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基于GIS的澳门半岛公共绿地公园的可达性分析

范盈玥
  
优享生活
2024年10期
澳门城市大学创新设计学院 澳门 999078

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摘要:随着我国城市化进程的加速,城市生活品质有所提高,城市公园作为城市绿色空间的重要组成部分,而可达性作为城市绿地评价的重要指标也愈加受到重视。澳门半岛作为澳门特别行政区的重要组成部分,其绿地公园的可达性不仅关乎市民的生活质量,也是衡量城市绿色空间布局合理性的重要指标。运用ArcGIS的空间网络分析模块进行澳门半岛的绿地公园可达性研究。此研究也是澳门城市可持续发展和居民生活质量提升的一环,提高绿地公园的可达性,不仅可以满足市民的休闲需求,还可以促进城市生态环境的改善,提高居民的生活质量和幸福感。

关键词:可达性;GIS网络分析;城市公园绿地;澳门半岛

引言:

城市居民的生活质量、改善生态环境、缓解随着城市化进程的不断推进,公共绿地作为城市的重要组成部分,对于提升城市压力具有重要意义。澳门半岛作为一个狭小而又人口密集的城市地区,公共绿地的可达性对于城市可持续发展至关重要。因此,随着网络信息平台的开放,大数据技术的应用为城市研究与规划带来了新的发展机遇,对澳门半岛公共绿地可达性进行深入研究,有助于深入了解当前绿地资源的利用状况,为未来的城市规划和管理提供科学依据。与传统方式采集的样本数据相比,城市居民在各种网络平台上留下的数据量大且类型丰富。以POI(Point of Interest)数据、移动信号数据、GPS轨迹数据等为代表的地理空间大数据成为新的空间信息来源。这些新型空间信息能够更准确地描述城市内部空间,为区域绿地公园的研究提供了更全面和详细的平台。

本研究旨在探讨澳门半岛公共绿地的可达性,并提出针对性的改进建议。通过对澳门半岛绿地资源的调查与分析,结合空间数据分析和城市规划理论。通过深入研究,我们希望能够为澳门半岛的公共绿地发展提供可行性建议,促进城市绿色空间的合理利用,提升城市居民的生活品质和幸福感。

1 研究背景

随着经济社会的不断发展,全球城市化进程的高速发展,城市人口的持续增长,越来越多的自然空间被开发和破坏,城市绿地在改善城市环境质量、改善居民生活质量、保持生态平衡等方面所发挥的作用是无可替代的,作为城市生态系统的重要组成部分,城市绿地具有不可替代的重要作用。在城市生态系统中,城市绿地扮演了怎样的角色?澳门土地面积有限,人口密度大,城市空间布局紧凑,是一个特殊的地理区域。城市绿地的建设与管理,由此带来前所未有的挑战。因此,对澳门绿地承载力与可达性进行研究,具有重要的理论和实践意义。为促进此类城市社会经济的可持续发展,可探索适应超高密度城市环境的绿色空间拓展之路。

公园绿地以休憩为主要功能,作为城市中向市民开放的绿地。这些空间既是包括城市生态系统、最美美化、防灾减灾在内的城市绿化的重要组成部分,也是城市多功能的综合体现。公园绿地还承担着多重功能角色,包括改善城市环境质量、提升居民生活品质、维护生态平衡等。随着城市化进程的不断加快,公园绿地承载着越来越大的压力。一方面,城市人口的快速增长导致公园绿地人均面积逐渐减少,绿地资源变得相对稀缺;另一方面,市民对公园绿地的使用需求也在不断增加,包括休闲、运动、社交等活动形式多样,使得公园绿地承载能力日益突出。虽然现在绿地公园的数量和面积在不断增加,但是远远赶不上澳门城市的发展,所以绿地公园的分布与可达性也至关重要。对于城市绿地空间分布不均的问题,绿地公园可达性研究将有助于解决这一问题。在澳门,绿地公园往往集中在某些区域,而其他区域的市民则难以享受到公园带来的便利。这种不均衡的分布不仅影响了市民的生活质量,也制约了城市生态系统的健康发展。这项研究也是城市可持续发展和居民生活质量改善的一环,提高绿地公园的可达性,既能满足市民的休闲需求,又能促进城市生态环境的改善,使居民生活质量和幸福感得到提升。

