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摘要 基于空间可达性的山地城市公园绿地布局探讨 园林植物与观赏园艺专业硕士研究生：高骆秋 指导教师：秦华教授 摘要 我国是一个多山的国家，山地面积占国土面积的2 3 ，人口约占全国人口总 数的一半左右，山地城镇约占全国城镇总数的一半。因此，以山地城市为载体来 研究城市公园绿地的空间可达性有一定广度和普遍度。很多关于绿地空间可达性 的研究都是基于平原城市的，针对山地城市的研究较少。过去惯用的公园绿地的 “服务半径”这样一种简单的二维距离，只考虑了公园绿地的平面辐射范围，而缺 乏对公园绿地的空间分布情况和公园绿地服务功能等的公平性评价，不能真正反 映公园绿地对居民服务的有效性，特别是对于交通地形复杂的山地城市，更显得 不合理。同时，2 0 世纪8 0 年代以来，“园林城市”、“山水城市”的评价指标一直 以城市人均公园绿地面积、绿地率及绿化覆盖率三大指标来作为衡量城市绿地建 设的标准，虽有利于从总体上把握城市绿地的数量特征，但没有考虑到居民实际 上对这些绿地及其提供的服务的享用情况，没有反映城市绿地的空间位置，也没 有考虑到市民使用的公平性和公园使用效率的问题。随着空间可达性概念的提出， 人们开始关注公园绿地的可达性问题。城市居民是否能够方便地和平等地享用城 市公园绿地的各项功能与服务，即城市公园绿地资源享用的可达性，是城市环境 可持续性的重要指标，是生态园林城市所要实现的环境改善、经济发展、社会平 等三大目标之一，也是城市发展的必由之路和重要原则。因此，本文试图建立一 套适合于山地城市公园绿地的布局方法，希望以此建设的公园绿地能加强山城居 民与绿地的亲近性，便于市民到达，使用频率高，市民可参与性强，真正起到城 市公园绿地休闲、娱乐的作用，使人们“不出城廓而有山水之恰，身居闹市而有林 泉之致”。 论文首先对涉及到的相关概念作了明确具体的阐释，将山地城市公园绿地空 间可达性定义为人们利用一特定的交通系统从某一给定区位克服空间阻力到达该 两南人予：硕十学何论文 山地城市公园绿地的相对或绝对难易程度，反映了人们到达山地城市公园绿地的 水平运动过程所克服的空问阻力大小，可以用交通时间、成本、出发地与目的地 之间的吸引力大小来表示。再回顾了国内外山地城市公园绿地的相关研究，发现 在国内针对山地城市公园绿地的研究较少，而且几乎都倾向于景观方向的研究， 对公园绿地整体布局、系统规划方面的研究几乎没有。然后介绍了公园绿地空间 可达性的研究动态，发现公园绿地空间可达性方面的研究得到了国内外众多学者 长期而持续的热情参与和关注。迄今为止，国内外对公园绿地空i 日j 可达性方面尝 试性的研究，具有一定的成效。 其次，论文对山地城市公园绿地空间可达性的特殊性进行了分析总结，得出 山地城市地形地貌较为复杂，城市居民主要交通方式为步行和公交，城市居民出 行成本与平面距离不成正比三大特殊性，为选择适合山地城市公园绿地空间可达 性的分析方法提供了前提条件。通过分析比较几种常用的空间可达性分析方法， 发现网络分析法能够较好的模拟现实的行进路径，能较好的反映道路网对可达性 的影响，是较为准确的空间可达性分析方法，并对网络分析法的原理和其在空间 可达性分析中的功能进行了说明。同时介绍了空间可达性分析的g i s 技术平台， 说明了其在空间可达性分析中的功能，详细阐述了g i s 中网络分析的操作步骤和 拓扑网络的构建方法。对网络分析、g i s 技术平台与山地城市公园绿地布局的关 联性进行了阐明。 然后，论文以网络分析法为理论方法，g i s 为技术支撑，构建了基于空间可 达性的山地城市公园绿地布局工作程序。包括公园绿地空间可达性现状的分析评 价模型的构建方法与步骤，阐述了基于网络分析法的山地城市公园绿地空间可达 性现状分析步骤。对如何确定公园绿地的初步规划方案的工作流程进行了详细论 述，并将迭代原理引入到公园绿地最终规划方案的确定过程中，对初步规划方案 进行空间可达性的迭代分析，得出最终的公园绿地规划方案。 最后，通过万州区公园绿地的布局对基于空间可达性的山地城市公园绿地布 局工作程序进行了实践验证，并与基于服务半径的布局方案进行了空间可达性的 对比分析。结果表明基于空间可达性的布局方案无论在总体上还是在不同行政区 划上，其空间可达性都要好于基于服务半径的布局方案。说明基于空间可达性的 公园绿地布局方法更适合于山地城市，得出的布局方案更科学，更有助于提高山 地城市居民对公园绿地的使用率，更能体现“以人为本”的规划原则。 