基于网络地图API开放地图访问和高斯两步移动搜索法的武汉市大型公园可达性评价.docx

摘 要：网络地图API开放地图数据越来越多且开放度越来越高，已逐渐成为城市规划研究领域重要的数据来源高斯两步移动搜索法能同时考虑空间距离和随距离衰减的供需关系，被广泛应用于公共服务设施可达性研究中本文利用网络地图API获取时间成本矩阵，基于高斯两步移动搜寻法，分别从步行、公交、驾车3个视角对武汉主城区大型公园的空间可达性进行精细化评价，具有数据精度高、实时性好、获取方便及评价方法贴合实际的优势评价结果表明：武汉市公园可达性空间分布失衡较为明显；公园分布、公园规模和交通条件是影响公园可达性的3个主要因素；出行能力越强的交通方式，可达性对于公园分布和规模依赖性越弱，受交通条件的影响越大关键词：高斯两步移动搜索法；网络地图API；城市公园；可达性；武汉市1、引言城市公园是城市生态系统、城市景观、城市空间结构的重要组成部分，也是人居尺度下城市文化精神的主要物质承担者，具有游憩休闲、文化历史、教育、社会、防护减灾等多重功能公园作为重要的城市公共服务设施，其高效完善的服务绩效在很大程度上能够影响到城市居民的幸福指数及城市文化认可度，体现出城市的宜居水平传统基于缓冲区或者ArcGIS 的网络分析的公园可达性评价在方法和数据精度上均存在一定欠缺，并不能很好地衡量居民对于公园的可达性。

两步移动搜索法由Luo等人在对芝加哥十县地区医疗设施空间可达性的研究中提出，除了考虑到需求点与设施的空间距离，还考虑到设施与需求的供需关系，被广泛应用于公共服务设施可达性的研究Dai 在2011年提出将高斯函数作为两步移动搜索法的距离衰减函数，对两步移动搜索法进行了改进，能反映供需关系随空间距离递减的规律目前，国内已有学者将高斯两步移动搜索法应用于公共服务设施可达性评价，如魏冶等人率先对这一新方法的应用进行了探索，基于高斯两步移动搜索法对沈阳市绿地、长春市公园及上海市绿地等可达性分别展开了系列研究；文羽等人基于高斯两步移动搜索法根据避难人员通过避难疏散通道到达避难场所的难易程度进而评价避难场所布局合理性但受限于传统时空数据的精度，目前已有研究在时效性、空间精度上还存在一定的局限性网络地图API（ Application Programming Interface，应用程序编程接口）是地图服务商向用户提供的HTTP接口，用户可以通过这些接口使用各类型的地理数据服务从地图API获取的数据具有精确性、实时性和便捷性等优势近年来各大地图服务商开放的API越来越多，为公园可达性评价提供了精细化的数据来源，如牛强等人利用高德路径规划API，对武汉市公园绿地的空间分布绩效进行了评价。

本文基于精细、实时、高效的地图API数据，结合高斯两步移动搜索法，分别从步行、公交、驾车3 个视角对武汉主城区大型公园的空间可达性进行了精细化评价，以期为武汉市公园绿地系统的空间优化提供参考，同时也是对网络地图API 在公共服务设施可达性精细化评价的应用上的一次探索2、数据与方法2.1　数据来源2.1.1　武汉公园数据根据规划级别和面积，选取了武汉主城区内专项、市级及区级等大型公园共69 个，通过高德地图获取公园AOI（ Area of Interest，感兴趣地区）数据，并通过现场勘查结合高德地图API获取公园出入口坐标点共317 个（ 图1）2.1.2　小区及居住建筑数据通过高德地图获取武汉住宅小区及建筑AOI 数据（ 图2），共获得主城区内住宅小区3524 个，通过住宅小区层数和面积筛选清洗得到居住建筑43607栋，其中建筑数据包含基底面积及层数属性，可以按武汉人均居住面积估算每个住宅小区的居住人数2.1.3　出行时间成本矩阵以武汉主城区3524个住宅小区中心点为出发点，317个公园出入口为到达点，通过高德路径规划API批量获取出行时间成本矩阵由于不同时段的路况不一样，进而影响到实际的出行时间，考虑到居民使用大型公园以周末休憩为主，并且不同居民会选择不同的交通方式，本次路径API获取时间为2019 年9 月7 日（周六）上午9 点，分别获取步行、公交、驾车3 种交通方式的出行时间成本矩阵，共获取35243173 条出行时间成本数据（ 表1）。

