本發(fā)明屬于地理國情監(jiān)測領(lǐng)域，特別是涉及一種新的城市綠道綜合服務(wù)能力的計算方法。

背景技術(shù)：

綠道是一種線形綠色開敞空間，通常沿著河濱、溪谷、山脊、風(fēng)景道路等自然和人工廊道建立，它能連接主要的公園、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、歷史古跡和城鄉(xiāng)居民居住區(qū)，具有生態(tài)、游憩、文化、審美等多種功能，是城市交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。這充分表明，城市綠道系統(tǒng)為人們提供了一種新型的低碳生活方式，滿足了人們向往與自然親密接觸的需求。我國當(dāng)前正處于城市化高速發(fā)展的轉(zhuǎn)型時期，為加強城市人居環(huán)境建設(shè)，國內(nèi)部分地區(qū)積極開展綠道規(guī)劃和建設(shè)工作，并取得一定成效。以武漢市為例，為建設(shè)“兩型社會”，打造“綠色江城”和宜居武漢，提高城市品位和市民生活，武漢市在2012年出臺了《武漢市綠道系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃方案》，從此揭開了武漢城市綠道全面建設(shè)的序幕。

在綠道的研究方面，國外的研究起步較早，但主要集中在綠道規(guī)劃方法、綠道實施與管理、綠道使用者體驗等方面。而國內(nèi)關(guān)于綠道的研究多數(shù)聚焦在概念的引進(jìn)，相關(guān)研究多集中于國外理論介紹、國外案例介紹和國內(nèi)綠道理論與實踐三個方面。

綜合分析國內(nèi)外關(guān)于綠道的相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn)，研究內(nèi)容從早期的綠道理念、規(guī)劃設(shè)計合理性與可行性分析過渡到綠道的實施管理，再到當(dāng)前比較熱門的使用現(xiàn)狀、滿意度評價、規(guī)劃綜合評價，綠道的研究越來越重視對規(guī)劃和實施效果的深入分析。然而，國內(nèi)外的研究并沒有發(fā)明出綠道建成投入使用后的效果和服務(wù)能力的定量分析和評價技術(shù)。這就很難反應(yīng)綠道規(guī)劃和建設(shè)的實際效果。因此，面對如火如荼的綠道規(guī)劃和建設(shè)，有必要開發(fā)一種用于城市綠道的綜合服務(wù)能力評價的模型，對城市綠道的服務(wù)效果和建設(shè)成效進(jìn)行定量、客觀的分析和評價。

針對國內(nèi)外城市綠道研究的現(xiàn)狀和綠道建成效果和服務(wù)能力評價的需求。本發(fā)明的目標(biāo)旨在緊跟趨勢潮流、面向需求，發(fā)明一種利用空間分析技術(shù)深入挖掘綠道的空間服務(wù)模式，以便對綠道的服務(wù)能力作出客觀分析和定量評價的技術(shù)模型，服務(wù)于城市綠道建成效果的客觀反映和評價。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對目前城市地理國情監(jiān)測領(lǐng)域缺乏綠道建成效果分析評價模型而無法對城市綠道的建成效果、服務(wù)能力進(jìn)行客觀分析、定量評價的問題，本發(fā)明的目標(biāo)旨在面向需求，發(fā)明一種利用空間分析技術(shù)深入挖掘綠道的空間服務(wù)模式，以便對綠道的服務(wù)能力作出客觀分析和定量評價的技術(shù)模型，服務(wù)于城市綠道建成效果的客觀反映和評價。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種城市綠道綜合服務(wù)能力分析評價的空間分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于一個綠道綜合服務(wù)能力計算模型：

ai＝(2pi+2si+ti+ni+gi)×li(1)

其中，ai為第i個網(wǎng)格的綜合服務(wù)能力值，pi為第i個網(wǎng)格的人口系數(shù)，si為第i個網(wǎng)格的居住小區(qū)面積系數(shù)，ti為第i個網(wǎng)格的公共交通系數(shù)，ni為第i個網(wǎng)格的公共服務(wù)設(shè)施系數(shù)，gi為第i個網(wǎng)格的政務(wù)服務(wù)設(shè)施系數(shù)，li為第i個網(wǎng)格的綠道服務(wù)水平系數(shù)。

