1、第46 卷 第1 期2023 年1 月测 绘 与 空 间 地 理 信 息G E O M A T I C S&S P A T I A L I N F O R M A T I O N T E C H N O L O G YVol.46,No.1Jan.,2023收 稿 日 期:2021-09-06基 金 项 目:国 家 重 点 研 发 计 划(2016YFC0500103);国 家 自 然 科 学 基 金 项 目(41601478)资 助作 者 简 介:陈 天 宇(2000-),男,山 东 菏 泽 人,人 文 地 理 与 城 乡 规 划 专 业 在 读 本 科 生。通 信 作 者:周 玉 科(19
2、84-),男,山 东 济 宁 人,助 理 研 究 员,博 士,2013 年 毕 业 于 中 国 科 学 院 大 学 地 理 信 息 系 统 专 业,主 要 从 事 时 空 大数 据 挖 掘 研 究 等 方 面 的 教 学 与 科 研 工 作。基 于 改 进 G 2 S F C A 的 城 市 公 园 绿 地 可 达 性评 价 及 其 选 址 优 化 研 究 以 苏 州 工 业 园 区 为 例陈 天 宇1,周 玉 科2,张 晓 芳1,黄 学 舟1,俞 晓 东1(1.苏 州 科 技 大 学 地 理 科 学 与 测 绘 工 程 学 院,江 苏 苏 州 2 1 5 0 0 4;2.中 国 科 学 院
3、地 理 科 学 与 资 源 研 究 所 生 态 系 统 网 络 观 测 与 模 拟 重 点 实 验 室,北 京 1 0 0 1 0 1)摘 要:公 园 绿 地 是 城 市 公 共 开 放 空 间 的 重 要 组 成 部 分,定 量 研 究 公 园 绿 地 的 可 达 性 可 以 为“公 园 城 市”的 建 设提 供 科 学 合 理 的 参 考。本 文 基 于 居 住 小 区、社 区 和 街 道3 个 尺 度,运 用 改 进 后 的 高 斯 两 步 移 动 搜 索 法(I-G2SFCA)对 苏 州 工 业 园 区 的 城 市 公 园 绿 地 可 达 性 进 行 评 价;然 后,利 用k-mean
4、s 聚 类 算 法 求 解 新 增 公 园 个 数;最后,基 于 粒 子 群 优 化 算 法 求 解 城 市 公 园 绿 地 的 优 化 选 址 问 题。研 究 表 明:1)利 用 改 进 后 的 算 法 进 行 可 达 性 评 价,计 算 结 果 符 合 实 际 公 园 绿 地 服 务 范 围 和 居 民 出 行 情 况,研 究 区 域 的 城 市 公 园 绿 地 可 达 性 整 体 呈 中 部 和 北 部 高、西 部 和 东 南 部 低 的 空 间 分 布 特 征。2)建 议 在 研 究 区 域 内 新 增5 或10 个 规 划 待 建 公 园。研 究 结 果 可 为 园 区 相 关部 门
5、 制 订 规 划 决 策 提 供 科 学 依 据。关 键 词:公 园 城 市;可 达 性;两 步 移 动 搜 索 法;粒 子 群 优 化 算 法;苏 州 工 业 园 区中 图 分 类 号:P208 文 献 标 识 码:A 文 章 编 号:1672-5867(2023)01-0025-05S t u d y on A c c e s s i b i l i t y E val u at i on an d L oc at i on O p t i m i z at i on of C i t y P a r k G r e e n S p ac e B as e d on I m p r ove
6、 d G 2 S F C A:A C as e S t u d y of S u z h ou I n d u s t r i al P ar kCHEN Tianyu1,ZHOU Yuke2,ZHANG Xiaofang1,HUANG Xuezhou1,YU Xiaodong1(1.S c h o o l o f G e o g r a p h i c S c i e n c e a n d S u r v e y i n g E n g i n e e r i n g,S u z h o u U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c
7、 h n o l o g y,S u z h o u 2 1 5 0 0 4,C h i n a;2.K e y L a b o r a t o r y o f E c o s y s t e m N e t w o r k O b s e r v a t i o n a n d M o d e l i n g,I n s t i t u t e o f G e o g r a p h i c a n d N a t u r e R e s o u r c e s R e s e a r c h,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s,B
