以人民为中心的发展导向下,如何让公园绿地能够更加均衡和高效地服务居民,是城市规划编制与管理领域需要关注的重要内容。本文基于居民倾向于选择距离自己最近公园的假设,引入泰森多边形服务区概念,构建了以公园出入口为基点的泉州市中心城区公园绿地服务区体系,分别从配套成熟度、公交覆盖度、服务压力、服务距离四个维度评估各服务区绩效情况,并以法石绿地为例,实践验证了通过增补公园绿地方式提升公园服务绩效的可行性。
基于泰森多边形服务区搭建的公园绿地布局与效率评估模型具有较强延展性,随着未来数据获取的广泛性与精确性不断提高,可以继续优化并向其他公共服务设施领域进行拓展应用。
公园绿地是城市规划中的重要组成部分,在《城市绿地分类标准(CJJ/T85-2017)》中的定义是“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”。

作为一种为公众提供主要休闲游憩场所的外部性设施,公园绿地兼具公平和效率两种属性,其本身既不能通过高强度开发建设提高周边公共服务水平,也不能获得直接的经济收益,但对于公众来说,良好的生态环境是“最公平的公共产品”和“最普惠的民生福祉 ”①,正如十九大报告提出的当前社会的主要矛盾是“人民日益增长的美好生活需求和不平衡不充分的发展之间的矛盾”。

因此,对于城市规划师与运营管理者来说,如何平衡公园绿地的布局均衡和兼顾效率是一个重要的研究问题。本文尝试以泉州市中心城区为例,提出一种基于泰森多边形服务区建立的公园绿地绩效评估方法,在对现状公园绿地配套成熟度与服务压力情况评估的基础上,提出后续公园绿地的规划布局优化建议。
伴随着大数据及分析工具的普及,公园绿地布局优化研究逐渐转向服务覆盖的公平性和服务供给的效率性上,如何更精细、更准确地评估现状公园绿地的服务压力情况、进一步为规划提出布局优化的建议,成为城市规划与管理的精细化提升方向。
从日常游憩需求的角度出发,居民更倾向于优先选择距离自己居住小区最近的公园绿地,这与泰森多边形内的点到离散点的距离最近的特性相匹配,因此,本文尝试将泰森多边形的概念引入到公园绿地的绩效评估研究中,通过对建立的各公园服务区进行多维度评估后,提出相应优化建议。
泰森多边形(Voronoi diagram)是对空间平面的一种等分剖分方式,多用于解决邻近问题。其特点是①每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据;②泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近;③位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的距离相等。

泰森多边形生成示意图(图片来源:作者绘制)
本文尝试将泰森多边形概念引入到公园绿地的绩效评估上,以公园绿地出入口作为离散点建立若干公园绿地的泰森多边形服务区,以服务区作为基本统计单元,在评价各服务区的配套成熟度、公交站点覆盖、服务压力、服务距离情况的基础上,以其中一个公园服务区为例,基于居民到达公园绿地的累计距离最短目标提出候选公园选址建议,最后总结泉州市中心区现状公园绿地的布局问题和优化建议。

公园绿地布局优化研究方法路线示意(图片来源:作者绘制)泉州市中心区范围包括为鲤城区、丰泽区、洛江区(万安街道、双阳街道、河市镇和马甲镇)、 台商投资区(洛阳镇、东园镇、百崎乡、张坂镇),总面积为644.75平方公里。
(1) 现状公园绿地
依据《城市绿地分类标准(CJJ/T85-2017)》,确定G11、G12、G13、G14等四类绿地作为本次公园绿地的研究对象。结合《泉州市城市绿地系统规划(修编)》(2010-2030)及现状调研,获取中心区各类公园绿地的数量与规模数据。截止至2018年12月,泉州市中心区共有公园绿地1038.13公顷,合计84处。

泉州市中心区现状公园绿地一览表(2018年12月)(图片来源:作者绘制)

