基于GIS的海口公園綠地應急避險功能評估及提升對策

（三亞學院國際設計學院，海南三亞 572000）

1871年發生的芝加哥大火災，使得美國開始考慮建造公園綠地系統，以綠地開敞空間分割原本連在一起的市區，提高城市的抗災能力[1]。1976年河北省唐山市發生了大地震，造成嚴重的破壞，由于缺乏對城市綠地在城市避災方面的作用的重視，使得災后綠地疏散人口的作用沒有充分發揮。在總結唐山大地震的經驗教訓的基礎上，北京市地震局1993年完成了《北京市綜合防震減災對策方案》；1997 年12 月，《中華人民共和國防震減災法》正式頒發；2003年，北京建成第一個應急避難場所——元大都城垣遺址公園[2]。城市綠地作為城市公共基礎設施之一，不僅具有美化環境、降溫、游憩、生態等功能，同時也具有防災避險的作用[3]。據研究表明，城市綠地可以為城市人群提供70%的避災場所[4]。公園綠地由于其面積較大、相對完善的功能設施及內部建筑密度低的特點，更能有效發揮應急避險的功能[5]。2015年11月22日，廣東省湛江市徐聞縣附近發生3.9級地震，海口市主城區有明顯的震感。

本文通過GIS軟件手段，分析海口市的公園綠地避災服務范圍與人口分布情況，判斷海口市中心城區的公園綠地應急避險能力及服務盲區，為海口市今后的城市綠地防災避災規劃提供建議。

1 研究地區與研究方法

1.1 研究區概況

海口是海南省的省會城市，又名“椰城”，位于海南島的北部，北瀕瓊州海峽，南面與文昌和定安相鄰，西面與澄邁縣接壤，東面與文昌市相接。全市總面積為3 145.93 hm2，其中，陸地面積2 284.49 hm2，海域面積861.44 hm2，海岸線136.23 hm2。

本研究以海口市中心城為研究范圍，中心城區綠地建設有悠久的歷史和完整的體系，在城市公共綠地系統中具有典型特征和代表性。其范圍為東靠南渡江，南接椰海大道，西至港澳路、創業路，北鄰瓊州海峽，區域總面積達116 km2。海口市中心城區范圍如圖1所示，邊界為2006～2020年海口市城市總體規劃中的海口市中心城區邊界。

圖1 海口市中心城區范圍

1.2 數據來源

本文的研究對象為海口市中心城區公園綠地，所用數據來源如下。海口市中心城區范圍：《海口市總體規劃（2011～2020）》；海口市中心城區交通網絡：Open Street Map（OSM）開源wiki地圖；

海口市各街道人口數據：2017年海口市統計年鑒；

避災公園矢量數據：《海口市城市綠地系統規劃（2011～2020）》、百度地圖、Google地圖與landsate8衛星影像圖（2018）。

1.3 研究方法

（1）建立矢量數據庫。以研究區土地利用現狀圖和landsate8衛星影像圖為基準，結合《海口市城市綠地系統規劃（2011～2020）》和實地調查，在arcgis10.3軟件上完成不同等級綠地圖斑的疊加、勾繪及糾正。

另依據應急避險綠地要求，公園綠地的水體不能作為應急避險場所，因此勾繪并剔除海口市中心城區共25.61 hm2的公園水體。

（2）數據分析與處理。通過arcgis10.3網絡分析模塊的服務區功能，以海口市中心城區路網建立網絡數據集，根據公園規模將避災公園分為3類并加載為設施點，并分別設置服務半徑為3 000 m、500 m和300 m等3個層次，最后對生成的服務區進行裁剪和疊加分析，從各個尺度對海口市中心城區的避災公園綠地及其服務區分布特點進行分析。

（3）可達性分析。得到避災公園服務區分布后，以中心城區鎮街為統計單元，并計算各鎮街避災公園服務范圍的覆蓋率F：

式中，S1——鎮街內所有服務區的面積；S2——服務區重疊面積；S3——行政區內水體的面積；S4——避災公園的面積；S——鎮街行政區的面積。據此分析中心城區避災公園可達性。

最后針對現有避災公園數量、等級及分布等不足，提出切實可行的優化方案，為海口市避災公園綠地系統的規劃提供思路與參考。

2 結果與分析

2.1 海口市公園綠地布局現狀

參照海口市園林局統計數據，面積大于1 hm2以上且已經完成建設的公園綠地為研究對象，對城區公園綠地實地調查如表1所示。

表1 海口市公園綠地 單位：hm2

根據已有的法律法規和實踐經驗，將海口的公園綠地分為三個級別類型：（1）緊急避險公園（面積為1～10 hm2），主要的功能是居民可以在短時間內（3～5 min）到達的避險公園，滿足短時間的避災需求；（2）固定避險公園（面積為1～50 hm2），主要的功能是為居民提供較短時期（數天至數周）的避災生活和救援等活動的公園；（3）中心避險公園（面積大于50 hm2），主要的功能是為居民提供較長時間（數周至數月）的避災生活場所、救災指揮中心和救援、恢復建設等的活動基地。以研究區Landsate8衛星影像圖（2018）為基準，結合《海口市城市綠地系統規劃（2011～2020）》、百度地圖、Google地圖和實地調查獲得現有公園信息，借助Envi5.3與Arcgis10.3軟件，完成避災公園綠地圖斑的繪制，并賦予屬性。另外根據應急避險綠地要求，公園綠地中的水體不能作為應急避險場所，因此勾繪并剔除海口市中心城區共25.61 hm2的公園水體，最終完成海口市中心城區公園綠地矢量數據提取，繪制海口市中心城區避災公園體系空間分布，如圖2所示。

