街道步行指數(shù)的大規(guī)模評價

1、街道步行指數(shù)的大規(guī)模評價一一方法改進 及其成都應(yīng)用作者：周垠龍瀛來源：上海城市規(guī)劃2017年第1期伴隨我國城鎮(zhèn)化進程的加快，城市人口和空間規(guī)模不斷擴張，城市居民的出行總量和出行 距離大幅增長，機動化出行比例迅速上升，道路設(shè)計以車行為主導，步行環(huán)境在很長一段時間 不受重視。步行是人類的本能和需要，是健康且最為低碳的出行方式。推廣步行理念，鼓勵步 行友好的街道發(fā)展，能為城市居民和城市發(fā)展本身帶來諸多好處1-2。同時，步行城市為人們 審視城市空間提供了一個自下而上的人本視角，能夠讓人們擺脫鳥瞰視角宏大但比較粗糙的敘 事，讓市民深入體驗城市空間的細節(jié)，讓城市空間富有人文關(guān)懷、生活氣息和藝術(shù)氣質(zhì)3。關(guān)

2、于城市街道可步行性的研究，也逐漸受到重視。可步行性是一種空間屬性，描述了空間對于人們步行出行的引導能力，具體是指出發(fā)地和 目的地之間的空間鄰近性及兩點間步行的便捷性和舒適性4。步行指數(shù)被公認會影響行人活動， 部分研究以地塊或者街區(qū)為研究單元，通過住宅密度、容積率、道路交叉口密度、用地混合度 等因素計算步行指數(shù)，嘗試分析收入水平與步行上班的關(guān)系5、與空氣質(zhì)量的關(guān)系6，與行 人活動的關(guān)系7。步行指數(shù)的評價方法眾多，其中最直接的方法是統(tǒng)計步行者的數(shù)量和從事的 活動8-9。Reid Ewing通過街景視頻剪輯和專家評分的方法，觀察人的活動，評估了城市意 象、圍合度、人性尺度、透視性、復(fù)雜性、識別性、連

3、續(xù)性和一致性對步行行為的影響10-13。 觀察或監(jiān)測的人流量和人口密度雖然客觀性強，但并不能反映行人的活動目的和種類，無法判 別活動的積極性，且成本高14。因此，需要探索定量評價街道可步行性的方法，并提供一套 統(tǒng)一的測度指標和計算方法，用于不同街道和城市之間的縱向?qū)Ρ?。目前關(guān)于可步行性的測度指標，主要有兩個不同的研究方向：一個側(cè)重于街道（或地塊） 的功能，也就是在這里步行的目的15-18；另外是從街道的設(shè)計來考量，也是就步行的環(huán)境要 宜人、安全等19-20。2007年，美國研究者提出了基于日常設(shè)施布局的“步行指數(shù)” （WalkScore）的概念，主要考慮了日常設(shè)施的種類和空間布局，同時，引入了

4、步行距離衰減、 交叉口密度、街區(qū)長度等因素，提高測度的準確性。它是目前唯一的國際性量化測度可步行性 的方法，已在美國、加拿大、澳大利亞等國家廣泛應(yīng)用。吳健生等人采用WalkScore的研究思 路，將設(shè)施分類與權(quán)重本地化，并將距離衰減簡化為分段函數(shù)，計算了深圳市福田區(qū)步行指數(shù) 21。WalkScore是典型的功能主導的計算方法，且考慮了街道的連通性，但忽略了街道環(huán)境。 因此，本研究嘗試著將街道環(huán)境指標對WalkScore進行修正，以對街道可步行性展開綜合評價。1研究范圍與數(shù)據(jù)1.1研究范圍本文研究區(qū)域為成都市，位于四川盆地西部、成都平原腹地，境內(nèi)地勢平坦，河網(wǎng)縱橫， 物產(chǎn)豐富，農(nóng)業(yè)發(fā)達，自古就有

