城市公园广场空间布局的可达性与公平性研究.docx

摘要随着我国城市建设发展步伐不断加快和“和谐社会”、“社会公平”等理念的贯彻发展，城市居民对公园广场这类开放空间的需求越来越多，人们越来越关注公园的服务功能是否能被市民公平地享用，是否维护残疾人、儿童等弱势群体以及中低收入人群的利益。 “创建园林城市”的规划理念的提出，反映了城市决策者在政策决策上的关注和支持。相关问题的研究对我国公园广场等公共空间的建设规划具有重要的参考意义。本文运用地理信息系统(ArcGIS 10.0)技术和GeoDa软件对武汉市公园广场空间可达性和公平性的研究方法与理论进行了深入的研究探讨。通过GIS网络分析功能对公园广场的空间可达性水平进行评价，得出不同出行方式下一定时间段的可达面积和服务人口比例，再用GeoDa软件对研究区人口密度空间分布属性、不同街道居民的社会经济属性空间分布特征与可达性水平进行空间相关分析，得到有关公园广场空间公平性的综合分析结果：（一）武汉市中心城区公园广场可达性总体分布不均匀，中心城区30%的区域内有60%左右的居民可较便捷的享受到公园广场的服务，全区约57%的街道可达性水平较好，表明研究区公园广场的空间可达性水平整体较高。整体来看，研究区中部、中部偏东南南和中部偏东北角的公园广场的可达性较高，距中心区较远的郊区、远郊区可达性较差。（二）各出行方式下可达面积和服务人口水平差异明显:可达性最好的出行方式为机动车，其次为非机动车和公共交通，步行可达性最差，这与各出行方式的速度、道路交叉口延误时间、道路级别以及各路段路况差异有关；研究区80%左右的城市居民可以通过步行30min、机动车10 min、非机动车或公共交通20min 的方式到达最近的目的地公园。从低碳、环保的角度来看，非机动车和公共交通两种方式对可达性程度有很高的贡献率，大力提倡公交和自行车出行对公共空间可达性提高具有重要意义。（三）步行、非机动车出行方式下的各时间段可达区域呈现出以公园入口源点为中心的圈层结构特点，而机动车和公共交通出行受到道路等级、路况、十字路口和站点时间延迟等多种因素的影响，可达区域呈不规则形状。说明距离近的地方可达性不一定好，受到多种因素的影响，同时也可以看到武汉市公共交通和自行车出行方式有较大的利用空间。（四）可达性很好和可达性好的街道有51个，约占街道总数的57%，整体水平较高，但未来城市公园广场规划不能忽略各街道水平之间的差异。（五）公园广场服务辐射范围与人口密度空间分布基本一致；居民社会经济地位与可达性时间值有一定的相关性，一定程度上表明社会经济地位较高的居民可以享受到较好的公园空间可达性；从居民需求角度看，研究区街道水平上公园广场布局比较合理，与各街道老人、小孩以及贫困住户比重分布基本一致，但局部地区存在可达性水平与居民需求不协调现象。（六）综上所述，可从以下几个方面完善公园广场的规划布局，以提高其空间可达性和公平性：积极合理发展中型、小型主题公园广场；完善道路网络规划，尤其是公交交通规划；合理利用市内山水资源，营造本土特色公园；公园广场布局充分体现以人为本的原则。关键词：城市公园广场；可达性；公平性；网络分析；武汉； II1绪论1.1研究背景随着我国城市建设发展步伐不断加快，一些城市出现了交通拥挤、生态环境恶化和各类城市基础设施供应不足等一系列城市问题，对公园广场这类开放空间的需求越来越多，公园与广场的有机复合正是随着对城市宏观环境的高度重视而出现的新的城市空间形态1。公园不仅能满足居民进行游览、锻炼、交往、娱乐等活动的需要，也是改善城市生态环境的重要载体，高质量的公园或广场往往能成为一个城市的标志，也是城市文明和繁荣的标志。很多城市提出了“创建园林城市”的城市规划理念，反映出城市决策者在政策决策上的关注和支持，也可看到老百姓对生态宜居城市的迫切渴望。同时，随着城市人民生活水平不断提高和“和谐社会”、“社会公平”等理念的贯彻发展，人们已从单纯的物质需求向更高层次的精神需求的方向发展，对公共服务空间的要求更高，于是公共服务设施服务公平性问题逐渐提上日程。公园广场作为城市公共服务空间的重要组成部分，其规划布局的合理性和公平性直接关系到居民的生活质量，人们越来越关注公园的服务功能是否能被市民便捷、平等、公平地享用，是否维护残疾人、儿童、妇女等弱势群体以及中低收入人群的利益。