武汉地处江汉平原东部、长江中游，长江及其最大支流汉江在此交汇，形成武汉三镇(武昌、汉口、汉阳)隔江鼎立的格局，整个武汉市分为13个行政区。市内江河纵横、湖港交织，水域面积占全市总面积的四分之一，因此被誉为“百湖之市”。武汉市人口众多，截至2023年末统计数据，武汉市常住人口达到1377.40万人，地区生产总值(GDP)为20011.65亿元。武汉是中国重要的工业基地、科教基地和综合交通枢纽，拥有雄厚的产业基础和强大的科技创新能力。

通过ArcGIS数字化处理的方法，结合天地图·湖北( https://hubei.tianditu.gov.cn/ )和高德地图，将武汉市的居民点边界进行矢量化处理，得到了武汉市住宅用地的图层数据，如 图1 所示。

城市生态绿地主要包括公园绿地、居住区绿地、生产绿地、防护绿地和其它绿地，综合考虑后本文选取公园绿地作为研究的城市生态绿地对象来进行具体分析。公园绿地通过ArcGIS数字化处理的方法，结合天地图·湖北和高德地图，将武汉市各公园绿地进行了矢量化处理。考虑到大多公园绿地占地面积大，且有许多入口，便将公园绿地边界及公园绿地的入口处一起标识出来，形成武汉市公园绿地的图层数据，如 图2 所示。

首先步行网络是从道路网络中，将行人无法步行通过的高速公路、匝道、建筑内部路网等道路去除。考虑到大部分建筑内部不对外开放，故本文的步行网络也不考虑城市建筑内部路网。

其次地铁网络通过ArcGIS数字化处理的方法，结合天地图·湖北和高德地图，将地铁线路与地铁站点矢量化处理。形成现有的地铁网络和拟建地铁网络建成以后的地铁网络两个图层数据。截至2021年年底，现有地铁网络包括1、2、3、4、6、7、8、11和21号线，共9条线，240个站点。拟建地铁网络建成后，武汉市新建地铁线路包括5号线、10号线、12号线、16号线、19号线以及6号线二期、7号线北延线、11号线二、三、四期等线路，根据武汉市第四期地铁建设规划批复，预计2024年建成完工，建成后武汉地铁共计14条线，382个站点。

最后构建两个出行网络数据集，分别为现阶段已建成的和正在规划的地铁线路完成阶段的数据集。在创建两个网络数据集时，对数据也进行了拓扑和连接，保证出行网络的连通性。将步行网络赋予步行速度4.5 km/h [22] ，地铁网络赋予地铁行驶速度30 km/h，形成了最终的出行网络数据库，如 图3 所示。

网络分析法是一种基于交通线网的研究方法，它通过对不同的出行方式和道路赋予特定的通行速度及其他相关参数，构建出网络数据集，进而进行可达性分析。在成功建立网络数据集之后，我们可以利用ArcGIS软件的Network Analyst网络分析功能来深入探索这些数据。

ArcGIS的Network Analyst扩展模块提供了五种不同的分析方式，以满足多样化的研究需求。其中，新建OD成本矩阵是一种研究网络中众多起点到众多目的地之间最小成本路径的方法。这种方法允许我们指定多种阻抗因素，如障碍点、障碍线、障碍面、时间、距离等，从而更精确地模拟实际情况。OD成本矩阵的求解原理在于寻找各起始点到目的地的最小成本路径。值得注意的是，这些求解形成的线虽然是连接起始点和目的地点的直线，但在实际分析中，我们会根据网络数据集中的道路和交通信息，计算出实际的最优路径，而非简单的直线连接。

本文旨在借助ArcGIS 10.4软件，构建两个出行网络数据集：一是基于当前已建成的地铁线路，二是基于正在规划且预计完成阶段的地铁线路。随后，利用ArcGIS 10.4中Network Analyst模块的新建OD矩阵分析工具，深入探讨居民从各个居住点出发，分别通过这两个网络数据集，在45分钟时间限制内到达城市生态绿地的情况。

具体实施过程中，将居民点的数据设定为OD矩阵的起点，而将生态绿地入口点的数据设定为OD矩阵的终点。根据过往研究成果，居民的出行耗时普遍在25至60分钟之间，但考虑到城市规模、出行方式及出行目的等因素对居民可接受的最大出行时间的影响，本文特别将居民的出行时间限制设定为45分钟，以此作为阻抗参数。

