基于GIS的公园绿地可达性评价与问卷调查的相关性研究1

基于GIS的公园绿地可达性评价与问卷调查的相关性研究基于GIS的公园绿地可达性评价与问卷调查的相关性研究学位申请人：梁颢严学科专业：风景园林硕士指导教师：余柏椿（教授）肖荣波（教授级高级工程师）答辩日期：2013年5月12日学位申请人：梁颢严学科专业：风景园林硕士指导教师：余柏椿（教授）肖荣波（教授级高级工程师）答辩日期：2013年5月12日本人梁颢严，2007年至今，一直在广州市城市规划勘测设计研究院工作。主要研究方向：城市气候评估与规划设计、城市生态规划、低碳城市规划、城市绿地系统规划、城市规划技术研究（GIS、CFD、RS）（1）引用本文档，请注明参考文献：梁颢严.基于GIS的公园绿地可达性评价与问卷调查的相关性研究[D].武汉:华中科技大学,2013.（2）对文章有任何意见或问题，欢迎与我联系，我的e-mail是：[e-mail]汇报内容研究问题的提出12公园绿地问卷调查43公园绿地数量与可达性评价5指标与问卷调查的相关性分析5主要结论与研究展望6分析方法20世纪80年代以来，快速的城市化严重影响了城市的生态环境。党的十八大提出了新型城镇化和生态文明建设的新理念。公园绿地做为城市生态系统的重要组成部分，有着重要的生态价值，是改善城市生态环境重要方面。目前，评价公园绿地的主要指标有：人均公园绿地面积、人均绿地面积、绿地率和绿化覆盖率四个，是描述公园绿地数量的指标。最新颁布的《城市园林绿化评价标准（GB/T50563-2010）》增加了“公园绿地服务半径覆盖率”指标，是描述公园绿地布局的指标，但没有明确评价方法。许多学者基于GIS提出了很多不同的可达性评价方法。背景可达性是指从源地克服各种阻力到达目的地的相对或绝对难易程度。可达性评价的特征可总结为五点：（1）起点、终点和交通系统是可达性评价必备的三个要素。（2）终点为位于起点处的人提供某种服务，以满足其某方面的需求，因此对起点处的人具有吸引力。终点吸引力的大小既取决于自身，也取决于人对其的渴望程度。（3）终点的服务能力有一定的极限，不可能无限量的满足起点的需求，因此起点的规模也是可达性需要考虑的因素之一。（4）交通方式可采用步行、自行车、汽车、火车、飞机等，不同交通方式之间的可达性难以进行横向对比。（5）交通成本可用起点到达终点所需要花费的时间、金钱或体力等进行衡量。可达性的概念俞孔坚等提出使用景观可达性（行进成本模型）进行公园绿地可达性的评价。周廷刚等利用景观引力场来评价城市绿地的空间布局。已有的研究宋小冬等以江门市为例使用基于地理场效应的平均交通成本模型进行可达性分析。鄢进军、王胜男等使用Huff模型进行公园绿地可达性分析由此，可以看出，公园绿地GIS可达性评价方法有很多。那么问题是：（1）公园绿地可达性是否影响了，多大程度上影响了市民对公园绿地的评价？（2）基于GIS的可达性评价方法是否真实的反映了市民对公园绿地的评价？（3）哪一种方法可以最好的反映市民对公园绿地的评价？然而，目前对于这三个问题的研究是很少的。提出问题针对以上问题，本次研究的目标是：（1）系统总结基于GIS的公园绿地可达性评价方法。挖掘这些方法之间的相互关系，总结公园绿地可达性评价指标。（2）将可达性评价指标与问卷调查的结论进行相关性分析。找出两者的关联性，分析公园绿地可达性是否影响了，多大程度上影响了居民对公园绿地的评价。研究意义有：理论意义、方法意义和实践意义。（略）研究方法有：文献综述、问卷调查、理论分析、数值模拟分析、统计分析等。（略）第1～3章为第一部分，主要阐述本研究的背景、意义、目标，构建论文研究方法框架。第4～5章为第二部分，实施问卷调查，分析公园绿地数量、可达性的街道空间差异。第6～7章为第三部分，将问卷调查、数量指标、可达性指标进行相关分析，总结市民对公园绿地评价的影响因素。