圖2 海口市中心城區避災公園體系空間分布

從圖中可以看出，海口市中心城區的各類避災公園綠地的分布呈現一種不均衡性。中心避災綠地有四個主要集中分布在城市的西北部，固定避災綠地數量較中心避災綠地較多主要集中在城市中部偏東，緊急避災公園數量較少且分布較為分散。一部分的固定避災綠地和中心避災綠地分布在海邊或者河邊上，對于海口這類濱海城市而言，其主要的城市災害是臺風、暴雨、干旱以及海嘯，如果一旦發生海嘯或者暴雨，水域旁邊的避災公園就無法發揮其應有的功能。

2.2 人口統計數據的空間分布

通過2017年海口市統計年鑒，可以獲得海口市各個街道常住人口數。利用街道常住人口除以街道轄區面積得到人口密度分布圖如圖3所示。

圖3 海口市中心城區街道人口分布

從圖3可以看出，中山街、博愛街、和平南街以及海府街人口密度最大，人口集中，這里主要是海口的老城區。街道比較老舊，大部分斷面狹窄，彎道多，路面質量差，影響了道路救災疏散的能力。海秀街、秀英街、海秀鎮、城西鎮以及新埔街人口比較稀疏，且道路寬闊，作為救災通道可以發揮極大的作用。整個人口分布呈現圍繞著老城區人口逐步遞減的布局。

2.3 公園綠地的服務區分析

根據研究表明，緊急避災公園的服務半徑是300 m，固定避災公園的服務半徑是500 m，中心避災公園的服務半徑是1 000 m。依據上述數據，繪制海口中心城區公園綠地避災服務范圍圖如圖4所示。

圖4 海口市中心城區公園綠地避災服務范圍

從圖4中可以看出，海口市中心城區的公園綠地避災服務范圍存在部分服務盲區，主要分布在城市的東部和南部。與人口密度分布圖比較，人口較多的海府路、博愛路和和平南路反而沒有納入公園綠地避災服務范圍中。研究區域內的公園綠地避災服務分布與人口的分布極不均衡，從防災避險的角度看，目前公園綠地的分布極為不合理。人口較為稀疏的濱海地帶中心避災綠地和固定避災綠地分布較多，人口較為集中的老城區因為拆遷難等問題公園綠地分布較少。老城區分布了大量老舊建筑，道路比較彎曲和狹窄，人口年齡普遍偏高，如果一旦發生災害，后果可能會比較嚴重。

2.4 服務域的覆蓋率分析

海口市中心城區不同等級避災綠地緩沖分析如表2所示。

表2 海口市中心城區不同等級避災綠地緩沖分析結果

從社會資源公平分配的角度，基于區位配置理論，運用緩沖分析模型，分析海口市中心城區公園避災綠地服務域的重疊率。對重疊率的分析有助于判定避災服務的空白區域，為今后避災綠地的選址、布局及避災逃生路線的選擇提供科學依據。通過表3可以得出，中心城區被避災公園綠地服務域覆蓋率并不高，只有48.96%。其中，中心避災綠地覆蓋率最高達到40.19%，固定避災綠地和緊急避災綠地僅為4.26%和1.69%。海口市中心城區避災公園綠地覆蓋率空間分布如圖5所示。

圖5 海口市中心城區避災公園綠地覆蓋率空間分布

從圖5可以看出，海口市中心城區避災公園綠地服務域覆蓋率體現出以幾何中心逐漸向外圍遞減的空間分布特征，但遞減的幅度并不是一致的，北部、西部遞減幅度較小，而東部和東南部遞減幅度較大，尤其是東部覆蓋率最低。人口最為密集的和平南街、海府街、博愛街和人口相對集中的白沙街、白龍街、藍天街，覆蓋率極低，說明避災綠地資源明顯短缺，而人口相對較少的人民路街其覆蓋率較高，避災綠地資源嚴重過剩。由此可見，海口市中心城市的公園避災綠地存在著較為嚴重的資源匹配不合理的現象，造成了避災綠地的應急避險效率整體偏低。

綜上所述，海口市中心城區的公園綠地的避災服務域存在著明顯的分布不均衡的現象。體現在人口分布的多寡與公園綠地分布的多寡不配比的現象，這種現象的發生造成了嚴重的資源浪費和避災效率低下。因此，應該從更加科學布局的角度出發，適當增補各種避災類型的公園綠地，使得海口中心城區的公園綠地避險能力得到有效提高。

2.5 海口市公園綠地防災避險的建設中存在的問題

（1）分級配置有欠缺。根據住建部2018年1月頒布的《城市綠地防災避險設計導則》的規定，Ⅰ型大城市、特大城市和抗震設列度7度以上的城市，宜結合城市用地條件，根據實際情況和城市綜合防災規劃，按“長期避險綠地-中期避險綠地-短期避險綠地-緊急避險綠地”4級配置。目前，海口市的公園綠地的防災系統只有三級配置，不滿足國家的要求。（2）防災避險容量不達標。《城市綠地防災避險設計導則》規定：緊急避險綠地的人均有效避險面積不低于1 m2/人；中短期避險綠地人均有效避險面積不低于2 m2/人；長期避險綠地人均有效避險面積不低于5 m2/人。按照目前海口市的避災綠地的面積及海口市常住人口的比值，海口市的防災避險容量不達標。（3）防災綠地服務不均勻。海口市公園綠地中的各類型的避災綠地分布不均勻，且與海口市人口密度的分布不成正態分布，導致公園綠地的避災功能無法有效發揮。

3 海口市城市公園綠地應急避險功能格局優化

海口市城市公園綠地應急避險功能格局優化如圖6所示。

圖6 海口市城市公園綠地應急避險功能格局優化