再者，我国人口老龄化趋势的日益加剧，公园广场规划布局是否考虑了主要使用群体老年人的需要。相关问题越来越引起众多学者与规划部门的关注。公园空间可达性和公平性研究已成为国内外地理学、社会学、城乡规划学等学科的研究热点之一。（1）本文将基于GIS技术综合评价武汉市公园广场空间可达性和公平性，综合考虑了公园广场的规模和功能、交通网络、人口分布以及居民社会经济属性等重要因素，能较客观准确的反映城市公园广场规划布局的合理性和公平性，可为城市规划者合理规划与布局城市公园提供科学依据和参考。（2）公园可达性可反映城市公园服务范围的大小，这一指标对评价城市的环境质量，衡量公共服务设施功能的利用效率有重要意义。（3）研究城市公园广场面向不同社会群体的服务公平性特点，可为完善公共设施的服务功能，促进社会公共资源的效率与公平使用提供参考。（4）相关研究中对公共空间服务公平性研究案例较少，本研究涉及到研究区街道尺度，能为可达性和公平性相关研究的纵向比较和城市间横向比较提供参考。1.2公园广场（1）公园的定义根据我国城市用地分类与规划建设用地标准（GB501372011），绿地包括三种类型（见表1），本文将其中的公园绿地与广场用地作为研究对象。根据城市绿地分类标准（2002年），城市绿地的类型包括五类，具体分类和定义见（表2），公园绿地是城市建设用地和市政公用设施的主要组成部分之一，对城市整体环境水平和居民生活环境质量具有重要意义。公园设计规范中定义：“公园是供居民休憩、参观、游览、开展科学文化及锻炼身体等活动，有功能较完善的设施和良好的绿化环境的公共绿地。”具有着改善城市生态、防火、避难等作用。表1 城市建设用地分类和代码(绿地)不同时期的国内外学者对城市公园提出一些见解： “不仅足以补助学生学校教育之不足，而且无形中熏陶市民道德”，“还有助于城市保安，成为防灾避难之所”。造学园概论（陈植，1935） “公园绿地是提供大众享受、休养、游憩之用，保持都市居民之健康，增进身心之调节，提高国民教养，并自由自在地享受园中设施；兼有防火、避难及防止灾害之绿化之地”。造园（林乐建） “公园是在现有自然的基础上重新创造的自然与文化的综合体。”“公园能打破大量冰冷的城市构筑物，作为一个城市结构中的系统，为市民提供必要的空气和阳光，为每一个社区提供独特的空间特征；公园为各年龄段的市民提供游憩空间；公园是一个聚会的场所，可以举行会议、游行、舞会，甚至宗教活动。”瑞典景观建筑师Holger Blom “公园绿地是社会生活发展的产物，是随着近代城市的发展而兴起的一种城市公共绿地形式。”“由此可见公园绿地是游憩生活、环境生态、经济发展和园林艺术四位一体的产物，是衡量城市建设和发展水平的重要标志之一。”李敏2（2）公园广场随着现代社会的日益进步，人们对休闲娱乐和交往活动环境的有更多需求，这时城市中出现了“公园广场”这种复合型空间形态。参照CJJ/T85-2002城市绿地分类标准中的说明和相关研究，“公园广场”是公园和广场的结合，是城市中向公众开放的，具备活动聚散、休憩娱乐等多种功能，有一定的休憩设施和服务设施，同时兼有健全生态、美化景观、防灾减灾等综合作用的复合型城市开放空间1。（3）公园的发展公园，古代是指官家的园林。古希腊人最早在体育场周围建设了开放性的园地，可以说是现代公园的雏形，英美两国是西方国家中发展城市公园的先驱，1858年美国建成第一个城市公园纽约中央公。我国的公园最早建于租界，新中国成立后，随着国民经济的迅速发展和快速的城市化进程，城市公园建设取得巨大成绩。近几十年来，我国公园由解放初期的百余处发展到现在的四千多处3，2012年底，我国公园个数达到11604个，公园面积增长至30.62万hm（表4）。如今随着我国城市化水平的不断提高，我国的公园建设将进入高速发展阶段。1.3可达性与公平性涵义1.3.1空间可达性可达性已经广泛应用于城市规划、地理学、交通学等相关领域中，不同的应用领域对可达性的理解不同4-6。其中被广泛应用的定义是利用指在一定的交通系统中从某一给定区位到达活动地点的便利程度或难易程度6, 7，可用距离、时间、费用等指标衡量。相关学者指出广义的可达性包括5个方面，即可获得性、可进入性、可容纳性、可支付性和可接受性，其中可获得性和可进入性反映空间特征，称为空间可达性；可容纳性、可支付性和可接受性称为非空间可达性8, 9。