论文结构汇报内容研究问题的提出12公园绿地问卷调查43公园绿地数量与可达性评价5指标与问卷调查的相关性分析5主要结论与研究展望6分析方法研究区域广州市中心城区，包括越秀区、荔湾区、海珠区、天河区、黄埔区、白云区南部，共590.2平方公里。分析软件与数据来源软件主要有：ArcGIS9.2、SPSS18、Excel2003。建立2009年广州市现状公园绿地数据、土地利用现状数据库现状图完成后的公园绿地数据库公园绿地概念辨析在《城市绿地分类标准》中，公园绿地是指“向公众开放，以游憩为主要功能，兼具生态、美化、防灾等作用的绿地”。与《城市用地分类与规划建设用地标准》中的“公共绿地”的区别是：公园绿地包括小区游园，但公共绿地不包括。但在实地调研中，我们却发现并不是所有的小区游园都是“私人”的，也并不是所有的居住区公园都是“公共”的。如，三泰社区小区游园、元岗公园属于小区游园，但是对外开放的。南湖半岛山顶公园、云景花园公园属于居住区公园，却只有本居住区的居民才可以自由进入。但在实地调研中，我们却发现并不是所有的小区游园都是“私人”的，也并不是所有的居住区公园都是“公共”的。如，三泰社区小区游园、元岗公园属于小区游园，但是对外开放的。南湖半岛山顶公园、云景花园公园属于居住区公园，却只有本居住区的居民才可以自由进入。竞争性非竞争性排他性私人物品：如面包自然垄断物品：如供水管网非排他性共有资源：如水资源公共品：如不拥挤的道路竞争性非竞争性排他性—“私有型”公园绿地，包括大部分的小区游园和小部分的居住区公园。非排他性节假日、地震避难时拥挤的公园绿地“公共型”公园绿地，包括综合公园、专类公园、带状公园、街旁绿地，小部分的小区游园和大部分的居住区公园由于大部分问卷采用街头拦截的方式进行，所以公园的能否被公众自由进出，是影响评价的重要方面。因此，有必要对公园绿地的“公共属性”进行研究，以确定其类型。在城市经济学上，一般用竞争性、排他性两个标准来对社会消费的物品进行分类。根据这两个标准，定义“私有型”公园绿地和“公共型”公园绿地。公园绿地的数量指标计算方法“万人拥有综合公园指数”是指综合公园总数（个）与建成区内的城区人口数量（万人）的商。“人均公园绿地面积”是指公园绿地面积（㎡）与建成区内人口数量（人）的比值。“人均公园绿地数量”是指公园绿地数量（个）与建成区内的城区人口数量（万人）的比值。“单位建设用地的公园绿地面积”是指公园绿地面积（㎡）占建成区面积（㎡）的比例。“单位建设用地的公园绿地数量”是指公园绿地数量（个）占建成区面积（㎡）的比例。“平均公园绿地面积”等于公园绿地面积（㎡）与公园绿地个数（个）的比值。公园绿地可达性评价计算方法根据GIS建模原理的不同，可将基于GIS的可达性评价方法归纳为空间距离评价、成本消耗评价、地理场效应评价三类。空间距离评价是计算居民和绿地之间的欧氏距离，并以此来表征可达性水平；成本消耗评价计算居民到达绿地所需要消耗的时间或费用成本地理场效应评价认为公园绿地对空间中的人存在类似引力场的作用效应，以此为理论基础计算可达性水平。缓冲区分析（Buffer）是对选中的一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕其要素而形成一定缓冲区多边形实体，从而实现数据在二维空间得以扩展的信息分析方法。居住用地覆盖率：居住用地覆盖指数：欧氏距离分析（EuclideanDistance）是计算空间上每一个点与选中的地图要素（点、线或面）的最近距离。达到公园绿地欧氏平均距离：行进成本分析（CostDistance）是基于景观生态学的“源-汇”理论，计算居民到达公园绿地所积累消耗的时间或费用成本。居住用地10min、15min覆盖率：达到公园绿地平均时间：居住用地15min覆盖指数：加权平均交通成本评价法首先计算居民到达公园绿地的成本消耗，然后用公园的服务能力做为加权项，进行加权平均获得。