5、“天府之國”的美譽。2016年5月，經(jīng)國務(wù)院同意，發(fā)改委和 住建部聯(lián)合印發(fā)成渝城市群發(fā)展規(guī)劃指導文件，文件中將成都定位為國家中心城市。成都 市域分為3個圈層，共19個區(qū)市縣，一圈層包含5個，二圈層包含6個，三圈層包含8個。由 于第三圈層的區(qū)縣街景圖片未能覆蓋，本文的研究范圍為成都市一、二圈層區(qū)縣，總面積約3 678 km2 （圖 1）。1.2研究數(shù)據(jù)本文數(shù)據(jù)主要包括如下幾類：街道可步行性評價的數(shù)據(jù)，包括路網(wǎng)、設(shè)施分布、街景圖片； 測度街道人口的手機信令數(shù)據(jù)；現(xiàn)狀用地數(shù)據(jù)。（1）路網(wǎng)。源于2014年的測繪數(shù)據(jù)，道路不僅僅是網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)，也是可步行性評價 的基本單元。原始路網(wǎng)數(shù)據(jù)細節(jié)過多，且存在

6、可能的拓撲錯誤等問題，因此需要進行制圖綜合 與拓撲處理，簡化為拓撲無誤的道路中心。（2）設(shè)施分布。運用網(wǎng)絡(luò)爬蟲的方法，爬取某大型地圖網(wǎng)站的POI數(shù)據(jù)（2014年），然 后參照WalkScore設(shè)施分類標準，對POI數(shù)據(jù)重分類，分為雜貨店、餐館與酒吧、銀行等。（3）街景圖片。運用網(wǎng)絡(luò)爬蟲的方法，與騰訊街景地圖提供的應(yīng)用程序接口，每隔50 m 獲取一個點的街景圖片（2016年），用于街道環(huán)境評價。（4）街道人口。街道人口數(shù)據(jù)通過手機信令數(shù)據(jù)來推測，為了減少日常必要性活動（比如 上下班）對人口密度分布規(guī)律的影響，本文選取2015年9月某個周末下午14:0017:00的手 機信令數(shù)據(jù)來反映與街道可步行

7、性相關(guān)的人口密度22。（5）用地類型。參考城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標準（GB501372011），將原始 地塊數(shù)據(jù)分為9類：R （居住用地）、A （公共管理與公共服務(wù)用地）、B （商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用 地）、M （工業(yè)用地）、W （物流倉儲用地）、S （道路與交通設(shè)施用地）、U （公用設(shè)施用地）、 G （綠地與廣場用地）和TESHU （其他用地）22。2研究方法2.1街道可步行性指標體系本研究在WalkScore的評價體系基礎(chǔ)之上，嘗試對街道功能和街道環(huán)境進行綜合評價。街 道功能的評價方法類似于WalkScore，但部分設(shè)施需要本地化，比如將茶館納入咖啡店這一類。 街道環(huán)境變量可通過街景圖片識別

8、，目前已經(jīng)實現(xiàn)街道綠化的自動計算方法，而街道鋪裝、沿 街立面設(shè)計等因素目前還未能實現(xiàn)計算機自動評價，暫未納入本次計算（后續(xù)將進一步研究）， 評價指標體系如圖2。2.2設(shè)施服務(wù)水平設(shè)施服務(wù)水平計算的總體思路參照WalkScore，首先對POI數(shù)據(jù)重新分類，并給不同類型 賦予相應(yīng)的權(quán)重；基于分類之后的結(jié)果，和簡化、拓撲處理的路網(wǎng)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，計算各 類POI的400 m、800 m、1 200 m、1 600 m、2 400 m的服務(wù)范圍；各類POI的服務(wù)范圍乘以 相應(yīng)的衰減系數(shù)后，按權(quán)重疊加即可得到設(shè)施服務(wù)水平的評價結(jié)果。相對WalkScore的計算方法，本研究在如下兩方面有所簡化：（1）重

