基于最优供需分配法的社区公园空间可达性分析——以苏州市姑苏区为例.pdf
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1、55Landscape Architecture Academic Journal 园林2024年第41卷第02期文章编号:1000-0283(2024)02-0055-07 DOI:10.12193/j.laing.2024.02.0055.007中图分类号:TU986 文献标志码:A 收稿日期:2023-10-25修回日期:2023-11-23摘 要“城市更新”背景下,社区公园空间可达性研究有助于优化社区公园供需匹配状况,推进高品质社区生活圈建设。针对传统空间可达性测度方法对供需关系识别不够精准的问题,引入最优供需分配法(OSD),以苏州市姑苏区为实证区域,探究社区公园与居民的最优服务配置
2、,根据配置结果确定各居住区居民获取服务所需时间、社区公园服务覆盖率。(1)OSD通过对服务供给与需求的最优分配,能客观呈现社区公园供需匹配的实际情况,对于服务盲区的识别更为精准,所得可达性指标的物理意义明确。(2)最优供需分配结果显示,姑苏区社区公园空间可达性水平整体较低,可达性空间分布较为均衡,高值集中在中南部,低值则在中部片状聚集。(3)空间可达性低值区域,可针对性通过增设社区公园、微绿地、垂直绿化等方式增加服务供给,并完善路网结构,优化可达性水平。研究结果可为社区公园布局规划或调整提供科学依据,为公园绿地可达性研究提供借鉴。关键词社区公园;空间可达性;最优供需分配法;苏州市姑苏区Abst
3、ractUnder the background of“urban renewal”,the research on the accessibility of community park space is of great signifi cance for optimizing the supply and demand matching of community parks and promoting the construction of high-quality community living circles.In view of the shortcomings of the t
4、raditional spatial accessibility measurement method in identifying the supply and de-mand relationship is not accurate enough,optimal supply-demand accessibility method is introduced.Taking Gusu District of Su-zhou City as the empirical area,the optimal service confi guration of community parks and
5、residents is explored.According to the confi guration results,the time required for residents in each residential area to obtain services and the coverage rate of community park services are determined.(1)OSD can objectively present the actual situation of supply and demand matching in community par
6、ks by optimizing the allocation of service supply and demand.It is more accurate in identifying service blind spots and the physical meaning of the obtained accessibility indicators is clear.(2)The optimal supply and demand allocation results show that the overall accessibility level of community pa
7、rks in Gusu District is relatively low,and the spatial distribution of accessibility is relatively balanced.High values are concentrated in the central and southern regions,while low values are clustered in the central region.(3)In areas with low spatial accessibility,targeted measures such as addin