居民点i的加权平均交通成本：各街道的加权平均交通成本：势能模型评价法认为公园绿地对居民的吸引力是通过空间场进行的，这种场的强度可以用类似于牛顿力学的万有引力公式进行计算。居民点i获得的公园j的服务潜力：居民点i获得的公园服务潜力：各街道的公园服务潜力平均值：势能模型有两个缺点：一是服务潜力的量纲不明；二是如果吸引点总数不一致，总吸引量有变化，难以相互比较。因此，引入“访问概率”提出了平均交通成本评价法居民点i对公园j的访问概率：居民点i的平均交通成本：各街道的平均交通成本平均值：核密度分析法（KernelDensity）可用于显示物体空间分布的态势和分布趋势，属于空间平滑分析方法中的一种。核密度法的意义为：将窗口内研究对象的平均值作为该点的密度值。密度分布在每个计算点的中心处最高，向外不断降低，当距离中心达到一定阙值范围处密度为0。空间中任意点i，其密度值Pi的计算方程为：空间中任意一点i的可达性核密度值：各街道居住用地最小核密度值：各街道居住用地平均核密度值：各街道居住用地最大核密度值：共总结出各类公园评价指标19项。其中数量指标6项，可达性指标13项。调查问卷主要内容包括评价和使用、建设需求、居民社会经济属性三部分。按街道人口比例的1‰进行分层抽样。使用SPSS18进行问卷数据录入。问卷总共发放4100份，回收有效问卷3781份，被访对象实际居住地位于研究区域内的共3582份。公园绿地问卷设计与调查相关分析（correlationanalysis）是研究现象之间是否存在某种依存关系，常用的有的皮尔逊相关系数。主成分分析（PrincipalComponentAnalysis，PCA）是把原来多个指标化为少数几个综合指标的一种统计方法回归分析（RegressionAnalysis)是一种应用极其广泛的数据分析方法，用于确定两组或两组以上数据间相互依赖的定量关系。统计分析方法公园绿地概念辨析，分为“公共型”和“私有型”两类公园。分街道进行问卷调查、可达性分析、数量特征分析。将可达性指标、数量指标与问卷调查分值进行相关性分析和回归分析。分析框架总结汇报内容研究问题的提出12公园绿地问卷调查43公园绿地数量与可达性评价5指标与问卷调查的相关性分析5主要结论与研究展望6分析方法研究范围内现状公园绿地共1614个，总面积2161.3公顷。公园绿地数量指标特征综合公园36个，面积655.3公顷，占公园绿地总面积的30.3%；社区公园1103个，面积598.0公顷，占27.7%；专类公园56个，总面积638.5公顷，占29.5%；居住区公园和小区游园有公共型和私有型之分。研究范围内的万人拥有综合公园指数为0.09。“万人拥有综合公园指数”在街道尺度上难以反映居民获得的公园服务水平。研究范围的，人均公园绿地面积为5.4㎡/人。“全部公园”和“公共型公园”计算结果的分布规律基本一致，只有数量上的微小差别；天河区的中部和白云区的南部由于新建的居住小区较多，私有型公园绿地也较多，因此指标上有一定的变化。研究范围的，人均公园绿地数量为4.03个/万人。“全部公园”和“公共型公园”计算结果差别较大。特别是在天河区的东部、黄埔区的东部、海珠区的南部、白云区的东部等街道。单位建设用地的公园绿地面积为5.6%。单位建设用地的公园绿地数量为4.18个/平方公里。平均公园绿地面积为1.34公顷/个。人均公园绿地面积（PS）、人均公园绿地数量（PN）、单位建设用地的公园绿地面积（LS）、平均公园绿地面积（AS）四个指标的“全部公园”和“公共型公园”的指标之间有很高的相关性，相关系数均达到0.8以上，说明在数量关系不能反映公园的属性特征的影响。以公园绿地服务半径进行缓冲区运算，得到缓冲区分析图，再用缓冲区分析图与居住用地叠加分析，得到各个街道的居住用地覆盖率、居住用地覆盖指数指标。可分为“全部公园”和“公共型公园”两类进行分析。公园绿地可达性指标特征分析结果表明，研究范围内79.01%的居住用地在公园绿地的服务半径内。“全