随着相关方面研究的不断深入，有学者提出可达性不仅包括物理空间可达性，还要研究在时间维的匹配性，即时空可达性10-12。服务公平性即包括了空间可达性和可用性的含义，一定程度上等同于可达性13。公园广场的可达性与公平性问题，说到底就是区位配置问题，这种空间配置是否能够让城市居民方便地和平等地享用城市公园广场的各项功能与服务14。总之，目前可达性的主要有以下涵义：可达性含有时间、空间意义，即各点之间在时间和空间维度交流、交通过程中克服阻力的难易程度。也含有社会学、心理学等主观层面的意义6, 15，即按人的意愿（爱好或需求等）产生的对某一区域的主观选择优先级6。具有不同社会特征的人群如不同性别、年龄、家庭收入、身份地位、职业以及身体状况，对阻力的理解和感知不同8，造成了基于居民特点的社会公平性研究难易定量化。可达性具有社会和经济价值。如公园的可达性水平与居民的生活环境质量、城市或区域吸引力以及经济发展有密切的关系。可达性是一种测度方法。可以评价在一定空间范围内可获得或接近的目标对象的数量多少8；能够测度运输网络中某一点交通便利度；可测度人们到达某目的地的机会或便利程度。1.3.2服务公平性何为公共设施服务公平性？公共空间应如何分配？至今没有一个共同认可的定义和理论。国内尹伟海认为只有基于“人口需求 (population need)”的城市绿地资源分配才可以被认为在空间上是公平的16，这是基于公众需求的公平性，还有基于市场准则的、使用者要求的公平性等17。西方对公平性研究成果较丰富，江海燕将20世纪以来西方城市公共服务公平性研究历程归纳为： 1970年代以前的地域均等、1970-1990年代的空间公平和20世纪末至21世纪初以来的社会公平三个主要阶段18（图1），其公平理论是随着社会、经济的发展而不断演化和完善的。所以21世纪的公平性问题研究着眼于社会公平(social equity)公共服务特别是公园、学校等与人们生活质量和个人发展的空间应以平等的方式在不同空间单元、不同经济、种族和政治群体之间分配，并适当考虑特殊群体（老人、小孩、残疾人等）的需求18，即应体现公平兼顾效率的原则，为社会各阶层的人提供平等的服务和为需要的人提供服务19。公平性评价一般从对不同社会群体间供给的差异性入手。图1 西方公共服务公平理论研究阶段1.4国内外研究进展地理学者已经将可达性（Accessibility）作为一个标准用来衡量公共服务设施空间分布的公平性（equity of service distribution）与合理性。可达性相关概念最早出于1959年美国城市学家汉斯（Hansen）在How Accessibility Shapes Land Use20中，此后，可达性分析方法迅速应用于区域规划、地理学、交通学等空间研究中。Penchansky（1881）较全面的诠释了可达性的涵义，即空间可达性与非空间可达性两方面9。近二十年来，关于城市公共设施服务公平性研究在国内外都得到了较快的发展，研究对象也从宏观的土地利用规划扩展到公园绿地、学校、超市、医疗设施、商服中心等多种城市空间。Erkip（1997）通过问卷调查评估现行公园利用情况。地理信息系统的发展促进了可达性研究方法的不断改进，Higgs, G利用GIS技术分析农村社区不同社会群体对公共服务可及性21。环境学者Herzele等借助GIS技术通过绿地可达性及吸引力分析方法评价城市绿地的可用性22。张学圣23和Taleai,M11分别构建基于可达性和机动性（Mobility）、多指标空间分析的模型框架，为合理、公平的公共设施空间规划布局提供了有效参考。有学者将这种基于地方的，不考虑服务供给时间限制的测度方法归纳为物理可达性（Physical accessibility），该类方法是20世纪7090年代用于空间可达性研究的主流方法。21世纪的交通、信息技术飞速发展，改变了人们的空间活动和交流模式，产生了时间和空间的分裂以及个人时间性质的改变，所以单方面“基于地方”推断人的特征和活动空间并不完全正确10。1970年，Hagerstrand,T及其团队研究如何在时间和空间上公平配置公共设施，时间地理学逐渐受到关注24，扩展了可达性的涵义。