該空間分析方法具體包括：

步驟1，利用規(guī)則格網(wǎng)將城市空間劃分為n×n公里的計算空間網(wǎng)格單元。

步驟2，空間網(wǎng)格單元內(nèi)評價因素的確定及其數(shù)值統(tǒng)計。因為城市綠道服務(wù)的基本對象是城市居民，所以評價因素的選擇應(yīng)以城市生活人、居住區(qū)和為人的生活提供便利服務(wù)的城市設(shè)施為主要考慮?；谶@樣的考慮，該方法選擇人口數(shù)量(gridpn)、居住小區(qū)面積數(shù)(gridresn)、公共交通點個數(shù)(gridctn)、公共服務(wù)點個數(shù)(gridcsn)、政務(wù)服務(wù)點個數(shù)(gridgsn)為空間網(wǎng)格單元內(nèi)綠道服務(wù)能力的評價因素。將空間網(wǎng)格單元與地理國情普查數(shù)據(jù)疊加，通過空間疊置分析，利用公式(4)所示的模型統(tǒng)計得到每個空間網(wǎng)格單元內(nèi)的人口數(shù)量、居住小區(qū)面積數(shù)、公共交通點個數(shù)、公共服務(wù)點個數(shù)、政務(wù)服務(wù)點個數(shù)。

在公式(4)中，pn表示人口數(shù)，aresi表示居住小區(qū)的面積，pct、pcs、pgs分別代表公共交通點、公共服務(wù)點、政務(wù)服務(wù)點的位置，r表示格網(wǎng)單元，x∈r表示空間對象x在格網(wǎng)單元r之內(nèi)。

步驟3，評價因素的空間分布分級。依據(jù)空間網(wǎng)格單元，分別根據(jù)空間網(wǎng)格單元內(nèi)的人口數(shù)量、居住小區(qū)面積數(shù)、公共交通點個數(shù)、公共服務(wù)點個數(shù)、政務(wù)服務(wù)點個數(shù)的統(tǒng)計數(shù)值由小到大，對人口空間分布、居住小區(qū)空間分布、公共交通點空間分布、公共服務(wù)點空間分布、政務(wù)服務(wù)點空間分布進(jìn)行分級。

步驟4，評價因素系數(shù)計算。在統(tǒng)計了各類因素等級分布的基礎(chǔ)上，按照自然數(shù)順序分別賦予各類因素的每個層級對應(yīng)的權(quán)值，然后將權(quán)值歸一化，得到各評價因素的系數(shù)。

步驟5，綠道服務(wù)水平系數(shù)計算。包括以下子步驟：

步驟501，綠道緩沖區(qū)設(shè)置，依據(jù)相應(yīng)城市的綠道建設(shè)發(fā)展目標(biāo)，為城市中不同種類的綠道設(shè)置對應(yīng)的緩沖區(qū)輻射半徑，建立緩沖區(qū)，得到綠道服務(wù)范圍，由于不同的城市有著自身獨特的綠道建設(shè)發(fā)展目標(biāo)，這些目標(biāo)對市民到各類綠道的可達(dá)時間范圍t提出了定量的要求，定義人的平均步行速度v，則各類綠道的緩沖區(qū)輻射半徑r按照公式(2)進(jìn)行設(shè)置。

r＝v·t(2)

步驟502，為綠道緩沖區(qū)設(shè)置相對服務(wù)水平值，根據(jù)各類綠道的空間位置和實際使用頻率差異，按照自然數(shù)順序分別賦予各類綠道緩沖區(qū)高低相應(yīng)的相對服務(wù)水平值。