8、 e i j i n g 1 0 0 1 0 1,C h i n a)A b s t r a c t:Park green space is an important part of urban public open space,and quantitative research on the accessibility of park green space can provide a scientific and reasonable reference for the construction of park city.This paper evaluates the accessib
9、ility of urban parks in Suzhou Industrial Park based on three scales:residential neighborhoods,communities and streets,using the im-proved Gaussian two-step mobile search method;then,the k-means clustering algorithm is used to solve the number of new parks;fi-nally,based on particle swarm optimizati
10、on algorithm,the optimal location problem of urban park green space is solved.The research shows that:(1)The improved algorithm was used to evaluate the accessibility of urban parks,and the calculation results were consist-ent with the actual park green space service scope and residents travel situa
11、tion.The overall spatial distribution characteristics of ur-ban park green space accessibility in the study area were high in the central and north,and low in the west and southeast.(2)It is recommended to add 5 or 10 planned parks in the study area.The research results can provide scientific basis
12、for the relevant depart-ments to make planning decisions.K e y w o r d s:park city;accessibility;2SFCA;particle swarm optimization algorithm;Suzhou Industrial Park0 引 言城 市 公 园 绿 地 是 向 公 众 开 放,以 游 憩 为 主 要 功 能,兼具 生 态、景 观、文 教 和 应 急 避 险 等 功 能,有 一 定 游 憩 和 服务 设 施 的 绿 地,即 公 园 性 质 的 绿 地1。2018 年2 月,习 近平 总 书
13、记 在 成 都 视 察 时 提 出 了“公 园 城 市”理 念,引 发 了各 行 各 业 对 城 市 公 园 绿 地 的 关 注 和 讨 论,“公 园 城 市”成为 新 时 代 城 乡 人 居 环 境 建 设 的 新 理 念 和 理 想 城 市 建 构 的新 模 式2。在“公 园 城 市”评 价 的 诸 多 指 标 中,公 园 绿 地的 空 间 可 达 性 指 标 反 映 了 城 市 公 园 的 空 间 分 异 性,可 以直 观 地 描 述 公 园 绿 地 空 间 分 布 的 均 衡 性 和 城 市 公 园 绿 化质 量,从 而 被 广 泛 用 于 城 市 公 园 绿 地 的 配 置 研 究。
14、高 斯 两 步 移 动 搜 索 法(G2SFCA)是 近 年 来 公 园 绿 地可 达 性 评 价 中 应 用 较 多 的 算 法 之 一,高 斯 两 步 移 动 搜 索法 是 在 普 通 两 步 移 动 搜 索 法 的 基 础 上 增 加 了 高 斯 函 数 来模 拟 搜 索 阈 值 内 居 民 出 行 的 距 离 衰 减 效 应。实 际 案 例 研究 表 明,通 过 高 斯 两 步 移 动 搜 索 法 计 算 得 到 的 各 类 设 施可 达 性 相 比 普 通 两 步 移 动 搜 索 法 更 符 合 实 际3。尽 管 增加 了 高 斯 距 离 衰 减 函 数 的 高 斯 两 步 移 动
15、搜 索 法 计 算 结 果更 为 精 确,但 传 统 的 高 斯 两 步 移 动 搜 索 法 也 存 在 诸 多 不足 之 处,主 要 体 现 在 需 求 点、供 给 点 以 及 搜 索 半 径 的 选 择上。以 往 学 者 在 选 择 需 求 点 和 供 给 点 时,常 常 选 择 要 素斑 块 的 中 心 点 作 为 供 需 点,这 种 方 法 不 仅 忽 视 了 要 素 斑块 几 何 特 征 的 差 异,还 影 响 了 可 达 性 计 算 结 果 插 值 后 的准 确 性3-6。另 外,传 统 的 高 斯 两 步 移 动 搜 索 法 采 用 固 定距 离 作 为 两 步 搜 寻 的 距
