GIS信息系統(tǒng)用于初級中學布局規(guī)劃量化的探討

摘要:隨著經(jīng)濟、社會的不斷發(fā)展，城市空間格局、人口規(guī)模和分布結構的變革對初中的空間布局產生了較大影響。本文正是從這個角度出發(fā)，利用城市地理信息系統(tǒng)的相關理論及模型，試圖來探索一種定量評價初中布局規(guī)劃的方法，使其更科學。

關鍵詞:可達性;評價;初級中學;空間布局

Abstract:However， with the rapid urban developing speed， changes on both urban spatial structure and population structure affect the spatial efficiency of middle school. Out of this consideration， this research is designed for a quantity evaluation as to optimising the spatial structure of middle school.

Keywords:accessibility;evaluate;middle school;spatial efficiency

中圖分類號:TU984.14

文獻標識碼:B

文章編號:1008-0422(2009)11-0046-03

21世紀是一個充滿機遇和挑戰(zhàn)的世紀，教育作為關鍵性的知識產業(yè)將繼續(xù)起著奠基和主導作用，全社會將更加關注和重視教育這個城市基礎資源，而城市基礎教育資源配置方式也將隨著社會經(jīng)濟發(fā)展而發(fā)生變化。目前，中學用地不斷盲目地以擴大面積建設新校區(qū)，以其來改善空間布局中存在的不合理問題。然而城市土地是有限的、不可再生的資源，這種單一的方式，導致土地使用效率不能充分發(fā)揮，造成了用地閑置和浪費。

因此，如何科學評定現(xiàn)今存在的城市中學布局規(guī)劃，如何使其在傳統(tǒng)規(guī)劃中的定性結論更具說服力，更具科學的量化分析結果做支撐，便成為我們急切要找尋和探討的一個任務。

鑒于傳統(tǒng)規(guī)劃中關于初中布局規(guī)劃一項的局限性，筆者認為可以將Gis信息系統(tǒng)這種新技術用于此類規(guī)劃，具體做法我們以武漢市武昌區(qū)初級中學布局規(guī)劃為例來探討一下此類方法的應用。

1方法的介紹

1.1根據(jù)影響中學布局的各種因素，選取影響空間布局規(guī)劃的評價因子——覆蓋率因子和距離因子。

1.2結合Gis新技術的運用，根據(jù)各評價因子選取相對應Gis中合適的分析模塊——arcgis中的緩沖區(qū)分析和空間分析中的臨近性分析。

1.3利用選取的兩個評價因子通過新技術模塊的分析，得出可達性結論，評判出該規(guī)劃的優(yōu)劣。

2實例研究說明

2.1武昌區(qū)初級中學空間布局規(guī)劃介紹

1980年以前，中學在校生規(guī)模呈迅速增長的特點，1980年以后，受適齡人口變化影響，中學在校生規(guī)模呈波動下降的特點，但入學率卻呈上升趨勢，特別是普及九年義務教育以來，我市中學教育得到了極大的發(fā)展，中心城區(qū)九年義務教育普及率已達到98%?？傮w來說，武昌區(qū)有初級中學42所，在校學生39121人;初級中學用地57.2hm2，生均用地面積14.62m2/生。根據(jù)武昌區(qū)劃分的7個教育片區(qū)，具體各片區(qū)學校分布如下(表1)。本次關于武昌區(qū)的城市初級中學的問題研究也是按照這7個片區(qū)為單位進行分析探討。

2.2覆蓋率因子分析

首先我們先定義服務區(qū)與非服務區(qū)，主要是指從需求點到供給點的距離在指定范圍(這里指定范圍為合理的服務半徑1000m)內需求點的集合稱為在服務區(qū)內，反之則為非服務區(qū)。針對我們這次研究，簡單點說就是在武昌地區(qū)，以各個學校為供給點，其依照道路走向，在服務半徑為1000m范圍內所覆蓋到的居民點，這些居民點的集合我們認為是屬于服務區(qū)范圍內，不在這個緩沖范圍內的我們則稱做非服務區(qū)。

然后按照之前劃分的教育片區(qū)為單位，統(tǒng)計每個片區(qū)內在服務區(qū)與非服務區(qū)范圍內的居民百分比，這樣就可以比較直觀的顯示，該片區(qū)的學校設施服務半徑是否合理。具體過程由下面說明:

