城市綠地的可步行性評價研究以常州市主城區為例

張晨曄 李飛雪 李滿春

一、研究區與數據源

1.研究區概況

本文研究區為常州市主城區，面積1862平方公里，包括武進、新北、天寧、鐘樓4區。據常州市統計局發布的《2019年常州市國民經濟和社會發展統計公報》，2019年末常州市常住人口473.6萬人，其中城鎮人口347萬人，城鎮化率達到73.3%；常州市建成區綠化覆蓋率為43.25%，綠地總面積為107.27平方千米。

2.數據源與預處理

研究所使用的行政區劃數據與土地利用數據來自江蘇省地理國情普查與基礎性監測數據，道路中心線數據從OpenStreetMap數據庫中下載，綠地POI數據從高德地圖Web服務API中獲取，人口數據從WorldPop網站下載。

圖1 研究區范圍與城市綠地分布

二、城市綠地可步行性評價模型

研究提出城市綠地步行指數作為建成環境對居民步行獲取綠地資源友好程度的衡量標準，其計算方法為將每個柵格單元鄰域范圍內的住宅密度、道路連通性、土地利用混合度和綠地步行可達性的標準化得分加權疊加，對綠地可達性因子賦予其相對于其他變量二倍的權重，由公式（1）給出：

其中，為第個可步行性變量的權重系數，為第個可步行性變量的標準值。該步行指數模型以柵格單元為測算單元，所有的可步行性變量都與城區環境特征有關。

居民點密度通過計算每個柵格單元點周圍的鄰域范圍內的住宅單位數量與住宅用地面積之比得到。本研究以3公里為半徑的圓形作為鄰域進行密度分析。

道路通達性使用道路交叉口密度衡量，以點鄰域內道路交叉口數量與鄰域土地面積之比表示。道路交叉口根據3條或3條以上相交的道路中心線數據確定，由每個柵格單元鄰域內道路交叉口數量確定連通性。

本研究采用基于信息論的熵值來測算研究單元的土地利用混合度，土地用途被重新劃分為以下五個等級，即住宅、商業、工業、娛樂和其他，按以下公式估算得到的土地利用混合度得分在0～1之間。

其中，mix為土地利用混合度的熵值，k為土地利用類別；P為土地面積中某一特定土地利用所占比例；N為土地利用類別數（N=5）。

綠地步行可達性采用加權成本距離的引力模型[8]測算，其計算的基本步驟包括使用專家打分法確定常州市主城區居民步行到達綠地相對阻力值（表1），確定源頭（城市綠地斑塊）的空間分布矩陣，從而計算各單元到最近源頭在成本面上的最小累積成本距離。本文將一個普通人在街道上的平均步行速度設定為6公里/小時，所用的時間成本值代表移動100米所需的分鐘數，因而交通干道區域的相對時間成本值被設定為1，水域則因其城市土地圖斑的分割性作為不可通行區域被設定為10000。

表1 土地利用類型的相對阻力值

城市綠地步行指數由上述各部分指標的標準化分數加權之和，每項單獨測度得分在0～4。

三、結果分析

1.常州市主城區綠地可步行性水平

常州市主城區內共計2,977,050個柵格單元（25m空間分辨率）被賦值范圍為1～20的UGSWI得分。UGSWI計算結果可直觀分辨研究區域內地塊的綠地可步行性高低（圖2）。將城市柵格單元所賦城市綠地步行指數按照分值區間劃分為5個等級，其中占比最大的是第三級，達44.18%，即綠地可步行性處于中等水平，其他47.49%的柵格單元位于綠地可步行性較高區域，8.33%的柵格單元位于綠地可步行性較低區域。

圖2 UGSWI計算結果空間化

2.常州市主城區綠地可步行性空間差異

根據UGSWI計算結果，常州市主城區近半位于UGSWI高值區，且總體而言，常州中心城區東部的可步行性高于西部，北部高于南部。使用Global Moran's I統計量對UGSWI計算結果進行空間自相關分析，得到全局莫蘭指數為0.33，其z值得分為23.46，表明城市綠地可步行性在空間上呈現正相關，且具有顯著的空間集聚特征。除了湖泊河流等水面，UGSWI低值區主要分布于居民聚居地與工業聚集地。常州市主城區的城市綠地可步行性評價結果分為五個等級后可見最高值主要分布于城市核心區外圍圈層，而常州市中心核心區的可步行性低于其周邊區域。UGSWI最高值分布區域的環境特點為周圍公園綠地數量較多，且建筑分布的密集程度低于常州市中心區域；常州市中心CBD建筑分布均勻、密集，道路狹窄，導致土地利用結構單調，因此人口稠密的常州市中心城區綠地數量和面積并不明顯高于其他地區。

四、結語

研究通過設計并實施城市綠地步行指數研究常州市主城區綠地可步行性的空間分布。UGSWI將居住密度、道路連通性、土地利用混合度和綠地步行可達性四個維度納入指標范疇，應用于常州市主城區以探究公共綠地對城市居民的友好程度。未來對UGSWI的進一步完善主要在于局部指數的增加、選擇和權重。

常州市主城區內近半區域具有較高的綠地可步行性水平。從空間分布來看，UGSWI最高值主要位于城市核心區的外圈。人口稠密的常州市中心城區綠地數量和面積略高于其他地區，但城區中心建筑分布均勻、密集，道路狹窄，導致土地利用結構單調；因而對城市綠地可步行性的提升不僅需加強綠地建設與規劃，還可著眼于城區土地混合開發與精細化交通規劃等。