供需平衡视角下公园绿地功能布局优化研究

洪沁楠 钟丽玲 于海敏 吴玉萍 李房英

【摘 要】供给侧改革背景下公园绿地供给的公平性研究具有重要意义。文章以福州市鼓台中心区为例，从供需平衡的视角出发，以规模、服务重叠率和功能价值3个指标衡量衡量公园绿地功能的供给水平，并运用网络大数据，分析居民需求水平。结果表明福州市鼓台中心区公园绿地整体功能供给水平相对较低，福州市鼓台中心区公园绿地功能供需相对均衡的区域主要分布在鼓楼区的大部分地区，供需相对不均衡的区域主要分布在台江区和鼓楼区的中部。研究采用定量评价方法，分析福州市鼓台中心区现状公园绿地的空间布局和供给情况，提出优化策略，可为城市公园绿地的布局提供新思路。

[基金项目]福建农林大学科技创新专项基金项目（项目编号：KFA17333A）

[作者简介]洪沁楠（1996—），女，在读硕士，研究方向为园林与景观设计。

公园绿地作为城市用地的重要组成部分，是居民娱乐、休闲和游憩等活动的重要载体，其布局和建设的合理性和有效性，对居民的生活质量和幸福感提升有较为显著的影响，一直是城市总体规划以及城市绿地系统规划的重点调控对象[1]。十九大报告指出我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾[2-3]。社会矛盾的本质是供给与需求之间的矛盾，供给侧改革的提出为城市发展矛盾的解决提供了新思路。

国内外对公园绿地布局的研究多从主要基于绿地总量和可达性等角度进行评价研究，有学者通过公园人均享有公园面积[4]、公园规模等级层次[5]、公园数量[6]、绿化覆盖率[6]、可达性[7-9]等指标，探讨城市公园绿地空间布局的合理性，但从供需平衡的视角进行公园绿地功能布局的研究较少。关于公园绿地功能的现有研究中，更多地集中在公园绿地等级体系的完善程度、功能完整和不同类型公园规模的大小等方面进行。在公园绿地功能价值的量化评价方法中，陶晓丽等[10]运用公园绿地功能价值评价方法对公园绿地的功能强度进行评价。周春山等[11]运用绿地服务重叠率，评价公园绿地体系的完善度。随着信息时代的发展，大数据得到了广泛的关注并被众多学者应用到游人行为模式探究、居民活动需求等领域的研究中，成为了未来研究的一大趋势。

本研究以福州市鼓台中心区为研究区域，将数据分析、空间分析和大数据运用相结合，选用不同公园绿地类型规模、公园绿地服务重叠率和功能价值3个指标进行公园绿地功能的评价，并选用POI设施点和微博签到点数据作为公园绿地需求水平的评价数据以弥补公园绿地评价指标较少考虑人的因素的缺陷，构建公园绿地功能供需均衡性评价方法，为公园绿地的建设提供优化的参考策略。

1 公园绿地功能供需均衡性评价模型构建

1.1 功能供给水平评价模型构建

通过对现有公园绿地功能评价方法的梳理，研究选用公园绿地规模、服务重叠率和功能价值作为公园绿地的功能供给水平评价指标。

1.1.1 功能供给水平评价指标与方法

公园绿地规模以区域内不同公园绿地类型面积的大小表示，以评价每个单元不同类型公园绿地的空间占有量。

区域服务重叠率指的是不同类型公园绿地服务区重叠区域面积与所在区域公园服务面积的比值，用以评价不同区域公园绿地的配置效益，为新增公园的区位选择提供参考信息[11]。其计算公式为：

式中：AORi代表区域i的区域服务重置率;AOi代表区域i内不同公园绿地服务区重叠区域面积;ASi代表区域i内公园绿地服务区面积。CJJ/T85-2017《城市绿地分类标准》将公园绿地划分为综合公园、社区公园、专类公园和游园4种类型。4类公园绿地服务重叠率是指有4类公园绿地服务区覆盖的区域面积与所在区域公园服务面积的比值。

每个区域的公园绿地功能强度与所在区域公园绿地的规模大小和功能价值水平有着密不可分的关系，研究用区域所在公园绿地的面积和价值权重的乘积作为公园绿地功能强度的评价指标。当同一区域有2个或多个公园绿地类型时，则分别计算然后将结果相加。其计算公式为：