Miller,H提出基于人的时空可达性（Space-time accessibility）测度方法10。Neutens, Tijs从服务设施开放时间的角度研究表明根据居民出行模式调整开放时间可有效提高可达性25，将时空可达性分析模型（STAMs）运用到公共服务评价26中。江海燕等将时空可达性方法定义为是以时间地理学和充分掌握个体的出行行为和时间环境为基础和前提，描述的是时间和空间双重约束下的时空可达性范围（DPPA），该类方法由于考虑了时间尺度、空间尺度和人们的行为三个维度，更能具体的表达个体之间可达性的差异， 于是更适用于测度人群差异的社会公平问题12, 27, 28。总之，可达性研究方法由单考虑空间的物理可达性测度逐步向考虑三重维度的时空可达性方法转变。与国外相比，国内的可达性与服务公平性研究起步较晚，而且较少关注城市公共设施服务公平性问题，但近年来随着西方人文地理学者对空间分异研究的不断深入和国内对“社会公平”的重点关注，空间可达性和公平性问题成为研究热点。国内具有代表性的有尹海伟14, 16、林康13等将可达性指标引入公共设施服务评价中进行研究探讨，并提出有价值的研究建议。潘竟虎等运用栅格成本加权距离算法研究景区空间可达性5。蔡彦庭等29、李小马等30借助GIS网络分析法分析了城市公园布局的合理性与可达性。江海燕等采用GIS 网络分析法结合街道人口的社会经济地位（SES）研究公园服务水平差异性31，而后总结了四种典型的公平分析模型在公共设施公平研究中的应用12。尹伟海等将城市绿地物理可达性与人口需求相结合分析绿地布局公平性14。由此看出国内以物理可达性研究方法为主，时空可达性方法对数据要求较高，即使国内GIS技术水平已有所发展也很获得可靠的居民出行数据，所以国内关于多维度模型研究少之又少。另一方面，国外已有较多关于公共空间供给的社会差异性或公平性的研究，并取得了大量成果，如Erkip（1997）研究表明居民使用公园的机会主要与距公园的距离、居民的收入水平、汽车购买力有关，提出政府要致力于实现基于不同群体用户满意度的公平分配（Service equally）32，Lindsey采用人口普查数据和GIS技术研究得出少数民族和穷人拥有较少的公园使用机会33。而国内设施公平性方面只有少数研究涉及人口的社会经济地位或社会阶层（不同年龄、职业、经济、健康、家庭结构、种族和宗教等）指标14, 31, 34，公共服务（公园）供给的公平性、消费社会分异研究将是今后研究的主要方向19。所以目前国内对服务设施空间可达性与公平性的评价指标和定量分析体系尚不健全，缺乏可达范围内居民的社会经济地位、年龄构成、需求能力对服务公平性影响的差异性分析，比较复杂的城市实证研究案例较少。1.5研究内容与方法322理论方法与模型构建2.1理论基础2.1.1区位理论区位论，又称区位理论，是为了寻求合理的活动空间而创建的理论35。“区位的主要含义是某事物占有的空间（场所），但也含有位置、布局分布、位置关系等方面的意义”（李小建，1999）36。城市服务设施可达性与公平性研究的核心问题就是区位配置。公共服务设施区位理论是研究公共服务设施空间布局的理论，是根据公共服务设施主体本身固有的特征（功能特点、规模大小、服务人群等），来分析适合该主体的可能空间，然后从中优选最佳区位37。2.1.2正义理论“公平”、“正义”、“空间公正”是社会科学长期以来研究的核心问题之一，主要是通过社会空间分异、社会分层等社会现象进行研究。对于正义的追求的探讨始于古雅典的城邦时代，随着20世纪60年代西方国家空间掠夺、空间隔离和贫民窟等城市空间问题的出现，一些学者开始关注和解释空间正义思想，到80年代后，经济重构和经济全球化引起了新的空间不公问题，关于城市空间正义的讨论成为西方学界的研究热点，空间正义的概念开始形成38。Harvey(1973)提出“territorial social justice” 39，Pirie（1983）结合区域公正与社会公正提出空间公正的概念。关于空间正义的涵义，是在对城市空间中的不正义问题来论述发展形成的，有些学者则通过论述空间正义和社会主义、经济正义、环境正义等概念的关系来实现，总之，空间正义的涵义可体现在以下方面：社会资源，具有社会价值的资源和机会在空间的合理分配是相对公平的；弱势群体，避免对贫困或弱势群体的空间剥夺和空间边缘化；公众参与，保障公民和群体平等的参与有关空间生产和分配的机会，增强弱势群体意见表达能力；文化公平，尊重不同空间的多样化文化，消除空间文化歧视和压制；环境公平，要求保护不同空间群体的生活环境。