基于POI数据的厦门市公园服务建筑设施数量及空间分布特征研究.pdf

150摘要：公园中的服务建筑设施是公园服务水平的重要体现，但我国现行的公园规范对建筑设施的限制较多，现有设施的数量和空间布局也有待优化。文章以 124 个厦门市公园的兴趣面（AOI）及其建筑服务设施的兴趣点（POI）数据为基础，采用统计归纳法、单源最短路径法、空间点模式分析法等方法，对服务建筑设施的类型、数量和空间分布进行统计分析，同时归纳特征、总结规律、发现问题并提出优化建议，以期为我国公园规划设计和公园建筑设施的优化布局提供参考。Abstract：The service facilities in the park are the important embodiment of the park service level,but our present park code limits the building facilities for many,and the number and spatial layout of existing facilities also need to be optimized.Based on the area of interest(AOI)and point of interest(POI)data of 124 Xiamen parks,this paper used statistical induction method,single-source shortest path method,spatial point pattern analysis method and other methods to statistically analyze the types,quantities and spatial distribution of service building facilities.At the same time,it summarizes characteristics,summarizes rules,FINDS problems and puts forward optimization suggestions in order to provide references for the planning and design of Chinese park and the optimal layout of park architectural facilities.关键词：公园；服务建筑设施；空间分布特征；兴趣点Keywords：park；service building facility；spatial distribution characteristics；point of interest文王雅丽华侨大学建筑学院硕士研究生（通讯作者）向旺华侨大学建筑学院硕士研究生DOI：10.19875/ki.jzywh.2023.09.049引言我国的城市建设正从均质化蔓延式扩张逐步向集约化高质量发展转变，在此背景下，如何提高城市公园的服务水平成为近年来广受关注的问题。公园的公共服务功能主要由公园内的服务建筑设施承担，但受到注重绿化覆盖率、生态效益等观念的影响，我国公园内建筑物的建设有着严格的限制，在一定程度上影响了公园的服务质量。长期以来，公园内的建筑设施的数量普遍较少，为公众提供的服务类型单一，同时部分设施在空间中的分布较不合理1，极大程度地影响了公园的便捷性和舒适度。面临这样的形势与公众的需求，有学者认为，我国现行的规范对公园服务建筑设施的控制过于严格2，现有的设施也应不断地更新提升。因此，本文以全国绿化模范厦门市的公园为研究对象，基于公园的兴趣面（AOI）及其内部服务建筑设施的兴趣点（POI）数据，分析厦门市公园服务建筑设施的数量和空间分布特征，以发现问题并提出改进建议。1 研究对象与数据来源1.1 研究对象截至 2021 年，厦门市公园绿地服务半径覆盖率 84.01%，是国家园林城市和全国绿化模范城市，因此选取厦门市公园作为研究对象具有重要意义。