鑫宇， 姚新治， 孙亚东， 田国行

（1.河南农业大学风景园林与艺术学院，郑州 450002； 2.郑州航空港兴港市政养护管理有限公司，郑州 450002）

目前，中国的城市化进程不断深入，城市化率已超过50%，但在城市化不断深入的背后，城市空间的失衡、城市结构的混乱、生态水平的下降等一系列城市发展问题应运而生. 保证城市的合理发展也一直是城市规划的研究者们研究的重要课题.

在城市的发展中，城市道路一直担任着十分重要的角色. 城市道路既是一个城市发展的骨架，也是引导城市居民活动的最重要的途径. 道路在城市发展过程中不仅担负着交通功能，也在引导城市功能布局和建设区的方向［1-2］，道路的可达性将直接关系到城市建设的形态和城市建设的方向，道路引领着城市建设用地的走向. 但目前的很多城市存在的弊病就是道路的发展规划、交通承载能力与城市的功能布局、土地利用存在脱节，缺乏良性互动［3］，例如道路交通对城市的服务覆盖存在盲区［4］、城市道路与城市节点的连通性差、与城市功能结合较差、道路交通荷载分布不均等.

城市道路交通与城市建设关系的研究主要集中在城市道路对城市建设用地的影响或对道路周边发展状况的影响，一些研究者将多源的空间数据与传统规划思想相结合［5-8］，还有部分研究关注道路节点的特征信息［9］. 但这些研究都难以反应道路的空间特性差异. 在现实中，城市道路经常面临堵车，通行效率低下，很多城市道路通行能力较差，且通行压力巨大，道路周边城市建设用地密集；而有些道路，通行效果极佳，道路压力小，但是周边城市建设用地使用率低. 这就导致了很多城市都有的尴尬情况——很多道路窄小但却在城市建设居民的集中区，承载着很大的交通压力，而有些道路宽敞通达，却建设在城市的外围空间，没有真正起到缓解城市出行压力的作用.

城市的交通与城市建设及城市建设用地密切相关，在城市病态问题的发展之下，Peter［10］提出了TOD（Transit-Oriented Development）城市发展模式理论，TOD模式下交通格局对城市发展的导向作用及其与城市扩张的关系将更加密切. 鉴于二者关系，现有的很多学者从宏观层面对其进行定性分析［11-12］，如闫小培等［13］提出交通系统的发展能够引起土地利用价格、用地布局特征和空间形态的变化.

本文将采用空间句法对宏观层面进行分析，并同时采用莫兰指数研究城市道路可达性指标与城市建设用地的耦合性来对城市的建设合理性进行分析讨论. 近些年来，国内空间句法对空间形态、道路可达性、城市安全方面的研究日益精深［14-15］，其中又以建筑、村落、城市时空演变等方面的中微尺度为主［16-17］，但对于城市建设用地的耦合性等方面的研究尚浅.

本文通过空间自相关分析（Global Moran’s I）实现莫兰指数的计算，采用距离关系中的设定距离生成空间权重矩阵. 通过计算莫兰指数，获取城市道路可达性与城市建设用地的耦合度，由此评价城市空间分布的合理性.

1 研究区概况及研究方法

1.1 研究区概况

漯河市（113°27′～114°16′E，33°24′～33°59′N）位于河南省中部，建成区面积为86.11 km2，沙河与澧河在城区内交汇成沙澧河，东西贯穿全市. 绿地资源水平发展较好，但城市发展速度较缓.

1.2 模型选择

1.2.1 空间句法 空间句法是以空间形态分析为基础的分析城市空间的方法. 它是通过形态分析变量来定量描述位于城市自由空间中的交通线路的空间属性［18］. 作为一种能够深度解析空间结构、解释人类社会系统的理论与方法［19］，重点研究空间的组织关系（Configurational Attributes），并从全局角度对空间关系进行量化分析［20］.

空间句法理论以拓扑网络为基础，对城市整体结构和内部组织形式进行解析［21］. 空间结构通过拓扑学中的关系图解来对不同空间进行构型，构型是互动关系，任意两个空间发生任何关系的改变都会影响其整体的稳定性.

空间句法中轴线链接“可视”与“可达”的因果关系，其将每条轴线视为一个节点，根据每个空间节点的交接关系把空间系统转化为连线图［22］，所具有的特征与交通流动具有一致性［23］. 因此，本文应用空间句法中的轴线模型作为主要分析方法.

