戴 菲 楊 超 徐亞如 陳 明 裴子懿

1 華中科技大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 武漢 430074

2 武漢市園林建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 武漢 430014

隨著城市化發(fā)展， 城市內(nèi)部環(huán)境污染問題與交通擁堵狀況日益顯著， 人們對(duì)于建設(shè)宜居環(huán)境、促進(jìn)健康生活的呼聲越來越高。 研究表明， 城市綠道在一定程度上可以緩解城市擁堵、 提高城市交通效率、 促進(jìn)資源集約利用[1－3]。

國(guó)內(nèi)綠道選線經(jīng)歷了從定性研究到定量研究的過程， 早期主要考慮人文資源評(píng)價(jià)、 服務(wù)設(shè)施分布等[4]， 輔以串聯(lián)城市中其他的斑塊綠地。 之后結(jié)合土地適宜性分析的選線方法應(yīng)用逐漸廣泛[5]， 例如通過GIS 空間分析工具建立引力模型[6]、 成本費(fèi)用模型[7]、 可達(dá)性評(píng)價(jià)[8]等。 受技術(shù)條件的限制， 傳統(tǒng)規(guī)劃往往采用統(tǒng)計(jì)、 調(diào)研、測(cè)繪等方式獲取數(shù)據(jù)， 這些數(shù)據(jù)獲取成本較大、及時(shí)性弱， 數(shù)據(jù)來源與類別也有限[9]。 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展以及數(shù)據(jù)的公開， 使城市大數(shù)據(jù)越來越多地應(yīng)用于綠道選線研究中， 已有學(xué)者使用空間位置數(shù)據(jù)(熱力圖[10]、 POI (Point Of Interest)[11]等) 以及行為軌跡數(shù)據(jù)(手機(jī)定位[12]、 交通刷卡[13]等) 進(jìn)行綠道選線研究。 POI 即“興趣點(diǎn)”，是具有經(jīng)緯度信息的城市設(shè)施的點(diǎn)狀數(shù)據(jù)， 具有數(shù)據(jù)量大、 易獲取等特征。 POI 點(diǎn)可以反應(yīng)城市基礎(chǔ)設(shè)施分布的宏觀特征[14]， 精確定位城市居民的活動(dòng)目的地， 反應(yīng)居民對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施的使用潛在需求[15]。 目前將POI 數(shù)據(jù)應(yīng)用于綠道選線中的研究尚少， 且大多采用樣方核密度分析法， 該方法沒有考慮城市中的道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 這種基于歐氏距離的核密度分析法忽略了點(diǎn)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中所受的約束條件[16]， 在街區(qū)尺度的城市空間研究中缺乏準(zhǔn)確性。

本文以武漢市漢陽(yáng)區(qū)為研究對(duì)象， 漢陽(yáng)區(qū)文化資源豐富， 是除東湖綠道建設(shè)[17]之外， 市內(nèi)投入力度較大的綠道建設(shè)示范區(qū)， 同時(shí)也是城市更新的重點(diǎn)區(qū)域， 具有研究典型性[18]。 本文基于POI 數(shù)據(jù)分析服務(wù)范圍得到現(xiàn)狀道路的綠道化需求強(qiáng)度， 結(jié)合視覺敏感度評(píng)價(jià)進(jìn)行綠道的分類，最后依據(jù)分類結(jié)果篩選合適綠道。

1 研究地概況及研究方法

1.1 研究地概況

漢陽(yáng)區(qū)是武漢主城區(qū)之一， 地處兩江交匯之處， 也是武漢的起源之地， 總面積111.54 km2，常駐人口65.27 萬(wàn)人， 道路框架成熟， 建設(shè)歷史悠久， 亟待進(jìn)行城市更新。 漢陽(yáng)區(qū)是著名的文化旅游聚集地， 風(fēng)景資源豐富， 代表了高密度建成環(huán)境對(duì)綠道建設(shè)的需求。

