基于GIS的海口公园绿地应急避险功能评估及提升对策

（三亚学院国际设计学院，海南三亚 572000）

1871年发生的芝加哥大火灾，使得美国开始考虑建造公园绿地系统，以绿地开敞空间分割原本连在一起的市区，提高城市的抗灾能力[1]。1976年河北省唐山市发生了大地震，造成严重的破坏，由于缺乏对城市绿地在城市避灾方面的作用的重视，使得灾后绿地疏散人口的作用没有充分发挥。在总结唐山大地震的经验教训的基础上，北京市地震局1993年完成了《北京市综合防震减灾对策方案》；1997 年12 月，《中华人民共和国防震减灾法》正式颁发；2003年，北京建成第一个应急避难场所——元大都城垣遗址公园[2]。城市绿地作为城市公共基础设施之一，不仅具有美化环境、降温、游憩、生态等功能，同时也具有防灾避险的作用[3]。据研究表明，城市绿地可以为城市人群提供70%的避灾场所[4]。公园绿地由于其面积较大、相对完善的功能设施及内部建筑密度低的特点，更能有效发挥应急避险的功能[5]。2015年11月22日，广东省湛江市徐闻县附近发生3.9级地震，海口市主城区有明显的震感。

本文通过GIS软件手段，分析海口市的公园绿地避灾服务范围与人口分布情况，判断海口市中心城区的公园绿地应急避险能力及服务盲区，为海口市今后的城市绿地防灾避灾规划提供建议。

1 研究地区与研究方法

1.1 研究区概况

海口是海南省的省会城市，又名“椰城”，位于海南岛的北部，北濒琼州海峡，南面与文昌和定安相邻，西面与澄迈县接壤，东面与文昌市相接。全市总面积为3 145.93 hm2，其中，陆地面积2 284.49 hm2，海域面积861.44 hm2，海岸线136.23 hm2。

本研究以海口市中心城为研究范围，中心城区绿地建设有悠久的历史和完整的体系，在城市公共绿地系统中具有典型特征和代表性。其范围为东靠南渡江，南接椰海大道，西至港澳路、创业路，北邻琼州海峡，区域总面积达116 km2。海口市中心城区范围如图1所示，边界为2006～2020年海口市城市总体规划中的海口市中心城区边界。

图1 海口市中心城区范围

1.2 数据来源

本文的研究对象为海口市中心城区公园绿地，所用数据来源如下。海口市中心城区范围：《海口市总体规划（2011～2020）》；海口市中心城区交通网络：Open Street Map（OSM）开源wiki地图；

海口市各街道人口数据：2017年海口市统计年鉴；

避灾公园矢量数据：《海口市城市绿地系统规划（2011～2020）》、百度地图、Google地图与landsate8卫星影像图（2018）。

1.3 研究方法

（1）建立矢量数据库。以研究区土地利用现状图和landsate8卫星影像图为基准，结合《海口市城市绿地系统规划（2011～2020）》和实地调查，在arcgis10.3软件上完成不同等级绿地图斑的叠加、勾绘及纠正。

另依据应急避险绿地要求，公园绿地的水体不能作为应急避险场所，因此勾绘并剔除海口市中心城区共25.61 hm2的公园水体。

（2）数据分析与处理。通过arcgis10.3网络分析模块的服务区功能，以海口市中心城区路网建立网络数据集，根据公园规模将避灾公园分为3类并加载为设施点，并分别设置服务半径为3 000 m、500 m和300 m等3个层次，最后对生成的服务区进行裁剪和叠加分析，从各个尺度对海口市中心城区的避灾公园绿地及其服务区分布特点进行分析。

（3）可达性分析。得到避灾公园服务区分布后，以中心城区镇街为统计单元，并计算各镇街避灾公园服务范围的覆盖率F：

式中，S1——镇街内所有服务区的面积；S2——服务区重叠面积；S3——行政区内水体的面积；S4——避灾公园的面积；S——镇街行政区的面积。据此分析中心城区避灾公园可达性。

最后针对现有避灾公园数量、等级及分布等不足，提出切实可行的优化方案，为海口市避灾公园绿地系统的规划提供思路与参考。

2 结果与分析

2.1 海口市公园绿地布局现状

参照海口市园林局统计数据，面积大于1 hm2以上且已经完成建设的公园绿地为研究对象，对城区公园绿地实地调查如表1所示。

表1 海口市公园绿地 单位：hm2

根据已有的法律法规和实践经验，将海口的公园绿地分为三个级别类型：（1）紧急避险公园（面积为1～10 hm2），主要的功能是居民可以在短时间内（3～5 min）到达的避险公园，满足短时间的避灾需求；（2）固定避险公园（面积为1～50 hm2），主要的功能是为居民提供较短时期（数天至数周）的避灾生活和救援等活动的公园；（3）中心避险公园（面积大于50 hm2），主要的功能是为居民提供较长时间（数周至数月）的避灾生活场所、救灾指挥中心和救援、恢复建设等的活动基地。以研究区Landsate8卫星影像图（2018）为基准，结合《海口市城市绿地系统规划（2011～2020）》、百度地图、Google地图和实地调查获得现有公园信息，借助Envi5.3与Arcgis10.3软件，完成避灾公园绿地图斑的绘制，并赋予属性。另外根据应急避险绿地要求，公园绿地中的水体不能作为应急避险场所，因此勾绘并剔除海口市中心城区共25.61 hm2的公园水体，最终完成海口市中心城区公园绿地矢量数据提取，绘制海口市中心城区避灾公园体系空间分布，如图2所示。

