城市形态对滨江绿地步行可达性的影响研究——以上海虹口与杨浦滨江为例

朱瑞琳 | Zhu Ruilin

李泓岍 | Li Hongqian

张德顺 | Zhang Deshun

1 研究背景与目的

可达性是评价城市绿色空间合理布局、公平使用的重要指标之一[1]。目前城市绿地可达性的研究可大致分为两类，一是在城市尺度上，通过绿地服务面积比或人口比等指标判断绿地的空间布局状况和整体可达性水平；二是在此基础上进一步从不同使用人群者层面考虑绿地空间布局的合理性和使用的公平性[2]。总体而言，现有的城市绿地可达性研究大多在城市尺度下展开，评价指标较单一，评价方法多数为基于GIS平台的可达性评价模型，缺少对多种指标的量化整合。

城市形态学（Urban Morphology）近年出现的一系列量化分析手段为精确研究滨江绿地步行可达性提供了技术基础[3]。城市形态的系统研究始于19世纪初[4]，在1996年正式形成了从狭义到广义、相对统一的三种概念[5]。本文关注的是狭义概念——城市具体的实体空间和物质形态，物质形态如何影响市民从腹地步行至滨水绿地的可达性。杨春侠等人在2018年以苏州河河口5分钟步行范围内的街区为研究范围，从街道、地块、建筑和街廓四个层级，分析了城市形态对步行活动的影响，并从步行支持出发提出优化策略[6]。

黄浦江沿岸空间的升级改造是上海城市发展历程的缩影，自2002年启动两岸综合开发，至2017年底，已基本实现从杨浦大桥到徐浦大桥45km滨江公共空间贯通开放。《黄浦江沿岸地区建设规划（2018—2035）》从公共空间角度提出，要实现更大程度的滨水空间开放，加强滨江景观生态空间向腹地渗透，形成完整的滨水公共空间网络，岸线辐射腹地进深约2～5km[7]。在此目标指导下，有必要关注和研究滨江绿地及其周边城市空间。

本文以虹口和杨浦滨江为研究对象，构建“基于城市形态的滨水步行可达性评价方法”，通过比较基于城市形态的“设计可达性”和基于实时热力图的“实际可达性”，揭示影响滨水绿地可达性的关键城市形态要素，补充街区尺度下的城市绿地可达性的研究，为空间形态优化和滨江城市开发提供参考。

2 研究对象

选取上海市虹口至杨浦滨江共4km的滨江绿地及其10分钟步行距离（1km）内的99个腹地街区为研究对象（图1）。滨江绿地西起虹口区上海港国际客运中心，东至杨浦区滨江国际广场。该滨江区段周边局部区域随着黄埔滨江公共空间的升级改造进行了更新，新旧城市形态共存[8]。丰富的城市形态要素有助于揭示其对滨江绿地可达性的影响。

图1 研究对象

3 研究方法与模型构建

3.1 研究方法

通过以下三步构建“基于城市形态的滨水步行可达性评价方法”（图2）：①梳理文献，选取表征城市形态的重要指标，建立评价模型，计算“设计可达性”；②实地调研结合百度热力图，经ArcGIS10.6处理后得到“实际可达性”；③对比“设计可达性”和“实际可达性”，分析结果一致或差异的空间，明确影响滨水可达性的重要城市形态因子，对可达性差的现状空间提出优化策略和建议[9-10]。

图2 研究框架

3.2 基于城市形态指标计算的步行系统“设计可达性”

通过阅读文献，梳理出与步行可达性相关的城市形态（表1）：“街道—街廓—建筑”3个层级下的5个空间形态因子，分为1、3、5、7、9五个等级进行赋值。

表1 城市形态指标及评分标准

（1）街道

街道体系和河流构成了滨水城市的形态骨骼[7]，连接城市与滨江区域，是人通行的主要载体。中介中心性（Betweenness）指标反映行人在路段上穿越性运动活动的潜力，衡量街道的可达性[11]。以虹口与杨浦滨江城市路网为对象，通过ArcGIS10.6的sDNA插件，采用欧式角度（Euclidean Angular），分析半径设为800m，结果如图3a。为了后面与街廓和建筑准则层的分析与比较，根据距离衰减模型，将街道可达性从街道向地块地转化（图3b）。

图3 中介中心性

分析可知，滨江绿地西面的位于虹口区的国客中心段周围的城市路网密集，中介中心性高，可达性较高；而东面的中介中心性普遍较低，可达性较低。

（2）街廓

街廓是街道和建筑之间的过渡。划分街廓的外部网络形成街道，街廓内部由不同所有权的建筑组成。街廓的形式和规模限制了内部的地块划分和建筑布局模式，进而影响人行环境[11]。街廓可达性用以下3个指标表征。