2.1.3社会空间分异理论城市社会空间分异是城市公共设施服务公平性研究的重要内容之一。冯健博士认为学术意义上的“分异”不同于一般意义上的“差别”，因为城市要素在空间上总是存在这样或那样的差别，没有必要追求要素在空间上均匀分布，但当这种差别不断明显、突出，影响到城市发展产生城市问题时，便可称之为城市社会空间分异40。城市社会分异主要表现在三个方面：居住分异、社会空间极化以及移民社区。居住地在城市生活中起着重要作用，居住的地域分异直接促成了城市社会空间分异。杨上广博士认为，居住分异是由于房价或者说购买能力的竞争和社会经济地位差异的分选机制，使从事不同职业、文化背景、以及经济能力的居民住房选择趋于同类化或集聚化，共有一定社会特征的居民聚居在相似或相近空间范围内，不同特征的居民居住在相对隔离的空间，整个城市形成一种居住分化甚至相互隔离的状况41。新马克思主义地理学派认为，不同的居住空间的个体不仅在环境质量、可达性、就业机会和教育机会选择等方面存在明显差异，而且具有社会经济地位（社会阶层）差异的“社会标签”作用，因此，空间组织是一种社会过程的物质产物，社会距离与空间距离的一致性是导致城市居住分异的一个重要因素42。我国城市空间结构应从经济、政策、社会学等多种角度研究43。今年来，转型时期的中国城市社会结构的研究不断增多，结果表明中国大城市已存在空间分异现象，比如高级地产项目、郊区别墅区的出现，以及城市贫困现象在某些地域出现等44，而且这种分化不断加剧45, 46。于是，如何在一定的城市空间尺度上实现基础设施的公平调配，同时照顾到弱势群体的利益成为一个重要的课题。2.1.4社会分层理论社会学家认为：社会存在着差异、等别，群体与群体之间、个体与个体之间，如同地质层级结构一样，也存在高低有序的若干等级层次，这种层次就是“社会分层”47。在社会分层的理论中，卡尔马克思、韦伯（M. Weber）提供了最基本的理论模式：阶级理论和多远社会分层理论。就我国现阶段而言，处于社会稳定时期，采用多元的社会分层理论比较恰当48。社会分层的实质是社会资源在社会中的不均等分配，即不同的社会群体或地位不平等的人占有那些在社会中有价值的事物，例如财富、收入、声望、教育机会等49。因此社会性资源的构成要素也被用来作为社会地位的特征，或者作为地位分层的指标或标准。社会地位主要由经济地位、政治地位、职业地位、文化地位等构成。一般用收入作为划分经济地位的标准，用政治权力作为划分政治地位的标准，用职业声望作为划分职业地位的标准，用教育程度作为划分文化地位的标准47。如仇立平在职业地位：社会分层的指示器（2001）一文中根据职业地位把上海的社会阶层分为五大职业阶层（图3）。表4 上海市五大社会阶层（仇立平，2001）2.2空间可达性分析方法2.2.1空间可达性影响因素分析根据之前可达性涵义的总结，影响可达性的因素主要有以下几个方面：2.2.1.1距离、时间阻力距离、时间或费用是可达性研究中常用阻力表达方式8, 50, 51，在城市公园可达性研究中得到广泛应用。距离出发地近的，时间、费用较小，可达性相对较好；距离较远的，时间、费用较高，阻力大，可达性相对较差。2.2.1.2交通环境通往公园的交通环境影响了公园的可达性，包括城市道路的数量、道路等级（快速路、主干路、次干路、支路、内部道路等）和公交系统（轨道交通、公共交通）等的规划完善程度。居民出行时会考虑交通的快捷、费用和安全性，公交系统是日常出行高峰期时大多数人的选择，但也受到换乘次数和线路规划的影响，地面公交还受到交通状况的影响（拥堵情况）；步行方式仅限于小范围活动选择；出行路途较远，时间紧迫时人们倾向于选择机动车出行（自驾或出租车），道路等级不同，交通状况不同，阻力值也不同，进而影响到达目的地公园的可达性。以上二点是可达性阻力（成本）因素。2.2.1.3公园属性公园属性包括区位、规模（吸引力或承载力）和性质。区位是影响行进成本的首要因素。韦伯在古典区位论中提出的吸引力可达性表明了公园本身的吸引力对居民的到达和旅行选择起着重要的作用52。