图2 海口市中心城区避灾公园体系空间分布

从图中可以看出，海口市中心城区的各类避灾公园绿地的分布呈现一种不均衡性。中心避灾绿地有四个主要集中分布在城市的西北部，固定避灾绿地数量较中心避灾绿地较多主要集中在城市中部偏东，紧急避灾公园数量较少且分布较为分散。一部分的固定避灾绿地和中心避灾绿地分布在海边或者河边上，对于海口这类滨海城市而言，其主要的城市灾害是台风、暴雨、干旱以及海啸，如果一旦发生海啸或者暴雨，水域旁边的避灾公园就无法发挥其应有的功能。

2.2 人口统计数据的空间分布

通过2017年海口市统计年鉴，可以获得海口市各个街道常住人口数。利用街道常住人口除以街道辖区面积得到人口密度分布图如图3所示。

图3 海口市中心城区街道人口分布

从图3可以看出，中山街、博爱街、和平南街以及海府街人口密度最大，人口集中，这里主要是海口的老城区。街道比较老旧，大部分断面狭窄，弯道多，路面质量差，影响了道路救灾疏散的能力。海秀街、秀英街、海秀镇、城西镇以及新埔街人口比较稀疏，且道路宽阔，作为救灾通道可以发挥极大的作用。整个人口分布呈现围绕着老城区人口逐步递减的布局。

2.3 公园绿地的服务区分析

根据研究表明，紧急避灾公园的服务半径是300 m，固定避灾公园的服务半径是500 m，中心避灾公园的服务半径是1 000 m。依据上述数据，绘制海口中心城区公园绿地避灾服务范围图如图4所示。

图4 海口市中心城区公园绿地避灾服务范围

从图4中可以看出，海口市中心城区的公园绿地避灾服务范围存在部分服务盲区，主要分布在城市的东部和南部。与人口密度分布图比较，人口较多的海府路、博爱路和和平南路反而没有纳入公园绿地避灾服务范围中。研究区域内的公园绿地避灾服务分布与人口的分布极不均衡，从防灾避险的角度看，目前公园绿地的分布极为不合理。人口较为稀疏的滨海地带中心避灾绿地和固定避灾绿地分布较多，人口较为集中的老城区因为拆迁难等问题公园绿地分布较少。老城区分布了大量老旧建筑，道路比较弯曲和狭窄，人口年龄普遍偏高，如果一旦发生灾害，后果可能会比较严重。

2.4 服务域的覆盖率分析

海口市中心城区不同等级避灾绿地缓冲分析如表2所示。

表2 海口市中心城区不同等级避灾绿地缓冲分析结果

从社会资源公平分配的角度，基于区位配置理论，运用缓冲分析模型，分析海口市中心城区公园避灾绿地服务域的重叠率。对重叠率的分析有助于判定避灾服务的空白区域，为今后避灾绿地的选址、布局及避灾逃生路线的选择提供科学依据。通过表3可以得出，中心城区被避灾公园绿地服务域覆盖率并不高，只有48.96%。其中，中心避灾绿地覆盖率最高达到40.19%，固定避灾绿地和紧急避灾绿地仅为4.26%和1.69%。海口市中心城区避灾公园绿地覆盖率空间分布如图5所示。

图5 海口市中心城区避灾公园绿地覆盖率空间分布

从图5可以看出，海口市中心城区避灾公园绿地服务域覆盖率体现出以几何中心逐渐向外围递减的空间分布特征，但递减的幅度并不是一致的，北部、西部递减幅度较小，而东部和东南部递减幅度较大，尤其是东部覆盖率最低。人口最为密集的和平南街、海府街、博爱街和人口相对集中的白沙街、白龙街、蓝天街，覆盖率极低，说明避灾绿地资源明显短缺，而人口相对较少的人民路街其覆盖率较高，避灾绿地资源严重过剩。由此可见，海口市中心城市的公园避灾绿地存在着较为严重的资源匹配不合理的现象，造成了避灾绿地的应急避险效率整体偏低。

综上所述，海口市中心城区的公园绿地的避灾服务域存在着明显的分布不均衡的现象。体现在人口分布的多寡与公园绿地分布的多寡不配比的现象，这种现象的发生造成了严重的资源浪费和避灾效率低下。因此，应该从更加科学布局的角度出发，适当增补各种避灾类型的公园绿地，使得海口中心城区的公园绿地避险能力得到有效提高。

2.5 海口市公园绿地防灾避险的建设中存在的问题

（1）分级配置有欠缺。根据住建部2018年1月颁布的《城市绿地防灾避险设计导则》的规定，Ⅰ型大城市、特大城市和抗震设列度7度以上的城市，宜结合城市用地条件，根据实际情况和城市综合防灾规划，按“长期避险绿地-中期避险绿地-短期避险绿地-紧急避险绿地”4级配置。目前，海口市的公园绿地的防灾系统只有三级配置，不满足国家的要求。（2）防灾避险容量不达标。《城市绿地防灾避险设计导则》规定：紧急避险绿地的人均有效避险面积不低于1 m2/人；中短期避险绿地人均有效避险面积不低于2 m2/人；长期避险绿地人均有效避险面积不低于5 m2/人。按照目前海口市的避灾绿地的面积及海口市常住人口的比值，海口市的防灾避险容量不达标。（3）防灾绿地服务不均匀。海口市公园绿地中的各类型的避灾绿地分布不均匀，且与海口市人口密度的分布不成正态分布，导致公园绿地的避灾功能无法有效发挥。

3 海口市城市公园绿地应急避险功能格局优化

海口市城市公园绿地应急避险功能格局优化如图6所示。

图6 海口市城市公园绿地应急避险功能格局优化