式中：FSi代表i区域公园绿地的功能强度;Ail代表区域l类型公园绿地面积;Wil代表价值权重。在公园绿地功能价值的权重确实时，研究参照陶晓丽等[10]对功能价值的评价方法的对公园绿地类型进行功能价值评价。为了更好地将评价结果进行量化，研究将评价数据进行归一化处理，以得到每种公园类型不同功能水平的得分（表1），并将同类公园绿地的功能价值得分作为分子，所有类别公园绿地的价值总得分作为分母，将两者的比值作为公园绿地类型的价值权重。

1.1.2 功能供给水平评价模型构建

不同公园绿地规模供给的分析主要探究的是分区内不同公园绿地类型面积的大小，为公园绿地服务重叠率与功能价值的数据基础。公园绿地服务重叠率较公园绿地规模更能体现地均关系和不同单元公园绿地服务体系的完善性，4类公园绿地服务重叠率则是不同单元公园绿地服务水平的评价。功能价值总量更能体现不同单元公園服务的专业化程度，因此，研究最终选用4类公园绿地服务重叠率和功能价值总量2项指标作为功能的评价指标。

1.2 居民需求水平评价模型构建

研究以微博签到数据和POI设施点数据为作为数据来源，分别从动态人群人分布和兴趣设施点分布的角度出发对公园的需求水平进行评价。

微博是用户量大且完全开放和平民化的平台，由其产生的微博签到数据属于大数据的1种，能够反映个体的情感特征及其在空间上的分布，具有数据量大、现实性好、成本低等优势[12-13]，为研究公园绿地等设施的使用状况提供了良好数据源。其较为完整地记录了包括微博用户的地理信息、时间信息、文本信息等相关内容[14]。通过对大样本量的微博签到数据进行挖掘，能够及时有效地代表和反映微博使用者的活动，微博签到数据点的多少，可以一定程度地反映在居民的活动地域及不同区域的动态人口分布[14]。研究依托微博签到数据，运用ArcGIS空间连接和属性表汇总的方法统计不同控规编制单元的区域范围内的微博签到数量，以此评价每个控规编制单元基于动态人群分布的公园绿地需求水平。5D900442-AA12-40B8-BBE6-829675A36E32

POI（Point of Interest）指的是城市兴趣点，主要来自网络电子地图，包含名称、类别、经度纬度、地址和行政区等相关属性信息，是基于位置服务的核心数据，位置信息明确，类别清晰，便于数据清洗[15- 16]。通过城市不同设施点的分布情况可以推断出城市不同人群的分布情况，进而得出不同人群分布引起的公园绿地空间不同的需求。为了弥补微博签到数据覆盖人群不够广泛的不足，研究选用POI设施点来反映与不同设施点相对应的不同人群类型在城市中的分布情况，结合已有研究所确定的权重和设施点分类对设施点进行分类和赋值[14]。运用ArcGIS空间连接属性表分类汇总的方法对每个控规编制单元内的POI设施点的权重系数总和进行统计，以此评价每个空间编制单元的公园绿地基于设施点的需求水平[17]。

1.3 公园绿地功能供需均衡性评价方法

研究运用叠加分析的方法对福州市鼓台中心区公园绿地的功能均衡性分别进行评价，基于研究所得各项指标的供给与需求水平得分，以指标得分的平均数作为分界点，将不同的區域分为高供给区、低供给区、高需求区和低需求区，并将供给与需求两相叠加以得出不同指标的“高需高供”区、“低需低供”区、“高需低供”区和“高需高供”区。

2 研究区概况与研究数据

2.1 研究区概况

福州市位于福建省东部，地处闽江下游，位于北纬25°15′～26°39′，东经119°08′～120°31′。本文研究对象为福州市鼓台中心区，福州市鼓台中心区位于福州市的中心区位，范围包括福州市的鼓楼区和台江区，总面积53 km2，主要承担市级行政、文化、商贸服务等中心职能。

根据《2016-2020年城市分类绿地规划》（福州市城乡规划局）分类及公园绿地现状调研结果，研究区域涵盖综合公园、专类公园、社区公园和游园4类共计149个，公园面积515.82 ha（图1）。