①界面整合度：描述街廓界面的完整度和连续性。滨水城市街道需要连续界面引导人们走向河流[11]，界面的整体性和连续性越高，行人的步行体验越好，往往可达性越高[7]。计算公式为：

式中：l为周边道路红线距离退10m以内建筑底线的总和，如图4a；L为街廓总周长。

图4 街廓界面及其整合度

城市内部腹地街廓以虹口区老旧居民区为代表，贴线率高，完整性与连续性更强；而靠近滨水空间的街廓界面整合度普遍较低，呈现大片的缺失和断裂（图4b）。

②沿江宽度：即街廓单元平行于滨水空间方向的最长边长度，反映街廓单元对城市腹地到达滨江绿地的阻隔。街廓的宽度越大意味着在较长距离内缺乏垂直滨江空间的路径，可达性往往较差。研究区域靠近滨江绿地的商业区与工业区街廓的宽度尺度偏大，缺乏可步行至江边的垂江通道（图5b）。

图5 街廓沿江宽度

③形状率：描述街廓平面形态长宽比[12]，表达了街廓与河岸的契合与制约联系，对行人步行可达性有较大影响[14]。计算公式为：

式中A为街廓的总面积；L为街廓最长轴的长度。

一般情况下，形状率越低，街廓呈带状，长轴两端的联系越不便捷；反之，方形街廓边缘各点的交通联系较方便。虹口区原为上海的公共租界区，先期规划中与西方其他殖民城市类似，街廓尺度较小，街廓形态大多为长方形，长宽比控制在1∶1～1∶2之间，形状率高，较容易通行，但这样的街廓结构发展到滨水空间沿岸却发生了变化，呈现为街廓形态各异，长宽比不等，尤其杨浦滨江原来的船厂自来水厂工业区宽度与纵深都比较大，人们较难到达滨江（图6）。

图6 街廓最长轴及形状率

（3）建筑

建筑形态是城市形态的直接表征，许多城市以高层低密度替代低层高密度的建筑更新进程，使传统城市良好的室外步行空间和步行体验逐渐消失[11]。一般的二维平面仅关注建筑布局，忽略了建筑高度信息，三维空间研究能更全面直观地反映建筑高度及空间分布，分析其与滨水空间的互动关系。

本研究运用Spacemate法，结合容积率（FSI）、建筑覆盖率（GSI）、平均层数（L）建立了建筑群形态类型评价矩阵[13]，将研究区域内的建筑布局对应至矩阵中，按高层得分越高、块状得分越高进行赋值。块状高层的街区对可达性有较高的正面影响，一方面是因为这几种形式能提供足够的建设强度，往往意味着有足够多的人来使用这个地块；另一方面则是板式或围合式的建筑形态在一定程度上保证了建筑和街道空间的渗透和交互，为多样化的城市生活提供了可能[15]。

在ArcGIS10.6平台将上述因子参数化、数据输入、栅格化和叠加，计算基于城市形态的步行“设计可达性”，计算结果按照自然断点法分为5级（图7）。

3.3 基于实地调研和百度热力图的“实际可达性”

百度地图记录智能手机用户访问百度产品时所携带的位置信息，计算各地区的人群密度和人流速度，通过在地图上叠加不同颜色实时反映人口聚集状态[16]。本研究基于百度地图热力图结合实地调研量化城市空间的人群实际到达情况。

根据现场调研与文献梳理，上海公园的高峰使用时段一般为15：00—16：00[17]。此外，选用周末数据，尽可能排除上班人群在室内产生的热力。爬取12月19日到12月27日周末15:00、15:30、16:00的百度热力图，通过ArcGIS10.6对共12个时间点的热力值进行均值化处理[18]，计算每个街廓平均热力值，按照自然断点法将热力值分为7级（图8）。红色至蓝色代表热力值从高到低递减。热力值越大，该时间节点内区域人群越密集，即实际到达人数多，认为该区域可达性高，反之则可达性低。

图8 基于实地调研和百度热力图的“实际可达性”

3.4 “设计可达性”与“实际可达性”的比对

将“实际可达性”结果（图8）与“设计可达性”结果（图7）拟合和比对，共有吻合且高效、吻合且低效、不吻合三种情况（图9）。可达性一致且低的区域集中于杨浦滨江段周围的街区，可达性一致且高的区域在城市内部腹地分布较多，可达性评价不一致的区域较为分散，散布于虹口滨江周围的街区。

