本发明涉及计算机领域，具体涉及一种山地城市公园场地优化方法。
背景技术：
城市公园是城市重要的景观、生态和社会服务基础设施，其环境品质与场地条件同城市居民游憩、健身、社会交往等活动开展的满意度和幸福感密切相关。在快速城镇化的“增量扩张期”，部分城市公园的设计建设流于形式，忽视对使用者游憩需求的针对性识别，造成公园场地条件与游憩人群活动规律的不匹配，场地利用不充分，进而引发城市公园绿地服务绩效的极化分异。伴随城镇人口增速下降与新区建设饱和，我国城镇化进程逐渐转入以“存量优化”为工作重点的内涵发展期，“盘活存量、提高质量、匹配人口与用地、提高治理能力和服务水平”成为新时期城市各类设施、用地规建管理的核心内容。在此背景下，系统分析城市公园场地现状特征与其游憩情况之间的关联性，并以此为据制导公园场地优化调节，改善、提升城市公园存量资源的服务水平与服务效率，既尊重、顺应时代发展的客观规律，也符合城市居民的切实利益，在我国城镇化内涵发展期具有重要现实意义。
随着以地理信息系统(GIS)为代表的空间数字化技术在城乡规划、风景园林研究领域的应用推广，国内外学者分别在城市公园的可达性、环境容量、使用者满意度、绩效公平性等议题上取得了众多定量化分析的技术突破，为城市公园绿地综合评价与优化调节提供了全方位技术支持。在此背景下，对城市公园特征条件与使用情况进行双向量化，并在此基础上通过多源指标关联分析挖掘公园服务机理、预测主体游憩规律、评价公园服务绩效的相关研究将成为未来该领域的重要方向。
我国是一个多山的国家，山地城镇数量约占全国城镇总数的一半以上。在地形起伏、生态敏感、微气候多样的山地城市中，空间场所的可达性、景观条件、物理态征均与平原城市具有显著差异；并且，在山地环境中长期生活的城镇居民在日常生活习惯、审美标准以及活动规律上也有着鲜明的山地特色。因此，山地城市公园场地特征变量的指标梳理、指标计量的方法拟定、游憩强度的统计分析均需结合其地域特殊性进行适应改良。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种山地城市公园场地优化方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种山地城市公园场地优化方法，包括以下步骤：
S1，获取山地城市公园场地特征变量指标，建立目标公园场地特征变量数据库；
S2，采集山地城市公园场地游憩强度数据，建立该山地城市公园场地游憩强度数据库；
S3，将山地城市公园场地特征变量与游憩强度进行关联分析；
S4，根据分析结果对山地城市公园的场地优化调节。
进一步的，步骤S1包括以下步骤：
S1-1、拟定山地公园场地特征指标，特征指标包括：场地特征包括可达性、场地参数、景观参数、物理参数以及设施参数；
其中，
所述可达性包括出入口联系更捷度、场地交互联系便捷度、设施联系便捷度；以以
所述场地参数包括场地规模指数、场地形状指数、场地起伏度；
所述景观参数包括场地视野开阔度、场地景观多样性、场地植被丰富度；
物理参数包括日照指数、声环境舒适度、温湿环境舒适度；
设施参数包括设施配置率、设施舒适性和无障碍水平；
S1-2、根据公园矢量地形图与卫星影像从目标公园场地原始数据中提取所述特征指标；
S1-3、对目标山地公园中各个场地原始测量数据进行拓扑计算与统计分析，获得目标山地公园的各个场地的特征变量指标，建立目标公园场地特征变量数据库。
进一步的，步骤S2包括以下步骤：
S2-1、对目标公园在指定日期内进行游憩强度测量，得出目标山地公园游憩强度单日数据，以及该目标公园中各个场地的游憩强度单日数据；
S2-2、利用时间序列分析法与山地城市公园游园人数分析的季节模型拟合预测目标山地公园中各个场地的游憩情况的年度数据；
S2-3、结合山地城市人群游憩行为的季节规律，加权计算各公园场地游憩强度指标的年均值，建立目标公园场地游憩强度数据库。
进一步的，步骤S3包括以下步骤：
S3-1、以目标山地公园为计算单元，通过均值法与离差法对目标山地公园的不同场地的特征变量与游憩强度数据进行去量纲与标准化处理；
S3-2、运用灰色关联度分析法对目标山地公园的各个场地的全部场地特征变量与游憩强度的标准化指数进行系统关联分析；
S3-3、分别计算确定各场地特征变量对游憩强度影响的重要性排序和权重贡献值，建构城市公园场地特征与游憩指标的关联分析模型。