8、g community parks,micro green spaces and vertical greening can be taken to increase service supply,and improve road network structure,to optimize accessibility levels.The research results provided scientifi c basis for the layout planning or adjustment of community parks,and provided reference for t
9、he study of park green space accessibility.Keywordscommunity parks;spatial accessibility;optimal supply-demand accessibility method;Suzhou Gusu District刘志强1975年生男山东滨州人教授研究方向为风景园林规划设计与理论非 凡1998年生男江苏如东人在读硕士研究生研究方向为风景园林规划设计与理论洪亘伟1978年生女江苏苏州人副教授研究方向为城乡规划理论与方法*通信作者(Author for correspondence)E-mail:园林,202
10、4,41(02):55-61.基金项目:国家自然科学基金面上项目“基于空间计量分析的中国市域建成区绿地率空间分异的格局、演变及其机理研究”(编号:51778389)基于最优供需分配法的社区公园空间可达性分析以苏州市姑苏区为例Spatial Accessibility Analysis of Community Parks Based on Optimal Supply-demand Accessibility Method:A Case Study of Gusu District,Suzhou City刘志强*非 凡 洪亘伟 余 慧LIU Zhiqiang*FEI Fan HONG Genw
11、ei YU Hui(苏州科技大学建筑与城市规划学院,苏州 215011)(College of Architecture and Urban Planning,Suzhou University of Science and Technology,Suzhou,Jiangsu,China,215011)56LANDSCAPE PLANNING AND DESIGN风景园林规划设计社区公园作为城市公园中最贴近居民、使用频率最高的社区级绿色开放空间,保障其供给与居民需求相匹配是其空间布局的基本原则1。“十三五”以来,国内积极推进基本公共服务均等化,社区公园空间布局的科学性日益受到广泛关注2。然而,
12、随着城镇化的快速推进,城市人口迅速增长,社区公园供给与需求失衡,致使其空间布局科学性不足的问题愈发明显。因此,精准识别社区公园的服务供需关系,并评价及改进其空间布局必要且迫切3。空间可达性作为评价社区公园布局的重要指标,可用于描述居民获取社区公园服务的难易程度、度量居民享有社区公园服务的公平性4,该指标既受到公园供给能力的支撑和约束,也需与居民需求相匹配。在中国城市建设存量更新的新阶段,社区公园空间可达性研究对于促进社区公园空间布局优化、满足居民日益增加的游憩需求具有重要现实意义。空间可达性主要反映居民到达目的地过程中所克服的空间阻力大小,相关学者基于服务供需关系对空间阻力的不同表达,形成了多
13、样的可达性测度方法5。公园绿地的空间可达性已成为风景园林领域的研究热点,根据研究视角和方法主要分为以下三类:(1)基于公园供给侧,主要采用缓冲分析、网络分析、核密度分析和泰森多边形等方法,通过统计一定服务半径内居住区数量来评价公园绿地可达性6-8;(2)基于居民需求侧,运用费用加权距离、最小邻近距离等研究方法,测度居民在一定时间或空间范围内可到达的公园绿地数量,通过计算克服的距离、时间等出行成本量化可达性水平9-10;(3)综合供需两侧,主要包括潜力模型、两步移动搜索(2SFCA)等方法,通过设定出行时间或距离阈值,统计居民在阈值范围内可达的公园绿地面积11-12,其中2SFCA因操作简便、结
14、果可靠得到了广泛关注和应用,并拓展出众多优化形式13-14。既有研究已取得丰硕成果,但相关可达性测度方法对供需关系识别的精确性仍有待提升:(1)网络分析、费用加权距离等方法在进行可达性测度时,仅考虑了供给或需求的单一角度;(2)潜力模型、2SFCA虽综合考虑了社区公园的供给和需求,但对于其设定阈值范围以外的部分供需有所忽视。现实中,不同区位的居民实际获取服务的距离差异是较大的,固定时间或距离阈值难以反映真实的服务供需关系。因此,亟需引入一个可以精准识别服务供需关系的方法,用于公园绿地可达性测度。最优供需分配法(Optimal Supply-demand Accessibility Method