根据前人研究［24-25］，选取全局整合度Ii（Integration［HH］）作为全局变量描述整体可达性、局部整合度IR（Integration［R3］）作为局部变量描述局部可达性、智能值R2（Synergy）作为间接变量描述空间的感知可达性. 本文选用全局整合度作为主要的研究指数对漯河市的建设用地与道路可达性进行研究：

莫兰指数经过方差归一化之后，它的数值会被归一化到-1.0～1.0之间. Moran’s I＞0表示正相关性，其值越大，空间相关性越明显；Moran’s I＜0表示空间负相关性，其值越小，空间差异性越大；当Moran’s I=0说明空间呈随机性.

1.3 数据来源与数据处理

道路网络依照从车行到步行均可达的原则进行空间重映射，进而获得轴线图. 句法路网是将城市道路转化为句法轴线，通过克里金插值转换为30 m×30 m 的栅格数据，再通过渔网数据转为500 m×500 m 的空间数据.

表1 数据处理来源表Tab.1 Data processing source tables

2 结果与分析

2.1 城市空间分析

由于漯河市被沙澧河分割包围成四个区域，即北区、西区、东南区与西南区. 对建成区道路轴线图进行分析（图1），图中颜色冷暖程度与整合度相关，颜色越暖，整合度越高；颜色越冷，整合度越低. 从图中可以看到，整合度最高的道路绝大多数都集中在沿河区域，也就是城市中心区域. 在这些区域中，尤其以沙澧河北岸的道路较为密集并且数量众多；而城市西侧、东侧、东南侧以及东北侧的道路整合度较低，基本为蓝色线条. 其中，全局整合度较高的道路轴线分别为淞江路（2.22）、嵩山路（2.13）、淞江东路（2.08）、交通路（2.04）、辽河路（2.03）、白云山路（2.00），构成了漯河市的高整合度道路组团（平均整合度为2.08），整条路网依附于太行山路（1.99），两边为东西方向发展；而城市的东侧、东南侧以及西侧则组成了道路最低整合度组团（平均为0.85），红色线条逐渐消失，橙色线条也在减少，冷色线条越来越多. 漯河市城市空间由于被沙澧河分割包围成三大区域，对于空间和道路的整体性势必会造成一定程度的影响（全市平均全局整合度为1.26）.

图1 线性路网可达性分析Fig.1 Analysis of accessibility of linear road network

对城市规划区进行建设用地整合度分析可知（图2），建设用地聚集度最高的空间主要集中在沙澧河两侧，尤其以沙澧河交汇处南侧的老城区以及北侧的新区. 漯河市绝大多数的高可达性城市道路都分布在建设用地聚集度较高的地区（图3），如漯河市的老城区、沙澧河北岸的新城区、沙澧河交汇处西侧的高铁站区域以及最东侧的两块工业集聚区，都具有较高的可达性以及较高的城市建设用地聚集度.

图2 道路可达性分析栅格图Fig.2 Grid map of road accessibility analysis

图3 建设用地聚集度Fig.3 Aggregation degree of construction land

用不同颜色表示出不同道路可达性与城市建设用地关系（图4）. 粉色区域为道路的高可达性和低建设用地区域，主要集中在城区周边，具体的空间表现为有较好的道路交通设施，但是城市建设用地整合度较低；红色区域为较高的道路可达性和较高的城市建设用地聚集度，主要集中在城市中心区域以及西区高铁站附近区域；浅蓝色区域为较低的道路可达性以及较多的建设用地，在城市规划区范围内分布较为零散，主要为一些厂区和其附属的家属区，这些厂区所在位置较为偏僻，道路可达性较低，但建筑较为集中，所以出现低可达性和小聚集型建设用地的现象；深蓝色区域表示该地区具有较低的道路可达性以及较低的建设用地，主要集中在城市周边的一些村镇区域，人口流动较低；灰色区域则表明城市建设用地与道路可达性没有明显关联.

图4 局部莫兰指数Fig.4 Local moran index

2.2 建设用地与道路可达性耦合分析

将道路的路网通过空间句法转换为线段组合，求出全局整合度；道路的全局可达性通过全局整合度进行评价，以城市的整体布局作为研究基础，寻求道路节点中联系紧密程度的变量，表达的是在城市中能否轻松地到达某一节点，也是评价道路可达性的重要指标.

