上海公园空间可达性与公平性分析_尹海伟

上海公园空间可达性与公平性分析
尹海伟　徐建刚　(南京大学城市与区域规划系,江苏南京,210093)
【摘要】公园是城市绿色基础设施的重要组成部分,是城市居民游憩活动的重要场所,具有重要的生态、娱乐、休憩和社会文化等功能。

在遥感和地理信息系统技术的支持下,以上海市为例,运用最小邻近距离分析方法对研究区公园的空间可达性进行了定量评价,并结合上海市第五次人口普查数据资料,采用需求指数,分析了研究区各街道居民对城市公园的需求情况,在此基础上,采用定序变量相关分析和因子空间叠置分析两种方法定量测度了研究区公园布局的空间公平性程度。

研究结果表明:(1)研究区可达性水平总体上较高,超过半数的居住区出行不足1000m 即可到达一个公园,超过70%的街道可达性水平较好;(2)在街道水平上研究区公园空间布局总体上比较公平、较为合理,可达性水平与需求指数呈显著相关,很高或高需求的街道70%左右均具有很好或好的可达性。

【关键词】公园;空间可达性;需求指数;空间公平性;上海【中图分类号】TU984 【文献标识码】A
基金项目:国家自然科学基金(40701047,30700097)、南京大学人才培养基金、国家985项目南京大学城市化与城市科学平台资助项目。

可达性(accessibility )是指居民克服距离和旅行时间等阻力(impendence )到达一个服务设施或活动场所的愿望和能力的定量表达,是衡量城市公共服务设施空间布局合理性的一个重要标准
[1]。

城市公
共服务设施的空间布局(spatial pattern )以及可达性的定量分析已经成为国内外地理学研究领域的一个重要议题
[2]。

自20世纪50年代以来,可达性分析
已被广泛用于城市重要公共服务设施的空间布局研究,如公园[3-5]、医疗服务设施[6,7]
、购物服务中心
[8,9]
、学校[10,11]
、体育设施
[2]
等。

虽然这些可达性
研究的对象、方法不尽相同,但研究的目的都是为了探讨这些城市公共设施布局的空间公平性(spatial equity )问题,如可达性水平高的街区是否也是高需求群体相对集中的街区,弱势群体如儿童、老年人、低收入阶层等所占比例较高的街区是否具有较高的可达性等。

公园是城市绿色基础设施(green infrastructur e )的重要组成部分
[12]
,是城市居民游憩活动的重要场
所,具有重要的生态、娱乐、休憩和社会文化等功能。

因此,城市公园空间分布的合理性倍受国内外学者的关注。

早在20世纪初,国外的城市规划者就已经开始关注城市公园布局的空间公平性问题,目前可达性与公平性的研究已经比较成熟、深入,GI S 空间分析方法应用已相当普遍
[3,5,13,14]。

而国内关于城
市公园空间可达性与公平性的定量分析则处于起步阶段,研究的理论与方法体系还不健全,研究成果较少
[15-17]。

本文在遥感(R S )和地理信息系统(GI S )技术的支持下,以上海市为例,运用最小邻近距离(minimum distance )分析方法对上海市公园的可达性进行定量分析与评价;结合上海市第五次人口普查数据资料,采用需求指数(needs index ),分析上海市各街道居民对城市公园的需求情况;最后采用定序变量相关分析和因子空间叠置分析两种方法定量测度研究区公园分布的空间公平性程度。

1　研究区概况
上海市现辖浦东新区、黄浦、静安、卢湾、徐汇、虹口、闸北、杨浦、长宁、普陀、宝山、闵行、嘉定、金山、松江、青浦、奉贤、南汇18区和崇明县。

本文的研究范围为上海市外环线(A20公路)以内的区域,研究区共涉及上海14个区,126个街道,
【文章编号】1006-3862(2009)06-0071-06城市规划
面积约为667.80km 2。

2　数据与研究方法
2.1　基础数据与处理
本文所使用的数据主要包括:(1)上海市2002年SPOT 卫星遥感数据(分辨率5m ,单波段);(2)上
海市2002年印度卫星遥感数据(India Remote -sensing Satellite ,IRS )(分辨率7m ,3波段);(3)上海市地形图(1∶10000);(4)上海市第五次人口普查数据等。