15、,OSD)利用优化模型,将社区公园的服务供给与居民需求进行最优分配,并根据分配结果计算空间可达性指标。该方法无需固定阈值范围,客观充分地反映了供需关系,可以有效弥补现有方法的不足,且已被证实适用于公共服务设施的可达性分析15。随着中国国土空间规划逐步进入精准化调控阶段,基于最优供需分配结果的社区公园空间可达性分析,对提高公园绿地配置的科学性具有重要意义。鉴于此,本文引入OSD模型,与2SFCA对比分析,在明确OSD可行性及优势的基础上,以苏州市姑苏区为例,精准化识别社区公园服务供需关系,度量社区公园空间可达性、揭示供需空间匹配特征,并根据分析结果提出针对性优化策略,以期为社区公园的规划建设提供
16、科学支撑,为公园绿地的精准化布局配置提供方法借鉴。1 研究方法2SFCA在公园绿地可达性评价中应用广泛,其与OSD均是在供需关系分析的基础上建立的。以社区公园为例,将两者进行对比分析,以明确OSD的可行性及优势。1.1 2SFCA概述与分析简单2SFCA用二分法来处理距离衰减,其假设搜寻半径范围内的社区公园,无论距离远近,对需求点可达性的影响均相同。部分学者采用出行时间分段赋予权重、可变搜寻半径、幂函数、核密度函数和高斯函数等对其进行优化16-20。2SFCA的主要局限在于:(1)对搜寻半径范围以外的社区公园服务供需情况考虑不足,难以反映客观真实的供需关系,可变半径2SFCA虽优化了搜寻半径,
17、但其参数确定存在主观性较强的缺点。(2)可达性计算结果为特定数值,物理意义不够明确,在进行评价时不易直观判读和解释说明。(3)距离衰减函数形式的科学选取、相应参数的标定,需要手机信令数据、出租车轨迹数据等大数据对居民出行行为的距离衰减特征进行识别21,但相关大数据较难获取,操作较为复杂。1.2 OSD概述与分析OSD由翟石艳等15提出,来源于经典运输问题模型,对于给定的服务设施与需求的空间分布,模型以最小出行成本为目标,求解供给量与需求量的最优分配方案,并依据分配结果计算空间可达性,能够充分反映供需关系,且计算指标含义清晰、易于理 运输问题是把某种商品从若干个产地运至若干个销地,而使总运费最小
18、的一类问题,是运筹学中的经典问题之一。57Landscape Architecture Academic Journal 园林2024年第41卷第02期 基于最优供需分配法的社区公园空间可达性分析以苏州市姑苏区为例 刘志强 等.解,物理意义为各需求点获取服务的出行时间、供给点的服务覆盖率等。具体模型如下:在一个地理区域内,令集合V 1,2,m表示m个需求点即居住区,每个需求点上的属性Di表示需求量即居住区i人口规模;集合U 1,2,n表示n个供给点即社区公园,每个供给点上的属性Pj表示服务供给量即社区公园j的服务人数上限;Sj为社区公园j的面积,Sa为区域内人均社区公园面积;变量dij表示居住
19、区i和社区公园j之间的距离。先假设社区公园总服务量大于总需求,引入决策变量xij表示社区公园j为居住区i提供的服务量,构建最优供需分配规划模型(计算见公式(1)(5):(1)(2)(3)(4)(5)公式(1)为目标函数,表示最小化出行成本;公式(2)保证对于任一居住区,到所有社区公园访问的人数等于该居住区总人数;公式(3)为社区公园j的服务人数上限;公式(4)保证每一个社区公园分配的服务量不超过其服务人数上限;公式(5)保证xij为非负整数,同时任一居住区i属于集合V,任一社区公园j属于集合U。但若社区公园总服务量小于居民总需求时,以上模型无解,此时假设部分需求不能得到满足,见公式(7),同时
20、保证每个社区公园分配其最大的服务量,见公式(8),模型修订如下(计算见公式(6)(9):(6)(7)(8)(9)基于OSD评估社区公园的空间可达性,具体步骤为:(1)在ArcGIS中求解公园出入口和居住区的OD成本矩阵。(2)建立最优供需分配模型,使用开源的OSD空间可达性计算工具(https:/ 研究区域与数据来源2.1 研究区概况姑苏区位于苏州市地理中心,是苏州建成度最高的区域之一,总面积约83.4 km2,下辖白洋湾、平江、金阊、沧浪、双塔、虎丘、苏锦、吴门桥共8个街道,2021年人口密度高达11 486人/km2。作为苏州市文化、旅游中心,该区是公园游憩需求量最大的区域,随着城区人口的
21、持续增长,社区公园供给状况紧张、提供服务不充分的问题突显。选择姑苏区作为研究的实证区域,基于最优供需分配法分析社区公园的空间可达性现状及问题,客观呈现社区公园供需的实际情况、识别服务盲区,对其他城市具有一定借鉴意义。2.2 数据来源2.2.1 道路网络数据通过开源网站Openstreetmap(http:/download.geofabrik.de/)获取2021年苏州市姑苏区道路网络的矢量数据,经过拓扑处理后,在ArcGIS10.6中构建网络数据集。2.2.2 供给点与需求点(1)供给点:公园数据。利用Python爬取2021年苏州市姑苏区公园绿地的高德POI、AOI数据,结合 城市绿地分类
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