2.2 数据来源及处理

2.2.1 微博签到数据

研究以“福州”作为采集关键词，使用Python语言编写网络爬虫进行微博数据采集，共获取2018年160 422条微博信息，其中含有签到位置的微博有32 338条，主要包含签到时间、签到文本、签到的空间位置等信息。通过百度地图API提供的地理编码服务，将微博用户签到的文本信息转换为经纬度坐标信息。导入ArcGIS生成微博签到点数据集并进行概化处理。

2.2.2 POI数据

研究所应用的POI数据来自BIGEMAP地图下载器，获取了截至2020年6月的POI数据，包含有居住区、商业办公设施、文化娱乐设施、教育科研设施、公共服务设施、公交站点6类服务设施。每个POI数据包含4方面的信息：设施名称、设施类别、经度和纬度。

2.2.3 公园绿地数据

研究基于《2016-2020年城市分类绿地规划》的公园绿地规划图，对福州市鼓台中心区规划公园绿地的相关属性数据进行提取，并借助百度地图逐一核实每个公园绿地的建设现状，删除未建成完成的公园，以此作为福州市鼓台中心区公园绿地现状数据。

2.2.4 其他数据

其他数据包括卫星遥感影像图数据和行政边界数据，主要用于对现有规划图件等相关数据矢量化过程中的地理配准，作为相关研究分析的基础底图。依据《2016-2020年福州市城市分类绿地规划》中的控规编制单元，对研究区域进行分区并手动编号，共分为13个区域，编号01～13（图2）。

3 实证研究

3.1 基于功能的福州市鼓台中心区公园绿地供给水平评价

3.1.1 公园绿地规模分析

研究运用Fragstats软件对福州市鼓台中心区每个控规编制单元内不同类型公园绿地的斑块面积进行分析，得到每种公园绿地类型在不同分区的面积（表2）。

3.1.2 服务重叠率分析

服务区叠加分析主要是对不同区域公园绿地服务水平的探讨，越多的公园绿地服务区叠加说明区域的公园绿地服务水平就越高[11]。研究通过ArcGIS缓冲区法，分析不同公园绿地服务区在研究区域的覆盖程度（图3）。

将福州市鼓台中心区有被四类公园绿地服务区覆盖的区域运用ArcGIS进行分析，结果显示（图4），覆盖率较高的区域仅集中在05和13号控规编制单元，说明福州市鼓台区仅有少部分地区能比较好地被4种公园绿地的服务区覆盖到。福州市鼓台中心区4类公园绿地服务区重叠的区域覆盖范围较小，整体的4类公园绿地服务区的覆盖率较低，分布较为零散，仅在台江区东部少许有较为成片的区域。

3.1.3 功能价值评价

对福州市鼓台中心区公园绿地的功能价值进行统计分析（图5），得出结论：福州市鼓台中心区公园绿地的总体功能价值得分为153.70，存在较少区域掌握较大公园绿地价值的现象，超过2/3的公园绿地功能价值量集中在02、04和13三个控规编制单元中，其公园绿地价值总量分别为56.82、30.16和17.58，而其余控规编制单元的公园绿地功能价值总量均在10以下。

3.1.4 功能供给水平评价

将功能供给指标所得数据进行无量纲化和消零处理，并计算指标的权系数（表3），将指标权重系数与无量钢化处理后的功能供给指标数据的乘积作为公园绿地功能供给水平评价指标的综合得分。结果显示，公园绿地整体功能供给水平相对较低，高供给与低供给的空间各半，不同地区之间的得分差距成梯度变化。

数据空间分布特征显示（图6），福州市鼓台中心区公园绿地功能供给综合水平相对较低的区域主要分布在鼓楼区的南部和北部以及台江区的西部区域。在功能供给相对较低的区域中，02号控规编制单元内设置有规模较大的公园绿地，但由于公园类型内部只有综合公园和专类公园2种类型的公园绿地且不在相邻区域其他类型公园绿地的服务区内，导致其公园绿地服务体系的完善程度较低和公园绿地功能供给水平较低;在公园绿地功能供给综合水平相对较高的区域中，13号控规内部的公园绿地虽然规模小，但是类型多样分布均衡，使其公园绿地服务体系较为健全，功能供给水平较高。5D900442-AA12-40B8-BBE6-829675A36E32