9、點考慮設(shè)施的功能混合度，不考慮功能密度。比如，400 m范圍內(nèi)有1個雜貨店和 2個雜貨店權(quán)重相同，重要的是設(shè)施的多樣性，能滿足日常生活的需求。已有研究表明，街道 功能混合度對街道活力的影響高于街道功能密度22，且簡化之后計算速率大大提高。參照 WalkScore的設(shè)施分類與權(quán)重賦值的方法，部分設(shè)施本土化，比如將咖啡店和茶館劃為一類， 設(shè)施分類及權(quán)重如表1。（2）計算采用分段函數(shù)，400 m內(nèi)設(shè)施服務(wù)無衰減，400800 m衰減系數(shù)為0.9，8001 200 m衰減系數(shù)為0.55，1 2001 600 m衰減系數(shù)為0.25，1 6002 400 m衰減系數(shù)為0.08, 距離超過2 400 m不考

10、慮服務(wù)水平（圖3）。2.3街道綠化城市街道綠化水平一直是評價城市環(huán)境和環(huán)境品質(zhì)的重要因素之一。良好的街道綠化可使 人心情平靜，減少道路路面的熱島效應(yīng)，吸收大氣中其他有害物質(zhì)能力，吸塵，隔音，降噪。 街景圖片是一種人本視角判斷街道綠化水平的重要數(shù)據(jù)源，圖片的自動獲取與客觀分析降低了 調(diào)研成本，且提升了評價的科學性。筆者曾選取成都市內(nèi)騰訊街景地圖覆蓋的所有街道（街景地圖僅覆蓋了第一、二圈層區(qū)縣） 為研究對象，每50 m選一個樣本點，通過騰訊地圖提供的應(yīng)用程序接口，用Python程序提取 每個樣本點前、后、左、右、正上方5個方向近百萬張街景圖片，運用MATLAB圖像識別的方法， 分析每張圖片綠色植被

11、面積占比，客觀評價每個點的平視綠化率和仰視綠化率，街道的綠化率 為該街道上所有樣本點的平均值，方法如圖4 23。種植喬木可改善道路空間尺度關(guān)系、降低空曠感、塑造道路景觀等功能，進而提升街道可 步行性。因此，本次研究選取“林蔭率”代表街道綠化水平，即仰視綠化率（圖5）。運用 ArcGIS等數(shù)量分級的方法，將仰視綠化率等數(shù)量分5級（圖5），清晰地反映出：中心5城區(qū) 仰視綠化水平總體高于周邊區(qū)縣，特別是二環(huán)內(nèi)，明顯高于其他區(qū)域。2.4綜合評價本次研究綜合考量街道的功能和街道環(huán)境，街道功能即上述設(shè)施服務(wù)水平，街道環(huán)境目前 實現(xiàn)了街道綠化率的程序自動計算。通過專家打分確定綠化對街道可步行性的影響權(quán)重，影

12、響 系數(shù)為0.15，即仰視綠化率最高的街道得分為1，仰視綠化率最低的得分為0.85，其他街道綠 化得分介于0.851.0。計算方法如下：Grm Y Gran - 0,85 + 0,15xWalk = （釁 xDD|）xGrani=U=l式中，Green_V表示某條街道的仰視綠化水平；Greenmax表示研究范圍內(nèi)仰視綠化的最大 值；Green為參與街道可步行性評價的最終綠化水平；wi表示某類設(shè)施的影響權(quán)重；Walk表示 本研究評價的可步行性結(jié)果；i表示不同類型的設(shè)施；j表示不同的步行距離；Si,j表示某類 設(shè)施和步行距離的服務(wù)范圍；DDi,j表示設(shè)施的距離衰減系數(shù)。3 結(jié)果分析3.1步行指數(shù)綜

