顧及交通阻隔效應的居住用地周邊環境評價
——以成都市主城區為例

吳長江

(成都市規劃設計研究院，四川成都 610094)

1 研究背景

城市土地是城市空間形成的物質基礎，城市土地利用形式是城市功能組織在空間地域上的投影。城市用地現狀圖中，除了城市用地類型、各類用地分布的信息外，還隱含著城市居住活動舒適性空間信息，通過選擇適當的方法進行空間關聯分析，可以將隱含的空間格局信息展現出來。本文基于城市土地利用現狀數據基礎，從城市用地結構和交通網之間的空間關系的角度入手，充分挖掘城市各類用地之間的相互影響作用來定量評價城市空間居住適宜便利性指數。

2 研究區域及數據

成都市建設區主要集中分布在五主城區和高新區，其用地功能類型已趨于穩定，其用地性質短時間內無明顯變化，因此本文的研究區域范圍為五主城區和高新區。為了定量化呈現不同性質的用地類型給生活指數造成的影響程度，結合總體技術路線及研究方法，收集了包括現狀路網，城市建成區現狀用地圖斑等空間數據用于評價分析。為了減弱研究區邊緣效應，將研究區域外2 km的相關數據納入研究范圍。本研究所涉及的路網數據和用地類型數據如圖1所示。

圖1 研究區域數據

3 指數分析原理及構建方法

3.1 指數分析原理

居住環境宜居便利指數評價標準：居住周邊服務資源+環境共同構成居住宜居便利環境；為了盡可能減小各疊加影響因子之間的量綱影響差異，不同用地功能類型對居住環境的影響程度不一，將功能用地圖斑按照面積分成5個等級(分別賦值1～5)，面積越大，其影響輻射范圍越廣、分值越高，并根據用地類型設置對應的影響權重(圖2)。

圖2 居住用地舒適便利性指數技術路線

(1)科教文衛和商服用地：由于教育資源的局部不均衡化和優質教育資源的稀缺性，導致在市民的宜居期望中，教育資源占到了舉足輕重的地位，特別是義務教育階段的中小學教育資源；隨著人們的生活水平提高以及越來越強的健康意識，醫療資源服務雖然不及教育嚴格受距離的制約，但其重要性也不言而喻，如華西醫院等著名三甲綜合醫療衛生資源；而文化休閑設施作為高品質生活不可或缺的一部分，對于給居民創造豐富的精神生活宜居環境同樣重要；良好而便捷的教育設施或其在文化環境、社區配套設施、商業氛圍等方面所帶來的外部效益成為影響居住適宜性的重要因素，因此科教文衛對居住呈正向相關。

(2)水域、公園與綠地和廣場用地：水體、綠化環境等共同組成的公園可以提高宜居生活的環境品質，還可提供寬闊的休閑游憩健身場所，在日常居住生活中，可認為其通行成本較低。

(3)高教用地和機關團體新聞出版用地：考慮高影響力設施功能用地的正向溢出效應。

(4)工業用地、機場用地、軌道交通用地和物流倉儲用地：主要用來考慮較大型的面狀設施與居住環境之間的關系，如大型連片物流基地、交通場站設施、農產品交易區、工廠等易聚集人群、易產生噪音和粉塵污染以及易導致出行擁擠的區域對周邊的居住環境會產生不利影響，且影響舒適便利生活。

(5)各類道路用地(鐵路、各等級公路)：一方面，機動車會產生不同程度的噪音和揚塵，影響居民的日常生活；另一方面，較高等級的道路(高速、快速路等)由于車流量大、路面寬廣等會不同程度地影響到周邊服務資源的可達性，分割阻隔與鄰近設施的便利性。考慮噪音污染和對資源可達性的阻礙作用，主干道阻礙區域連通，影響宜居環境的便利性，但低等級的社區內部街道及商業步行街卻有利于形成舒適的宜居環境，提高居住安全性，因此，根據道路網的道路屬性(參照JTG B01-2014《公路工程技術標準》等技術標準)及對交通路網對宜居環境的影響程度劃分為不同柵格成本等級(表1、圖3)。

表1 城市地面通行阻滯成本等級劃分

圖3 地面通行阻滯成本等級分布

3.2 便利指數計算模型實現

含障礙的擴散插值法原理：擴散插值指熱方程的基本解，該方程描述熱或粒子如何在同類介質中隨著時間擴散。使用此方法得到的預測結果緩慢地在障礙周圍流動。在沒有障礙的情況下，通過擴散插值得到的預測結果與通過使用高斯核的 核插值法得到的預測結果大致相同。擴散插值可以使用通過成本面定義的復制的距離度量，它是一個常用柵格函數，用于計算從一個柵格像元到另一個柵格像元的行程成本。擴散插值為自動選擇的格網(像元)生成預測結果。如果未指定成本面，相鄰像元中心之間的距離為歐氏距離。如果已經指定成本面，則使用以下公式定義成本面上像元之間的距離：

