基于地理信息技術(shù)的城市公共體育設(shè)施服務(wù)輻射能力分析

張 欣

(武漢體育學(xué)院體育經(jīng)濟管理學(xué)院，湖北武漢 430079)

基于地理信息技術(shù)的城市公共體育設(shè)施服務(wù)輻射能力分析

張 欣

(武漢體育學(xué)院體育經(jīng)濟管理學(xué)院，湖北武漢 430079)

為了提高城市公共體育服務(wù)能力，滿足城市居民便捷、個性化的健身需求，建立了公共體育設(shè)施服務(wù)的內(nèi)在指標(biāo)體系。并以公共體育設(shè)施地理位置為中心，結(jié)合周圍社會、經(jīng)濟、人口等經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)，考慮城市交通的通行能力，建立公共體育設(shè)施綜合服務(wù)模型。同時利用地理信息及可視化技術(shù)，展現(xiàn)城市公共體育設(shè)施服務(wù)的綜合輻射范圍，分析城市公共體育輻射真空地帶，為科學(xué)規(guī)劃和布局城市公共體育設(shè)施提供科學(xué)的參考依據(jù)。

公共體育設(shè)施;輻射能力;地理信息系統(tǒng)

公共體育設(shè)施是城市綜合功能的重要載體，能夠滿足居民開展體育活動、進行運動休閑等方面的生活需求，是現(xiàn)代城市必須具備和完善的重要功能。公共體育設(shè)施的規(guī)劃和建設(shè)更是實行全民健身計劃、進一步改善國民體質(zhì)與健康狀況、提高中華民族整體素質(zhì)必不可少的保障條件。中共中央《關(guān)于進一步加強發(fā)展體育運動的通知》中指出:“各地要認(rèn)真落實國家對體育場地建設(shè)的要求和城市規(guī)劃關(guān)于運動場地面積的定額指標(biāo)?！眹鴦?wù)院印發(fā)的《全民健身計劃綱要》也明確提出“體育場地設(shè)施要納入城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃，落實國家關(guān)于城市公共體育設(shè)施用地定額和學(xué)校體育場地設(shè)施的規(guī)定。”

1 公共體育設(shè)施服務(wù)輻射能力分析

為滿足國家倡導(dǎo)的全民健身的需要，我國現(xiàn)階段需要大力發(fā)展城市公共體育設(shè)施。但是，公共體育設(shè)施建設(shè)該如何滿足某一區(qū)域的城市居民進行體育健身的需求，如何提高公共設(shè)施服務(wù)水平是擺在政府面前的主要問題。公共體育設(shè)施服務(wù)是政府為滿足社會公共體育健身需求，通過建立公共體育設(shè)施并提供體育活動項目與服務(wù)的總稱［1］。換個角度考慮，城市居民能否根據(jù)個人興趣，方便快捷地找到公共體育設(shè)施，是進行公共體育設(shè)施布局和選址的重要影響因素。通過研究若干公共體育設(shè)施的分布情況，表明城市公共體育設(shè)施自身存在一定的服務(wù)區(qū)域。如果對公共體育設(shè)施的服務(wù)區(qū)域進行界定，可體現(xiàn)出公共體育設(shè)施服務(wù)輻射能力，成為政府衡量和評價公共體育設(shè)施的重要指標(biāo)。

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)，是一門介于計算機科學(xué)、地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、空間科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)之間的新興學(xué)科。該系統(tǒng)集地理信息采集、管理、查詢、顯示、分析、操作于一體，能夠分析和處理海量地理數(shù)據(jù)，分析地理空間分布及位置特征，并為特定的地理要素提供多種信息分析方法和手段。公共體育設(shè)施的輻射能力是由體育設(shè)施自身的內(nèi)部因素，加上地理環(huán)境、人口分布、交通通達能力等外部條件，在一定區(qū)域內(nèi)滿足城市居民進行體育活動的需要所體現(xiàn)的公共體育服務(wù)覆蓋范圍。因此，政府在對公共體育設(shè)施進行布局和規(guī)劃時，可利用GIS的空間分析技術(shù)手段，綜合分析體育設(shè)施周圍人口、環(huán)境等因素，計算公共體育設(shè)施服務(wù)綜合輻射能力指標(biāo)，從而為合理布局和規(guī)劃城市公共體育設(shè)施提供決策依據(jù)。