2 研究方法与数据来源介绍

建立地理数据库研究的第一阶段,本研究首先在地理信息系统(GIS)平台上,根据各行业点的地理位置信息,建立澳门城市商务及公共服务设施信息库。数据收集与数据库建立:收集澳门地区各行业的POI(兴趣点)数据,包括商业设施、公共服务设施等。信息数据库建立在GIS平台上,以便后续分析工作的开展,对这些数据进行整合。

3 研究方法

3.1 核密度分析

核密度分析(nucleardensityanalysis)是一种非参数统计方法,用于估计数据集背后的概率密度函数,广泛用于空间分析点元素。该方法通过在每个数据点放置一个核函数,并将其加权平均,通过图示输出连续的空间分布结果,来构建估计的概率密度函数,反映空间上各点元素的相对集中程度。 计算公式如下:

(1)式中,r 代表搜索半径;n 是点要素总数;d 是点要素之间的距离,φ 是权重。对绿地公园进行核密度分析,考虑到澳门地区的面积和公交车站点的分布情况,设置公交车站点的覆盖半径为 200 米。通过核密度分析,得到澳门半岛绿地公园覆盖范围的空间密度分布特征图。综合因子分析:结合多项因子,绘制城市整体的绿地公园空间分布密度图,从而反映澳门半岛的绿地公园特征。

3.2 网络分析法

网络分析(ANP)是1996年匹兹堡大学T.L.学校教授提出的适应非独立层次结构的决策方法。这是一种新型的、实用的决策方式,基于层次分析过程(AHP)。网络分析的特点在于,在层次分析过程基础上考虑了各因素或相邻层之间的相互影响,并使用“超级矩阵”全面分析相互作用和影响因素以获得其混合权重。ANP模型并不像AHP模型那样对层级关系要求苛刻,每个决策层面或同一层级都有交互,层级间的交互以交互的方式呈现。如果同一层中存在相互作用,则由双圆形箭头表示。箭头指向影响最终决策因素所处位置。

3.3  PSR模型

PSR (pressure - state - response)表示压力、状态和响应。它是一种用于环境质量评价的评价模式,在生态系统健康评价子领域被广泛采用。它最初由加拿大统计学家DavidJ.Rapport和TonyFriend于1979年提出,后在1980年代和1990年代由经济合作与发展组织(OECD)和联合国环境规划署(UNEP)作为环境研究的框架加以改进。PSR模型应用了“压力—状态—反应”的逻辑,捕捉了人与环境的互动。人类在改变自然资源禀赋和环境质量的同时,也在从自然环境中释放废物、获取重要的资源,使其得以生存和发展。这些自然和环境状态的改变,随之对人类社会经济活动和福利事业产生了影响。

4 研究区概况

4.1  澳门自然地理状况

澳门位于我国大陆东南部沿海地区, 是珠江三角洲水域的出口,珠江三角洲连接着广东省北部的珠海市,还连接着珠海市湾仔和横琴的东部,南部则是连接着中国南海,还与香港隔海对望。属南亚热带季风性海洋气候,位于北回归线以南、纬度较低的澳门,冬暖夏热,多雨潮湿,湿热干湿季节明显。由于澳门特殊的区位条件,加上人口增长及社会经济发展需要,为配合社会发展需求,需要持续进行填海造陆项目以拓展土地。澳门地区包括澳门半岛、氹仔岛和路环岛。澳门半岛是一个典型的人口高密度的城市地区,是世界上人口密度最高的地区之一。