数据的处理。

首先,基于ERDAS 软件平台,参照地形图将卫星遥感数据进行校正、分辨率融合,并建立空间参照;其次,在Arc Info 软件平台的Arc Map 中,参考地形图和野外调查数据,采用目视判读解译的方法获得上海2002年公园空间分布图(图1)和居住区空间分布图(图2),并获取居住区多边形的几何中心点文件(图2)。

表1　
居住区与街道水平上可达性分类统计结果
可达性分类
居住区数量
(个)
占居住区总数量的比例(%)
街道数量
(个)
占街道总数量的比例(%)
居住区水平
In res ident level <500m (可达性很好)
500m -1000m (可达性好)1000m -2000m (可达性差)>2000m (可达性很差)
73213211169762
18.37
33.1629.3419.13
街道水平In block group level
51481512
40.48
38.1011.909.
52
图1　上海2002年公园空间分布图
2.2　研究方法
2.2.1　可达性定量评价
可达性不仅包括物理的距离和时间(physical distance and time ),而且也包括基于社会、
文化和性
图2　上海2002年居住区空间分布图
别的
[18]。

本文中公园的可达性评价是基于物理的
距离,并选用最小邻近距离(minimum distance )分析方法,在居住区和街道水平上分析研究区可达性的
空间格局。

人们通常喜欢到距离自己居住地最近的公园进行娱乐、游憩,以放松身心[2]
,而最小邻近距离方法
是通过计算居民到达最邻近公园的距离来表征可达
性水平
[4]。

因此,该方法是可达性分析比较合适的
一种方法。

本文基于Arc Info 软件平台,采用Near 命令计算居住区(点文件)到最邻近公园的直线距离(euclidean distance ),并按照最小邻近距离的大小,将可达性水平分为可达性很好(<500m )、可达性好(500m -1000m )、可达性差(1000m -2000m )、可达性很差(>2000m )4类(表1,图3),然后进行分类统计
分析。

在此基础上,通过求算每个街道内所有居住区的平均最小邻近距离来定量表征各街道的可达性水平,并按照同样的分类标准,将研究区126个街道的可达性水平分为4类(表1,图4)。

2.2.2　需求指数计算
只有基于人口需求(population need )的公共服务
图3　
居住区水平上可达性分类图
图4　街道水平上可达性分类图
资源分配与布局才可以被认为在空间上是公平的。

因此,在以往国外许多公共资源如公园、学校、商业
中心等的布局研究中,需求指数被广泛应用于评价
资源分配的公平性[4,14,19]。

通常,人们对公园的需求程度与人口的性别、年龄、经济收入等特征紧密相连,而妇女、儿童、老年人、低收入以及残疾人等弱势群体的需求均需给予特别关注。

本文基于2000年上海市第五次人口普查各街道人口统计数据,选用总人口、女性人口比重、0-19岁人口比重、60岁以上人口比重、外来人口比重、少数民族人口比重、平房住户比重、无厨房住户比重8个指标来综合衡量各街道居民对公园的需求指数。

前6项指标主要反映人口的社会特征,后2项指标
用来间接表征各街道低收入群体的情况。

为了计算方便,各指标采用极差标准化方法进行归一化处理,
然后将8个指标等权重求和,获得各街道的需求指数(NI ),然后按照需求指数的大小,将研究区126个街道划分为4类:很高需求(3.4807-6.2499)、高需求(3.0431-3.4806)、中需求(2.7641-3.0430)、低需求(2.0882-2.7640)(表2,图5)。

图5　街道水平上的需求指数分类图
表2　街道水平上需求指数分类统计结果需求指数分类
街道数量
(个)
占街道总数
量的比例(%)
3.4807-6.2499(很高需求)
3225.043.0431-3.4806(高需求)3024.882.7641-3.0430(中需求)3225.042.0882-2.7640(低需求)
32
25.04
2.2.3　空间公平性分析
可达性水平和需求指数计算是公园布局空间公平性测度的基础。

为了定量检测研究区街道水平上公园布局的空间公平性程度,本文采用定序变量相关分析和因子空间叠置分析两种方法。

定序变量相关分析方法是通过统计计算两变量排序后秩数的相关性,来表征两变量之间的顺序关系。

本文基于SPSS 软件平台,采用斯皮尔曼等级相关系数(Spearman rank corr elation )、肯氏等级相关系数(Kendall rank correlation ),对研究区126个街道的
可达性水平和需求指数进行线性相关分析,进而定量测度研究区公园布局的空间公平性程度,相关系
数检验采用双侧检验(Two -tailed ),计算结果见表3。