2.2　研究方法3、武汉主城区大型公园可达性评价3.1 研究区域武汉位于汉江与长江交汇处，两江穿城而过，武昌、汉口、汉阳三镇隔江鼎立，市内东湖、沙湖、汤逊湖等大小湖泊及磨山、龟山、蛇山等丘陵星罗棋布，形成江、湖、山、城交错重叠的独特地理格局独特的地理条件造就了武汉公园空间分布上的鲜明特点：一方面，丰富的山水资源为武汉提供了大量公园建设的自然地理基础；另一方面，依托山水而建的公园在空间上分布不均，且山水交错的地理格局也对居民出行造成了一定的阻隔，由此形成了武汉公园资源丰富，但可达性空间分布差异较为明显的总体情况因此，对武汉公园可达性研究具有典型意义本文以武汉主城区为研究对象，以住宅小区为基本单元进行大型公园可达性分析，研究范围以三环内地区为主，包括局部外延的沌口、庙山和武钢地区，总面积为687 km23.2　基于步行的可达性评价步行是居民出行最基本的交通方式，考虑居民步行出行的习惯，以30min出行时间作为高斯方程的搜索半径d0，利用ArcGIS 自然间断点分级法将住宅小区的公园步行可达性分为低、较低、较高、高4 个等级，得到武汉主城区大型公园的步行可达性空间分布（图3）由于步行出行的可达范围相对较小，研究区域内步行可达性总体呈现两极分化趋势：东湖风景区、青山江滩公园、武汉园博园等公园规模大且较为集中，附近住宅小区的可达性相对很高；其他区域虽存在不同规模的公园，但公园的数量较少、规模相对较小，服务能力相对有限，公园可达性相对普遍偏低。

可见，公园空间分布及公园的规模是影响公园步行可达性的主要因素，城市步行路网对公园步行可达性影响不大（图4）3.3　基于公交的可达性评价考虑居民公交出行的习惯，以1h 出行时间作为高斯方程的搜索半径d0，利用ArcGIS 自然间断点分级法将住宅小区的公园公交可达性分为低、较低、较高、高4个等级武汉主城区大型公园的公交可达性空间分布如图5 所示由于公交的出行范围相对步行较大，公交可达性的高值分布相对步行亦较为分散，武昌区、青山区、江岸区及洪山区东部靠近东湖风景区、沙湖公园、青山江滩公园、汉口江滩公园等大型公园的区域可达性非常高，区域内小区公交可达性非常高；二环内区域虽然大型公园不多，但由于位于市中心且公共交通发达，可方便到达周边公园，整体可达性相对较高；剩余外围区域整体可达性普遍偏低，其中江岸北部区域主要是因为公园较少，硚口西部、汉阳及洪山南部区域一方面是因为公园较少，另一方面是因为公交线路及站点密度相对较低，表明公园空间分布、公园规模及公交线路和站点分布3个因素共同影响公园的公交可达性（ 图6）3.4　基于驾车的可达性评价考虑到居民驾车出行的习惯，以1h 出行时间作为高斯方程的搜索半径d0，利用ArcGIS 自然间断点分级法将住宅小区的公园驾车可达性分为低、较低、较高、高4个等级。

武汉主城区大型公园的驾车可达性空间分布如图7 所示驾车的出行能力在步行、公交和驾车3 种交通方式中最高，驾车可达性整体上在3 种交通方式中亦为最高，整体呈现北高南低武昌、青山及汉口二环内区域公园多且路网密度高，可达性很高；汉阳、洪山南部及江岸北部区域公园分布均较少，但江岸北部区域城市路网密度比汉阳和洪山南部高，公园可达性也明显高于汉阳和洪山南部区域可见除了公园分布和公园规模，城市路网也是影响公园驾车可达性的重要因素（图8）4、结论与讨论4.1　结论本文利用高德地图提供的网络API 获取时间成本矩阵，基于高斯两步移动搜索法，分别从步行、公交、驾车3 个视角对武汉主城区大型公园的空间可达性进行精细化评价，相对于传统的网络分析具有如下优势：（ 1）精确的时间成本矩阵数据高德地图对于城市道路网络的构建十分精确，大城市的路网精度普遍已经达到了住区道路级别，且路网数据更新周期快 2）准确反映实时通行状况地图服务商能根据智能定位功能实时捕捉用户在使用地图软件时的位置信息，从而能根据实时路况计算实际出行时间 3）数据易获得性调用API 获取出行时间成本矩阵省去了传统的构建路网、设置阻力模型等繁复的过程。

4）更符合使用者实际情况高斯两步移动搜索法除了考虑到空间距离，还考虑到居民与公园的供需关系问题，相对于传统的可达性评价方法，能更好地从使用者的视角衡量设施的可达性4.2　讨论城市公园作为重要的城市公共服务设施，是城市居民休闲游憩的主要场所空间之一，其可达性对于促进城市健康发展及提升居民的生活品质有重大影响而公园可达性是一个多因素相互作用的指标，其高低不仅取决于公园分布，还与公园及需求的供需规模有关本文基于网络地图API 和高斯两步移动搜索法，对武汉主城区公园可达性进行评估，较好地揭示了武汉城市公园系统与居民相互作用的客观规律，能够为武汉市公园系统的空间优化提供参考，同时也是对网络地图API 在公共服务设施可达性精细化评价的应用上的一次探索本文也存在一些不足之处：计算供需比时仅考虑了公园规模而未考虑公园品质的影响，亦未考虑不同群体对于公园需求的差异及空间距离承受能力的差距未来可考虑通过问卷调查来了解不同居民群体的需求以调整评价模型，使之更贴合实际情况。