通过数据整理，将城市的建设用地与道路可达性进行量化分析，并将量化得出数据导入GeoDa软件，计算相关的空间权重. 以道路可达性作为主变量，以建设用地比例的空间滞后变量为次变量，将数据导入莫兰相关双变量中，可以看到莫兰全局相关指数为0.511（P-value＜0.01. 即99%置信度情况下，Z-value=41.87＞1.65，结果有意义），说明建设用地与道路可达性为正相关（图5）.

图5 全局莫兰空间双变量指数Fig.5 Global moran spatial bivariate index

3 结论与建议

3.1 结论

通过对城市道路可达性进行分析得出相应结果，漯河市中心城区即沙澧河两岸区域以及东南部的老城区道路可达性最高，漯河市西南与西北地区的道路可达性相对高于除中心城区和老城区外的其他区域. 同时，在充分分析量化漯河市城区建设用地后，得出漯河市主要的建设用地依旧集中在东南部老城区以及沙澧河两岸区域，只有少数零星的高聚集度建设用地分布在城区的东部地区. 综上得出以下结论.

漯河市建设用地呈现出向心聚集、同时周边伴随着飞地发展，漯河市目前的城市建设用地依旧以老城区和沙澧河两岸生活环境相对宜居的区域为主. 沙澧河北部区域由于是城市的新区，也是漯河市大多数的行政机关以及各级事业管理单位的主要驻地，无论是道路路网的密集程度还是道路的可达性都要明显高于漯河市其他区域. 同时根据道路对土地开发的导向作用，初步判断漯河市的建成区有较为明显的外扩行为，且根据建设用地开发相对道路建设开发的迟滞性特征，漯河市的城市发展方向宜以西侧为主，以东侧为辅.

城市的发展与道路交通的可达性存在很强的空间耦合特征，但两者的空间集聚分布特性不一致，反映出二者在协同发展中会存在一定的差异程度，这种差异程度的大小可以较好地反映出城市发展方向的合理性. 道路两侧城市发展水平与该条道路的可达性以及该区域道路路网的连接性和密集程度呈正相关状态.漯河市的城市规划总体上遵循道路交通发展与城市建设用地协同发展的原则，城市发展方向较为合理. 通过以上分析可以看出，漯河市城市扩展的发展方向主要有两大轴线，其一是沿沙澧河呈东西向的发展方向；其二是以沙澧河交汇处西侧的高铁站为中心，呈南北向发展. 与此同时，东部的工业区目前有较高的建设用地整合度，但缺乏相应的道路交通设施，说明东部地区的交通基础设施需要完善，基础设施配套与工业发展要相呼应，从而为城市的经济建设提供相应的硬件设施.

3.2 建议

根据“城市双修”的原则，漯河市城市用地应主要以道路为建设轴线. 沙澧河北区相对而言具有较高的整合度，空间布局较为合理，而沙澧河南岸的老城区道路的可达性与建设用地整合度的耦合状态相对而言要逊于北区，主要表现为一些较为零星的低可达性道路和高整合度的建设用地较为集中. 究其原因，其一是老城区的前期建设没有更好地关注城市建设的整体性与协同发展；其二说明该地区的居住密度较高，但对于城市建设改善的余地较少. 应该注重人居环境的改善，对于老旧小区以及棚户区应进行相应改造，在道路条件有限的情况下对该区域进行居住环境升级，从而对人居环境进行相应提升；同时也可对道路交通环境进行相应提升，例如在道路狭小而人居密集的地方设置相应的单行道路，从而提升道路交通的整体通行效率.

城市道路是带动城市发展外扩的主要动力链条，通过空间句法对漯河市的城市道路进行量化分析后发现，以道路为轴线进行城市外扩主要有三个方向，即城市的西北方向、西南方向以及城市的正东方向，尤其是城市的西北方向与西南方向具有较高的可达性和较低的城市建设用地，同时漯河市高铁站也被环绕在该区域当中，所以下一步的城市发展方向应以此为主.

而城市的东部与东南部作为漯河市主要的工业聚集区，具有较高的城市建设用地，但道路的通行性较差，而工业区对于交通有较高的需求，所以在下一步的城市发展过程中，应将道路轴向适当向东部以及东南部扩展，与京港澳高速相呼应，提升工业区的生产效率，均衡城市的发展方向，使城市能够集工业与人居环境于一身，为城市居民提供更好的居住环境与经济发展空间.