计算公式如下:
斯皮尔曼等级相关系数:R
=1-
6∑n
i =1
(U i -V i )
2
n (n 2
-1)　其中:U 、V 分别为两变量排序后
的秩;
肯氏等级相关系数:T =1-4K
n (n -1)　其中:K 是由变量的秩数据而得的非一致对数目。

表3　
可达性水平与需求指数相关分析统计结果
可达性水
平
(acces sibilit y )
需求指数(needs index )
斯皮尔曼等级相关系数肯氏等级相关系数
最小邻近距离方法(minimum dis tance )
-0.261＊＊
(P =0.000)
-0.183＊＊
(P =0.000)
＊＊显著性水平为0.01即P <0.01。

虽然定序变量相关分析方法可以有效表征研究区公园布局的公平性程度,但却无法识别两变量秩数差异较大街道的空间位置。

而因子空间叠置分析方法是通过将可达性水平与需求指数进行空间叠置分析来测度公园布局的空间公平性程度,可以很容
易地显示高需求而低可达性的街道,为公园的空间布局与规划提供有价值的参考信息。

本文基于Arc
Info 软件平台,采用空间叠置(overla y )分析方法,对研究区各街道的可达性水平分类结果(图3、图4)和需求指数分类结果(图5)进行叠置分析,进而定量测度研究区公园布局的空间公平性程度,并显示具有很高或高需求指数而可达性水平差或很差的街道,计算结果见表4、图6。

图6　高需求、低可达性的街道空间分布图
表4　
可达性与需求指数叠置统计结果
可达性
需求指数
3.4807-6.2499
(很高需求)3.0431-3.4806
(高需求)2.7641-3.0430
(中需求)2.0882-2.7640
(低需求)最小邻近距离
Mini mum distance
<500m (可达性很好)500-1000m (可达性好)1000-2000m (可达性差)>2000m (可达性很差)
12(37.50)11(34.38)3(9.38)6(18.75)
9(30.00)9(30.00)5(16.67)7(23.33)
7(21.88)9(28.13)10(31.25)6(18.75)
4(12.50)8(25.00)4(12.50)16(50.00)
注:统计结果为街道数量和占不同需求类型总街道数量的比重(%)。

3　结果分析
3.1　可达性分析
由表1、图3可见,2002年研究区可达性很好和可达性好的居住区共有2053个,合占居住区总数的51.53%,主要分布在上海中心城区中环线(真北路-北虹路-虹许路-虹梅路-杨高中路-汶水路-邯郸路)以内;而可达性差与很差的居住区共有1931个,合占居住区总数的48.47%,主要分布在中环线以外。

在街道水平上(表1、图4),2002年研究区可达性很好的街道和可达性好的街道共有99个,合占街
道总数的78.58%,主要分布在上海中心城区中环线以内和研究区的西部、西南部(长宁区和闵行区);而可达性差与很差的街道共有27个,仅占居住区总数的21.42%,主要分布在中环线以外的北部和东部(宝山区、浦东新区和南汇区)。

综上所述,超过半数的居住区出行不足1000m 即可到达一个公园,超过70%的街道可达性水平较好,表明研究区可达性水平总体上较高。

3.2　需求指数分析
由总人口、女性人口比重、0-19岁人口比重、
60岁以上人口比重等8个指标综合得到的需求指数可以有效表征研究区各街道居民对城市公园的需求程度。

由表2、图5可见,具有很高需求和高需求的街道数量共有62个,合占街道总数的49.92%,主要分布在内环线以内和研究区的西北部、东南部(普陀区、宝山区、浦东新区);具有中需求的街道数量有32个,占街道总数的25.04%,主要分布在中环线附近和研究区的西南部、东北部(闵行区、浦东新区);具有低需求的街道数量有32个,占街道总数的25.04%,主要分布在研究区的北部、东部(宝山区、浦东新区)。

3.3　空间公平性分析
由定序变量相关分析结果可见(表3),需求指数与可达性水平之间的斯皮尔曼等级相关系数和肯氏等级相关系数分别为-0.261和-0.183,且在指定的显著性水平为0.01(即P<0.01)时,统计检验的相伴概率≤0.01,表明两变量存在显著的负相关,表明高需求的街道一般具有较高的可达性水平,反之亦然。