步驟503，綠道實際服務(wù)水平值計算，將帶有相對服務(wù)水平值的各類綠道緩沖區(qū)數(shù)據(jù)疊加，通過空間疊置分析技術(shù)，將重疊范圍內(nèi)的相對服務(wù)水平值進(jìn)行加和，非重疊范圍內(nèi)的相對服務(wù)水平值保持不變，得到總服務(wù)范圍下的實際服務(wù)水平值。

步驟504，綠道服務(wù)水平系數(shù)計算，將空間網(wǎng)格單元與帶有實際服務(wù)水平值的綠道服務(wù)范圍數(shù)據(jù)疊加，利用公式(3)所示的模型計算每個空間網(wǎng)格單元內(nèi)綠道實際服務(wù)水平值的平均值，得到綠道服務(wù)水平系數(shù)。

在公式(3)中，符號r表示網(wǎng)格單元，gridln表示城市綠道服務(wù)水平系數(shù)，ln表示綠道實際服務(wù)水平值，n表示網(wǎng)格單元內(nèi)的綠道實際服務(wù)水平值個數(shù)，ln∈r表示綠道實際服務(wù)水平值ln在格網(wǎng)單元r之內(nèi)。

步驟6，綠道對空間網(wǎng)格單元的服務(wù)能力值計算，根據(jù)綠道綜合服務(wù)能力計算模型，計算城市綠道對每個空間網(wǎng)格的綜合服務(wù)能力值，具體是將步驟4中計算得到的評價因素系數(shù)和步驟504中計算得到的綠道服務(wù)水平系數(shù)帶入公式(1)，利用公式(1)所示的模型計算每個空間網(wǎng)格單元的綜合服務(wù)能力值。

ai＝(2pi+2si+ti+ni+gi)×li(1)

式中，ai為第i個網(wǎng)格的綜合服務(wù)能力值，pi為第i個網(wǎng)格的人口系數(shù)，si為第i個網(wǎng)格的居住小區(qū)面積系數(shù)，ti為第i個網(wǎng)格的公共交通系數(shù)，ni為第i個網(wǎng)格的公共服務(wù)設(shè)施系數(shù)，gi為第i個網(wǎng)格的政務(wù)服務(wù)設(shè)施系數(shù)，li為第i個網(wǎng)格的綠道服務(wù)水平系數(shù)。

步驟7，城市綠道綜合服務(wù)能力等級空間分布計算，根據(jù)空間網(wǎng)格單元的綠道綜合服務(wù)能力數(shù)值強弱，把綠道對空間網(wǎng)格單元的服務(wù)能力劃分為不同等級，得到城市綠道綜合服務(wù)能力等級空間分布結(jié)果。

因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：利用了城市空間信息，基于空間分析的方法，提供了一種對城市綠道建成效果分析評價的技術(shù)方法。為城市綠道建成服務(wù)效果的客觀分析和定量評價提供了分析計算模型，避免無法客觀、

定量評價城市綠道建成后服務(wù)效果的問題。本發(fā)明方法簡單、綜合性和客觀性強，適用于城市規(guī)劃、建成綠道的服務(wù)效果的客觀、綜合、量化評估，為城市規(guī)劃和城市發(fā)展決策提供科學(xué)數(shù)據(jù)支持。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的城市綠道服務(wù)能力分析計算流程圖。

具體實施方式

一、首先介紹下本發(fā)明的具體方法步驟，具體包括：

步驟1，利用規(guī)則格網(wǎng)將城市空間劃分為n×n公里的計算空間網(wǎng)格單元。

步驟2，空間網(wǎng)格單元內(nèi)評價因素的確定及其數(shù)值統(tǒng)計。因為城市綠道服務(wù)的基本對象是城市居民，所以評價因素的選擇應(yīng)以城市生活人、居住區(qū)和為人的生活提供便利服務(wù)的城市設(shè)施為主要考慮?；谶@樣的考慮，該方法選擇人口數(shù)量(gridpn)、居住小區(qū)面積數(shù)(gridresn)、公共交通點個數(shù)(gridctn)、公共服務(wù)點個數(shù)(gridcsn)、政務(wù)服務(wù)點個數(shù)(gridgsn)為空間網(wǎng)格單元內(nèi)綠道服務(wù)能力的評價因素。將空間網(wǎng)格單元與地理國情普查數(shù)據(jù)疊加，通過空間疊置分析，利用公式(4)所示的模型統(tǒng)計得到每個空間網(wǎng)格單元內(nèi)的人口數(shù)量、居住小區(qū)面積數(shù)、公共交通點個數(shù)、公共服務(wù)點個數(shù)、政務(wù)服務(wù)點個數(shù)。