泉州市中心区现状公园绿地空间分布图(2018年12月)(图片来源:作者绘制)
(2)现状居住用地
泉州市中心区现状居住用地提取自《环泉州湾城乡一体化规划(2015-2030年)》的现状调研数据,基期年为2014年,研究涵盖城乡居住用地,包含R1、R2、R3及H14类用地。
(3)现状POI设施点
POI是基于位置服务(LBS)的设施类数据,具有名称、类别、经纬度、地址信息等维度,是大数据中应用最为广泛的数据。通过对高德地图api中“地点搜索”模块的解析,获取到泉州市域范围全量数据并按泉州市中心区范围提取。
(4) 现状建筑轮廓
带层数属性的现状建筑轮廓数据一般较难获取,本次研究数据来自对高德地图瓦片数据的前端渲染抓取,具有建筑层数字段,并通过FME进行dissolve融合操作,保证各瓦片建筑轮廓不重叠。
以上矢量数据统一转换为泉州市当地坐标系,保证数据一致性。
结合公园绿地概念,其本身需具有一定面积才能具备游憩与服务功能,结合《城市绿地分类标准(CJJ/T85-2017)》中“社区公园G12”的最小规模为1公顷的界定,本次研究认为:①公园绿地面积不小于1公顷的最小规模;②清源山、紫帽山风景名胜区虽属EG类区域绿地,但因位于城市中心区核心位置,结合调研得知与居民关系较为密切,具备为居民提供日常休闲游憩服务的基础,故纳入研究范畴。进而,以满足条件的公园绿地出入口作为离散点建立泰森多边形服务区。

泉州市中心区基于泰森多边形建立的公园服务区分布图(图片来源:作者绘制)
从服务区布局来看,与城市建设阶段和调研情况较为符合:洛阳江东侧台商投资区、西南侧江南新区、清源山以北的洛江区受限于较落后的城镇化阶段,现状建成公园绿地较少,形成的泰森多边形服务区覆盖面积较大,反映该区域居民公园绿地的选择较少,覆盖不足。
对各公园服务区的绩效评估分别从基于公共服务类POI设施密度分析的配套成熟度、基于公交站点500m累计覆盖面积占比的公交覆盖度、基于服务居住人口估算的服务压力评估、基于服务区内居民至最近公园绿地的服务距离评估四个方面展开。
(1) 服务压力评估
因较难直接获得实时居住人口空间分布,本文尝试通过各公园服务区内涵盖的居住建筑总量/人均居住建筑面积的方式估算对应服务人口,以评估服务压力。
具体实现路线:通过抓取高德地图中带层数的矢量建筑轮廓数据,结合《环泉州湾城乡一体化规划(2015-2030)》中划定的现状居住类建设用地(包含R1、R2、R3以及H14类用地,2014年份),提取出各公园服务区内涵盖的居住用地以及用地内居住建筑总量,以此作为估算各服务区对应服务人口的基础。

泉州市中心区各公园服务区内居住建筑总量估算技术路线图(图片来源:作者绘制)
参考2018年统计局公布的全国居民人均住房建筑面积为人均居住建筑面积按城镇居民39.2平米/人、农村居民47.3平米/人的标准估算,结合泉州实地调研及数据质量,城镇居民按70.5平米/人,农村居民按75.0平米/人计算。

从各公园服务区的服务人口估算结果看,存在三类特征:
一是,传统城区中心的公园普遍服务压力较大,如古城的刺桐公园至东海的法石绿地沿线、开元寺、崇福寺以及城东的青莲寺公园与一场一馆体育中心绿地,服务人口压力最高达到6.6-9万人级别;
二是,由于发展阶段差异造成的跨江共享公园服务区的情况加剧了公园服务压力,如江南地区因建成公园少导致需要共享江北的笋江公园、石笋公园等,如横跨洛阳江的岩山公园,都是由江两岸发展差异造成的服务压力大;
三是,因外围郊区公园数量较少导致服务区面积过大而形成的服务压力过高,如台商投资区内仅有海丝文化公园、海豚湾公园两处建成公园,服务面积几乎等于泉州市中心区的三分之一。

泉州市中心区各公园服务区服务人口评估图(图片来源:作者绘制)
泉州市中心区各公园服务区服务人口估算表(图片来源:作者绘制)
(2) 服务距离评估
基于泰森多边形的特性,各公园服务区内居民最近的公园绿地即为离散点,假定所有居民优先选择离自己居住小区最近的公园绿地,以每栋居住建筑为居民点起点、以服务区内公园出入口为终点,可以利用OD分析工具分别计算出服务区内居民到公园绿地的距离,定义为公园的服务距离,按照300、500、1000、2000m分层。