城市公园吸引力，即城市公园提供游憩服务的能力或承载力。一般来说配套基础设施完善、面积较大、景观多样丰富的公园更能吸引居民的到达。所以公园吸引力越大，其可达性越高。如社区公园一般只为社区内居民提供简单的休息设施，服务范围仅是一个社区，可达性较低；市域性公园或区域性公园服务设施较完善，功能更丰富，则能吸引更多的居民包括距离更远的居民。2.2.1.4个体和住区差异城市公园是为城市居民服务的，城市社会群体的性别构成27、年龄组成53、民族33、家庭收入21、受教育情况、职业54以及身体健康状况都会影响其对公园的需求和对空间阻力的感知，进而影响城市公园的可达性，例如同样的空间距离，老人和儿童等社会群体的空间阻隔会高于普通人。城市居民区的布局状况一定程度上决定了城市公园等公共空间的使用频率，人口（社区）密度越大，该公园被使用的频次就越高15，可达性就好，反之，可达性差。2.2.2可达性分析主要方法研究方法主要有缓冲区分析法55、最小邻近距离法14、费用加权距离法56、网络分析法、引力模型法等或几种方法结合57，各类方法的原理、优缺点分析见（表4），其中网络分析法能较为准确的实现行进路径与现实道路的拟合，客观的反映城市道路网络对服务设施可达性的影响31, 58，已国内外公园等公共空间可达性和公平性研究的主要方法之一。因此本研究以武汉市中心城区的交通路网为基础，以中心城区的公园广场为研究对象，运用网络分析法、叠置分析法研究城区公园广场的空间可达性。表5 可达性研究方法介绍研究方法方法原理研究特点优点缺点缓冲区分析法采用GIS软件，对某类点、线或面等地图要素按一定的距离规定，围绕这组要素而生成具有一定范围的多边形实体，然后与目标图层叠加分析得出结果，结果以服务面积比表示。综合了服务半径和空间位置，能够区分公园的服务和非服务区。服务半径是直线，夸大了公园的可达性，不能体现从居民分布角度的服务有效性和公平性评价。最小邻近距离法该方法是通过计算居民（出发点）到达最邻近公园的距离来表征设施的可达性水平16。计算一个居住区到目的地的最短直线距离，数值越小可达性水平越高。计算公式如下：r=1ni=1nri=i=1nri-r2nn目的地个数，ri为第i个源到最邻近目标地之间的直线距离, r为距离均值，为距离的标准差。形象直观，计算简便，最常使用的一种方法。没有考虑源点本身特征对可达性的影响，欧氏距离与居民实际出行路线有很大偏差。成本加权距离法以栅格数据为基础数据，通过最短路径搜索法计算达到公园的（距离、费用、时间等）阻力成本或累计总成本（Accumulated Cost）来评价城市公园的可达性。各源到目的地的可达性计算公式为：Ai=i=1j=1nCij式中，i,j=1,2,3n；Cij为成本，Ai表征区的可达性。计算从给定地点到源的累计阻力距离并分析城市公园绿地景观的可达性，较真实反映交通成本，便于不同案例间的比较。对居民出行方式和人口分布、社会经济属性考虑不足，较难全面反映可达性和公平性。网络分析法该方法是对地理网络（如交通网络、水系网络），城市基础设施网络进行模型化。可认为是基于道路网络的费用加权距离法的矢量版。若已有较准确网络源点和交通网络矢量数据，能较为准确的实现行进路径与现实道路的拟合，真实模拟居民向公园行进的路线以及障碍。该方法对网络数据要求较高，而这些数据较难获得，依赖于高水平的GIS信息技术。引力模型法原本根据物质间的万有引力理论引申而来,因此该指数的主要影响因素为距离,而且要考虑城市公共空间自身大小或其它特性的影响。计算公式如下59：Ai=jDjFdij式中，Ai为i区到所有点(1,2,3,j)的可达性大小；Di为j点的吸引力大小；dij为i、j两点间的距离；Fdij为距离衰减的函数（幂函数、指数函数、高斯函数等多种形式）。考虑了公园自身的服务能力，体现了公园的吸引力对可达性的影响。引力模型较复杂，较难解释，不利于区域间横向比较。在ArcGIS 10.0中，以武汉市道路网络系统为连接数据建立网络数据集，利用网络分析（Network Analysis）分析工具New Service Area ，分别生成所有公园广场源点在步行、自行车、机动车和公共交通方式下沿道路网络行进一定时间所围合成的服务区范围，即为可达性范围。可达性分析主要指标：可达性水平用可达性时间值来表征，可达性时间值大，可达性水平越差，反之越好。