4.2 各行政区社会及人口状况

澳门半岛由五个堂区组成,花地玛堂区、圣安多尼堂区(花王堂区)、大堂区、望德堂区、风顺堂区。澳门半岛的平地大部分由填海取得。澳门半岛的面积约为9.1平方公里。人口约38.8万人。

澳门花地玛堂区位于人口众澳门半岛的最北面,面积达到3.2平方公里,是澳门半岛上最大的堂区。这里多,约有16.7万人居住,占澳门半岛人口总数的42.7%,是澳门半岛上人口最为密集的区域之一。

圣安多尼堂区又名花王堂区,位于澳门半岛西部,是澳门半岛的五个区之一。这一区域的面积达到了1.14平方公里,在整个澳门半岛中所占的比重达到了16.4%。该区在1996年人口密度极高的111,000人,人口密度高达每平方公里97,368人,是全澳人口密度最高的地区。

位于澳门半岛东南面的堂区,范围包括中环及新马路,面积达3.4平方公里,是澳门半岛面积最大的堂区,包括北份、南湾、水坑尾及整个新港填海区。辞去人口是各区中中最少的,为46849人(2011年),所以人口密度也为8个区中最小的,每平方公里只有13779人。

位于澳门半岛中部的望德堂区,面积为0.6平方公里,是澳门半岛5个堂区中最小的一个,也是唯一的内陆区。人口约32,600人,人口密度仅次于圣安多尼堂区(SantoAndoniTown),居全澳第二位,人口密度为每平方公里5,4370人。

风顺堂区位於澳门半岛西南部,这个区域三面环水,地理位置独特,北面则沿着新马路与大堂区紧密相连。面积为1.0平方公里(2024年3月),人口4.56万,人口密度每平方公里50904人。

4.3 城市公园绿地现状

澳门的绿地公园占地面积相对较小,目前总计593公顷。近年来,澳门一直在进行填海工程。尽管绿地每年都在增加,但与澳门土地面积的扩大相比仍存在显著差距。近几年澳门绿化覆盖率一直保持在21%至22%左右,人均绿地约为12至13平方米。绿地分布不均,特别是作为经济中心的澳门半岛绿化覆盖率最低,人口密度高,每平方公里超过6万人。特别是在老城区,更加缺乏绿化空间。澳门半岛的城市绿地零散且密集地分布在小区域内。在人口稠密地区,人均绿地很少。

5 公共绿地可达性

5.1 主要概念

5.1.1 公园绿地

城市绿地是指在城市中以人工植被和自然植被为主要存在形式的一种用地,包括生产绿地、公园绿地、附属绿地、防护绿地和其他类型。其中,公园绿地向公众开放,主要提供游憩功能,并兼具健全生态、美化景观、科普教育和应急避险等综合作用。公园绿地可分为综合公园、社区公园、专类公园和游乐场四个种类。公园绿地的规划、建设和管理中需要充分考虑其多重功能和作用,确保公园在满足市民休闲需求的同时,也能够有效地发挥其在城市生态系统中的作用。

5.1.2 可达性的概念分析

公园可达性则是指居民到达公园或其他休闲场所所需克服的距离、旅行时间和费用等阻力的定量表达。这一标准不仅衡量了城市服务设施空间布局的合理性,也是评价城市外部环境质量的重要指标之一。公园可达性不仅与交通网络的布局和效率有关,还与绿地公园自身的设施配置、管理和吸引力等因素密切相关。

可达性是受城市绿地质量、服务内容、城市人口分布、城市居民自身及一些客观条件等诸多主观因素的影响和制约而产生的比较复杂的问题。对于公园可达性的研究,是有助于城市规划者和管理者更好地了解公园服务的覆盖范围和效率,以及市民对公园的需求和使用情况。

5.2 研究方法

5.2.1 网络分析法

本文使用 ArcGIS 的网络分析法、核密度分析法,结合澳门半岛的40个绿地公园样本数据、小区住宅、道路路网,分析居民从住宅到达不同尺度绿地的可达性。并且为了增加研究结果的可信度,采用核密度法来进行验证。