在公式(4)中，pn表示人口數(shù)，aresi表示居住小區(qū)的面積，pct、pcs、pgs分別代表公共交通點、公共服務(wù)點、政務(wù)服務(wù)點的位置，r表示格網(wǎng)單元，x∈r表示空間對象x在格網(wǎng)單元r之內(nèi)。

步驟3，評價因素的空間分布分級。依據(jù)空間網(wǎng)格單元，分別根據(jù)空間網(wǎng)格單元內(nèi)的人口數(shù)量、居住小區(qū)面積數(shù)、公共交通點個數(shù)、公共服務(wù)點個數(shù)、政務(wù)服務(wù)點個數(shù)的統(tǒng)計數(shù)值由小到大，對人口空間分布、居住小區(qū)空間分布、公共交通點空間分布、公共服務(wù)點空間分布、政務(wù)服務(wù)點空間分布進(jìn)行分級。

步驟4，評價因素系數(shù)計算。在統(tǒng)計了各類因素等級分布的基礎(chǔ)上，按照自然數(shù)順序分別賦予各類因素的每個層級對應(yīng)的權(quán)值，然后將權(quán)值歸一化，得到各評價因素的系數(shù)。

步驟5，綠道服務(wù)水平系數(shù)計算。包括以下子步驟：

步驟501，綠道緩沖區(qū)設(shè)置，依據(jù)相應(yīng)城市的綠道建設(shè)發(fā)展目標(biāo)，為城市中不同種類的綠道設(shè)置對應(yīng)的緩沖區(qū)輻射半徑，建立緩沖區(qū)，得到綠道服務(wù)范圍，由于不同的城市有著自身獨特的綠道建設(shè)發(fā)展目標(biāo)，這些目標(biāo)對市民到各類綠道的可達(dá)時間范圍t提出了定量的要求，定義人的平均步行速度v，則各類綠道的緩沖區(qū)輻射半徑r按照公式(2)進(jìn)行設(shè)置。

r＝v·t(2)

步驟502，為綠道緩沖區(qū)設(shè)置相對服務(wù)水平值，根據(jù)各類綠道的空間位置和實際使用頻率差異，按照自然數(shù)順序分別賦予各類綠道緩沖區(qū)高低相應(yīng)的相對服務(wù)水平值。

步驟503，綠道實際服務(wù)水平值計算，將帶有相對服務(wù)水平值的各類綠道緩沖區(qū)數(shù)據(jù)疊加，通過空間疊置分析技術(shù)，將重疊范圍內(nèi)的相對服務(wù)水平值進(jìn)行加和，非重疊范圍內(nèi)的相對服務(wù)水平值保持不變，得到總服務(wù)范圍下的實際服務(wù)水平值。

步驟504，綠道服務(wù)水平系數(shù)計算，將空間網(wǎng)格單元與帶有實際服務(wù)水平值的綠道服務(wù)范圍數(shù)據(jù)疊加，利用公式(3)所示的模型計算每個空間網(wǎng)格單元內(nèi)綠道實際服務(wù)水平值的平均值，得到綠道服務(wù)水平系數(shù)。

在公式(3)中，符號r表示網(wǎng)格單元，gridln表示城市綠道服務(wù)水平系數(shù)，ln表示綠道實際服務(wù)水平值，n表示網(wǎng)格單元內(nèi)的綠道實際服務(wù)水平值個數(shù)，ln∈r表示綠道實際服務(wù)水平值ln在格網(wǎng)單元r之內(nèi)。