参考公园设计规范3城市绿地分类标准4等规范将公园划分为综合公园、社区公园、专类公园和游园，对各类公园内的建筑服务设施的类型、数量和空间分布特征进行统计研究。依据本文的研究内容与目的，将建筑服务设施定义为：具有购物、餐饮、游憩、医疗、体育活动、文化科普等功能的围合或半围合的建筑物或构筑物，并结合设施分类标准和公众的设施使用需求，选取餐饮服务设施、购物服务设施、科教文化服务设施、游憩服务设施、体育服务设施、公共服务设施共六类设施进行研究。1.2 数据来源及处理主要的研究数据分为三类：厦门市公园名录，厦门市公园范围，公园内各类建筑服务设施 POI。公园名录从厦门市人民政府网站获取。厦门市公园的兴趣面（AOI）数据基于 python编写的网络爬虫程序从百度地图网站上爬取，AOI（Are Of Interest）指的是地图数据中的以矢量方式划出的公园地理实体，能代表公园的实际面积。通过 java 编程及 POIKit 应用程序，从高德地图开放平台上爬取厦门市公园内的建筑服务设施的POI数据，并将其归纳分类（表1）。其中，面积在 0.2hm2以下的厦门市公园过小，对服务建筑设施的需求较小，内部也几乎没有服务建筑设施，因此，本次研究将此类公园筛除，避免对整体数据的分析造成干扰。经筛选后，本次研究的公园总数为 124 个（图 1）。2 研究思路与方法2.1 研究思路本文拟从设施总体情况和各类设施现状两个方面对厦门市公园服务建筑设施进行分析。The Quantity and Spatial Distribution Characteristics of Park Service Facilities in Xiamen based on POI Data基于 POI 数据的厦门市公园服务建筑设施数量及空间分布特征研究151234|2023|09城市设计首先利用统计归纳法分析公园和各类建筑设施的总体情况，并通过泰森多边形法计算各公园Voronoi 图的变异系数，判断建筑设施的空间均匀度；然后，运用统计归纳法分析各类服务建筑设施的数量和空间分布特征；最后，运用单源最短路径法、缓冲区分析法分别计算各公园中公共厕所间的平均距离和服务覆盖范围，以判断公厕的分布合理性。2.2 研究方法2.2.1 统计归纳法采用统计法分析厦门市公园及其内部服务建筑设施的总体情况，并分析各类设施数量和空间分布的特征，同时用散点图分析设施数量、公园类型、公园规模和公园距市中心距离四者之间的关系。2.2.2 空间点模式分析法本文采用空间点模式分析法中的 Voronoi图（泰森多边形图）的变异系数作为判断公园服务设施分布均匀度的指标（Cv）5,6。以服务建筑设施 POI 作为 Voronoi 图的中心点，计算每个中心点周边形成的凸多边形的面积（图2）。Cv 值的计算公式为：式中：SD 为所有凸多边形面积标准差，M为所有凸多边形面积平均值。当 33%Cv 值 64%，为随机离散分布；Cv 值 64%，为集群分布；Cv 值 33%，为均匀分布。2.2.3 单源最短路径法基于单源最短路径法分析公园内公共厕所的分布特征。两个公厕之间的实际步行距离因公园园路数据难以获取而无法测量，故本文采取欧氏距离判断厕所的空间分布特征，即将公园内所有公厕到其余公厕的距离求和，取平均值得到该公园的公共厕所平均距离。2.2.4 缓冲区分析法运用缓冲区分析法，分析公园内公共厕所的服务半径覆盖范围。缓冲区分析是基于 GIS在地理要素周边形成一定宽度的多边形区域的过程7，可用来衡量不同地理要素间的空间邻近性8。根据公园设计规范，公园内公厕的服务半径不宜超过 250m，故本文将 250m作为服务半径，分析公厕的服务水平。3 厦门市公园服务建筑设施数量与分布研究结果及分析3.1 厦门市公园服务建筑设施的总体情况3.1.1 公园服务建筑设施的数量分析基于研究设定和数据分析，最终选取 124 个厦门市公园作为研究对象。