关键词：公园绿地山地城市空间可达性布局方法 u a b s t r a c t r e s e a r c ho nm o u n t a i n o u sc i t yg r e e n s p a c e l a y o u tb a s e d o ns p a t i a l a c c e s s i b i l i t y d i s c i p l i n e ：l a n d s c a p ep l a n ta n do r n a m e n t a lh o r t i c u l t u r e c a n d i d a t e ：g a ol u o q i u s u p e r v i s o r ：q i nh u a p r o f e s s o r a b s t r a c t c h i n ai sam o u n t a i n o u sc o u n t r y , m o u n t a i n o u sa r e aa c c o u n t sf o rt w o t h i r d so ft h e t o t a ll a n da r e a ，w h e r e ，p o p u l a t i o na c c o u n t sf o ra b o u tt h eh a l fo fc h i n ，m o u n t a i nt o w n a c c o u n t sf o ra b o u th a l ft h et o t a lt o w n s o ，i ti sb r e a d t ha n dc a t h o l i c i t yt ot a k i n gt h e m o u n t a i n o u sc i t yf o re x a m p l et os t u d yt h ea c c e s s i b i l i t yo ft h eg r e e ns p a c ei nc i t y al o t o fg r e e ns p a c ea c c e s s i b i l i t yi sb a s e do nt h er e s e a r c ho fp l a i nc i t y , t h er e s e a r c ha b o u t t h em o u n t a i nc i t yi sn o tv e r ym u c h t h e ”s e r v i c er a d i u s ”i sas i m p l et w o - d i m e n s i o n a l d i s t a n c e ，a n dw a so f e nu s e di nt h ep a s t ，i to n l yc o n s i d e r e dt h er a d i a t i o nr a n g eo ff l a t g r e e np a r k ，a n dl a c k o ff a i re v a l u a t i o na b o u tg r e e ns p a c e sd i s t r i b u t i o na n ds e r v i c e f u n c t i o n s t h i sm e t h o d sc a n tt r u l yr e f l e c tt h et h ee f f e c t i v e n e s sf o rt h er e s i d e n t so ft h e p a r k s s e r v i c e ，a n di ti su n r e a s o n b l e ，e s p e c i a l l yf o rt h o s em o u n t a i n o u sc i t yw h i c hh a s c o m p l e xt r a n s p o r t s i n c e1 9 8 0 s ，t h e ”g a r d e nc i t y ”，a n d ”s h a n s h u ic i t y ”c i t yp a r kg r e e n a r e ap e rc a p i t a ，r a t i oo fg r e e ns p a c ea n dp e r c e n t a g eo fg r e e n e r yc o v e r a g et h e ”g a r d e n c i t y ”，a n d ”s h a n s h u ic i t y ”t h i st h es t a n d a r d sc a nh e l pu sm a s t e rt h eq u a n t i t yf e a t u r e s o fu r b a n g r e e ns p a c ef r o mt h eo v e r a l l ，b u t i td i d i n tc o n s i d e rt h ee n j o y m e n to f i n h a b i t a n t sw h i c ht h e s eg r e e na c t u a l l ys e r v i c e sp r o v i d e d i td i dn o tr e f l e c tt h ep o s i t i o n ， a n da l s on o tc o n s i d e rt h ef a i m e s so fp u b l i cu s ea n de f f i c i e n c y w i t hp u t t i n gf o r w a r do f t h ec o n c e p to f “s p a c