进一步的，步骤S4包括以下步骤：
S4-1、将公园场地游憩强度指标与场地面积的比值作为场地“空间饱和度”指标，分别计算目标山地公园中各个场地的空间饱和度；
S4-2、结合山地城市公园环境容量标准，确定空间饱和度过低和过高的“问题场地”与“问题公园”；
S4-3、利用前述场地特征变量与游憩数据的关联分析模型，按山地城市公园的场地设计标准计算推导问题场地的优化条件并予以调节；
S4-4、重复执行步骤S1-S4，检验优化效果。
本发明的有益效果是：该方法从目标山地公园本身的场地特征变量指标以及目标山地城市公园场地游憩强度数据入手，对特征变量以及游憩强度进行关联分析，从而快速、全面、准确的对目标山地城市公园场地进行优化，从而使得目标山地公园的各个场地的使用更为合理，避免了目标山地公园的部分设施设备等过度使用或浪费。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明的流程示意图；
图2是本发明的研究内容示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1-2所示，本发明提供了一种山地城市公园场地优化方法，包括以下步骤：
S1，获取山地城市公园场地特征变量指标，建立目标公园场地特征变量数据库。
其中，步骤S1包括以下步骤：
S1-1、拟定山地公园场地特征指标，特征指标包括：场地特征包括可达性、场地参数、景观参数、物理参数以及设施参数；
其中，
所述可达性包括出入口联系更捷度、场地交互联系便捷度、设施联系便捷度；
所述场地参数包括场地规模指数、场地形状指数、场地起伏度；
所述景观参数包括场地视野开阔度、场地景观多样性、场地植被丰富度；
物理参数包括日照指数、声环境舒适度、温湿环境舒适度；
设施参数包括设施配置率、设施舒适性和无障碍水平；
S1-2、根据公园矢量地形图与卫星影像从目标公园场地原始数据中提取所述特征指标；
S1-3、对目标山地公园中各个场地原始测量数据进行拓扑计算与统计分析，获得目标山地公园的各个场地的特征变量指标，建立目标公园场地特征变量数据库。
实际计算与分析时，可采用但不限于以下方法进行，首先，利用需测量的目标公园的矢量地形图(如1:500CAD矢量地形图)与卫星影像(如GeoEye-1卫星影像)提取公园各场地距出入口、其他场地、重要设施的路径距离与坡度关系，场地水平投影面积、周长、高程数据，场地周边植被、建筑物分布及高度数据；利用便携式气象仪(如Kestrel4500)、多功能声级计(如AWA5636)与空间注记方式测量获得各场地温度、湿度、风速、音量的多点、多时段监测数据以及场地设施数量、分布状况与维护水平的观测数据。之后，结合山地城市公园可达条件、形状特征、景观视线、小气候环境、设施配置、无障碍水平等情况的特殊性，改良国内外既有公园可达性、形态特征、景观条件、小尺度环境物理态征与服务设施水平等议题的相关评价方法与分析模型；利用GIS与SPSS系统平台的空间拓扑分析与数理统计分析功能，对前述实测数据进行分类计算，可获得需测量目标公园场地特征变量的基础数据库。
S2，采集山地城市公园场地游憩强度数据，建立该山地城市公园场地游憩强度数据库。
具体的，步骤S2包括以下步骤：
S2-1、对目标公园在指定日期内进行游憩强度测量，得出目标山地公园游憩强度单日数据，以及该目标公园中各个场地的游憩强度单日数据。
具体的，采用定点观察注记与对空间摄像数据分析提取相结合的方式，分批次对需测量目标公园的全部场地进行单日游憩强度指标测量。以在目标场地中停留2分钟以上的游人样本为场地游憩强度指标统计的有效样本，分别对各公园开放时间内每块场地中符合上述标准的停驻游人频次及其相应停驻时间进行统计与乘积求和，获得每块场地的单日游憩强度指标。
S2-2、利用时间序列分析法与山地城市公园游园人数分析的季节模型拟合预测目标山地公园中各个场地的游憩情况的年度数据。
首先，采用现有的国内外城市公园与城市公共空间游憩强度测量标准和统计分析方法，确定设定天数内的指定计量日，其中，设定天数可设为但不限于为40天，月均3个常规计量日+4个周末或节假日，单日测量指标为基础数据的城市公园年度游憩指标拟合分析与加权计算方案。在此基础上，分批次对需测量目标公园的全部场地进行单日游憩强度指标测量。之后，利用时间序列分析法与山地城市公园游园人数分析的季节模型对40个样本计量日的测量数据进行分段拟合，模拟场地游憩强度的年度变化趋势，并计算获得各季度均值。