其中，综合公园23个，专类公园 46 个，社区公园 41 个，游园 14 个，总面积共计 3797.98hm2，约占厦门市公园绿地总面积的 65.61%，能够代表厦门市公园绿地的总体发展水平。面积小于20hm2的研究公园共102个，占总数的比值高达 82.26%，面积小于 2hm2的公园共 44 个，占总数的 35.48%，多数为一定范围内居民提供服务的社区公园。研究公园整体呈现数量多、面积偏小、多集中于岛内的特征。基于研究公园的 AOI 数据，获取的建筑服务设施共计866个，按人均占有公园面积80m2计算，研究公园的游客量约为 47 万人，即每个设施需为约 540 人提供服务，设施服务压力较大。建筑服务设施数量与公园总数量的比值为6.98（表2），即每个公园内平均含有约 7 个建筑服务设施，其中，综合公园的平均建筑服务设施为 15 个，专类公园 8 个，社区公园 2 个，游园 1 个。总体来看，综合公园和专类公园内的建筑服务设施数量较多，社区公园和游园的设施较少，服务建筑设施的数量与公园规模大体成正比。选取内部建筑服务设施数量前 10 的厦门市公园，并计算其设施面积比。如表 3 所示，设施数量前 10 的公园多为早期建设且经历多次更新的综合公园和专类公园，各公园的面积均大于10hm2。其中，白鹭洲公园、海湾公园、嘉庚公园和中山公园的设施面积比远大于其余公园，公园建筑服务设施的数量分布不均匀。进一步统计分析 6 种不同类型的建筑服务设施可知（图 2），游憩服务建筑设施的数量最多，公共厕所的数量次之，体育休闲服务建筑设施的数量最小，这与公园中体育休闲服务设施多为不具有围护的构筑物有关。从各类设施在不同类型的公园中的数量来看，游憩服务建筑设施是各类公园的重要设施，这与公园的为公众提供游憩休息服务的主要功能相符合。总体而言，厦门市公园内的服务建筑设施的类型多样，能为公众提供不同的服务，但整体数量不足、分布不均，各设施的服务压力较大。3.1.2 公园服务建筑设施的空间均匀度指标依据空间点模式分析法的计算要求，筛选去除不具有两个以上设施点的公园，选取 56 个符合条件的公园，总面积共计 3479.77hm2，占研究公园总面积约 91.63%，其计算结果可以代表研究公园的服务设施分布均匀度。56 个公园中有 9 个公园的 Cv 值小于 33%，表明其公园内的服务建筑设施分布均匀；17 个公园 Cv 值处于33%64%之间，表明其设施分布离散，这些公园中的服务建筑设施分布在公园各处，可以为在公园各处的游人提供便捷的服务；其余 30 个公园的 Cv 值大于 64%，其内部的服务建筑设施表 1服务建筑设施 POI 分类（表格来源：作者自绘）表 2公园的总体数据（表格来源：作者自绘）表 3设施数量前 10 的公园（表格来源：作者自绘）图 1研究公园空间分布（图片来源：作者自绘）152分布相对集中（图 3）。部分公园区域未配置服务建筑设施，无法为在该区域活动的游人提供便利的服务。基于选取公园的计算结果可推断，约24.19%的厦门市公园内的服务建筑设施分布不均匀，在这类公园的部分区域内，游客难以获得建筑设施的服务。3.2 各类公园服务建筑设施的现状分析3.2.1 餐饮服务建筑设施餐饮服务建筑设施主要为中餐厅、快餐厅和茶艺馆等具有一定盈利性的店铺，其可为游人提供活动时需要的餐食。研究公园中共有 94 个公园没有餐饮服务建筑设施，占公园总数的比值高达 75.81%。设有餐饮服务建筑设施的公园中，多在内部配置中餐厅和茶艺馆，冷饮甜品店和外国餐厅相对较少，且随着公园距市中心的距离变长，其内部的餐饮设施数量逐渐减少。距离城市中心 20000m 以外的 37 个公园中，仅有 8 个公园有餐饮服务建筑设施，其中有 6 个公园仅配置了 1 个设施（图 4）。位于远郊的公园的周边设施较为匮乏，公园内部可考虑配置餐饮服务建筑设施以满足长途跋涉而来的游客的饮食需求。3.2.2 购物服务建筑设施购物服务建筑设施包括：便民商店、综合市场和售卖特色产品专卖店等设施，为公园内的游人提供游憩必需的商品，是公园的主要人群活力点和形象展示平台。研究公园中，共有 87个公园没有购物服务建筑设施，占公园总数的70%。