ea c c e s s i b i l i t y ”，p e o p l eb e g i nt op a yc l o s ea t t e n t i o nt oa c c e s s i b i l i t y o fg r e e ns p a c e i ti st h ei m p o r t a n ti n d e xt h a ti fe v e r yc i t i z e nc a ng e tt h eb e n e f i tf r o mt h e g r e e ns p a c ec o n v e n i e n t l y a n df a i r l yt ot h e d e v e l o p m e n to fc i t y ss u s t a i n a b i l i t y e n v i r o n m e n t ，i ti sa l s ot h eo n eo ft h r e et a r g e t st oe c o l o g i c a lg a r d e nc i t yw h i c hi n c l u d e i m p r o v i n g t h e e n v i r o n m e n t ，d e v e l o p i n g t h e e c o n o m i c s ，r e a l i z i n g s o c i a l e q u a l i t y t h e r e f o r e ，t h i sp a p e ra t t e m p t st oe s t a b l i s has u i t a b l em e t h o df o rm o u n t a i n m 两南人号：硕 予：何论文 p a r k sp l a n n i n g ，h o p i n gt os t r e n g t h e nt h ec o n s t r u c t i o no fg r e e np a r k sa n dg r e e ns p a c e c l o s et om o u n t a i nr e s i d e n t s ，e a s yt or e a c ht h ep u b l i c ，u s i n gh i g hf f e q u e n c y t h ep u b l i c c a np a r t i c i p a t ei ns t r o n ga n dr e a l l yp l a yc i t yp a r k sl e i s u r ea n de n t e r t a i n m e n tr o l e t h ep a p e rf i r s ti n v o l v e st h ec o n c e p t so fs p e c i f i ci n t e r p r e t a t i o n ，m o u n t a i n o u sc i t y p a r kg r e e ns p a c ei sd e f i n e da c c e s s i b i l i t yf o rp e o p l et ou s eas p e c i f i ct r a n s p o r t a t i o n s y s t e m sf r o mag i v e nl o c a t i o no v e r c o m et h er e s i s t a n c et ot h es p a c eo fm o u n t a i n o u s c i t yp a r kg r e e n b e l t sa b s o l u t eo rr e l a t i v ed e g r e eo fd i f f i c u l t y i tr e f l e c t st h er e s i s t a n c e t h a tp e o p l en e e do v e r c o m ew h e nt h e yr e a c hm o u n t a i n o u sc i t yp a r kg r e e ns p a c e e ，w e c a nu s et r a n s p o r t a t i o nt i m e ，c o s t ，a n dt h ea t t r a c t i o nb e t w e e ns t a r t i n gp o i n ta n d d e s t i n a t i o ns t a t i o nt od e s c r i b e t h e nw er e v i e wt h es o m er e a s e a r c ha b o u tm o u n t a i n o u s c i t yp a r kg r e e ns p a c eh o m ea n da b r o a d w ef o u n dl i t t l er e s e a r c ha b o u tt h i s a n da l