图9 “设计可达性”与“实际可达性”拟合分析

4 结合现状设计的比较讨论

设计可达性与实际可达性的拟合度达到70%，因此可判断城市形态对于市民从城市腹地步行至滨江绿地的可达性有影响。进一步识别设计与实际可达性一致且均较高的空间，发现形状率较小、中小尺度且建筑形态为高层围合式的街区对可达性有较大的正面影响。影响滨江绿地可达性的关键因子为街廓形状，长宽比越接近1∶1的方形街区，可达性越高；相反，带状街区的可达性较低。与之相对应，滨江区域路网越密集，人们越容易到达滨江。

4.1 “设计可达性”与“实际可达性”一致且较高

紧邻虹口滨江国航中心段北面的金融广场“设计可达性”与“实际可达性”都较高。金融广场周边街道的中介中心性很高，经调研发现，该段没有高差，有较多行人从该入口进入滨江绿地，相比之下，虹口滨江其余主要园路与周边场地均有高差。此外，金融广场为高层围合式建筑布局，加强了滨江绿地与周边的渗透和交互，办公性质的高层创造了大量潜在使用人群，提升可达性潜力。

4.2 “设计可达性”与“实际可达性”一致且较低

杨浦船厂和自来水厂是“设计可达性”与“实际可达性”高度一致且十分低的空间。首先，这两处周边街道密度较低，呈树形结构，中介中心性很低，意味行人通过该片街道的潜力不高。第二，受功能限制，杨浦船厂和自来水厂街廓形状接近长条形，沿江宽度较长，不利于从城市腹地通往滨江绿地。第三，杨浦船厂和自来水厂界面用连续围墙封闭，整合度较低。

4.3 “设计可达性”与“实际可达性”不相符

白玉兰广场是研究范围内“实际可达性”远高于“设计可达性”的地块。白玉兰广场在参数化时简化抽象为低层大体量裙房加高层写字楼，但其裙房开辟有多条灰空间通道供行人穿行，且设有临街商铺，因此街廓层级的形状率和沿江宽度指标都不能准确描述白玉兰广场的空间形态特征。其次，本文的滨水步行可达性评价方法关注城市形态，忽略业态类指标，但实际上，白玉兰广场的商业布置为其吸引了大量的人气，并辐射至周边，离它最近的国客中心段（高阳路—虹口港）也是调研中实际可达性较高的段落。

4.4 针对现状设计的建议

首先，道路布局上应消除或弱化沿江车行道对滨水绿地和腹地空间的割裂。虹口滨江现在被平行于黄浦江的四车道割裂开来，行人难以便利地从腹地到达滨江。临江城市道路应鼓励慢行优先，提升过街便利度。此外还应依托生活型街道、沿路绿带和地块内部弄巷等，系统布局垂直于江岸的慢行通道，因地制宜地增加通道密度，提升慢行环境。滨江绿地也可以相应增加开口，满足行人通行需求，移除不必要地障碍和栏杆围挡，确保城市到滨江公园和公共空间的直接联系。

其次，在滨江绿地内部的重要空间节点应该以高密度、小街区为主导，提供更多的功能交互界面，构筑细密紧凑的空间氛围。沿江建筑界面应优化其开放性和公共性，实现滨水建筑与空间活力互动。杨浦滨江现状的大量建筑以企业办公、会所等商务功能为主，功能单一、公共性有限、活力不足。

5 结论与反思

本文从城市形态的视角出发，建立了一套“基于城市形态的滨水步行可达性评价方法”，计算“街道—街廓—建筑”的设计可达性，与实际可达性比对，揭示了以街廓形状为代表的城市形态对市民步行至滨江绿地的可达性有较大影响，提出空间优化策略，为未来滨水区城市开发和管理提供参考。

但本实验的设计存在一定局限性，未来需要优化和改进。首先，基于手机信号统计的热力值无法完全反映室外的人流量，且较难排除室内人群使用手机产生热力值的影响，存在一定误差。此外，本研究关注的城市形态仅考虑了物理空间层面的指标，对于非物质层面的经济、社会、文化等因素缺乏考量，以土地利用方式为例，商业用地、文化科教用地可能对于人流量有较大吸引力，结论需要进一步验证。本文所提出的“基于城市形态的滨水步行可达性评价方法”中使用的形态指标有待补充和完善，城市空间形态因子之间的权重关系和数理模型需要进一步确定。

资料来源：

文中图表均为作者自绘。