生活圈视角下郑州地区居住小区绿地空间可达性研究

文／张 帆 郑州大学建筑学院 硕士研究生

赵 奇 河南工业大学设计艺术学院 讲 师

张东辉 郑州大学建筑学院 教 授（通讯作者）

引言

在自然资源部发布的《社区生活圈规划技术指南》中，社区生活圈是指在适宜的日常步行范围内，满足城乡居民全生命周期工作与生活等各类需求的基本单元，这与“以人为本”的理念较为契合。而在“以人为本”理念的影响下，公共绿色空间的设计要注重社区生活圈中的居民，要以人的物质、精神、文化等方面的需求为主，使得居民产生地域感与归属感。

城市中的绿色空间作为城市社区公共空间的组成部分，对人们的生活起居、活动状况等都有很大的影响，绿色空间的存在，很大程度上影响着人们的物质及精神生活质量，同时它对城市环境的塑造、城市生态平衡的维持也都有诸多影响。

国内对于城市绿地空间的研究，以公园绿地为主体较多，且早期评价指标以人均面积、绿地覆盖率等为主。在近期城市绿地空间的研究中，环境公平正义、健康社区视角、可达性等关键词陆续出现，绿地空间的评价越来越注重人的需求。

绿地可达性是评价绿地空间布局与服务水平的一个重要指标，通俗地说就是达到目的区域的难易程度。本研究以郑州地区为例，选取15 分钟生活圈范围内的居住小区的绿地空间为研究对象，运用ArcGIS10.2 的缓冲区分析、成本距离分析及网络分析等功能，基于郑州地区城市道路系统和街区划分，尝试探索社区生活圈尺度的绿地空间可达性，为研究居住小区的绿地空间布局及服务能力提供借鉴。

1 研究区域概况与数据预处理

1.1 研究区域概况

本次研究选取郑州市高新区15 分钟生活圈所覆盖的区域为研究范围，具体为北至梧桐街，南至化工路，西至长春路，东至雪松路，总面积为183.7 公顷。研究区域内的绿地系统主要包括：居住小区游园、组团绿地、宅旁绿地、专用绿地等。研究对象为区域内的3 处居住小区游园绿地空间，面积分别为1.71 公顷、1.32公顷、1.47 公顷，将其视作公共开放的区域进行可达性的相关分析。研究区域选取及相关概况如图1。

图1 研究区域概况（图片来源：作者自绘）

1.2 数据收集与预处理

以卫星地图为参照提取研究区域的空间数据，处理相关坐标数据，建立研究区域相关的信息数据库，将其中绿地区域、建筑区域、道路区域分别提取并进行地理配准，结合实际完善相关数据。绿地区域根据最新的《城市绿地分类标准》进行提取、分类和绘制，道路区域需要根据网络大数据获取到的城市路网数据与卫星地图提取绘制的数据相结合，并进行拓扑检查与校准处理，随后与绿地区域以及建筑区域建立空间连接。

2 研究方法的选取

研究城市绿地空间可达性的方法有很多，主要包括：缓冲区分析法、引力模型法、行进成本法、最小邻近距离法和网络分析法等。

本次研究选取缓冲区分析法、网络分析法和成本距离法。缓冲区分析法可以初步判定研究对象的服务范围。网络分析法是基于研究区域的道路系统进行模拟，依据实际的步行时间展开分析，适合社区生活圈尺度绿地空间的研究。成本距离法可以划分研究区域内的可达性区域，结合缓冲区分析和网络分析的结果，进行可达性分级，以判断研究区域各点的可达性。

3 生活圈视角下绿地空间可达性分析

3.1 缓冲区分析

运用缓冲区分析工具，可生成其服务范围为半径的缓冲区，初步判定研究区域绿地空间的服务范围，以此作为绿地空间的可达性评价指标之一。

通过ArcGIS 缓冲区分析模块，以研究区域内绿地空间面要素为主体，建立不同服务半径的多环缓冲区，生成绿地空间的服务范围，然后与建筑部分进行空间连接，根据其覆盖到的建筑数量或面积等统计研究区域内居民的可达性。

缓冲区分析图见图2，以小区游园绿地空间面要素为主体，分别以步行5 分钟、10 分钟的距离即300 米、600 米为半径建立缓冲区，生成其服务范围，与建筑面要素建立空间连接，然后分别统计其覆盖研究区域的面积及占研究区域的百分比。0 ～300 米范围所占面积为103.3 公顷；300 ～600 米范围所占面积为150.9 公顷。

图2 缓冲区分析图（图片来源：作者自绘）

3.2 网络分析法

网络分析法围绕Arcmap10.2 的Network Analyst 扩展模块功能建立服务区，根据研究区域路网拓扑数据建立网络数据集，在绿地空间要素属性表中添加服务范围属性及可达时间属性作为阻抗，计算步行到达绿地空间的时间及距离，以此作为绿地空间可达性评价的指标，以道路为基础的网络分析模型能较为真实地反映中小尺度绿地空间的可达性。