通过ArcGIS软件中提供的网络分析工具收集路网数据再将收集的数据统一转化为栅格图形文件,并构建网络数据集。构建交通路网数据集合,对城市公园空间布局合理性进行评估,结合交通路网矢量数据、城市公园矢量数据、人口密度分布数据、居民入园距离等因素进行综合评价。

交通运输网络可达性分析的基础包含了本文基础数据所包含的数据的采集与分类——点、线、面三种类型。其中,点元素为公园中心点和社区居住点,线元素为澳门半岛内的交通路网;面子要素是公园绿地。基于矢量路网数据,根据园区中心位置,更真实模拟空间可达性。城市公园绿地布局的合理性和可达性,可以用计算相对应的公园服务范围作为重要指标。

5.2.2 交通网络数据

本文从澳门半岛区域道路实际情况出发,建立一个交通网络数据集,根据实际情况设置节点弯道、交通网络连通度和路网数据。将路程距离定义为交通网络数据集的默认属性,创建交通网络数据集(图1)。

5.3 公园服务区范围

5.4 研究分析

澳门半岛的公园绿地面积过少且分布不均匀,集中在中部与北部,其他地方分布教少,中区3、北区1地区公园分布少之又少。在网络分析可达性中,可以看出发现道路的服务指数、网络数据的连通性对公园绿地可达性有显著影响。公园绿地分布可直接影响居住点到达公园的可达性,在中心区三区和北区一区增设公园绿地,在提升步行可达性覆盖的同时,路网对公园可达范围覆盖的程度影响颇深,要完善北区1部地区路网未开发区域,加强连通性,增强步行的可达面积.

由图3可知,人口密度居前的是花地马堂区、风顺堂区和大堂区,其次是总体呈西高东低趋势的花地马堂区。可见,靠近澳门半岛中心城区以及交通便捷的地方是人口大量聚集的区域。

图5表明,当步行可达性较好(时间在0-5min)、步行可达性一般(时间在5-10min)以及步行可达性较差(时间在大于10min-15min)时。绿地部分占整个澳门半岛的35%,其三者相对应的公园绿地的服务区覆盖面积大概占澳门半岛的一半。由图可知城市公园绿地的服务区主要集中研究区域北部与西南部,位于城市的老社区。研究区东南部公园数量少,公园服务区占地面积小。

由于澳门半岛的公园绿地面积过少且分布不均匀,导致四周的结果过少。OD矩阵中线的成本属性报告的是最小成本网络路径,可以反映住宅到绿地的路线距离是十分多的,中心住宅的可达性较好,四周住宅的可达性较差。

5.5 研究结果

澳门半岛作为澳门的主要城区,其城市分区特点鲜明,各区域在人均公园绿地面积及可达性方面存在显著差异。首先,外港及南湾湖新填海区作为近年来澳门发展的重要区域,注重了绿化建设和城市生态环境的提升。这里的人均公园绿地面积相对较高;新填海区的规划相对现代化,公园绿地的分布和布局也更加合理使得其可达性也相对较高。其次,东望洋区(松山区)作为澳门半岛的传统居住区,虽然土地面积有限,绿地公园不如新填海区那样集中和大型,但这里的公园绿地分布均匀,方便居民就近使用,此外,东望洋区的交通网络相对完善,公园绿地的可达性也较好。

研究澳门半岛绿园区行人可达性,利用网络分析法原理及地理信息系统技术平台,将园区入口设为网络分析的源点,将道路抽象化为线,建立道路的网络数据集合。综合绿地分布及人口密度分析,应用最小交通费用原则(70米/分钟),评估澳门半岛公园绿地的可达性指标,以成人步行速度为基准。结果显示,步行距离不超过1000米的市民可以到达距离最近的公园或绿地,在澳门半岛市区的任意一点15分钟都可以到达。总体来看,调查区域内绿化可进入性仍然相对较高,主要是绿地的可进入性较强;然而,仍有一些周边地区需要改进。