m o s t a l lt e n dt ol a n d s c a p ed i r e c t i o no ft h er e s e a r c ho nt h ep a r kg r e e ns p a c es y s t e mp l a n n i n g , o v e r a l ll a y o u to fs t u d yh a r d l y t h e nt h ep a p e ri n t r o d u c e sp a r kg r e e ns p a c ea c c e s s i b i l i t y r e s e a r c ht r e n d s ，wef i n dt h ep a r kg r e e ns p a c e sa c c e s s i b i l i t yo fr e s e a r c ho nm a n y s c h o l a r sh a v el o n ga n dc o n t i n u e de n t h u s i a s ma n da t t e n t i o n s of a r , t h e r eh a ss o m e e f f e c to ft h o s et e n t a t i v er e s e a r c ho np a r kg r e e ns p a c e sa c c e s s i b i l i t y s e c o n d l y , w ea n a l y s e dt h ep a r t i c u l a r i t yo fa c c e s s i b i l i t ya n ds u m m a r i z e d w ed r e w ac o n c l u s i o nt h a tm o u n t a i nc i t y st o p o g r a p h yi sr e l a t i v e l yc o m p l e x ，c i t yr e s i d e n t s m a i nm o d e so ft r a n s p o r t a t i o ni sw a l k i n ga n db u s ，u r b a nr e s i d e n t st r a v e lc o s ti sn o t p r o p o r t i o n a lt od i s t a n c e t h i sp r o v i d e st h ep r e r e q u i s i t ef o rc h o o s i n gs u i t a b l em e t h o dt o a n a l y s i sm o u n t a i nc i t yp a r kg r e e n s p a c ea c c e s s i b i l i t y t h r o u g ht h ea n a l y s i sa n d c o m p a r i s o no fs e v e r a lc o m m o ns p a c ea c c e s s i b i l i t ya n a l y s i sm e t h o d ，w ef i n dt h a t n e t w o r ka n a l y s i sc a ns i m u l a t er e a l i s t i ct r a v e lr o u t e ，i ti sb e t t e rt or e f l e c tt h er o a d n e t w o r kt o a c c e s s i b i l i t y , i t i sam o r ea c c u r a t em e t h o do f s p a c ea c c e s s i b i l i t y a n a l y s i s w ee x p l a i n e da n dt h ef u n c t i o na n dp r i n c i p l eo ft h em e t h o do fn e t w o r k a n a l y s i s w h i c hu s e di nt h es p a c e a c c e s s i b i l i t ya n a l y s i s t h e nw ei n t r o d u c e st h e a c c e s s i b i l i t yo fs p a t i a la n a l y s i so fg i st e c h n o l o g yp l a t f o r ma n dt h ef u n c t i o n a li nt h e s p a c ea c c e s s i b i l i t ya n a l y s i s w eg i v ed e t a i lo fn e t w o r ka n a l y s i so fg i so p e r a t i o n p r o c e d u r ea