服务区面积，指公园广场实际服务范围面积；服务面积比，指实际服务范围面积与总面积之比；服务人口，指实际服务范围内人口数；服务人口比，指实际服务范围内人口与总人口之比；街道可达性水平，指实际街道单元服务范围面积（人口数）与总面积（总人口）之比； 2.2.3网络分析法网络分析是对地理网络（如交通网络、水系网络），能抽象成网络的城市基础设施进行模型化，图论和运筹学是其理论基础，主要用于资源的合理或效益最大化分配，寻找最优路径的寻找60等。网络是一种由中心（Center）、链（Links）、节点（Nodes）和阻力（Impedance）（图3）等互联元素组成的系统，链构成网络的骨架，如本文中的道路网络，节点是链的端点或交汇点，可表示公交车站，中心是指网络中具有从链上接受或发送源节点的所在地，如公园中心点或公园入口，阻力是指从中心到链上的某一位置所遇到的障碍或花费的成本，如时间成本。图2 网络模型的构成元素道路网络具有拓扑属性和用于对象流的适当属性。道路网络分析的类型主要有最优路径分析、查找最邻近设施、服务区域分析（service areas）和创建起始-目的地成本矩阵（Creating an OD cost matrix）60。在ArcGIS 10.0中，以道路网络系统为连接数据建立网络数据集，网络分析所使用的网络数据存储在网络数据集中，由相互连通的节点和链组成，可以模拟设定条件下的场景，如交通网络，可以设定各种属性限制进行更复杂模拟，例如网络等级、连通性限制等。服务区分析：是网络分析模块的一种，基本思想是地理网络环境中一个服务中心在给定的时间或距离内能够达到的服务区范围，即该中心所辐射的范围。即服务点为c，节点为v，网络边为e，设阻值为cw，网络边eij的成本为wij，网络上一点到服务点vi, vc的一条路径为r，路径成本为ric，则在只考虑服务供给的情况下服务区可表示为60：F=viriccw, vireijric+wijcw, vir2.2.4空间插值方法地统计分析的核心是通过对采样数据分析、对采样区地理特征的认识选择合适的空间内插方法创建表面。插值方法按其实现数学原理可以分为两类：确定性插值方法和地统计插值方法。确定性插值方法是以研究区域内部的相似性（如反距离加权插值法）、或者以平滑度为基础（如径向基函数插值法）由已知样点创建表面。地统计插值方法就是克里金插值，利用的是已知样点的统计特征。地统计插值方法不但能够量化已知样点的空间自相关性，而且能够说明采样点在预测区域范围内的空间分布情况。Kriging方法是以空间自相关为基础，利用原始数据和半方差函数的结构性，对区域化变量的未知采样点进行无偏估值的插值方法。可以简单表达为：Zs=s+(s)式中，s为不同位置的点；Zs为s处的变量值，可分解为确定趋势值s和自相关随机误差(s)。克里金方法主要有以下几种类型：普通克里金、简单克里金、泛克里金、协同克里金、对数克里金等。克里金方法的主要步骤：2.2.5基于GIS可达性分析过程（1）数据的采集、编辑：采集空间分析所需的原始数据，确保其几何数据和所需属性数据的准确性；（2）建立基础地理信息数据库：将研究区内收集和处理的所有数据按照需要建立研究区矢量数据库，如城市道路、公园广场、河流水域等，提取公园广场的源点（提取公园300m缓冲区范围内的公交和地铁站点，也可将公园实际入口点作为源点）以及人口分布属性等数据库方便分析和计算；（3）根据研究目的创建拓扑网络数据集：通过将道路抽象为线，车站、交点抽象为点建立拓扑网络数据集，以便进行网络分析；具体步骤如下：使用ArcCatalog工具创建拓扑网络数据集，在其目录树下新建一个Personal Geodatabase右击新建一个要素数据集（Feature Dataset）对其坐标系统进行定义（Xian_1980_3_Degree_GK_Zone_38）将道路矢量数据导入到要素数据集中在要素数据集上右击新建一个Network Dataset；在网络数据集的建立过程中设置网络Connectivity和节点阻力值（Junction），转弯（turn）； （4） 计算生成可达时间范围，利用ArcGIS中Network Analyst分析工具New Service Area，计算选定公园广场源点（入口点）沿道路网络行进一定时间所到达的服务区范围，为一定时间成本的可达性范围；（5） 将上一步得到的空间可达性范围结果采用GIS空间分析与其他要素数据层作叠加裁剪处理，得到武汉市公园广场可达性时间分布图；在此基础上，采用GIS方法将不同社会经济特征居民的分布特征与可达性分析的结果进行相关分析，得到有关公园广场服务公平性的综合评价数据。