1.2 數(shù)據(jù)源

本研究所需路網(wǎng)數(shù)據(jù)采集于Open Street Map網(wǎng)站， 結(jié)合百度影像圖進(jìn)行人工校準(zhǔn)。 本研究所需POI 數(shù)據(jù)分類依據(jù)《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GB50180－2018 (下稱《新國(guó)標(biāo)》 )， 并結(jié)合既往研究[19]將POI 分為5 類， 即商業(yè)服務(wù)類、 公共設(shè)施類、 交通類、 生活服務(wù)類、 綠地廣場(chǎng)類。數(shù)據(jù)下載于網(wǎng)絡(luò)電子地圖， 采集2018 年上述5 類漢陽(yáng)區(qū)POI 點(diǎn)數(shù)據(jù)作為研究數(shù)據(jù)， 通過坐標(biāo)糾偏將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為WGS1984 坐標(biāo)進(jìn)行GIS 網(wǎng)絡(luò)分析。

1.3 研究方法

本文通過POI 服務(wù)范圍分析潛在步行節(jié)點(diǎn)的分布情況， 確定綠道建設(shè)的需求價(jià)值， 結(jié)合客觀測(cè)量的視覺敏感度指標(biāo)， 兩者共同決定城市綠道的使用成效， 通過評(píng)估綠道建設(shè)潛力價(jià)值完成選線研究。 研究步驟分為網(wǎng)絡(luò)分析、 視覺敏感度評(píng)價(jià)、 雙因素組合。 首先， 通過GIS 的網(wǎng)絡(luò)分析工具得出POI 點(diǎn)的不同級(jí)別服務(wù)范圍， 加權(quán)疊加得出綜合評(píng)價(jià)值， 依據(jù)綜合評(píng)價(jià)值將道路分為高需求、 低需求強(qiáng)度綠道； 其次， 結(jié)合城市意象要素，以視覺敏感度評(píng)價(jià)結(jié)果表示客觀的環(huán)境影響， 并按評(píng)價(jià)值將研究區(qū)分為高敏感、 低敏感區(qū)； 最后，使用雙因素制圖將兩類要素組合， 依據(jù)分類結(jié)果得出最終的選線。

1) 網(wǎng)絡(luò)分析法。 網(wǎng)絡(luò)分析法是一種基于道路網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用加權(quán)距離法， 計(jì)算按照某種交通方式(步行等) 在某一阻力值下的覆蓋范圍[20]。 與緩沖區(qū)分析法、 最小鄰近距離法等其他評(píng)估城市基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)范圍的方法相比， 網(wǎng)絡(luò)分析法能夠更加客觀地顯現(xiàn)人們的出行機(jī)動(dòng)能力， 從而模擬得到更加貼近現(xiàn)狀的影響程度。 網(wǎng)絡(luò)由 “節(jié)點(diǎn)”“連接” 構(gòu)成， 在本研究中， 綠道即為“連接”，基礎(chǔ)設(shè)施POI 即為“節(jié)點(diǎn)”， 將以人步行的時(shí)間閾值作為“阻力”， 通過GIS 網(wǎng)絡(luò)分析工具(Network Analyst) 得出服務(wù)范圍以衡量綠道建設(shè)的需求強(qiáng)度值。

2) 視覺敏感度評(píng)價(jià)。 景觀視覺是評(píng)判城市綠道資源質(zhì)量高低的重要標(biāo)準(zhǔn)[21]。 視覺敏感度是衡量人對(duì)景觀的感知程度， 與景觀本身的空間位置與物理屬性有關(guān)[22]。 視覺敏感區(qū)是易被觀察者察覺的地方， 即便受到輕微的干擾， 對(duì)觀察者的視覺體驗(yàn)也會(huì)造成較大的沖擊[23]。 林本岳[24]提出景觀視覺在城市規(guī)劃建設(shè)中應(yīng)作為一個(gè)重要的因素， 需將城市綠道的視覺轉(zhuǎn)化為可量化的參數(shù)指標(biāo)。 城市意象是重要的視覺特征， 田春[25]認(rèn)為綠道的意象主要為設(shè)施、 感官激活、 風(fēng)格以及目的地。 因此， 本文選取POI 點(diǎn)出現(xiàn)率、 POI 點(diǎn)距觀察者距離、 重要景觀醒目程度(山體、 公園、 水體) 3 個(gè)因子作為指標(biāo)進(jìn)行綠道的視覺敏感度評(píng)價(jià)。