13、合評價結(jié)果根據(jù)如上方法，對成都街道可步行性綜合評價結(jié)果如圖6。由圖可知，成都市中心城區(qū)的 可步行性明顯高于二圈層區(qū)縣；在中心城區(qū)內(nèi)，總體而言，以天府廣場（成都的幾何中心）為 中心，隨著距離的增加，可步行性逐漸降低；西邊的可步行性整體高于東邊，南邊高于北邊； 周邊區(qū)縣，溫江縣的可步行性高于其他區(qū)縣。根據(jù)手機信令數(shù)據(jù)反映的人口密度數(shù)據(jù)和本研究 步行指數(shù)的評價結(jié)果可知，兩者的皮爾遜相關(guān)系數(shù)為0.517,通過0.05水平顯著性檢驗。為了便于清晰地展示出不同方法評價結(jié)果的差異性，本文給出成都市中心城區(qū)內(nèi)，街道可 步行性的計算方法改善前（功能主導）和改善后（綜合考量功能和環(huán)境）的評價結(jié)果（圖7）。 采用等

14、數(shù)量分級的方法，將評價結(jié)果分為10級。若沿用WalkScore的計算思路，步行指數(shù)最高 的等級在春熙路、四川大學、玉林片區(qū)、雙楠片區(qū)集中（圖7a）。綜合評價的結(jié)果，總體規(guī)律 與左圖一致，但春熙路步行街由于綠化較差，評價水平明顯降低；部分區(qū)域環(huán)境良好，比如浣 花溪公園、杜甫草堂等區(qū)域綜合評價的結(jié)果明顯提升，更符合實際情況。本研究根據(jù)街道兩側(cè)用地性質(zhì)，將街道類型劃分為9類22。下面將重點對比不同圈層、 不同類型與日常生活息息相關(guān)的幾類街道的可步行性：公共管理與公共服務(wù)類街道（A）、商業(yè) 服務(wù)業(yè)設(shè)施類街道（B）、住宅類街道（R）。圖8清晰地反映了如下規(guī)律：（1）總體上，一圈層區(qū)縣街道可步行性明顯高于

15、二圈層；（2）無論哪個圈層，R類街道可步行性最高，其次為A類，B類街道可步行性相對較低；（3）隨著圈層的變化，不同類型街道圈層之間的可步行性差異相當（數(shù)值為10左右）， 其中B類街道受圈層的影響略高，R類略低。3.2步行指數(shù)的解釋模型本研究步行指數(shù)的評價考慮了設(shè)施的功能多樣性、街道的連通性和綠化水平，其中設(shè)施功 能是主要影響因素。設(shè)施的布局受多種因素的影響，而設(shè)施的布局受區(qū)位影響較大，本文考慮 影響可步行性的區(qū)位因素如下：與原行政中心的距離（即天府廣場）、與新行政中心的距離 （在原行政中心的位置南遷9.5 km）、區(qū)縣中心、地鐵口距離、商業(yè)綜合體距離。參與回歸分 析的街道樣本有33 732條，

16、回歸分析結(jié)果如表2,新行政中心影響未通過0.05水平顯著性檢 驗，已剔除。從回歸分析的結(jié)果可知，街道可步行性受原市中心的距離影響最為顯著（距離市中心越近， 街道可步行性越高），區(qū)縣行政中心的距離影響次之，離地鐵口和商業(yè)綜合體能一定程度上促 進附近臨街設(shè)施的分布，進而促進街道可步行性。4結(jié)論與討論成都街道可步行性評價是基于筆者與合作者曾經(jīng)提出的街道城市主義24、圖片城市主義 23等理論研究基礎(chǔ)之上的，對人本尺度城市形態(tài)研究的一次實踐嘗試。本文基于WalkScore 的研究思路，綜合考量街道的功能和街道環(huán)境，基于人本視角引入了街景圖片，獲取街道環(huán)境， 并計算街道的仰視綠化率，對成都市二圈層區(qū)縣街道可步行性展開評價。從理論上而言，綜合考量街道功能和街道環(huán)境的影響，是對Walkscore計算方法的優(yōu)化； 在實踐中，考慮街道功能多樣性，以及采用分段函數(shù)替代連續(xù)函數(shù)計算設(shè)施服務(wù)的距離衰減系 數(shù)，大大降低了計算的時間，便于大范圍推廣計算。本研究的計算結(jié)果表明：成都市二圈層區(qū)縣內(nèi)街道可步行性與人口分布較為一致，即人口 密度高的區(qū)域可步行性高，說