服务区分析的建立需要运用ArcGIS10.2 的网络分析模块，首先需要对网络采集绘制的路网数据进行处理，随后针对该图层建立拓扑进行检查，将路网的路口及交叉部分打断，检查无误后以拓扑检查后的路网数据为基础建立网络数据集，将绿地空间面域量化并提取其中心点作为点要素，并添加阻抗，阻抗表示行人在路网上步行所消耗的时间（以行人平均步行5分钟、10分钟为范围），随后通过计算得出5 分钟、10 分钟步行可达的服务区范围，通过统计服务范围所占面积与整个研究区域的百分比来反映绿地空间的可达性。

服务区范围见图3，居住小区内绿地空间，在5 分钟范围内可覆盖到其所在居住小区的面积分别为10.02 公顷、12.5 公顷、9.64 公顷，其对应小区面积分别为：11.58 公顷、19.78 公顷、9.88公顷；10 分钟范围内可覆盖到研究区域的面积为137 公顷。

图3 可达性网络分析图（图片来源：作者自绘）

3.3 成本距离分析

成本距离分析法通过计算空间中某一点到另外一点的成本（成本包括时间、距离等），来反映某一点的可达性。

成本距离分析是基于栅格路网数据的分析方法，将矢量路网数据转化为栅格之后，以栅格路网为基本单元，赋予路网栅格成本值（本次以人步行所耗费的时间作为成本），添加绿地空间面域数据，运用空间分析工具中的成本距离分析工具，计算得到研究区域绿地空间基于路网的成本距离栅格数据，随后对其进行重分类，以表示不同的可达性等级（结合缓冲区及服务区分析结果按可达性由高到低分为1 ～8 个等级），随后将其转换为面要素，通过空间分析工具将其与研究区域内的建筑要素建立空间连接，统计各个可达性等级中所覆盖的建筑数量以及各个可达性等级区域所占全部区域的面积占比。

成本距离范围见图4，可达等级为1 的范围面积为29.6 公顷，包含建筑数量为54 处；可达等级为2 的范围面积为34.5 公顷，包含建筑数量89 处；可达等级为3 的范围面积为58.7 公顷，包含建筑数量114 处；可达等级为4 的范围面积为35.6 公顷，包含建筑数量80 处；可达等级为5 的范围面积为18.8 公顷，包含建筑数量26 处；可达等级为6 的范围面积为9.1 公顷，包含建筑数量10 处；可达等级为7 的范围面积为2.2 公顷，包含建筑数量2 处，可达等级为8 的范围面积为0.1 公顷，包含建筑0 处。

图4 成本距离分析图（图片来源：作者自绘）

3.4 可达性分析结果

缓冲区分析结果显示：0 ～300m 范围占整个研究区域百分比56.2%；300 ～600m 范围面积占比82.1%。

网络分析法结果显示：在5 分钟步行可达范围内，居住小区层级绿地空间可达面积分别占比86.6%、63.1%、97.6%；10分钟步行可达范围内，绿地空间可达面积较研究区域面积占比74.6%。

结合缓冲区分析与网络分析法的结果，将成本距离分析的结果划分为8 个区域，结果显示：可达等级为1 的范围面积占研究区域总面积的16.1%，建筑占总建筑数量百分比为14.4%；可达等级为2 的范围面积占比18.7%，建筑占比23.7%；可达等级为3 的范围面积占比31.9%，建筑占比30.4%；可达等级为4 的范围面积占比13.9%，建筑占比21.3%；建筑占比可达等级为5 的范围面积占比10.2%，建筑占比6.9%；可达等级为6 的范围面积占比4.9%，建筑占比2.7%；可达等级为7 和8 的范围面积合计占比1.2%，建筑占比0.5%。本次将1 ～2 级视作可达性较好的区域，3 ～5 级视作可达性良好的区域，6 ～8 级视作可达性一般的区域；分别统计后得出，研究区域建筑共计375 处，其中143 处可达性较好，占比38.1%；220 处可达性良好，占比58.6%；12 处可达性一般，占比3.2%。之后可根据每个等级的范围及其占比，对可达性较好的区域，针对绿地空间服务品质等方面提出优化建议；针对可达性一般的区域，对绿地空间的布局进行进一步设计优化，改善绿地空间服务能力及可达性。

结语

绿地空间是社区生活圈的重要组成部分，绿地空间可达性是反映绿地空间布局与服务能力的指标之一。本次研究运用ArcGIS10.2 软件，以郑州地区高新区15 分钟生活圈覆盖的街道区域作为研究区域，以研究区域内的居住小区绿地空间（主要为三处小区游园绿地空间）为研究对象，依据研究区域内的路网，与范围内的建筑进行空间连接，对绿地空间进行相关分析，将得出的服务半径、步行可达时间、成本距离作为评价可达性的依据。

通过运用ArcGiS10.2 中的缓冲区分析工具、网络分析工具、成本距离分析工具，综合构建绿地空间可达性量化分析模型，分析社区生活圈尺度下各指标作用下的可达性，从而为居住小区绿地空间的布局和服务能力的研究提供借鉴。