3) 雙因素制圖。 雙因素制圖可以直觀地表現(xiàn)兩個(gè)要素的組合關(guān)系， 并將結(jié)果可視化。 針對(duì)兩種不同影響因素， 可以形成2×2 種組合方式， 即4 種配色方案， 不同組合間具有區(qū)分度。 將服務(wù)范圍評(píng)價(jià)結(jié)果與視覺敏感度結(jié)果進(jìn)行兩兩組合得出高需求－高敏感、 高需求－低敏感、 低需求－高敏感、 低需求－低敏感4 類關(guān)系， 基于此提出相關(guān)選線策略。

2 基于POI 點(diǎn)的武漢漢陽(yáng)區(qū)綠道選線

2.1 POI 點(diǎn)服務(wù)范圍

《新國(guó)標(biāo)》 中對(duì)居住區(qū)生活圈的圈層劃分為5 min自足生活圈、 10 min 鄰里生活圈和15 min 共享生活圈， 其對(duì)應(yīng)的步行距離分別為300 m、 500 m和1 000 m。 由于設(shè)施點(diǎn)規(guī)模較小， 為客觀反映居民使用綠道的需求強(qiáng)度， 以各POI 點(diǎn)出發(fā)步行5 min、 5～10 min、 10～15 min、 15 min 以上所能達(dá)到的范圍稱為步行服務(wù)范圍， 通過GIS 的網(wǎng)絡(luò)分析得出各類POI 點(diǎn)的服務(wù)范圍圖(圖1)。

圖1、 表1 顯示， 除綠地廣場(chǎng)類之外， 其余POI 在5 min 內(nèi)的服務(wù)范圍均為30%以上， 且北部的覆蓋程度高， 15 min 內(nèi)服務(wù)范圍覆蓋了約70%的規(guī)模。 除去綠地廣場(chǎng)本身的面積因素， 該類型POI 在15 min 以上的服務(wù)區(qū)域達(dá)56.40%，表明這類基礎(chǔ)設(shè)施難以滿足全區(qū)的使用需求。 研究區(qū)北側(cè)路網(wǎng)較南側(cè)更密集， 說明路網(wǎng)密集程度也會(huì)影響設(shè)施的服務(wù)區(qū)域。

圖1 各POI 點(diǎn)服務(wù)范圍圖

表1 各POI 點(diǎn)步行服務(wù)范圍占比表

2.2 綠道選線需求強(qiáng)度值評(píng)價(jià)

不同級(jí)別服務(wù)范圍內(nèi)的綠道建設(shè)價(jià)值不一。為了更直觀地表現(xiàn)綠道建設(shè)的需求強(qiáng)度值， 本文首先將上述服務(wù)范圍指標(biāo)采取7 分制處理， 各級(jí)別分值分別為1、 3、 5、 7， 其中5 min 服務(wù)范圍分值最高為7， 分值越高越適合建設(shè)綠道。 由于不同類型POI 所占權(quán)重不同， 采用AHP 層次分析與專家打分法(基于城市規(guī)劃相關(guān)專業(yè)高校師生的咨詢建議) 處理后得到各因子權(quán)重(表2)。 經(jīng)檢驗(yàn)， 權(quán)重一致性為0.078 9， 符合標(biāo)準(zhǔn)。 將上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行加權(quán)疊加后， 以點(diǎn)要素的綜合評(píng)價(jià)值對(duì)范圍內(nèi)的道路進(jìn)行賦值表征綠道需求強(qiáng)度值，并對(duì)最終結(jié)果用幾何間隔法[26]分為高、 低需求強(qiáng)度值兩級(jí)。 分析結(jié)果顯示， 低需求強(qiáng)度綠道總長(zhǎng)487 km， 高需求強(qiáng)度為246 km。 高需求強(qiáng)度綠道主要分布在月湖、 龜山景區(qū)、 墨水湖周圍， 公園、景點(diǎn)往往會(huì)吸引更多城市基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)駐， 綠道的需求值更高。 低需求綠道位于研究區(qū)外圍， 如櫻花島路、 陶家?guī)X路， 大都位于北側(cè)區(qū)域， 具有較多的居民區(qū)。

表2 各POI 點(diǎn)服務(wù)需求評(píng)價(jià)權(quán)重表

2.3 視覺敏感度評(píng)價(jià)

