2024年4月13日发(作者：)

基于GIS的公园绿地可达性分析

作者：张楠

来源：《安徽农业科学》2021年第23期

摘要 以哈爾滨松北区为例，运用ArcGIS软件的网络分析法，基于步行、骑行、机动车3

种出行方式，定量分析了松北区公园的可达性。将到达公园的时间成本分为4个等级：<5

min、5～<10 min、10～<15 min、15～<20 min。不同时间等级下可达性效果排序为机动车、

骑行、步行。3种出行方式的最高可达性面积比分别为4.90%、18.00%、41.10%，最高可达性

面积占比都在20 min以内。松北区公园步行方式可达性较差，在15 min内，有效服务范围占

研究区的2.50%;骑行可达性一般，在15 min内，有效服务范围占研究区的13.20%;机动车可达

性较好，15 min内，有效服务范围占研究区的27.40%。该研究结果可为哈尔滨松北区公园合

理布局提供理论依据。

关键词 城市公园绿地;可达性;GIS

中图分类号 TU 986 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2021）23-0149-04

doi：10.3969/.0517-6611.2021.23.041

The Accessibility Analysis of Park Green Space Based on GIS—Taking Songbei District of

Harbin City as an Example

ZHANG Nan

（Harbin Normal University， Harbin， Heilongjiang 150025）

Abstract Taking Songbei District of Harbin as an example， this paper used the network analysis

method of ArcGIS software to quantitatively analyze the accessibility of the park in Songbei

District， based on three travel modes of walking， cycling and motor paper divided

the time cost of arriving at the park into four levels： <5 min， 5～<10 min， 10～<15 min and

15～<20 order of accessibility effect under different time levels was motor vehicle， cycling

mode and walking proportions of the maximum accessible area of the three travel modes

were 4.9%， 18% and 41.1%， respectively， and the proportions of the maximum accessible area

were all within 20 min. In Songbei District， the accessibility of walking mode was poor. Within 15

min， the effective service scope only accounts for 2.50% of the study 15 min， the

effective service scope only accounts for 13.20% of the study area， and the motor vehicle

accessibility was good. Within 15 minutes， the effective service scope only accounted for 27.40% of

the study area. The results obtained by the spatial network analysis method were closer to the actual

results than the buffer analysis was more suitable for providing theoretical basis for the

rationality of park green space distribution in Songbei District of Harbin.

Key words Park green space;Accessibility;GIS

作者简介 张楠（1997—），女，黑龙江七台河人，硕士研究生，研究方向：地理空间信

息与数据挖掘。

收稿日期 2021-07-17

在新时代发展的潮流下，人们更加追求美好生活，城市公园是人们休闲放松的重要公共设

施组成部分，具有重要的社会效益和生态效益。城市绿地公园具有美化环境、防灾减难、清新

净化空气等作用。因此，城市绿地公园分布的合理性和公园的可达性对人类的生产生活具有重

要意义。一般而言，可达性可理解为人们休闲放松的便捷程度，也是反映社会资源分配公平性

的重要指标，而居住地与公园之间的距离是影响公园可达性主要因素，所指的距离又可分为空

间距离、时间距离和经济距离[1-2]。很多学者利用GIS分析公园绿地可达性，研究结果为合理

优化绿地空间结构提供了理论基础。施拓等[3]利用GIS中的缓冲区分析与空间网络分析评价

沈阳城市绿地公园的可达性，结果得出空间网络分析的可达性更真实。张华艳等[4]应用GIS

的可达性分析工具，分析公园入口位置与小区位置情况之间相关的关系，并计算人们在步行和

骑行的交通模式下所用的不同时间成本，提出基于骑行、步行可达性的公园入口位置的分布布

局建议。谢焕景等[5]以聊城市城市公园绿地作为研究对象，运用地理信息系统（GIS）网格分

析功能，对步行、骑行及机动车出行等不同交通方式下城市公园绿地的空间服务区域范围进行

分析和讨论，得出在步行方式下，只有1/3的居民可以在15 min内到达公园，新老城区公园分

布不均衡，可为聊城公园分布合理布局提供理论依据。张绿水等[6]运用ArcGIS中的网络分析

法对南昌市旧城中心区城市公园绿地进行分析，主要以步行、自行车和公交车3种不同的出行

方式，提出完善城市道路交通网络，增加城市公园绿地及加强城市规划建设3条城市公园绿地

布局优化策略。笔者以哈尔滨市松北区城市公园绿地为研究对象，运用缓冲区分析与空间网格

分析方法研究了步行、骑行和机动车出行3种方式下的城市绿地可达性。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