3.2 福州市鼓台中心区居民需求水平评价

运用ArcGIS对每个控规编制单元内的微博签到数量进行分区统计（图7），并将计算出的各控规编制单元的POI设施点的权重系数总和进行空间可视化（图8）。

将无量纲化处理后的公园绿地居民需求水平评价指标数据导入SPSSAU，运用熵值法计算指标权重系数（表4）。以指标权重系数与无量纲化处理数据的乘积，作为公园绿地居民需求水平得分。结果显示，福州市鼓台中心区公园绿地的居民综合需求水平在不同分区差距较大，09和11号控规编制单元的公园绿地需求水平远高于其他控规编制单元;02、03、04和07四个控规编制单元处于较低的公园绿地需求水平。数据空间分布特征显示（图9），福州市鼓台中心区公园绿地居民需求水平综合得分较高的区域主要分布在福州市鼓台中心区的南部，即鼓台中心区的南部区域公园绿地的居民需求水平较高。

3.3 福州市鼓台中心区公园绿地功能供需均衡性评价

公园绿地功能供需均衡性分级统计结果（表5），福州市鼓台中心区在公园绿地功能供需关系上，供需不均衡率达30 %，供给不足的空间占比15 %，整体供需处于较为均衡的状态。结果发现（图10），福州市鼓台中心区公园绿地功能供需相对均衡的区域主要分布在鼓楼区的大部分地区，供需相对不均衡的区域主要分布在台江区和鼓楼区的中部。其中，均衡性高需低供地区域主要分布在台江区的西部，低需低供地区域主要分布在鼓楼区的西部和南部，高需高供区域主要分布在鼓楼区中部，低需高需区在鼓楼区和台江区均有涉及。

4 公园绿地功能供给水平提升策略

4.1 公园绿地功能供给水平特征分析

分析福州市鼓台中心区公园绿地功能供水平，主要包括几种特征。

对于高供区域分析，存在几种特征：

（1）公园体系建设较为完善，公园绿地类型较为丰富，设置有社区公园、综合公园、专类公园和游园。

（2）控规单元内公园绿地分布较为均衡。

（3）控规单元内虽公园绿地建设较少，但其能很好的被周边不同公园绿地服务区覆盖到，其功能供给水平相对较高。

对于低供区域分析，存在几种特征：

（1）控规单元内部公园绿地的数量较少，公园绿地分布不均，具有较高的开发潜力。

（2）公园绿地规模较小且公园类型较为单一，功能供给相对薄弱。

4.2 提升策略

研究针对控规编制单元功能强度与供需关系，提出提升建议：

（1）高需低供。对供给不足的区域提出加快进行公园绿地的建设，增加公园绿地的数量，健全公园体系，合理增设综合公园和游园的建议。

（2）高供高需。对高需求下供需相对均衡的区域提出维持现状的建议;在公园绿地的提升过程中，可考虑增设布局较为灵活的社区公园和游园，改善分布的不均衡性。

（3）低需低供。对低需求下的供需相对均衡的区域提出适当新增公园绿地和挖掘开发潜力刺激需求的建议，并适当引导城市人口向该区域转移，以提高公园绿地的利用率，缓解城市内部公园绿地供给问题。

（4）低需高供。对供给过剩的区域提出增强公园绿地吸引力以分摊需求的建议。

4.3 分期优化策略

由于资源有限，很难将需要建设的公园绿地同时建设，分期优化可以使资源的使用效率更高，同时更好地满足居民需求[18]。区位熵值越低，公园绿地服务水平就越低，公平性也越差。基于公园绿地供需水平评价区位熵结果，采用自然断点法，将研究区域公园绿地服务水平划分为“极低”“较低”“一般”“较高”“极高”5个等级，并优先提升公园绿地服务水平“极低”区域。

5 结束语

本研究从公园绿地功能供需平衡的角度出发，对福州市鼓台中心区的公园绿地布局进行研究，并根据分析结果提出相应的提升策略。研究借助大数据、ArcGIS空间分析等手段更加直观地对福州市鼓台中心区公园绿地的供给水平和需求水平进行量化。未来的研究可从纵向的比较分析上对公园绿地供需平衡进行研究，并结合动态影响因素与公园内部的微观层面如景观设计、基础设施建设等因素的分析，为公园绿地規划建设提供更有力的依据。

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