本文選擇POI 點(diǎn)出現(xiàn)率、 POI 點(diǎn)距觀察者距離以及重要景觀醒目程度3 個(gè)因子作為指標(biāo)進(jìn)行敏感度等級(jí)評(píng)價(jià)， 通過AHP 層次分析確立權(quán)重(表3)， 其次通過加權(quán)疊加得出視覺敏感度綜合評(píng)價(jià)值， 最后將結(jié)果依據(jù)幾何間隔法分為高、 低敏感兩級(jí)。 分析結(jié)果顯示， 視覺高敏感區(qū)主要位于研究區(qū)中部， 高敏感區(qū)所占面積為29%， 低敏感區(qū)為71%。 高敏感區(qū)具有較多的景觀資源， 具有觀賞性， 視覺敏感度值越高， 景觀遭到破壞帶來的視覺影響越大。 對(duì)于步行綠道而言， 可以理解為視覺敏感度高的路段， 要更多地關(guān)注人群的視覺效果， 對(duì)于該類型路段， 在綠道建設(shè)的過程中， 可以根據(jù)道路的現(xiàn)狀寬度情況與可實(shí)施條件，適當(dāng)增加開敞空間、 休閑綠地等措施。

表3 視覺敏感度指標(biāo)表

2.4 綠道潛力分析

將上述結(jié)果進(jìn)行兩兩組合形成4 種方案， 即，高需求強(qiáng)度－高敏感道路總長(zhǎng)為172 km、 高需求強(qiáng)度－低敏感道路為75 km、 低需求強(qiáng)度－高敏感為85 km、 低需求強(qiáng)度－低敏感為401 km (圖2)。高需求－高敏感道路主要位于沿湖位置， 月湖與龜山景區(qū)周圍主要有琴臺(tái)大道、 漢陽(yáng)大道、 龜山北路、 鸚鵡大道以及一些分支道路； 墨水湖周圍主要有江堤路、 百靈路、 芳草路、 龍珠路以及一些分之道路； 龍陽(yáng)湖主要是周圍的一些住區(qū)道路。高需求－低敏感道路零散分布于景區(qū)周圍， 包含楊林洲附近的四新路、 總港路、 歸元寺南路、 墨水湖東部的龍江路等。 低需求－高敏感道路主要分布在北部， 主要包含百合路、 陶家?guī)X路、 玫瑰街、 江欣苑路、 芳草路等住區(qū)道路。 低需求－低敏感道路主要為研究區(qū)西、 南部的廠區(qū)路， 處于設(shè)施服務(wù)不易到達(dá)且離景觀要素較遠(yuǎn)的位置。 針對(duì)這4 種組合關(guān)系， 提出以下分類建設(shè)建議:

1) 高需求－高敏感組合。 該類道路周圍具有較多的城市設(shè)施， 服務(wù)面更廣， 且周圍多景觀，適合作為一級(jí)綠道， 綠化寬度應(yīng)不小于3 m， 綠道一側(cè)的步行空間應(yīng)保證兩人并行要求， 可以適當(dāng)壓縮機(jī)動(dòng)車道以拓寬綠道。 選線盡量串聯(lián)周圍文化景點(diǎn)， 在功能上滿足居民運(yùn)動(dòng)、 休閑、 觀景，適當(dāng)設(shè)置制高點(diǎn)， 增加景觀開闊面。

2) 低需求－高敏感組合。 該類道路靠近居民小區(qū)， 且對(duì)景觀敏感， 出行需求強(qiáng)度不大， 但周圍景點(diǎn)吸引力強(qiáng)， 適合作為居民前往景點(diǎn)的二級(jí)綠道。 注重對(duì)現(xiàn)狀道路兩側(cè)的綠化維護(hù)以形成林蔭道， 適當(dāng)增加居民的臨時(shí)休憩設(shè)施。

3) 高需求－低敏感組合。 該類道路對(duì)景觀觀賞要求不高， 但居民出行需求強(qiáng)度大， 適合作為三級(jí)綠道， 主要滿足居民步行需求， 步行空間滿足兩人并行要求， 保證雙向通行不小于2 m。

4) 低需求－低敏感組合。 這是居民對(duì)于出行需求強(qiáng)度不大且景觀敏感不高的道路， 滿足日常步行要求即可， 結(jié)合現(xiàn)狀綠化適當(dāng)整修， 優(yōu)先考慮建設(shè)一、 二、 三級(jí)綠道。