泉州市中心区各公园服务区服务距离分布图(图片来源:作者绘制)
从分析结果看,存在三类明显特征:
一是,古城组团内公园的服务距离基本在1000m内,仅在刺桐公园、西湖公园南侧因服务区面积较大造成部分居住点难以覆盖;
二是,跨江、跨山共享的公园服务距离过长降低了供给效率与品质,超过3000m的服务距离降低了居民到达公园绿地进行休闲游憩活动的积极性,属于低效供给;
三是,郊区大型公园服务距离过远,如海丝文化公园占地达87.36公顷,其1000m服务距离内几乎无现状居民点,较难覆盖日常使用的居民。
按照各公园服务区内服务距离小于1000m的OD线占该服务区总OD线的比例统计,可以从各服务区整体情况评估公园服务距离情况。

泉州市中心区各公园服务区服务距离统计表(图片来源:作者绘制)
(3)公交覆盖度评估
以各公园服务区为基本统计单元,剔除成对的同一站点后,将公交站点500m累计覆盖面积按服务区面积归一化处理,分别评估各公园服务区的公交覆盖度,具体方法如下:

从分析结果看,公交覆盖度低的服务区可以总结为三类:
一是,外围地区城市公园的公交站点覆盖程度低,如海丝文化园、海豚湾公园所在的台商投资区;
二是,山地公园、滨水公园周边的公交站点配套较少,如清源山、紫帽山风景名胜区、西湖公园、大坪山至泉州森林公园等;
三是,邻近交通性干道的公园周边公交站点较少,如邻近江滨北路的白水营园、笋江公园、金山公园等,以及邻近丰海路的滨海公园、东澄湖公园。

泉州市中心区各公园服务区公交站点覆盖度评估表(图片来源:作者绘制)

泉州市中心区公园服务区公交站点覆盖度评估图(图片来源:作者绘制)
(4) 配套成熟度评估
筛选出泉州市中心区内的公共服务类POI设施,如下表所示,包含16个大类181个小类。

泉州市中心区高德地图公共服务类POI设施类别一览表(资料来源:根据高德地图web服务api说明文件整理② ,其他大类包含公司企业、科教文化服务、政府机构及社会团体、交通设施服务、医疗保健服务、金融保险机构、汽车服务、体育休闲服务、公共设施、住宿服务、汽车维修、汽车销售、摩托车服务)
通过计算各公园服务区内单位面积内涵盖的公共服务类POI设施数量,反映各公园服务区的配套设施成熟度,具体公式如下:

从分析结果看,公园服务区的配套成熟度与城区建成度高度相关,古城与城东组团已形成明显的中心圈层式公共服务配套结构。前者是唐朝时期泉州古城的建城位置,其中承天寺、刺桐公园、伍堡公园、释雅山公园的公共服务类POI密度高达17-26个/公顷,形成第一核心圈层并往外围呈梯度递减趋势;后者是洛江区城区所在,一场一馆体育中心绿地服务区虽然绝对密度不高,但明显高于周边服务区,密度达到2-5个/公顷,这反映出古城、城东两处公园服务区设施成熟度较周边高,发展较为成熟。
作为对比,2011年泉州出于带动新城发展的考虑,将市政府由古城迁至东海,经过近九年发展,虽然建成了以滨海公园为代表的综合公园,但受限于人气低下与公共服务配套的滞后,东海作为城市新区尚未培育起公共服务极核,导致组团内公园日常利用率低。

泉州市中心区各公园服务区公共服务类设施POI密度评估图(图片来源:作者绘制)

泉州市中心区各公园服务区公共服务类设施POI密度评估表(图片来源:作者绘制)结合配套成熟度、公交覆盖度、服务压力、服务距离四个维度的评估,按照正向打分原则将五级量表按1-5分的标准转化为各公园服务区在对应维度的分值。根据各服务区主要存在问题,针对性地提出优化建议,归纳聚类后得到单纯的增补公园、复合的既要增补公园又要完善配套等7种类型的调整建议。

[注:●为主要优化建议,○为次要优化建议,—为暂时不需要优化]
泉州市中心区公园绿地布局优化建议一览表(图片来源:作者绘制)

泉州市中心区公园服务区综合评估模型及对应优化建议(图片来源:作者绘制)
研究结果表明城市中心区内公园绿地的服务绩效情况存在较大的空间差异,这与前人对于公园可达性、公平性的研究结论相吻合,差异形成的原因与城区建设阶段高度相关。
泉州市中心区以建成度最高的古城组团为核心高度集聚了大量的人口、配套和较成体系的公园布局,其面临的主要优化建议是通过增补公园绿地降低服务人口的压力,而古城外围圈层的共同特征是基本都需要通过推进城镇化建设、完善周边配套等方式提高人口集聚度,以增强公园绿地的吸引力与使用效率,这是相互促进发展的互动过程。此外,分布在外围新区的独立占地式、风景名胜区式大公园均存在服务距离过远的问题,建议通过增加往返公交线路与站点的方式增加可达性,提高公园服务效率。