由此可见,研究区在街道水平上公园的布局空间公平性程度比较高,公园空间布局比较合理。

由因子叠置分析的结果可见(表4、图6),很高或高需求的街道的70%左右均具有很好或好的可达性,而具有很高或高需求而可达性很差或差的街道数量不多,为21个,仅占街道总数的16.67%,主要分布在研究区的西北部和东南部(宝山区、普陀区、浦东新区),表明研究区公园空间布局比较公平、较为合理。

4　结论与讨论
城市公园等公共服务设施布局的空间公平性直接关系到不同街道居民的生活环境质量,特别是其可达性水平深刻地影响着城市贫困群体、老人、儿童以及残疾人使用公园等公共服务设施的频次。

目前国内通常采用按照公园等级确定服务半径的方法来考察其空间分布格局的合理性,即通过规划实现公园服务范围的全覆盖,考察的主要指标以公园数量、人均面积和空间布局均等化等指标为主,而对公园布局中的居民需求和空间公平性问题的定量研究尚显不足。

本文以上海市为例,运用最小邻近距离分析方法对研究区公园的可达性进行了定量分析,并结合上海市第五次人口普查数据资料,采用需求指数,定量分析了研究区各街道居民对城市公园的需求情况,在此基础上,采用定序变量相关分析和因子空间叠置分析两种方法定量测度了研究区公园分布的空间公平性程度。

本文解决了公园空间可达性与公平性定量测度的问题,对城市其他公共服务设施如医疗服务设施、学校、图书馆、商业购物中心等的合理规划与布局具有重要的借鉴意义。

本文的研究结果表明:(1)研究区可达性水平总体上较高,超过半数的居住区出行不足1000m即可到达一个公园,超过70%的街道可达性水平较好;
(2)在街道水平上研究区公园空间布局总体上比较公平、较为合理,可达性与公平性呈显著相关,很高或高需求的街道的70%左右均具有很好或好的可达性。

本文在最小邻近分析方法中,均使用居住区斑块的几何中心点文件来计算可达性水平,将可能会产生集聚误差(aggregation error),从而导致距离计算的偏差,进而影响可达性的分析结果[20,21]。

这是因为居住区内的人口分布并非均质的,几何中心和人口分布的重心并不重合,从而导致所谓的集聚误差,但可以通过提高数据精度(data resolution)的方法来减小此类误差[20,22,23]。

本文因受到人口普查数据最小统计单元的限制,空间公平性测度的尺度为街道级,如果能够获取居住区级人口的社会与经济属性数据,研究的精度将会更高,研究的结果也会更为准确。