圖2 綠道建設(shè)需求關(guān)系圖

2.5 綠道選線結(jié)果

通過對(duì)POI 的服務(wù)范圍分析、 研究區(qū)的視覺敏感度評(píng)價(jià)， 完成現(xiàn)狀道路的“綠道化潛力” 的分類評(píng)價(jià)， 結(jié)合人工修正， 使綠道連續(xù)、 串聯(lián)景點(diǎn)， 最終確定研究區(qū)綠道走向(圖3)。

圖3 綠道選線圖

1) 一級(jí)綠道總長(zhǎng)26.6 km， 共有4 條路徑，構(gòu)成中部綠道骨架。 從蓮花湖南路出發(fā)沿漢陽(yáng)大道到達(dá)龍陽(yáng)湖東路， 路徑長(zhǎng)度7.3 km； 從漢水公園南部金龍路出發(fā)經(jīng)龍陽(yáng)湖東路再向東經(jīng)龍興西街， 沿墨水湖北路進(jìn)入漢陽(yáng)大道， 路徑長(zhǎng)度9.8 km； 從墨水湖東的馬滄湖路出發(fā)經(jīng)過馬鸚路到達(dá)國(guó)博大道， 向北最終到達(dá)漢陽(yáng)大道， 路徑長(zhǎng)度5.0 km； 從墨水湖西龍陽(yáng)大道與龍興東街交叉口出發(fā)經(jīng)四新北路、 芳草路繞環(huán)。

2) 二級(jí)綠道總長(zhǎng)32.06 km， 串聯(lián)重要景點(diǎn)。從墨水湖東的國(guó)博大道出發(fā)向東到達(dá)鸚鵡大道，經(jīng)錦繡三路， 到達(dá)晴川大道， 向北沿龜山北路、鸚鵡大道、 知音大道最終到達(dá)琴臺(tái)大道； 龍陽(yáng)湖北部主要包含玫瑰街、 仙女山路、 龍陽(yáng)湖北路。

3) 三級(jí)綠道總長(zhǎng)16.4 km， 主要服務(wù)研究區(qū)南部。 從楊林洲南部四新大道出發(fā)經(jīng)芳草路、 四新南路向北到達(dá)墨水湖南路， 最終并入國(guó)博大道。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過GIS 網(wǎng)絡(luò)分析得出城市設(shè)施的服務(wù)范圍， 用以表征綠道建設(shè)的需求強(qiáng)度， 結(jié)合視覺敏感度評(píng)價(jià)指標(biāo)將道路分為4 種類型， 形成一個(gè)針對(duì)城市居民使用情況的綠道選線方法。 基于分類結(jié)果， 最終得到一、 二、 三級(jí)綠道位置， 綠道主要位于研究區(qū)中部， 一級(jí)綠道更多位于環(huán)墨水湖位置， 二級(jí)綠道位于北部區(qū)域， 串聯(lián)龜山景區(qū)、月湖等景點(diǎn)， 三級(jí)綠道位于南部楊林洲附近， 以服務(wù)南部區(qū)域居民。

大數(shù)據(jù)選線將城市人群的使用需求通過統(tǒng)計(jì)的方式展現(xiàn)出來， 是新型選線模式的一種， 具有巨大的發(fā)展需求強(qiáng)度， 結(jié)合GIS 的分析工具， 以城市居民的需求為主要原則， 確定分類選線模式，為城市選線提供新的思路。 但是本文的研究仍有不足: 由于數(shù)據(jù)的獲取程度不一， 難以得到全面的數(shù)據(jù)， 仍需研究者實(shí)地取樣； 獲取的數(shù)據(jù)只適用于已建部分， 對(duì)于待建部分本文缺少分析；POI 點(diǎn)數(shù)據(jù)反映的是現(xiàn)狀數(shù)據(jù)， 隨著綠道的建設(shè)，興趣點(diǎn)、 視覺敏感度等會(huì)發(fā)生變化， 數(shù)值也會(huì)隨之改變， 如何進(jìn)行動(dòng)態(tài)選擇也是今后的研究重點(diǎn)、難點(diǎn)。