阻滯成本=(鄰像元的平均成本值)×(像元中心間的距離)

圖4所示左側(圖4(a)所示)為沒有顧及成本面的基于空間距離的服務擴散算法結果與下圖右側(圖4(b)所示)使用基于柵格累積成本距離服務擴散算法創建的預測圖相比較。在擴散插值的情況下，核的形狀根據擴散方程在障礙附近變化；而在核插值的情況下，點之間的距離根據點之間的最短距離變化。

圖4 資源設施服務輻射影響計算原理示意

居住用地受到的周邊功能用地輻射影響度計算：

(1)

式中:Fi為出行點(居住用地地塊)i的受影響綜合總分值;Wij為出行點(居住用地地塊)i到 最鄰近吸引點(功能用地)j的影響權重;Areaj為功能用地的面積(代表其影響規模);Distj為顧及出行阻滯效應的柵格累計成本距離；出行點的總分值(Fi)反映了其居住宜居便利性水平,進一步按照“組間差異最大、組內差異最小”的原則將其劃分為不同的便利指數。

為了更直觀地衡量交通平面路網對資源服務擴散的阻滯效應，我們對比普通的空間距離擴散插值法和顧及交通路網穿行成本距離的擴散插值法結果(圖5)發現，圖5(b)的結果比圖5(a)表現出更細微尺度的便利性指數差異。

圖5 基于不同空間擴散方法的舒適便利指數評價

4 典型區域分析

較集中的連片適宜居住區主要分布在西二環至西三環之間，其單塊居住用地面積較大，受道路分割影響較小，且周邊較均勻的分布著眾多的獨立占地的科教文衛和商服設施；另外還有南二環周邊區域、川師大板塊、高新金融城板塊、大源板塊和天府大道東側區域等也呈現較高的居住適宜便利指數，如圖6所示。

圖6 宜居便利指數高值區域分布

為了進一步考察該評價指數模型的準確性，我們也對明顯呈現出較低指數的區域進行了具體分析，如圖7所示，區域1周邊相關的生活設施用地較少且有零星的工業物流用地；區域2分布著較多的商業等公服設施用地，但同時也分布著較多的物流倉儲用地，使得該區域居住環境相對復雜，分布對多條主干道對居住生活也產生負面影響；區域3的居住用地分布雜亂，并受鐵路線的嚴重分割，且周邊的商業服務設施零散，其服務擴散能級較低。綜合居住用地周邊的整體用地布局來看，該評價算法能夠較好的顧及不同功能用地的空間輻射影響，并能夠體現交通線網對設施便利的阻隔效應。

圖7 宜居便利指數低值區域分布

在實際的城市擇居過程中，針對普通群體來說，其純粹的宜居環境并不是這類人群最理想的選擇，在考慮職住通勤方面往往也會占相當比重，在整體的居住環境價值中也有明顯體現，甚至在某些區域是單一主導因素。另外本文基于周邊資源配置及可達性評價的宜居環境并未考慮具體居住小區內部結構及配套設施。基于以上原因，市場認知的居住價值分布趨勢和宜居指數分布整體存在一定差異。

另外，基于不同人群的需求，也對各資源設施的依賴度不同，如養老人群更多考慮的是住宅內部環境和空氣質量；工作人群兼顧交通設施便利性和通勤時間；居家人群則更傾向于子女教育培訓設施等。本文的宜居環境指數是基于居民的一般化整體需求并顧及土地資源設施分布進行的地塊尺度評估的。

5 結論與展望

本文基于城市現狀用地類型圖斑對成都市主城區居住區周邊的宜居環境進行綜合性期望宜居便利指數分析，并創新性地借助ArcGIS軟件將城市交通路網對周邊資源設施服務的輻射影響力和資源的可達性的消減阻礙效應嵌入到宜居期望指數評價模型中，同時考慮多類型資源設施用地對宜居環境的正向貢獻度和平面交通路網對宜居慢行便利和資源可達的負面阻礙效應，后期還可結合城市環境新要素對評價模型進行更加深入的改進，如規劃垃圾處理設施，新建綠地和公園投入使用等，借此更加全面真實的反映實際居住人群的居住感受。另外，由于未能詳細獲取住宅小區相關詳細數據等條件限制，本文并未考慮每個實際居住小區自身的建筑品質及內部居住環境狀況。

隨著近年來，在城市規劃方面出現了一些新的規劃理念，如垃圾轉運設施由鄰避向鄰利轉變，那么周邊的居住環境狀態自然也會發生變化，人們對其的心理期待也在發生微妙變化，這些可變因素都會不同程度地影響各類居民對城市的居住環境的心理評價。