在此基础上，分别构建了两个OD矩阵：一个是反映现有地铁线路条件下，居民在45分钟内能够到达的生态绿地可达性情况；另一个是预测拟建中的地铁线路建成后，居民在同样时间限制内能够到达的生态绿地可达性情况。这一研究不仅有助于我们更好地理解城市交通网络对居民生态绿地可达性的影响，同时也为城市规划者和决策者提供了宝贵的参考依据，以进一步优化城市交通布局，提升居民的生态环境质量。

在当前由地铁网络和基础道路网络组成的交通数据集中，我们分析了4690个居民点在45分钟通行时间内的生态绿地可达性。 图4 结果显示，有4312个居民点能够到达生态绿地，且它们能够到达的生态绿地入口数量各不相同。具体来说，1318个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量在1~51个，653个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量在51~101个，397个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为101~151个，396个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为151~201个，419个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为201~251个，462个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为251~301个，406个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为301~351个，193个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为351~401个，67个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为401~451个，1个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为451~501个。其中，居民点45分钟内可到达的生态绿地入口处数量中值为124个，可到达的生态绿地入口处数量的最大值为456个。

在规划由地铁网络和基础道路网络组成的交通数据集中，我们分析了4690个居民点在45分钟通行时间内的生态绿地可达性。 图5 结果显示，有4365个居民点能够到达生态绿地，且它们能够到达的生态绿地的数量有所不同。具体来说，1024个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量在1~51个，494个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量在51~101个，366个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为101~151个，446个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为151~201个，494个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为201~251个，465个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为251~301个，453个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为301~351个，346个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为351~401个，174个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为401~451个，81个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为451~501个，22个居民点45分钟内可以到达的生态绿地入口处数量为501~551个。其中，居民点45分钟内可到达的生态绿地入口处数量中值为185个，可到达的生态绿地入口处数量的最大值为536个。

表1 显示在地铁规划实施并完成建设后，居民在45分钟内能够抵达的生态绿地入口数量中值从原先的124个显著提升到了185个，同时，可到达的生态绿地入口数量的上限也由456个增加至536个。总体来看，地铁的建成大幅增加了居民在45分钟通勤圈内可访问的生态绿地数量，不仅丰富了居民对生态绿地的选择范围，还有效提升了各个生态绿地的使用效率和价值。

从结果中筛选出了可达生态绿地入口处数量变化较大的18个居民点进行具体研究。其中，郁馨花园、烽火村、新世纪长江、丰收小区、丰收村、陆家街和邮政小区均位于拟新建5号线的烽火村和八铺街地铁站点之间，5号线的新建使以上居民点的可达生态绿地入口处数量平均增加约401个。顶秀嘉园、粮道街住宅楼、楚才小区和警官大院均位于拟新建的5号线司门口黄鹤楼地铁站点附近，5号线的新建使以上居民点的可达生态绿地入口处数量平均增加约375个。柴林头位于拟新建的5号线和10号线的可换乘地铁站点余家头附近，5号线和10号线的新建使柴林头的可达生态绿地入口处数量增加436个。和平花苑和民族新村位于拟新建的5号线和12号线的可换乘地铁站点科普公园附近，5号线和12号线的新增使得和平花苑和民族新村可达生态绿地入口处数量平均增加约392个。港东名居位于拟新建的12号线园林路地铁站点附近，12号线的新增使得港东名居的可达生态绿地入口处数量增加352个。水岸星城位于拟新建的12号线秦园路地铁站点附近，12号线的新增使得水岸星城的可达生态绿地入口处数量增加381个。紫竹园和后湖华庭位于拟新建的12号线后湖四路地铁站点附近，12号线的新增使得紫竹园和后湖华庭可达生态绿地入口处数量平均增加约355个。

这18个可达生态绿地入口处数量变化最大的居民点，都位于武汉市中心城区内部，周边生态绿地相当丰富，但都处在当前的地铁网络的盲区。而地铁5号线和12号线的建立正好弥补了这些盲区，使得这18个居民点45分钟内可达的生态绿地入口处大大增加，极大程度上提高了城市生态绿地的可达性。