n dm e t h o do fn e t w o r kt o p o l o g ya n di n t e r p r e tn e t w o r ka n a l y s i s ，g i s p l a t f o r ma n dm o u n t a i n o u sc i t yp a r kg r e e ns p a c el a y o u to ft h er e l a t i o n s h i p t h i r d l y , t h ep a p e ru s et h et h e o r yo fn e t w o r ka n a l y s i s ，a n du s eg i sf o rt e c h n i c a ls u p p o r t ，b u i l tu po fs p a c e b a s e dm o u n t a i np a r k sl a y o u tp r o c e d u r e s i n c l u d i n gt h ep a r kg r e e ns p a c eu pt ot h es t a t u sq u oa n a l y s i sa n de v a l u a t i o nm o d e lo fc o n s t r u c t i o nm e t h o d sa n ds t e p sd e s c r i b e db a s e da n a l y s i so fm o u n t a i nc i t yp a r kg r e e ns p a c ea c c e s s i b i l i t ys t a t u s i v a b s l r a c l m mi | o ft h es t e p s o nh o w t od e t e r m i n et h ei n i t i a lp l a n n i n gp a r k sw o r k f l o wd i s c u s s e di nd e t a i l a n dt h ei n t r o d u c t i o no fi t e r a t i v ep r i n c i p l et op a r k sp r o g r a mt od e t e r m i n e t h ef i n a lp l a n n i n gp r o c e s s ，t h ei n i t i a lp l a n n i n go fs p a c e o nt h ea c c e s s i b i l i t yo ft h ei t e r a t i v ea n a l y s i s ，o b t a i n e dt h ef i n a lg r e e ns p a c ep l a n n i n g f i n a l l y , w a n z h o ud i s t r i c tp a r ki na c c e s s i b i l i t yb a s e d 0 1 1s p a t i a ll a y o u to ft h em o u n l a i np a r kg r e e ns p a c el a y o u tp r o c e d u r e sc a r r i e do u ti np r a c t i c e ，a n dt h el a y o u to ft h e r a d i u sw i t hs e r v i c e b a s e dp r o g r a ms p a c eb a s e do nt h ec o m p a r a t i v ea n a l y s i s k e y w o r d s ：g r e e ns p a c e ；m o u n t a i n o u sc i t y ；s p a t i a la c c e s s i b i l i t y ；l a y o u tm e t h o d v 独创性声明 学位论文题目：基王空闻互达性煦出丝遮立公园缍些查旦拯过 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了特别标注。对本研究 及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁在文中作了明确说明并表示衷心 感谢。 学位论文作者：高，旌钬 签字日期： 知p 年占月即日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：母第保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：高疆名火 签字日期：湘f o 年多月牛日 导师签名： 签字日期： 锄眵日 年 存v 筇1 幸文献综述 1 1 相关概念界定 第1 章文献综述 1 1 1 山地城市 ( 1 ) 山地 山地是地理学的研究范畴，地理学辞典中认为，山地是“许多山的总称，由 山岭和山谷组成。