步驟6，綠道對空間網(wǎng)格單元的服務(wù)能力值計算，根據(jù)綠道綜合服務(wù)能力計算模型，計算城市綠道對每個空間網(wǎng)格的綜合服務(wù)能力值，具體是將步驟4中計算得到的評價因素系數(shù)和步驟504中計算得到的綠道服務(wù)水平系數(shù)帶入公式(1)，利用公式(1)所示的模型計算每個空間網(wǎng)格單元的綜合服務(wù)能力值。

ai＝(2pi+2si+ti+ni+gi)×li(1)

式中，ai為第i個網(wǎng)格的綜合服務(wù)能力值，pi為第i個網(wǎng)格的人口系數(shù)，si為第i個網(wǎng)格的居住小區(qū)面積系數(shù)，ti為第i個網(wǎng)格的公共交通系數(shù)，ni為第i個網(wǎng)格的公共服務(wù)設(shè)施系數(shù)，gi為第i個網(wǎng)格的政務(wù)服務(wù)設(shè)施系數(shù)，li為第i個網(wǎng)格的綠道服務(wù)水平系數(shù)。

步驟7，城市綠道綜合服務(wù)能力等級空間分布計算，根據(jù)空間網(wǎng)格單元的綠道綜合服務(wù)能力數(shù)值強弱，把綠道對空間網(wǎng)格單元的服務(wù)能力劃分為不同等級，得到城市綠道綜合服務(wù)能力等級空間分布結(jié)果。

二、本發(fā)明的技術(shù)方案主要基于以下幾點：

1.城市綠道綜合服務(wù)能力分析計算模型

在實際社會生活中，影響綠道服務(wù)能力的因素多種多樣，除了綠道自身的屬性之外，綠道周邊的服務(wù)設(shè)施配套情況、公園、景區(qū)等分布情況、公共交通的便捷程度、綠道使用者的密集程度、居住小區(qū)的分布情況等因素都共同影響著綠道的實際服務(wù)能力。因此，要客觀的評價綠道的服務(wù)能力，就必須綜合考慮多種因素，結(jié)合具體實驗數(shù)據(jù)，這些因素包括：城市交通便捷性、綠道周邊公共服務(wù)設(shè)施情況、綠道周邊政務(wù)服務(wù)設(shè)施情況、城市人口分布密度、居住小區(qū)面積和綠道自身服務(wù)水平。

綜合考慮上述因素，提出一種基于規(guī)則網(wǎng)格的綠道綜合服務(wù)能力計算模型，其計算公式為公式(1)：

ai＝(2pi+2si+ti+ni+gi)×li(1)

其中，ai為第i個網(wǎng)格的綜合服務(wù)能力值，pi為第i個網(wǎng)格的人口系數(shù)，si為第i個網(wǎng)格的居住小區(qū)面積系數(shù)，ti為第i個網(wǎng)格的公共交通系數(shù)，ni為第i個網(wǎng)格的公共服務(wù)設(shè)施系數(shù)，gi為第i個網(wǎng)格的政務(wù)服務(wù)設(shè)施系數(shù)，li為第i個網(wǎng)格的綠道服務(wù)水平系數(shù)。

2.城市綠道服務(wù)水平系數(shù)計算方法

不同的城市有著自身獨特的綠道建設(shè)發(fā)展目標(biāo)，這些目標(biāo)對市民到各類綠道的可達(dá)時間范圍t提出了定量的要求，設(shè)人的平均步行速度v為1m/s，則各類綠道的緩沖區(qū)輻射半徑r可按照公式(2)進(jìn)行設(shè)置。

r＝v·t(2)

依據(jù)對應(yīng)的緩沖區(qū)輻射半徑為各類綠道建立緩沖區(qū)，得到綠道服務(wù)范圍。

根據(jù)各類綠道的空間位置和實際使用頻率差異可知，在服務(wù)水平上，社區(qū)綠道優(yōu)于城市綠道，城市綠道優(yōu)于郊野綠道。因此，按照自然數(shù)順序分別賦予各類綠道緩沖區(qū)高低相應(yīng)的相對服務(wù)水平值，相對服務(wù)水平值越高，代表綠道的服務(wù)水平越強。