另外,可达性不仅包括物理的距离和时间,而且也包括基于社会、文化和性别的[18]。

因此,本文基于物理直线距离的可达性评价方法仅能反映可达性的一个方面,它并未考虑人们的真实出行意愿。

然而,国外许多研究表明在许多高社会需求的街道,尽管公园的可达性水平很高,但这些居民却不愿意使用这些公园[18]。

这与公园的质量如舒适度、安全性、品质以及艺术价值等有关,该问题属于居民需求与居民行为的差异问题。

对于居民需求与行为的准确把握需要做进一步的问卷调查和分析,这也是笔者将来需要深入探讨的问题。

■
【参考文献】
[1]Herzele A V,Wiedemann T.A monitoring tool for t he provis ion of
access ible and attractive urban green s nds cape and Urban
Planning,2003,63:109-126.
[2]Karen E,Jared N,J ohn H.Spatial accessibil it y and equity of
playground in Edmonton,Canada.The C anadian G eogr aphe r,2004,
48(3):287-302.
[3]J ennifer W,John P W,Jed Fehrenbach.Parks and park funding in Los
Angeles:an equity-mapping analysis.Urban Ge ography,2005,26
(1):4-35.
[4]Talen E,Anselin L.As sess ing spatial equity:an evaluati on of
meas ures of accessibil it y to public playground.Envir onment and
Planning A,1998,30:595-613.
[5]Nicholls S.Meas uring the access ibility and equity of public parks:A
cas e study us ing GIS.M anaging L eisure,2001,6:201-219. [6]Luo W,Wang F.Meas ures of spatial accessibility to heal thcare in a
GIS environment:Synthesis and a case s tudy in Chicago region.
Environme nt and Planning B,2003,30(6):865-884.
[7]Fortney J,R ost K,Warren paring alternative methods of
meas uring geographic acces s to health s ervices.Health Ser vices and
Outc ome s Res earch Met hodology,2000,1(2):173-184.
[8]Guy.The as sess ment of acces s to local s hopping opportunities:a
comparis on of acces sibilit y measures.Envir onment and Planning B,
1983,10:219-238.
[9]隗剑秋,邹进贵.GIS可达性分析在城市商业网点中的应用.
武汉化工学院学报,2005,27(2):94-96.
[10]Pacione M.Access to urban services-the case of secondary schools in
Glasgow.Sc ottis h Ge ographical Magazine,1989,105(1):12-18.
[11]Tal en E.Neighborhoods as service providers:a methodol ogy for
eval uating pedes trian access.Envir onment and Planning B:Planning
and Des ign,2003,30,181-200.
[12]Wolf K L.Ergonomics of the City:Green Infrastructure and Social
Benefits.In C.Kollin(ed.),Engineering Green:Proceedings of the
11th National Urban Forest Conference.Was hington D.C.:A merican
Fores ts.2003.110-115.
[13]Chun Man Cho.Study on effects of resident-perceived neighborhood
boundaries on public services accessibil ity and its relation to
utiliz ation:using geographic information s yste m,foc using on the cas e
of public parks in Austin,Texas.Doctor dis sertation.2003.[14]Talen E.The s ocial equity of urban s ervice distribution:an exploration
of park acces s in Pueblo,Colorado,and Macon,Georgia.Urban
Geography,1997,18:521-541.
[15]俞孔坚,段铁武,李迪华,彭晋福.景观可达性作为衡量城市
绿地系统功能指标的评价方法与案例.城市规划,1999,23
(8):8-11.
[16]胡志斌,何兴元,陆庆轩等.基于GIS的绿地景观可达性研究
—以沈阳市为例.沈阳建筑大学学报(自然科学版),2005,21
(6):671-676.
[17]尹海伟,孔繁花.济南市城市绿地可达性分析.植物生态学
报,2006,30(1):17-24.
[18]Lindsey G,Maraj M,Kuan S C.Access,equity,and urban
greenways:an exploratory investigation.Pr ofe ss ional Ge ographer,
2001,53(5):332-346.
[19]Talen E.Vis ualizing fairness:equity maps for planners.Jour nal of the
Amer ican planning As sociation,1998,64,22-38.
[20]Hodgs on M J,Shmulevitz F,K?rkel M.Aggregation error effects on
the dis crete-s pace p-median model:t he case of Edmonton,
Canada.The Canadian G eogr aphe r,1997,41:415-428.
[21]Jared H,Karen E S,J ohn H.M easuring neighborhood spatial
access ibility to urban amenities:does aggregation error matter?
Envir onment and Pl anning A,2002,34:1185-1206.
[22]Hills man E L,Rhoda R.Errors in meas uring dis tances from
populations to service centers.Annals of Regional Science,1978,12: 74-88.
[23]尹海伟,城市开敞空间———格局·可达性·宜人性.东南大学出
版社,2008.
作者简介:尹海伟(1978-),男,山东青州人,博士。

主要从事城市与区域规划和GIS应用研究。

收稿日期:2009-01-20
Spatial Accessibility and Equity of Parks in Shanghai
YI N Haiwei,XU Jiangang
【Abstract】Park is the main part of urban green infrastructure,the important recreation site for residents,and can provide ecology,recreation and social culture function.With the support of Remote Sens ing and Geographic Information Sy stem,the accessibility of park in Shanghai was analyzed using minimu m distance method.The needs index of each block group for park was calculated,based on the fifth census data,and than the spatial equity pattern was measured quantitatively,using rank correlation and spatial overlay methods.The res ults showed that:1) accessibility level in the study area is high,and more than50percent of the total residents need walk less than1000m to the most nearest park,above70percent of block groups have good access level;2)parks are equitably distributed at the block group level in the study area, and the correlation between accessibility level and needs index are notable,about70percent of the block groups with very high or high need have very good or good access level.The findings in this paper can provide policy-makers and planners with important and valuable information that can be used in other urban amenities and public services planning and assess ment.
【Keywords】Park;Accessibility;Needs Index;Equity;Shanghai。