其特点是具有较大的绝对高度和相对高度，切割深、切割密度 大，通常多为构造运动和外力剥蚀作用活跃地区，地质结构复杂，如我国西部一 些山地”1 1 1 。山地有广义和狭义之分。狭义的山地包括低山、中山、高山、极高山； 广义的山地包括山地、丘陵和高原【2 1 。本文中的“山地”是一个广义的概念，它泛指 具有较高的海拔高度与地形起伏的地貌，包括自然地理学上的山地、丘陵和崎岖 不平的高原等。中国广义山地面积约为6 5 0 万k m 2 ，其中，山地面积( 包括极高山、 高山、中山、低山) 为3 3 ，丘陵面积( 包括高丘、低丘) 为1 0 ，高原面积为2 6 l 引。 表1 1 为中国地形分类及其绝对高度和相对高度。这种广义山地城市概念建立的原 因在于我们的研究对象，是针对明显有别于平原城市( 非复杂地形) 的“山地地形” 的特征与规律，在于明确由于地形地貌的复杂而对城市公园绿地空间可达性产生 的重大影响以及明显的改变。 表1 1 中国地形的分类 t a b 1 1t o p o g r a p h yc l a s s i f i c a t i o no fc h i n a 名称 绝对高度( m )相对高度( m ) 极高山 5 0 0 0 1 0 0 0 深切割 1 0 0 0 高山中等切割 3 5 0 0 ，5 0 0 05 0 0 一1 0 0 0 浅切割 1 0 0 5 0 0 深切割 1 0 0 0 中山 中等切割 1 0 0 0 3 5 5 0 0 - 1 0 0 0 浅切割 1 0 0 5 0 0 中等切割 5 0 0 1 0 0 0 低山 5 0 0 1 0 0 0 浅切割 1 0 0 5 0 0 丘陵般 4 2 0 米下 半城 7 0 。形成了“城在山上”的台地式布局。天城片区：从城 市外部看，有都历山、万斛城、天生城、狮子山，其中天生城4 6 6 4 m 和狮子山 5 0 0 m ，伫立于城市之中，万斛城5 4 1 m ，都历山6 3 22 m ，位于城市之郊，而城市 建设区位于3 0 0 3 5 0 m 高程范围内。形成了“山在城中，城在山中”的布局。因此， 山地城市相对平原城市来说，具有更加复杂的城市地貌类型，山地城市比平原城 市地形地貌对滨水开放空间可选性影响 太。 312 步行和公交为主要交通方式 在平原城市，骑自行车是市民出行的 重要形式，而山地城市中由于地形起伏较 大，骑自行车耗费的体力、时间成本较大， 而山地城市的市民主要采取步行和乘坐 公交形式，结台城市步行系统和城市公交 系统是人们到达城市公园绿地的主要方 式，因此，笔者认为步行和乘坐公交是居 民到达山地城市公园绿地的主要交通方 式。以重庆为例，根据主城区2 0 0 8 年 度交通发展报告嗍( 2 0 0 9 年5 月发布) 主城区居民出行方式中步行占4 9 9 ， 公交占3 4 2 ，出租车占59 小汽车 占93 ，其他占07 ，步行与公交占到 居民出行的8 41 ，是居民撮为主要韵出 行方式。( 图1 - 2 ) 3 13 出行成本与平面距离不成正比 人一般选择最小的交通成本到达某 地。在平原城市中，人们从出行点到目的 地的虽小交通路线可以用图1 3 表示，在 一般情况下，人们到城市公园绿地出行距 2 0 0 8 年圭匾寡出行育式： o7 薹艳 9 3 小汽车 5 9 堂塑重 围1 2 2 0 0 8 年t 庆市主城区居民出行方式 比例固 f 1 9 1 2 p r o p o r t i o n a l i t y o f c h o n g q i n g r v s i d t m t s 口m cp a t t e r nc h a r t 女# $ * t & m n # 月 一。 j 、厂、 矿八 朋l o 平原城市出行路线示意田 f i g l 3p l a i nc i t y t r a v e l l i n e d i a g r a m m # l # m 镕m 日镕b 5 * * 离与出行成本成正比。在山地城市中，由于地形的影响，人们从出行点到目的地 的最小成本交通路线比平原城市复杂得多( 图1 1 ，图1 3 ) ，加之人在陡坡行走 一般比在平地或缓坡消耗的体力成本大。因此，山地城市中平面上较短的距离 第3 市荩丁审问可达性的i lj 地城市公同绿地布局理论荩础j j 技术支撑 人们实际上可能耗费较大的出行成本。也就是说山地城市公园绿地中的平面距离 不能作为衡量可达性的依据。同时在山地城市中，一定的出行距离很难在城市规 划图上找到对应的范围，“门槛距离”对山地城市公园绿地规戈0 建设的指导意义远 不如平原城市的意义重大，游人到山地城市公园绿地的平面距离与实际耗费的出 行成本不成诈比1 4 引。 3 2 空间可达性的分析方法比较与选取 3 2 1 网络分析法适用性分析 目前针对城市公园绿地空间可达性的研究较多，计算方法也多种多样，其中 常用的有缓冲区分析法、最小邻近距离法、引力势能模型法、网络交通密度法、 交通系统分级权重法、行进成本法( 费用加权距离法) 和网络分析法，而缓冲区 分析法、最小邻近距离法和引力势能模型法均是采用直线距离分析可达范围。这 种直线距离分析只能近似表达可达性，因为人实际行进路径基本都是沿城市道路， 而非两点之间的直线。