基于GIS 的哈爾濱主城區綠地可達性研究

劉霖

（哈爾濱師范大學，黑龍江 哈爾濱 150025）

1 研究背景與意義

城市綠地是指城市區域由綠色植被覆蓋，能為居民提供休憩娛樂、健身鍛煉的綠化用地，它在美化景觀、防塵降噪、改善局部微環境等方面具有不可替代的效果，是城市規劃的重要一環[1-2]。因發展落后，國內城市在過去的幾十年時間里以經濟為導向，重建筑，輕綠化是城市規劃及建設過程中的普遍現象。資金投入的不足導致綠地資源的缺乏，規劃的不合理導致綠地資源的空間分布不均[3]。

哈爾濱相對于南京、深圳、西安[4-6]這樣的園林城市在綠地方面有較大差距，一方面是冬季時間過長所至，綠化植被不易成長，另一方面是城市管理規劃長期落后南方城市，綠地系統建設有所欠缺。本研究從空間角度，對哈爾濱綠地資源的可達性進行分析和評價，可以為城市管理和規劃部門提供科學支撐。

2 研究區與數據預處理

哈爾濱地處東北平原東北部，黑龍江省南部。作為省會，哈爾濱是重要的政治、經濟、文化中心。研究涉及松北、道外、香坊、南崗、道里共五個區在主城區分布的76 個街道，面積為53186km2，2015 年底的常住人口統計為961.4 萬。

研究使用數據包括GIS 數據、RS 數據和人口數據三類：GIS數據為研究區街道行政區劃、道路、河流、綠地，數據源自國家基礎地理信息中心；RS 數據為2015 年9 月4 號的Landsat8 衛星影像，軌道號為118/028，下載自地理空間數據云平臺[7]；人口數據獲取自哈爾濱統2015 年統計年鑒。

GIS 數據的綠地信息不全，因此使用Landsat8 衛星影像進行修訂。研究區地物類型復雜，直接利用光譜分類誤分較多，使用NDVI 閾值提取綠地。受大氣影響，原始遙感影像并不完全記錄地物信息，使用FLAASH 大氣糾正減弱大氣噪聲后利用紅光波段和近紅外波段計算NDVI，計算公式為:

NDVI=(NIR-RED)/ (RED+NIR)

式中，RED 和NIR 分別為紅光波段反射率和近紅外波段反射率[8]。NDVI 值越高表明植被生長狀況越好。

以GIS 數據為參考，閾值0.7 為界，NDVI 值大于此值的區域視為綠地。對初步提取的綠地分類進行分類后處理，歸并像元個數小于4 的綠地斑塊到非綠地類別。研究區及城市綠地如圖1 所示。

圖1 研究區及城市綠地

把提取的綠地柵格轉換為矢量多邊形，在字段計算器中計算各綠地斑塊的面積，賦予不同面積區間的綠地為不同類型的綠地斑塊。

3 綠地可達性分析

綠地的可達性體現了其社會服務價值，可用服務半徑來度量，它表示從綠地出發，在一定的行程距離內，可以覆蓋的區域。對于不同規模的綠地，服務半徑不同，規模越大，對于居民的吸引力越大。參考國外經驗[9]，結合研究區綠地實際情況，確定哈爾濱綠地服務半徑為：街道綠地，服務半徑為500m；區域綠地，服務半徑為2000m；城市綠地，服務半徑為5000m。

對于城市來說，道路網絡是居民到達綠地的渠道。以道路數據為基礎制作網絡數據集，距離作為耗費成本。將不同級別綠地多邊形轉為點狀要素，作為服務區分析的出發點，以河流為阻礙，分別進行500m、2000m、5000m 的服務區分析。如圖2 所示為街道綠地及服務區，得益于較為密集的道路網絡，城市核心地帶斑塊面積不大的街道綠地形成較大的服務區，相反，周邊地帶斑塊面積較大的街道綠地受制于稀疏的道路網絡，形成的服務區斑塊面積較小。

圖2 街道綠地及服務區

同樣得益于密集的交通網絡，區域綠地在在核心地帶偏東北方向形成較大面積并連通的服務區斑塊(圖3)。市級綠地形成的服務區自南向北，從中部貫穿研究區（圖4）。原因是中南部具有較多的市級綠地斑塊，借助于密集的道路網絡，服務區向北蔓延，到松花江，東西兩側路網較為稀疏，服務區借助道路網絡的蔓延極為有限。

圖3 區域綠地及服務區

圖4 市級綠地及服務區

合并不同級別綠地及服務區，形成的綠地覆蓋如圖5 所示。與市級綠地及服務區分布類似，綠地及服務區在中部南北貫通，東西兩側沿道路有少許綠地及服務區覆蓋。

圖5 綠地及服務區

以街道為單元，對綠地及服務區進行分區統計，得到各街道綠地及服務區覆蓋面積，結合街道面積，可以得到綠地及服務區覆蓋百分率，如圖6 所示。淺色表示覆蓋百分率低，深色表示覆蓋百分率高。從圖中可以看出，研究區中部，從南向北，各街道覆蓋百分率大多較高，在81%以上，說明在這些街道，理想行程距離內，居民絕大多數能夠享受到綠地資源。東西兩側的群力、工農、化工這三個街道的覆蓋百分率較低，都在20%以下，在這些街道，大多數居民難以在理想行程距離內達到綠地區域。

圖6 綠地及服務區覆蓋百分率

4 綠地建設優化建議

無論是“園林城市”還是“海綿城市”，從客觀上來說都強調城市綠地的建設，從研究結果來看，哈爾濱的綠地建設任重道遠，可以給出的建議包括：

4.1 中間地帶的街道人均綠地資源嚴重不足，需要從資源量上予以補足。一方面，這些街道人口密集，綠地資源會服務于較多的人口，會產生較大的社會價值，同時也都是老舊城區，基本沒有空余的地塊用于大規模的綠地建設，因此，這一區域應多建設街道這一較小級別的綠地，對于一些拆遷地塊，應優先考慮綠地的建設。

4.2 部分街道，特別是北部的太陽島，有大規模的市級綠地，但受制于較稀疏的道路網絡，服務區并未大規模覆蓋其他街道，而這些區域人口數量較少，導致分配的人均綠地面積較大，可以說是一種嚴重的資源浪費。因此，針對較大規模的市級綠地，在周邊可強化建設道路網絡，增強可達性，拓展綠地資源的服務空間。

4.3 除太陽島外，研究區綠地基本上單獨成塊，這樣的綠地生態價值有限。應考慮提高綠地建設標準，可參考國外[10]流行的綠地建設，在各綠地斑塊之間建設生態廊道，增強綠地的生態服務價值。