(1)整理繪制武昌區(qū)現(xiàn)狀圖，包含初級中學設施點、道路，以及居住地塊信息(如圖2)。

首先就是運用Gis技術做的以初中學校點出發(fā)，服務半徑為1000m的緩沖分析，圖中藍色的點為學校設施點，這些點的處理過程為現(xiàn)狀的學校邊界通過查找中心點，將其轉換為點狀數(shù)據(jù)。然后依照道路系統(tǒng)做半徑為1000m的buffle分析所得。

(2)接著將兩張圖在arcgis內疊加，將屬性內容處理結合在一張圖紙上。也就是劃分出服務區(qū)與非服務區(qū)，如圖3所顯示。

圖中紅色的為在1000m緩沖區(qū)內的居民點，也就是在學校服務范圍內的居民點的集合，藍色地塊為非服務區(qū)范圍內居民點的集合，也就是應該新建學校設施的區(qū)域。

(3)最后一步，將服務區(qū)范圍內的居民點與人口密度圖進行疊加，按照教育片區(qū)為單位統(tǒng)計，計算出覆蓋率數(shù)值。

結論:根據(jù)國家標準，公共設施的服務半徑是與人口密度相對應的。在有效的初中學校服務半徑范圍內，覆蓋率百分比越大，意味著該設施服務了更多的居民，也就是可達性越高。

從統(tǒng)計的數(shù)字來看，每個片區(qū)覆蓋率基本都過半。W2，W3，W5，W6， W7區(qū)的覆蓋率超過或者85%，而W1，W4卻低于這個比例，很明顯這兩個區(qū)的設施服務水平不夠，需要提高它們的可達性。總體來說W2，W4，W6學校布點過多，屬于重復浪費資源，可以考慮拆除合并等，而W1，W4從表2可以看出是局部資源點布置過多，但東邊卻不在服務范圍內，也就是缺少學校點，應當增加學校設施點。

2.3距離因子分析

這里的距離是指從需求點到供給點的出行距離，也就是居民點到各自最近的學校所需要經(jīng)過的道路距離。通過統(tǒng)計各教育片區(qū)內到最近設施點的出行距離來衡量，數(shù)據(jù)結果得出平均出行距離、最遠距離，可以直觀地了解到設施分布是否合理。

具體評價過程為:

(1)將居住層添加各教育片區(qū)屬性值;

(2)將居住層柵格化，按照片區(qū)名這個屬性字段柵格化，分解成一個一個固定大小的cell，由于地塊面積較大，cell的大小定為10m*10m。這樣我們就得到以不同片區(qū)名為屬性的居民點的柵格圖形。

(3)將點狀的學校設施分布圖在整個武昌區(qū)范圍內進行空間分析。在arcmap中，利用空間分析功能中的straight distance進行操作就得到各設施點有效距離柵格圖(此柵格的單元cell大小也統(tǒng)一定為10m*10m)。圖4給予學校設施點周圍任何一處一個最近距離值，也就是將設施點周圍的單元cell分配到各自最近的設施點，任何cell到各自設施點都賦予一個道路距離值，并且此值唯一并是最小的服務距離值。

(4)將居住柵格圖和賦予距離值的柵格圖疊加，并進行統(tǒng)計。

將居住柵格圖以每個cell為單位，與賦予距離值的柵格圖疊加，這樣居住的每個cell就含有兩個屬性:片區(qū)名和距離值。在arcmap中的空間分析工具里的zonal statistics，進行mean平均距離的統(tǒng)計，這樣我們就可以得出我們所需要的結果(如表3)。

結論:我們可以從表3中看出，各片區(qū)的平均出行距離都在1000m以內，基本合理(可以從圖5柱狀圖中直觀看出)。但是最大出行距離這個指標看，只有片區(qū)W4為1000m以內為992m，屬于最優(yōu)化的布置。片區(qū)W1，W2，W3，W6，W7最遠為1600m左右，這種情況也屬于合理范圍內的，因為實際情況中不可能片區(qū)每個點出行距離都在1000m之內。惟獨片區(qū)W5最大出行距離為3653m，平均距離為978m接近1000m，也就是說這個片區(qū)有部分居民上學十分遙遠，不符合合理的公共設施服務范圍，因此該片區(qū)內初中點布置過少，需要適當增加布點來改善可達性。

3結論與展望

通過本次實例研究，我們可以看出，在初級中學這樣的基礎設施規(guī)劃中，我們可以采用一些新技術來做方案的評定和優(yōu)化，使得我們的規(guī)劃更具有精確的量化指標支撐，進而更科學地制定城市基礎設施的布點規(guī)劃。

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