山地城市由于其地形因素的影响，路网多顺应地形呈曲线 分布，直线距离不能反映其实际的行进路径，因此这三种方法不能运用在山地城 市可达性分析中。网络交通密度法相对于前三种方法，综合考虑了人口分布、公 共绿地景观服务力、交通成本等因素，道路密度获得较容易，但是它仅仅以道路 密度来计算交通成本的阻力，忽略了其它的交通影响因烈5 9 】，且计算较为复杂， 适合于平原城市较大区域范围内的城市绿地可达性计算。交通系统分级权重法， 对于城市道路分级评价考虑较为全面，但是在城市道路交通分级和作用值确定时 采用专家打分法，存在较大的人为因素，容易导致结论的不准确性。行进成本分 析法( 费用加权距离法) 采用网络距离来表征可达性，充分考虑了道路网络的完 善程度，能够较好的实现行进路径与现实道路的拟合。网络分析法计算按照某种 交通方式( 步行、自行车、公交车或自驾车) 以道路网络为基础，城市绿地对某一 阻力值的覆盖范围。( 表3 1 ) 通过对以上几种常用可达性计算方法的分析研究，发现网络分析法亦可称为 基于道路网络的费用加权距离法的矢量版，其能够较好的实现行进路径与现实道 路的拟合，能较好的反映路网对可达性的影响，而山地城市的路网正好能在一定 程度上反映地形特征，因为山地城市的道路都是顺应城市地形而修建的( 除了架 桥、隧道、高架等少数特殊处理) ，对道路的坡度也有要求，顺应城市路网的网络 分析法能较好的适应山地城市的地形，反映了山地城市三维的空间结构特征。基 于g i s 的网络分析法可达性研究在国内外均有应用，是公认的较为准确的可达性 1 7 两南人学硕十学位论文 分析方法，李博等( 2 0 0 8 ) 在城市公园绿地可达性指标评价方法研究中将相对 阻力模型法、基于路网的阻力模型法和网络分析法三种空l 日j 阻力计算方法进行了 表3 - 1 公园绿地空间可达性的主要研究方法 t a b 3 - 1m e t h o do fa c c e s s i b i l i t yo fg r e e ns p a c e 1 8 第3 章荩丁空问可达性的jj f 地城市公元f 绿地布局理论荩础j j 技术支撑 应用对比研究，指出网络分析法的计算结果更接近现实，是推荐使用的相对方便 的空间可达性分析评价方法1 5 。因此，本文在山地城市公园绿地空间可达性分析 中，以山地城市真实路网为基础，考虑山地城市实际路径中行进距离对空间可达 性的影响，运用网络分析法，对山地城市公园绿地的空间可达性进行分析评价。 3 2 2 网络分析法原理 在地学研究中，很多领域都会遇到与网络相关的问题，这罩的网络是指由地 理实体抽象而形成的图或者网络图等表现形式，如交通道路网、供水网、排水管 网、水系网等。网络分析是通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的 流动和分配情况，对网络结构及其资源等的优化问题进行研究的一种空间分析方 法。网络分析的理论基础是图论和运筹学。网络分析将与网络有关的实际问题抽 象化、模型化、可操作化，根据网络元素的拓扑关系( 线性实体之间、线性实体 与节点之间、节点与节点之间的连接、连通关系) ，通过考察网络元素的空间、属 性数据，对网络的性能特征进行多方面的分析计算，从而为制定系统的优化途径 和方案提供科学决策的依据，最终达到使系统运行最优的目标。 ( 1 ) 网络模型的构成 网络模型是现实世界网络系统( 如交通网、通讯网、自来水管网、煤气管网 等) 的抽象表示。按照几何形态，空间实体被抽象为点、线、面目标，构成网络 的最基本元素是线性实体以及这些实体的连接交汇点。前者称为网线或链( 1 i n k ) ， 后者称为节点( n o d e ) 。一个基本的网络主要包括中一t 1 , ( c e n t e r ) 、链( 1 i n k ) 、节点 ( n o d e ) 和阻力( i m p e d a n c e ) i 6 1 j 。网络的几何形状可被数字化或由现有数据源导入， 且必须具有实际应用的适当属性。 中一c , , ( c e n t e r ) ：即源地的源点。网络中具有一定的容量，能够接受或分配资 源的节点所在的位置。如商业中心、学校、公园绿地等，其状态属性包括资源容 量( 如人口容量) 、阻力大小( 如中心到链的最大距离或时间限制) 。 链( 1 i n k ) ：链是构成网络的骨架，是现实世界中各种线路的抽象，也是资源 传输或通信联络的通道，可以表示公路、铁路、街道、航线、水管、煤气管、输 电线、河流等。链包括图像信息和属性信息，链的属性信息包括阻力大小和资源 需求量。链是有方向的，当人沿着网络中的不同方向行进时所受到的阻力大小可 能相同，也可能不同。如，在一条具有坡度的道路上行进，上坡行进和下坡行进 时所受到的阻力大小是不同的，下坡时花费时间较少，而上坡就要花费较长的时 间。网络中不同的链有不同的需求量，但一条链上只有一个资源需求量。如，一 条街道上居住了3 个人，那么这条街道对公园绿地的资源需求量就是3 。在路径 1 9 矾南人号：硕十宁：何论文 分析中，资源需求量是一个可选择的属性，资源需求量对空问可达性没有多大影 响，因此不必选择这一属性进行空间可达性分析。 