在当前由地铁网络和基础道路网络组成的交通数据集中，我们分析了4690个居民点在45分钟通行时间内的生态绿地可达性，如 图6 所示。 图7 结果显示，有4312个居民点能够达到最近的生态绿地。具体来说，683个居民点可以在0~5分钟内到达最近的生态绿地，1128个居民点可以在5~10分钟内到达最近的生态绿地，1042个居民点可以在10~15分钟内到达最近的生态绿地，591个居民点可以在15~20分钟内到达最近的生态绿地，301个居民点可以在20~25分钟内到达最近的生态绿地，201个居民点可以在25~30分钟内到达最近的生态绿地，162个居民点可以在30~35分钟内到达最近的生态绿地，112个居民点可以在35~40分钟内到达最近的生态绿地，92个居民点可以在40~45分钟内到达最近的生态绿地。其中，居民点20分钟内可达的生态绿地情况占总数据的近80%，居民点的可达最短时间中值为11.43分钟，可达最短时间的最大值为44.8分钟。

在规划由地铁网络和基础道路网络组成的交通数据集中，我们分析了4690个居民点在45分钟通行时间内的生态绿地可达性，如 图8 所示。 图9 结果显示，有4365个居民点能够达到最近的生态绿地。具体来说，715个居民点可以在0~5分钟内到达最近的生态绿地，1126个居民点可以在5~10分钟内到达最近的生态绿地，1064个居民点可以在10~15分钟内到达最近的生态绿地，655个居民点可以在15~20分钟内到达最近的生态绿地，301个居民点可以在20~25分钟内到达最近的生态绿地，183个居民点可以在25~30分钟内到达最近的生态绿地，142个居民点可以在30~35分钟内到达最近的生态绿地，101个居民点可以在35~40分钟内到达最近的生态绿地，78个居民点可以在40~45分钟内到达最近的生态绿地。其中，居民点20分钟内可达的生态绿地情况占总数据的近82%，居民点的可达最短时间中值为11.40分钟，可达最短时间的最大值为44.8分钟。

表2 显示在地铁规划实施并完成建设后，45分钟内可以找到最近生态绿地的居民点增加了53个，可达最短时间缩短的最大值为32.91分钟。居民点20分钟内可达的生态绿地情况占比提高了2%。可达生态绿地最短时间在20分钟内的居民点主要分布在中心城区。这些区域经济发展较快，是武汉的中心区域，地铁的分布较为密集，且绿色资源丰富，人们到达生态绿地本身具有优势。再加上新建的5号线、10号线、12号线、16号线和19号线的大部分站点线路也分布在这些区域，更加促进了这些区域的可达最短时间的变化。

规划中地铁的建设，使得许多居民点可达生态绿地的最短时间大大缩短，提高了城市生态绿地可达性，让居民可以更快地到达城市生态绿地。从结果中筛选出了可达最短时间变化较大的18个居民点来进行具体研究。在这18个居民点中，发现烽火·馨德紫园、红旗欣居、金鑫·御江名苑、郁馨花园、列车新村、烽火村、城南新居、汇东佳韵、列电小区和余家湾村均位于拟新建5号线的烽火村地铁站点附近，由于5号线的新建使这几个居民点的可达最短时间平均缩短了约25分钟。而南国都市(长征村还建房)位于拟新建的12号线的罗家村地铁站附近，12号线的新建使南国都市(长征村还建房)的可达最短时间缩短了约28分钟。堤后街和中大·长江紫都紫薇苑位于拟新建的11号线三期的江安路地铁站和11号线四期的张家湾地铁站之间，11号线三期和四期的新建使堤后街和中大·长江紫都紫薇苑的可达最短时间平均缩短了约29分钟。孙吾咀和汤山头村位于拟新建的11号线四期的武汉西站附近，11号线四期的新建使孙吾咀和汤山头村的可达最短时间平均缩短了约28分钟。国际丽都和航天兴隆国际位于拟新建的7号线北延线的马池地铁站附近，7号线北延线的新建使国际丽都和航天兴隆国际的可达最短时间平均缩短了28分钟。张家铺位于拟新建的19号线的武东地铁站点附近，19号线的新建使张家铺的可达最短时间缩短了26分钟。

这18个可达生态绿地的最短时间变化最大的小区，都位于中心城区边缘地带。虽然周边生态绿地相对丰富，但在目前地铁线路的情况下，前往生态绿地还是相对困难，花费的时间较多。而由于规划中的地铁建设，使得这些居民点附近有了相应的地铁站点，为他们的出行提供了极大的便利，也能让他们更快更好地享受城市生态绿地。