2.3服务公平性分析方法2.3.1服务公平性影响因素分析根据诸位学者对公平性的理解，影响公共设施公平性的因素主要有：公共设施的空间可达性分布特征；不同社会经济属性居民或不同社会群体的空间分布特征；社会、历史、文化等因素61。评价公平性的人口社会特征变量主要有城市居民的性别、年龄、民族、家庭收入、受教育情况以及身体健康状况特征。2.3.2社会经济属性指标选取与评价方法根据相关研究可知公共设施空间公平性评价最常用的方法是地理信息系统空间分析法和问卷调查法，根据先前研究空间公平性成果，基本思路是首先通过GIS空间分析功能对公共设施的空间可达性水平进行评价，再用不同社会经济属性居民的空间分布特征与可达性分析的结果进行空间相关分析，得到有关公共设施空间公平性的综合分析数据17。考虑到研究数据主要来源于最新人口普查数据，“街区尺度 ”是展现中国城市社会空间分异特征的具有可操作性的空间尺度46。城市居民的社会经济变量包括人均收入、职业、教育、种族等。由武汉市第六次人口普查数据可得各街道人口属性：女性人口比重；（0-19）岁人口比重、60岁以上人口比重；无厨房、厕所及洗澡设施住户比重等。根据特殊群体（老人、小孩、残疾人、贫困人群等）的对公共空间的特殊需求，利用这三项指标可计算街道单位的居民需求指数，人口密度分布也可反映需求情况。最后基于GeoDa软件空间相关分析法分析可达性水平与人口密度空间分布、社会需求的关系，从而测度研究区公园分布的空间公平性程度 。居住分异是社会分异的主要方面之一。居民社会经济地位不同，获取不同类型住房的途径和机会有很大差异，造成城镇居民居住水平的差异，并日益成为社会分化的重要衡量指标62。家庭收入、户籍、教育程度、职业性质等因素影响城镇居民的住房选择，中国城镇主要住房类型有单位房、政府房（廉租房、经济适用房）、商品房以及安置房，其中商品房选择受到的限制较小，主要取决于居民的经济承受能力63。由于表征居民社会经济地位的居民收入水平、财富等数据无法获得，所以本研究将样本居民点按2014年房价、容积率等不同水平居住区，以此间接的表征不同经济地位社会群体的空间分布情况，进而采用空间相关分析法分析可达性水平与不同水平居住区的空间分布的关系14。2.3.3空间相关分析空间相关分析通常用于研究两种统计量的变化是否在空间上具有相关性，如果研究对象不同，而统计量是相同属性，则说明存在自相关。空间自相关反映了某个区位单元上的属性与其周围区域相同属性的关联程度，如果该属性值的空间分布呈现出一定的规律性，则说明该属性在空间上存在着相关性。通过检测属性值的空间相关程度，可以了解地理对象属性值的空间布局情况。GeoDa是一个实现栅格数据探求性空间数据分析（ESDA）的软件工具，在 GeoDA软件中 利用 Moran I系数来表示空间相关性。Moran I系数是用 来衡量相邻的空间分布对象及其属性取值之间关系的参考参数。系数取值范围在 -1 1 之间 , 正值表示该空间事物的属性分布具有正相关性 , 负值表示该空间事物的属性分布具有负相关性 , 0 表示该空间事物的属性分布 不存在相关性 。 其计算公式如下 :在式（1）中：n为样本格数；yi和yj分别为i和j点或者区域i和j的属性值；y为所有点的均值；Wij为衡量空间事物之间的权重矩阵，一般为对称矩阵，Wij=0。2.4本章小结3数据获取与数据库构建3.1研究区概况3.1.1研究区范围本文选取武汉市城市总体规划（2010-2020年）中心城区范围为研究区域，以三环线以内地区（汉口、汉阳、武昌、洪山、青山、东湖风景区）为主，包括局部外延的沌口、庙山和武钢地区，共89个街区，总面积456.55平方公里（除去无人口分布的水域和其他土地），具体位置见图3-1、3-2。武汉市内有丰富的山水资源，在公园建设方面有着先天的优势。武汉是中部最大的城市，公园建设经历了较长的历史发展过程，同时武汉市已进入快速城市化阶段，人