6 结论与分析

6.1 结论

6.1.1 绿地可达性

本研究使用 ArcGIS 的网络分析法、核密度分析法,结合澳门半岛的40个绿地公园样本数据、小区住宅、道路路网,分析居民从住宅到达不同尺度绿地的可达性。

分析结果显示:澳门半岛中心的绿地公园可达性是比较高的,但仍有部分四周区域有待提高。澳门半岛的四周公园绿地、边缘公园绿地分布较少、路网稀疏、对公园绿地的可达性阻力较多,边缘居住区也较为分散,无法满足居民步行的理想条件,公共交通与机动车可达程度较步行好,应尽快完善道路系统,对步行、公共交通、机动车出行增建道路,同时监管人员增加道路出行监管,保障居民的出行与安全,考虑到澳门土地面积少,应增加小型公园和绿地的建设,尽量不去修建大型综合公园。

6.2 未来研究方向展望

(1)长期监测与跟踪

建立长期的监测体系,跟踪澳门半岛公共绿地的可达性的变化趋势。通过定期的数据收集和分析,及时发现和解决绿地资源利用过度或不足的问题,为城市规划和管理提供科学依据。

(2)社会感知与需求调查

加强对市民对公共绿地的感知和需求的调查研究,了解市民对绿地利用方式、设施设备、环境质量等方面的意见和建议。通过社会调查、问卷调查等方式,提高市民参与绿地规划和管理的积极性,促进公共绿地的合理利用。

(3)生态环境评估与保护

进一步开展澳门半岛公共绿地的生态环境评估,探讨绿地对生物多样性、生态系统功能等方面的影响。在绿地规划和管理中,注重生态环境的保护和恢复,采取有效的措施保护和增强绿地的生态功能。

(4)多元化的利用模式

研究公共绿地的多元化利用模式,包括休闲娱乐、健身运动、文化活动等方面的功能。通过合理规划和设计,提高绿地的利用效率,满足不同群体的需求,促进城市居民的身心健康和社交互动。

7 绿地空间规划建议

7.1 采用“发掘潜力增加绿化、补充绿地”与业态结合

在高密度城市中,规划布局混合用地模式必不可少。小绿地、立体绿化要根据实际情况进行规划建设,街区内分散的绿地资源要充分整合利用。绿化面积小、错落有致,将不断形成城市景观绿化带,有效提升城市景观效果,优化局部生态环境。部分区域还可考虑融入康乐和隔离保护功能,加强城市高密度区域口袋公园建设。同时需考虑不同业态与绿地之间的需求和使用关系。可以采取立体绿化方式,在丰富了城市空间、增强了城市活力和多样性的同时,也扩大了绿化面积。两者完成后可相互排水。

7.2 通过改造改善现有绿地状况

尽量避免采用“大规模拆建”方式来扩大大片绿地。在澳门进行这种高密度城市的绿地建设管理时,应引导市民参与,在住宅围墙、露台屋面等沿线多建绿地空间,主动治理。以低影响、可持续美化房屋用低成本为原则,并提升城市整体的环境质量。

参考文献:

[1]杜洪婧,张旺.(2024).基于网络分析法的公园绿地可达性研究.智能城市(01),1-4. 2024.01.001.

[2]陈颖.(2024).基于紧凑城市理论的城市绿地可达性研究——以南京市中心区为例.城市建筑(03).2024.03.44.

[3]肖江慧,张梁,罗佳颖,陈金禹,赵维东,蒋丽丽.(2023).基于GIS网络分析法的城市公园绿地可达性研究——以益阳市赫山区为例.智能城市(04),10-12.2023.04.003.

[4]赵兵,李露露,曹林.基于GIS的城市公园绿地服务范围分析及布局优化研究[J].中国园林,2015,3:95-99.

作者简介:范盈玥(2001-),女,汉族,研究生,研究方向:城市规划与设计。

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