各类购物服务建筑设施中专卖店和便民商店在各个公园中广泛分布，家具建材市场和综合市场多位于周边居住区密集的公园内部，为居民提供相应的物品。与餐饮设施数量和空间分布关系相似，购物服务建筑设施在位于城市远郊的公园里的数量较少，其中距市中心约 25000m 的天竺山森林公园面积约 1042.07hm2，内部有仅 7处购物设施（图5），难以为游客提供良好的服务。3.2.3 游憩服务建筑设施游憩服务建筑设施是研究公园中数量最多的基础服务设施，包括游客服务中心、售票处、住宿服务设施和医疗保健设施。游憩服务建筑设施的总量虽大，但仍有约 62.90%的公园内没有该类设施，这与小型社区公园和游园对此类设施需求较小，以及许多公园实施的免费开放政策有关。在 46 个设有游憩服务建筑设施的公园中，有游客服务中心的公园共计 23 个，有独立医疗保健设施的公园仅有 7 个，这使游客在遇到问题时难获得及时的帮助。相较其他类型的设施，厦门市游憩服务建筑设施在数量和空间分布的关系上具有突出的特征（图 6）：靠近市中心的公园内部游憩设施数量远大于城市外围的公园，整体空间分布不均衡。3.2.4 科教文化服务建筑设施科教文化服务建筑设施包括：展览馆、科教机构和学校等设施，是公园对游客展示文化、普及知识的主要窗口。未设置科教文化服务建筑设施的研究公园共有 94 个，占公园总数约75.81%，主要因为科教设施的投资成本大，人流吸引和效益回报能力低，多数公园不愿建设该类设施。设有科教设施的公园多为历史名园、遗址公园和纪念性公园等专类公园，其主要设置科教机构和展览馆，但部分科教设施陈旧、展示内容单一，对游客的吸引力不强。与其他类型设施相似，远郊公园内的科教文化服务设施数量明显下降，距离城市中心20000m以外的37个公园中，仅有6个公园有科教设施（图7），设施数量不足。3.2.5 体育休闲服务建筑设施研究公园中的体育休闲服务建筑设施共计72 个，包括游乐园、运动场馆、娱乐场所和影剧院等设施，满足居民和游客在公园内运动、休闲的需求。75.81%的研究公园中没有任何体育休闲服务建筑设施，13.71%的公园中仅有 1 处体育设施，可能与多数公园对该类设施的需求度不高有关。设有体育设施的公园多为综合公园和专类公园，游乐园和运动场馆是数量最多的设施，其主要服务对象是公园内的儿童。在全民体育健图 2公园服务建筑设施分类数量比较（图片来源：作者自绘）图 3公园服务建筑设施空间均匀度值分布（图片来源：作者自绘）图 4餐饮服务建筑设施数量及空间分布图（图片来源：作者自绘）图 5购物服务建筑设施数量及空间分布图（图片来源：作者自绘）图 6游憩服务建筑设施数量及空间分布图（图片来源：作者自绘）153234|2023|09城市设计参考文献：1姜莎莎,李雄.综合性公园使用状况评价研究以海淀公园为例C/中国风景园林学会.中国风景园林学会2013年会论文集(上册).北京:中国建筑工业出版社,2013:432-435.2代琦.存量优化背景下的上海城市公园设施设置导向研究J.中国园林,2016,32(12):103-106.3筑楼.公园设计规范:GB51192-2016S/OL.2023-01-15.https:/ 85-2017S/OL.2023-01-15.https:/ D.Spatial tessellations：concepts and applications of voronoi diagramsJ.Computers&Geosciences,1993,19(08):1209-1210.6陆权.点集空间分布特征的分形描述方法D.西南交通大学,2019.7王海.基于空间分析技术的交通事故多发点鉴别及成因分析D.清华大学,2014.8李彩峰.GIS空间信息分析J.华北国土资源,2008,(01):47-49.身活动需求增加的背景下，体育休闲设施的适用人群的单一化将阻碍公园的发展。与其他各类设施的分布规律相似，体育服务建筑设施在位于城市远郊的公园里的数量较少（图 8）。