黑龙江省哈尔滨市共有18个县级行政区，包括9个市辖区2个县级市7个县，总面积53

100 km2，常住人口1 076.3万人。位于125°42′～130°10′E，44°04′～46°40′N。哈尔滨东部与牡

丹江市、七台河市接壤，北部与伊春市、佳木斯市接壤，西部与绥化市、大庆市接壤，南部与

吉林省长春市、吉林市、延边朝鲜族自治州接壤，地理位置优越。哈尔滨市总面积5.31万

km2，其中市区面积1.02万km2。哈尔滨气候属中温带大陆性季风气候，冬长夏短。近年来，

哈尔滨的发展逐步向北扩展，松北区的耕地面积减少，更多变成居民区，具有较高的城市化水

平。该研究选取松北区作为主要研究区，松北区总人口数34.2万，全区总面积736 km2，大型

绿地公园相比较其他区县，大型公园更多，但大型绿地公园分布不平衡。公园绿地可以丰富市

民精神文化生活，改善环境，城市公园绿地有着不可替代的作用[7]。图1为研究区域位置。

1.2 数据来源

松北区路网数据来源于OpenStreetMap，通过ArcGIS10.2对路网数据进行处理，松北区城

市公园绿地数据和哈尔滨市行政区划图来源于哈尔滨市QuickBrid影像图，然后利用ArcMAP

进行提取，制成矢量数据。由于社区性和街边绿地入口不好确定，最后选取了面积大于3 hm2

的公园绿地，提取后松北区大型公园绿地共有6个，分别是东北虎林园、黑天鹅休闲绿色生态

景观公园、金河湾湿地植物园、绿山川生态园、太阳岛风景区、太阳岛西区外滩湿地公园。该

研究分析了松北区5个大型城市公园绿地的可达性。松北区的城市公园分布与路网分布见图

2。

1.3 研究方法

1.3.1 缓冲区分析。

缓冲区分析法（Buffer Analysis）是将研究区抽象成面状，以公园入口为中心坐标点，把

道路作为点与点之间的链接[8]。以公园入口为中心建立不同距离的缓冲区，不同级别服务区

的居民可到达公园休憩娱乐，但是缓冲区方法难以考虑到达公园的阻碍，因此缓冲区分析法得

到的服务区面积大。该研究基于步行、骑行、机动车3种方式建立缓冲区，分别求取3种方式

下<5 min、5～<10 min、10～<15 min、15～<20 min 4个时间成本下，公园可服务的面积。该

方法计算过程基于矢量数据，克服费用加权距离法由栅格数据产生粒度效应[9]。

1.3.2 网络分析。

空间网络分析法以道路网络为基础，是基于道路的阻碍计算人类在一定时间到达公园的区

域面积，对地理网络、城市基础设施网络进行地理化和模型化，其理论基础是图论和运筹学，

主要用于资源的最佳分配和最短路径的寻找等[10]。地理网络是由若干条线及若干个点所构成

的一个网状结构，网络周围的资源沿着这个线性网络进行流动。网络基本元素是线性实体道路

以及这些线性实体相互连接的交会点路口，又被称为链或网线和节点。一个完整的网格结构包

括中心、链、节点和阻力不同因素。该研究将公园的可达性分为4个等级，时间成本分别为<5

min、5～<10 min、10～<15 min、15～<20 min，服务点为公园入口。空间网络分析见图3。

1.3.3 缓冲区法与空间网络法对比。

以步行方式为例，将2种方法进行对比，缓冲区法比空间网络分析法可达面积大1.05

km2，缓冲区方法考虑到道路障碍，因此面积要更大一些。空间网络分析法考虑了阻抗问题，

该方法的可达面积更符合实际，因此该研究选取空间网络分析法求取的面积为试验研究结果。

以服务区中心点为松北区公园绿地入口，链条为松北区路网，节点为每个路网的路口，阻力是

到达公园越过节点所需的时间。首先分別建立松北区公园数据库和松北区路网数据库，松北区

公园数据库中含有公园绿地面状数据、公园入口点状数据，属性包括公园名称、公园面积。路

网数据属性包括道路长度、道路名称等。对路网数据增加速度字段，将路网数据库构建网络数

据集，并对网络数据集的转弯构建、网络连通性、阻抗等属性进行设置[11]。其次进行服务区

的建立，对服务区分析设置，以时间为阻抗，对修剪面、路线等属性进行设置后进行求解，求