綠道緩沖區(qū)的相對服務(wù)水平值設(shè)置完畢后，將帶有相對服務(wù)水平值的各類綠道緩沖區(qū)圖層疊置，通過空間疊置分析技術(shù)，將重疊范圍內(nèi)的相對服務(wù)水平值進(jìn)行加和，非重疊范圍內(nèi)的相對服務(wù)水平值保持不變，得到總服務(wù)范圍下的實際服務(wù)水平值。

最后，將空間網(wǎng)格單元與帶有實際服務(wù)水平值的綠道服務(wù)范圍數(shù)據(jù)疊加，利用公式(3)所示的模型計算每個空間網(wǎng)格單元內(nèi)的綠道服務(wù)水平系數(shù)。

在公式(3)中，符號r表示網(wǎng)格單元，gridln表示城市綠道服務(wù)水平系數(shù)，ln表示綠道實際服務(wù)水平值，n表示網(wǎng)格單元內(nèi)的綠道實際服務(wù)水平值個數(shù)，ln∈r表示綠道實際服務(wù)水平值ln在格網(wǎng)單元r之內(nèi)。由公式(3)可知，若單個空間網(wǎng)格單元內(nèi)只包含一個綠道實際服務(wù)水平值，則該綠道實際服務(wù)水平值就是此網(wǎng)格的綠道服務(wù)水平系數(shù)；若單個空間網(wǎng)格單元內(nèi)包含多個綠道實際服務(wù)水平值，則求多個綠道實際服務(wù)值的平均值做為此網(wǎng)格的綠道服務(wù)水平系數(shù)；若單個空間網(wǎng)格單元內(nèi)不包含綠道實際服務(wù)水平值，則表明此網(wǎng)格不處于綠道服務(wù)范圍內(nèi)，其綠道服務(wù)水平系數(shù)為零。

3.空間格網(wǎng)單元內(nèi)評價因素的確定及統(tǒng)計方法

由于城市綠道系統(tǒng)是為城市生活的人們提供一種新型的低碳生活方式，為滿足城市生活的人們向往與自然親密接觸的需求而建設(shè)的，因此，綠道的服務(wù)對象主要就是城市生活的居民。基于綠道服務(wù)的這一基本對象，綠道綜合服務(wù)能力評價因素的選擇應(yīng)以城市生活人、居住區(qū)和為人的生活提供便利服務(wù)的城市設(shè)施為主要考慮。也正是基于這一基本基礎(chǔ)，本發(fā)明提出選擇人口數(shù)量(gridpn)、居住小區(qū)面積數(shù)(gridresn)、公共交通點個數(shù)(gridctn)、公共服務(wù)點個數(shù)(gridcsn)、政務(wù)服務(wù)點個數(shù)(gridgsn)為綠道服務(wù)能力的評價因素。設(shè)符號r表示格網(wǎng)單元，pn表示人口數(shù)，aresi表示居住小區(qū)的面積，pct、pcs、pgs分別代表公共交通點、公共服務(wù)點、政務(wù)服務(wù)點的位置，則各評價因素的空間統(tǒng)計過程為首先將空間格網(wǎng)分別與人口分布、居住小區(qū)、公共交通站點、公共服務(wù)點、政務(wù)服務(wù)點圖層疊置，并利用公式(4)所示的模型統(tǒng)計得到。

其中，x∈r表示空間對象x在格網(wǎng)單元r之內(nèi)。

4.城市綠道綜合服務(wù)能力定級策略

按照綠道綜合服務(wù)能力計算模型，計算每個空間網(wǎng)格單元的綜合服務(wù)能力數(shù)值，然后，按照綠道對空間單元格的服務(wù)能力強弱將空間單元格劃分為i、ii、iii、iv四個等級，得到城市綠道綜合服務(wù)能力等級的空間分布狀態(tài)。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。