3.2.6 公共厕所与其他类型的公园设施较低的配置要求不同，公共厕所需按照相关标准足量配置。因此，其在空间上的分布较为均匀，设施数量相对较高，但厦门市公园内的公共厕所依旧建设不足。利用缓冲区分析法计算各公园的公共厕所 250m 服务半径所覆盖范围（图 9），其中，78 个公园的公共厕所的服务范围未覆盖所有公园区域，仅有37.10%的公园内的公共厕所符合设置标准。同时，计算公共厕所的间距数，筛选去除 50 个未设置厕所的小型公园，共有约 48.39%公园内的公共厕所的平均间距数小于 500m。4 研究结论与优化建议4.1 研究结论（1）公园服务建筑设施整体数量不足。厦门市公园无论从服务建筑设施总量，还是从各类设施数量与公园数量比来看，均显不足。这与我国现行的规范对公园服务设施的数量、种类控制过于严格有关，导致现有设施难以为市民提供便捷的服务。（2）公园服务建筑设施空间布局不均。从整体来看，厦门市建设较早、面积较大的综合公园与专类公园的服务建筑设施数量和类别较多，而近年来新建的社区公园与游园的服务建筑设施则相对缺乏。同时，通过空间点模式的分析结果可知，大部分公园内的建筑设施分布也不均匀，聚集性较高。（3）购物、餐饮服务设施建设不足。随着厦门市公园离市中心距离的增加，其内部的餐饮服务设施和购物服务设施的数量逐渐减少，尤其在城市远郊公园，该类服务设施极为缺乏，难以为长途跋涉而来的游客提供相应的服务。同时，在餐饮设施中，冷饮甜品店和外国餐厅设置较少，难以满足现代市民多元化的需求。（4）科教文化服务建筑设施极为缺乏。当前，厦门市大部分公园缺少科教文化服务建筑设施，已有的科教设施陈旧、展示内容单一，对游客的吸引力不强，并且由于其具有一定的公益性，设施的管理维护存在问题。（5）游憩服务设施与公共厕所总体情况较好，但仍待完善。厦门市公园游憩服务和公共厕所数量较多，设置较为合理。多数公园公厕的平均间距满足规范 500m 的要求，但仍有部分规模较大的公园未能被公厕的服务范围完全覆盖。4.2 基于研究结果的优化建议（1）鼓励服务建筑设施的建设，适当放宽建设标准。总体来看，厦门市公园的服务建筑设施数量不足，服务水平有待提升，对于设施数量相对较少的公园，尤其是相对市中心较远、规模较大的公园，应鼓励新增服务建筑设施，以丰富游客的行为活动，满足其服务需求。此外，相关部门应根据不同类型、规模的公园采取不同的管控标准，以规划建设更加科学合理的服务建筑设施。（2）提高服务建筑设施布局的合理性。厦门市部分公园服务建筑设施的分布不合理，其中购物、餐饮和游憩设施尤为突出。对于已建的公园，可制定相应的更新政策调整不均衡的设施布局；对于待建设的公园，应科学地规划各类服务建筑设施的布局，确保其能为游客提供便捷的服务。（3）加大对科教文化建筑设施的投入。科教文化设施和公园一样带有公益属性，能产生良好的社会效益，将两者结合有利于城市土地的集约利用。而当前公园里的科教文化建筑设施极为缺乏，现有的设施也亟须更新升级，因此，可以加大对该类设施的投入，并通过宣传、活动策划等手段使其持续健康地运作。（4）引入科学、规范的管理运作模式。不论是公园还是公园内的服务建筑设施，要想提高服务品质，都离不开科学、规范的管理运作模式。应不定期对公园内的各类服务设施进行使用测评，并积极调整以适应游客不断变化的服务需求。4.3 研究不足受制于网络数据更新和人为因素，本研究主要存在以下几点不足：（1）个别名录公园在网络地图上无法找到，无法精确测量其边界，但该类公园数量有限，不会对研究结果造成重要影响。（2）部分已建的建筑设施未被地图收录，无法纳入研究公园中，但总体误差在 5%以内，不会对研究结果造成重要影响。（3）各类建筑设施的规模是反映公园服务水平的主要指标，由于建筑设施的规模数据难以获取，文章仅对设施的数量与空间分布进行研究，一定程度上影响了研究的科学性与深度。图 7科教文化服务建筑设施数量及空间分布图（图片来源：作者自绘）图 8科教文化服务建筑设施数量及空间分布图（图片来源：作者自绘）图9公共厕所250m半径服务能力覆盖情况图（图片来源：作者自绘）