取的面积即一定时间成本公园可达性的范围。该研究以人类步行速度1 m/s来计算[12]，依据

《（JTGB—2003）中华人民共和国公路工程技术标准》的规定，非机动车在任何等级道路上

均为12 km/h。机动车在主干道60 km/h。2种方法对比分析示意见图4。以步行方式为例，缓

冲区法可到达区域面积为3.15 km2，网络分析法可达区域面积为2.10 km2。

2 结果与分析

2.1 不同出行方式公园绿地可达性

对3种出行方式下总体可达性面积比进行统计，可达面积比公式：服务区面积比=服务面

积/研究区总面积×100%[13]。结果表明，不同时间等级下可达性效果排序为机动车、骑行、步

行。3种出行方式的最高可达性面积比分别为4.90%、18.00%、41.10%。步行方式下，在5

min内服务面积比仅占0.28%，在10 min内服务面积比占1.00%，15 min内服务面积比占

2.50%。骑行方式下，5 min内服务面积比占3.60%，10 min内服务面积比占10.00%，15 min

内服务面积比占13.20%。机动车方式下，5 min内服务面积比占13.30%，10 min内服务面积

比占19.50%，15 min内服务面积比占27.40%。只有在机动车出行方式下，可达面积比可以占

到30%以上，步行方式下服务面积比较低（图5、表1）。

2.2 公园可达性及其可能影响因素

研究结果值得注意的是，在10～15 min这个时间等级内，步行、骑行方式下的可达面积

比都增加较少，这可能与路网的完善程度有关[13]。路网密度是区域面积下所有道路的总长度

与区域总面积之比，单位为km/km2，公式为：路网密度=道路总长度/区域总面积。该研究提

取松北区主干道路、次干路，通过计算得出的路网密度为1.44。路网密度的大小不能一概而

论，但可以成为公园绿地可达性的影响因素之一。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

黑龙江省哈尔滨市共有18个县级行政区，包括9个市辖区2个县级市7个县，总面积53

100 km2，常住人口1 076.3万人。位于125°42′～130°10′E，44°04′～46°40′N。哈尔滨东部与牡

丹江市、七台河市接壤，北部与伊春市、佳木斯市接壤，西部与绥化市、大庆市接壤，南部与

吉林省长春市、吉林市、延边朝鲜族自治州接壤，地理位置优越。哈尔滨市总面积5.31万

km2，其中市区面积1.02万km2。哈尔滨气候属中温带大陆性季风气候，冬长夏短。近年来，

哈尔滨的发展逐步向北扩展，松北区的耕地面积减少，更多变成居民区，具有较高的城市化水

平。该研究选取松北区作为主要研究区，松北区总人口数34.2万，全区总面积736 km2，大型

绿地公园相比较其他区县，大型公园更多，但大型绿地公园分布不平衡。公园绿地可以丰富市

民精神文化生活，改善环境，城市公园绿地有着不可替代的作用[7]。图1为研究区域位置。

1.2 数据来源

松北区路网数据来源于OpenStreetMap，通过ArcGIS10.2对路网数据进行处理，松北区城

市公园绿地数据和哈尔滨市行政区划图来源于哈尔滨市QuickBrid影像图，然后利用ArcMAP

进行提取，制成矢量数据。由于社区性和街边绿地入口不好确定，最后选取了面积大于3 hm2

的公园绿地，提取后松北区大型公园绿地共有6个，分别是东北虎林园、黑天鹅休闲绿色生态

景观公园、金河湾湿地植物园、绿山川生态园、太阳岛风景区、太阳岛西区外滩湿地公园。该

研究分析了松北区5个大型城市公园绿地的可达性。松北区的城市公园分布与路网分布见图

2。

1.3 研究方法

1.3.1 缓冲区分析。

缓冲区分析法（Buffer Analysis）是将研究区抽象成面状，以公园入口为中心坐标点，把

道路作为点与点之间的链接[8]。以公园入口为中心建立不同距离的缓冲区，不同级别服务区