泉州市中心区各公园服务区综合优化建议及分布图(图片来源:作者绘制)由于篇幅限制,本文仅以法石绿地为例,研究实施增补公园绿地的优化措施后服务距离与服务压力的变化情况,其他公园绿地服务区可同样推导优化前后绩效变化。
基于综合评估模型结论,法石绿地优化建议为完善配套设施、增加公交站点、增补公园绿地三项,属于亟待提升优化的公园服务区,其中前两项措施属于系统性工程,完善配套设施需结合城市更新、旧村改造等方式提升;公交站点与线路的增加需结合新增的大型社区或公园设施同步完善,两者均不涉及泰森多边形服务区的改变。因此,本次重点评估增补公园绿地后服务距离、服务压力情况的变化。
结合实地调研情况与周边社区出入口流线的考虑,建议增加的公园选址如下图所示,其中选址1位于津宝路东侧闲置地,是大型社区宝珊花园出入口必经处,选址2位于东海泰禾广场北侧临街空地,可采取口袋公园形式增补。
服务距离方面,优化前有近七成的居民点到公园的距离超过1000m步行范围,部分居民点高达到4500m,优化后基本实现了1000m范围内所有居民点的全覆盖。从步行累计距离统计,优化前法石绿地内所有居民点至公园的累计距离为1137km,优化后法石绿地、选址1、选址2的居民点至各自公园的距离为85km、258km、224km,缩短了50%的公园累计服务距离。

法石绿地服务区优化前后服务距离对比图(图片来源:作者绘制)
服务压力方面,优化后法石绿地从原有的近九万服务人口降低至2.36万人的水平,候选公园选址1、2分别承担了三万人左右的服务人口,实现从原有“服务压力大”降低至“服务压力一般”级别。

法石绿地服务区优化前后服务距离、压力对比表(图片来源:作者绘制)注:优化后数据基于新增候选点重新评估计算服务距离、压力本文基于居民倾向于选择离自己最近公园的假设,引入泰森多边形服务区概念,建立了泉州市中心区内公园绿地服务区体系,分别从配套成熟度、公交覆盖度、服务压力、服务距离四个维度评估各公园服务区的绩效情况,并以法石绿地为例,实践验证了通过增补公园绿地方式优化公园布局的可行性。
泉州市中心区的公园服务区存在空间分布不均、服务效率不高的问题,基本形成以古城组团为代表的传统城区、以东海组团为代表的重点新城、以台商组团为代表的外围郊区三类:
一是,以古城组团为代表的传统城区,集中了大量人口、配套和较成体系的公园系统,建议通过增补公园绿地方式降低现有公园的服务人口压力;
二是,以东海组团为代表的重点新城,建成了高标准、大规模的公园绿地,但由于新城人口集聚水平仍然偏低,导致公园的整体利用水平仍然偏低,增加新城配套,是未来城市建设应加以注重的关键;
三是,以台商组团为代表的外围郊区,面临比新区更严重的配套不足的困境,短期内通过增加公交站点与线路提高居民到达公园的便捷度,远期则应加大服务配套投入,通过集聚人口来提高公园使用效率。
研究存在的不足在于较难获取准确的居民分布数据,本文尝试以居住建筑面积与人均住房面积的比值来粗略估算,在一定程度上反映了人口的空间分布情况,但对于空心村和互联网地图无矢量建筑覆盖的边缘地区来说存在一定的人口偏差,后续可结合更精细尺度的人口数据进行研究深化。
注释:
①习近平:良好生态环境是最公平的公共产品和最普惠的民生福祉.[2018年5月全国生态环境保护大会讲话].
http://news.southcn.com/nfzz/content/2018-09/23/content_183438429.html;
②分类表来源:
https://lbs.amap.com/api/webservice/download
参考文献详见:
http://xy1qo2pki9ewx9os.mikecrm.com/lGPOxI7
作者
吴海平,中山大学人文地理学硕士,现就职于深圳市城市规划设计研究院
王龙,中山大学城市与区域规划硕士,现就职于深圳市城市规划设计研究院