16、离 阈 值。在 基 于 固 定 距 离 阈 值 对不 同 等 级 的 公 园 绿 地 进 行 评 价 时,会 夸 大 低 等 级 绿 地(如口 袋 公 园、小 游 园 等)的 影 响 范 围 而 使 得 局 部 可 达 性偏 高7。基 于 此,本 文 在 传 统 的 高 斯 两 步 移 动 搜 索 法 的 基 础上,对 需 求 点、供 给 点 以 及 搜 索 半 径 的 选 择 做 出 了 较 大 改进。从 居 住 小 区、社 区 和 街 道3 个 尺 度 综 合 分 析 城 市 公 园绿 地 的 空 间 可 达 性,并 通 过 粒 子 群 优 化 算 法 对 城 市 公 园绿 地 进 行 选
17、 址 优 化 研 究,以 期 为 苏 州 工 业 园 区 未 来 的 城市 规 划 和 管 理 提 供 一 定 的 科 学 参 考。1 研 究 区 概 况 与 数 据 来 源1.1 研 究 区 概 况本 文 以 苏 州 工 业 园 区 作 为 研 究 对 象。据 苏 州 工 业 园区 管 理 委 员 会2020 年4 月 公 布 的 数 据 显 示,至2019 年 年末,苏 州 工 业 园 区 拥 有 户 籍 人 口57.6 万,流 动 人 口74.55万,其 中 常 住 人 口115.12 万。苏 州 工 业 园 区 下 辖4 个 街道、88 个 社 区(村)。苏 州 工 业 园 区 总 面
18、 积 达 278.12 km2,其 中 公 园 绿 地 面 积 为 20.39 km2,占 研 究 区 总 面 积 的7.33%,人 均 公 园 绿 地 面 积 为17.71 m2。研 究 的 主 要 对 象为 园 区 各 类 开 放 性 公 园,包 括 综 合 公 园、社 区 公 园、专 类公 园 和 游 园。1.2 数 据 来 源 与 预 处 理1.2.1 城 市 交 通 路 网 数 据实 验 所 用 的 交 通 路 网 数 据 获 取 自OpenStreetMap,在进 行 拓 扑 错 误 检 查 和 错 误 修 正 后,结 合 研 究 区 实 际 情 况删 去 了 部 分 限 制 通
19、行 的 居 住 区 内 部 道 路。将 预 处 理 后 的道 路 数 据 建 立 拓 扑 关 系,并 获 取 道 路 交 叉 点,构 建 交 通 网络 数 据 集 以 进 行 网 络 分 析。1.2.2 城 市 公 园 绿 地 数 据根 据 苏 州 工 业 园 区 控 制 性 详 细 规 划 数 据,以 公 园 绿地 图 层 为 基 础,根 据 苏 州 市 自 然 资 源 与 规 划 局 提 供 的2020 年 航 拍 影 像 和 现 场 踏 勘,对 研 究 区 现 状 的 公 园 绿 地数 据 进 行 补 充 和 调 整。再 依 据 最 新 的 城 市 绿 地 分 类 标准,删 除 宽 度
20、小 于12 m 以 及 绿 化 占 地 比 例 小 于65%的 带状 游 园1。预 处 理 后 的 城 市 公 园 绿 地 分 布 如 图1 所 示。图 1 苏 州 工 业 园 区 城 市 公 园 绿 地 分 布 图F i g.1 G r e e n s p a c e d i s t r i b u t i o n m a p o f S u z h o u I n d u s t r i a l P a r k1.2.3 社 会 经 济 数 据街 道 水 平 的 人 口 数 据 来 自 苏 州 工 业 园 区 管 委 会 网站,小 区 水 平 的 人 口 数 据 来 自 安 居 客APP
21、爬 取 的 各 小 区规 划 户 数,按 平 均 每 户3.2 人 计 算 得 到。1.2.4 其 他 矢 量 数 据本 实 验 所 用 到 的 其 他 矢 量 数 据 包 括 公 园 出 入 口 数据、居 住 区 点 数 据 和 各 级 行 政 区 划 数 据。公 园 出 入 口 数据 是 根 据 预 处 理 好 的 公 园 绿 地 数 据,借 助 交 通 路 网 数 据和 航 拍 影 像 确 定 各 公 园 绿 地 的 出 入 口 点 位;居 住 区 点 数据 是 通 过 安 居 客APP 的 小 区 位 置 和 苏 州 工 业 园 区 控 制 性详 细 规 划 的 居 住 用 地 相 互
22、 比 对,再 根 据 航 拍 影 像 和 现 场踏 勘 采 集 获 得;各 级 行 政 区 划 数 据 包 括 区 县 级、街 道 级 和社 区 级 的 行 政 区 划,由 苏 州 市 自 然 资 源 和 规 划 局 提 供。2 主 要 研 究 方 法2.1 改 进 的 高 斯 两 步 移 动 搜 索 法2.1.1 供 给 点 的 选 择本 文 以 公 园 绿 地 的 出 入 口 数 据 作 为 城 市 公 园 绿 地 的搜 寻 中 心,相 比 以 公 园 绿 地 的 斑 块 几 何 中 心 作 为 搜 寻 中心,公 园 绿 地 的 出 入 口 与 城 市 交 通 网 络 更 为 耦 合,计 算 结果 的 精 度 更 高。同 一 个 绿 地 斑 块 可 以 有 多 个 出 入 口,扩大 了 各 个 公 园 绿 地 的 搜 寻 阈,更 符 合 居 民 日 常 游 玩 的 实际 选 择。6 2 测 绘 与 空 间 地 理 信 息 2023 年