的居民可到达公园休憩娱乐，但是缓冲区方法难以考虑到达公园的阻碍，因此缓冲区分析法得

到的服务区面积大。该研究基于步行、骑行、机动车3种方式建立缓冲区，分别求取3种方式

下<5 min、5～<10 min、10～<15 min、15～<20 min 4个时间成本下，公园可服务的面积。该

方法计算过程基于矢量数据，克服费用加权距离法由栅格数据产生粒度效应[9]。

1.3.2 网络分析。

空间网络分析法以道路网络为基础，是基于道路的阻碍计算人类在一定时间到达公园的区

域面积，对地理网络、城市基础设施网络进行地理化和模型化，其理论基础是图论和运筹学，

主要用于资源的最佳分配和最短路径的寻找等[10]。地理网络是由若干条线及若干个点所构成

的一个网状结构，网络周围的资源沿着这个线性网络进行流动。网络基本元素是线性实体道路

以及这些线性实体相互连接的交会点路口，又被称为链或网线和节点。一个完整的网格结构包

括中心、链、节点和阻力不同因素。该研究将公园的可达性分为4个等级，时间成本分别为<5

min、5～<10 min、10～<15 min、15～<20 min，服务点为公园入口。空间网络分析见图3。

1.3.3 缓冲区法与空间网络法对比。

以步行方式为例，将2种方法进行对比，缓冲区法比空间网络分析法可达面积大1.05

km2，缓冲区方法考虑到道路障碍，因此面积要更大一些。空间网络分析法考虑了阻抗问题，

该方法的可达面积更符合实际，因此该研究选取空间网络分析法求取的面积为试验研究结果。

以服务区中心点为松北区公园绿地入口，链条为松北区路网，节点为每个路网的路口，阻力是

到达公园越过节点所需的时间。首先分别建立松北区公园数据库和松北区路网数据库，松北区

公园数据库中含有公园绿地面状数据、公园入口点状数据，属性包括公园名称、公园面积。路

网数据属性包括道路长度、道路名稱等。对路网数据增加速度字段，将路网数据库构建网络数

据集，并对网络数据集的转弯构建、网络连通性、阻抗等属性进行设置[11]。其次进行服务区

的建立，对服务区分析设置，以时间为阻抗，对修剪面、路线等属性进行设置后进行求解，求

取的面积即一定时间成本公园可达性的范围。该研究以人类步行速度1 m/s来计算[12]，依据

《（JTGB—2003）中华人民共和国公路工程技术标准》的规定，非机动车在任何等级道路上

均为12 km/h。机动车在主干道60 km/h。2种方法对比分析示意见图4。以步行方式为例，缓

冲区法可到达区域面积为3.15 km2，网络分析法可达区域面积为2.10 km2。

2 结果与分析

2.1 不同出行方式公园绿地可达性

对3种出行方式下总体可达性面积比进行统计，可达面积比公式：服务区面积比=服务面

积/研究区总面积×100%[13]。结果表明，不同时间等级下可达性效果排序为机动车、骑行、步

行。3种出行方式的最高可达性面积比分别为4.90%、18.00%、41.10%。步行方式下，在5

min内服务面积比仅占0.28%，在10 min内服务面积比占1.00%，15 min内服务面积比占

2.50%。骑行方式下，5 min内服务面积比占3.60%，10 min内服务面积比占10.00%，15 min

内服务面积比占13.20%。机动车方式下，5 min内服务面积比占13.30%，10 min内服务面积

比占19.50%，15 min内服务面积比占27.40%。只有在机动车出行方式下，可达面积比可以占

到30%以上，步行方式下服务面积比较低（图5、表1）。

2.2 公园可达性及其可能影响因素

研究结果值得注意的是，在10～15 min这个时间等级内，步行、骑行方式下的可达面积

比都增加较少，这可能与路网的完善程度有关[13]。路网密度是区域面积下所有道路的总长度

与区域总面积之比，单位为km/km2，公式为：路网密度=道路总长度/区域总面积。该研究提

取松北区主干道路、次干路，通过计算得出的路网密度为1.44。路网密度的大小不能一概而

论，但可以成为公园绿地可达性的影响因素之一。