节点( n o d e ) ：节点是网络的端点，又是网线的汇合点，可以表示交叉路口、 中转站、河流汇合点等，其状态属性包括阻力大小、资源需求量、拐点。其中拐 点出现在网络链中的分割节点上，如，拐弯的时间和限制( 在8 ：0 0 到1 8 ：0 0 不允许左拐等) 。如果节点具有拐点属性，可以更加细致地模拟资源流动时的转向 特性。 阻力( i m p e d a n c e ) ：是指从中心到链、通过一条链时所需要花费的时间或者 费用等，如行进的时间、速度。 ( 2 ) 网络分析法的数学原理 网络分析法采用的是基于数学图论理论的方法，即利用统筹学建立模型，再 利用其网络本身的空间关系，采用数学的方法来实现这个模型，最终得到结果， 从而指导现实和应用。其计算按照某种交通方式( 步行、自行车、公交车或自驾车) 以城市道路网为基础，分析以某一点为中心，沿城市路网行进一段距离后，在路 网上各个行进终点围合所形成范围，此范围即为中心( 源点) 服务范围。用数学 方式表达如下：设d = ( 儿e ，c ) 为一给定的带中心的地理网络，y 表示地理网 络节点的集合，e 表示地理网络边的结合，c 表示地理网络的一个中心。设中心 的阻力值为c ，坳表示网络边e 盯的费用，表示地理网络上任何节点到中心( ， ) 间的一条路径，厂f c 表示该路径的费用。在不考虑资源容量和需求量的情况下， 中心的服务范围定义为满足下列条件的网络边和网络节点的集合， ，= u i r f c = c ，v i e r u 叼| 厂f c + ， = c ，v i e r 中心的阻值c w 可理解为资源从中心沿 某一路径分配的总费用的最大值，在中心 ( 源点) 服务范围内从中心出发的任意路 径费用不能超过中心的阻值。如，市民到 公园绿地的时间不超过1 5 m i n ，则公园绿地 的阻值是1 5 m i n 。 确定中心( 源点) 服务范围的基本思 想是依次求出服务费用不超过中心阻值的 路径，组成这些路径的网络节点和边的集 合构成了该中心的服务范围。主要步骤为： 根据拓扑关系，计算地理网络的最大邻 接节点数；构造邻接节点矩阵和初始判 断矩阵描述地理网络结构；应用广度优 2 0 图3 2 城市两点间最佳路径 f i g 3 2t h eb e s tp a t hb e t w e e nt w op o i n t s 资料来源：( a r c g i s 地理信息系统空间分析实验教程 第3 章基丁空间可达性的t l i 地城市公同绿地布局弭沦基础j 技术支撑 先搜索算法确实地理网络中心( 源点) 的服务范围。 3 2 3 网络分析法在空间可达性分析中的功能 网络分析法( n e t w o r ka n a l y s i s ) 能够较好的实现行进路径与现实道路的拟合， 能较好的反映路网对空间可达性的影响【6 。网络分析法在空间可达性的分析中有 以下的功能。 ( 1 ) 最佳路径选择。所谓最佳路径是指从始点到终点的最短距离或花费最少 的路线，如图3 2 所示；最佳布局中心位置是指各中心所覆盖范围内任一点到中 心的距离最近或花费最小；网络分析通过选择最佳路径，为确定公园绿地的空问 可达范围提供前提。 ( 2 ) 连通性分析。一个城市交通网络可能会有数以百计的节点和边，在确定 两个节点间的最佳路径时，需提前分析两点间是否连通，即是否有一系列边的集 合，连接这两个点。即为分析两点问的空间可达性做好前提准备。 ( 3 ) 定量研究。通过网络分析法可计算得出公园绿地的空间可达性时间分布 图，以单位可达时间范围内的地块总面积和服务人口两个数值作为公园绿地空间 可达性指标。依据这些指标对公园绿地的空间可达性进行精确有效的定量研究。 3 3 空间可达性分析的g i s 技术平台 3 3 1g i s 在空间可达性分析中的功能 g i s 在空间可达性分析中能够实现以下的基本功能： 1 数据采集、检验与编辑。主要用于获取分析空间可达性的数据，保证地理 信息系统数据库中的数据在内容与空间上的完整性、数据值逻辑一致； 2 数据格式化、转换，即数据处理。由于供g i s 做分析的数据来源多样化， g i s 能够方便地帮助用户将一种数据格式转换到另一种数据格式，为在g i s 平台 上作空间可达分析做准备。 3 数据的存储与组织。这是一个数据集成的过程，是对城市数据库中空间数 据的入库、查询、更新、编辑等，也是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉 及到空间数据和属性数据的组织。空间可达性分析主要用到矢量模型这一空间数 据组织方式。 4 数据管理。对录入到地理信息系统的空间数据进行查询、检索、统计、计 算等管理。 5 空间数据分析与处理。在地理信息系统支持下，运用其网络分析功能分析 2 1 两南人子：硕十学何论文 城市公园绿地的空i 日j 可达性。 6 数据与图形的交互显示。地理信息系统为用户提供了用于显示地理数据的 工具，其表达形式既可以是计算机屏幕显示，也可以是诸如报告、表格、地图等 硬拷贝图件。因此，通过g i s 可以得到空间可达性分析的可视化指标，便于辅助 用户做出决策。 3 3 2g i s 中网络分析的步骤 运用g i s 中的网络