S2-3、结合山地城市人群游憩行为的季节规律，加权计算各公园场地游憩强度指标的年均值，建立目标公园场地游憩强度数据库。
具体的，对山地城市人群游园季节规律进行调研统计，结合调研统计数据与专家打分法(Delphi Method)、层次分析法(AHP)确定山地城市中各季度游憩活动与节假日游憩活动的重要性权重系数，加权计算获得目标公园场地各时段游憩强度指标，获得场地游憩强度的年均值。
S3，将山地城市公园场地特征变量与游憩强度进行关联分析。
其中，步骤S3包括以下步骤：
S3-1、以目标山地公园为计算单元，通过均值法与离差法对目标山地公园的不同场地的特征变量与游憩强度数据进行去量纲与标准化处理。
运用均值法对特征变量与游憩强度数据进行去量纲处理，计算单个场地各项指标与公园全部场地均值指标的商值，获得相应场地指标的无量纲数据。同时，为避免外部效应与目标公园个体差异造成的数据离散对关联分析的误差影响，实现全部场地数据整体关联的可操作性，运用离差法，以单个目标公园为计算单元，对全部场地特征变量与游憩强度指标的无量纲数据进行标准化处理，将相关指标调整为数值在0～10区间范围内的标准指数。
S3-2、运用灰色关联度分析法对目标山地公园的各个场地的全部场地特征变量与游憩强度的标准化指数进行系统关联分析。
利用灰色关联度分析法，分别将各场地的游憩强度与特征变量标准化指数作为“参考数列”和“比较数列”，用MATLAB系统计算求取两组数列的关联系数。
S3-3、分别计算确定各场地特征变量对游憩强度影响的重要性排序和权重贡献值，建构城市公园场地特征与游憩指标的关联分析模型。
对灰色关联度分析获得的场地特征变量对游憩强度影响的关联系数大小进行排序，结合排序结果判别各特征变量对游憩值影响值的强弱关系，关联系数越大，则该特征变量对游憩强度影响值越大，这里所涉及的场地特征变量包括场地出入口联系更捷度、场地交互联系便捷度、设施联系便捷度，场地规模指数、形状指数、起伏度，场地视野开阔度、场地景观多样性、场地植被丰富度，场地日照指数、声环境舒适度、温湿环境舒适度，场地设施配置率、设施舒适性、无障碍水平之一或任意组合。运用均值法与离差法，将相应关联系数值转换为特征变量对场地游憩强度的权重贡献值，结合特征变量指标体系即由前面每项指标的计算形成的相应计算公式与灰色关联度法确定的权重值联立起来得到的体系，建构以各场地特征指标为自变量，公园游憩指标为因变量的方程组，形成山地城市公园场地特征与游憩指标关联分析模型。
S4，根据分析结果对山地城市公园的场地优化调节。
具体的，步骤S4包括以下步骤：
S4-1、将公园场地游憩强度指标与场地面积的比值作为场地“空间饱和度”指标，分别计算目标山地公园中各个场地的空间饱和度。
S4-2、结合山地城市公园环境容量标准，确定空间饱和度过低和过高的“问题场地”与“问题公园”。
S4-3、利用前述场地特征变量与游憩数据的关联分析模型，从公园场地立体交通组织、高差消化与处理、山水景观利用、物理环境优化、无障碍设计五方面按山地城市公园的场地设计标准计算推导问题场地的优化条件并予以调节。
结合国内外文献研究与工程实践经验总结，从山地城市公园可达条件、形状特征、景观视线、小气候环境、无障碍标准等情况的特殊性等方面。
首先，以公园场地游憩强度指标与场地面积原始数据的比值作为场地“空间饱和度”指标，分别计算各案例公园场地的空间饱和度。在此基础上，结合山地城市公园环境容量标准，判定公园场地使用状态，筛选出空间饱和度指标均值偏低、离差较大以及存有过低、过高极值(即场地利用不充分、不均衡、人群极化分布)的“问题公园”与相应“问题场地”进行优化实证。之后，利用前述分析建立的场地特征变量与游憩指标关联模型，解析上述公园场地利用的问题成因，计算推导问题场地达到预期目标的优化条件，对问题场地进行定量调节，针对利用率低的场地提升和针对饱和度高的场地引导相应游憩强度指标的回落。
S4-4、重复执行步骤S1-S4，检验优化效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。