2 城市公共體育設(shè)施服務(wù)指標(biāo)體系

影響公共體育設(shè)施布局的因素包括自然、社會、經(jīng)濟及技術(shù)因素等。自然因素主要表現(xiàn)在體育設(shè)施的建設(shè)方面，即在選址上應(yīng)考慮利用天然地形和自然條件，保證一定的建筑面積，充分利用市政設(shè)施管網(wǎng)和交通道路條件，以利于相關(guān)配套設(shè)施的建設(shè)。影響體育設(shè)施布局的社會因素主要表現(xiàn)在人口方面。體育設(shè)施及場館的興建主要是為了滿足人們體育活動的需要，所以體育設(shè)施一般興建在人口密度相對較大的區(qū)域。影響體育設(shè)施布局的經(jīng)濟因素主要表現(xiàn)為經(jīng)濟發(fā)展水平、市場需求和經(jīng)濟區(qū)位。經(jīng)濟發(fā)展水平和市場需求分別影響著體育設(shè)施的供求，所以經(jīng)濟發(fā)展水平較高、對體育設(shè)施需求旺盛的地區(qū)往往會布局更多的公共體育設(shè)施，同時考慮經(jīng)濟區(qū)位，即包括交通、信息及設(shè)施間的相互合作和聚集效應(yīng)［2］。因此，進行公共體育設(shè)施服務(wù)輻射能力分析，能夠有效地反映出設(shè)施布局的科學(xué)性和合理性。輻射分析的基礎(chǔ)條件是建立公共體育設(shè)施的指標(biāo)體系，包含三個方面的指標(biāo):

2.1 公共體育設(shè)施的服務(wù)能力指標(biāo)

公共體育設(shè)施服務(wù)能力指標(biāo)包括體育項目類型、規(guī)模、配套服務(wù)等。主要是反映公共體育設(shè)施自身的特性。運動項目類型越多，所容納的參與運動的人數(shù)越多。配套服務(wù)越完善，說明設(shè)施的覆蓋區(qū)域越大，吸引城市居民到此體育設(shè)施進行體育運動的機會也越大，公共體育服務(wù)輻射能力也越強。反之，服務(wù)輻射能力則越弱［3］。

表1 公共體育設(shè)施的服務(wù)能力指標(biāo)

2.2 體育人口指標(biāo)

體育人口指標(biāo)包括公共體育設(shè)施周邊的體育人口分布狀況、人口類型、性別、年齡結(jié)構(gòu)、體育偏好、人均收入等，這些指標(biāo)也是影響設(shè)施輻射能力強弱的重要因素。首先，居民性別、年齡結(jié)構(gòu)、職業(yè)類型、區(qū)域分布直接與體育設(shè)施規(guī)模密切相關(guān)。據(jù)調(diào)查結(jié)果表明，我國長期以來男性參加體育活動的人數(shù)比例高于女性。不同職業(yè)人群對體育服務(wù)的需求強度不同，居民的文化程度越高，對體育服務(wù)的需求也越強烈;居民的人均收入越高，對體育服務(wù)的需求會日趨旺盛［4］。體育設(shè)施服務(wù)輻射區(qū)域內(nèi)的體育人口狀況與體育設(shè)施規(guī)模數(shù)據(jù)、體育人口的運動偏好和體育設(shè)施的運動項目應(yīng)當(dāng)吻合。體育人口的人均收入能夠滿足體育設(shè)施的消費水平，才能吸引人們在此體育設(shè)施從事體育活動。

表2 體育人口指標(biāo)

2.3 設(shè)施地理位置及通達能力指標(biāo)

設(shè)施地理位置及通達能力指標(biāo)主要是考慮城市交通道路網(wǎng)絡(luò)的連通性、體育設(shè)施所屬地理位置情況、附近的道路通行能力、公共交通發(fā)達程度等。體育設(shè)施的地理位置越繁華，所處的交通道路越寬，能夠承載機動車和行人的數(shù)量越大;所經(jīng)過的公交線路越多，體育設(shè)施的服務(wù)輻射能力越強。反之，輻射能力則越弱。

表3 公共體育設(shè)施的地理位置及通達能力指標(biāo)

3 基于GIS的公共體育設(shè)施服務(wù)輻射分析模型

充分運用GIS及可視化技術(shù)，結(jié)合區(qū)位配置模型(Location Allocation Model，LA模型)，解決公共體育設(shè)施最佳選址問題，實現(xiàn)體育設(shè)施在空間上的優(yōu)化配置［5］。筆者研究體育設(shè)施空間優(yōu)化配置的主要方法，是結(jié)合體育設(shè)施的服務(wù)指標(biāo)體系，利用GIS空間分析手段獲取設(shè)施服務(wù)輻射能力范圍。通過體育設(shè)施的輻射范圍分析和控制，盡可能將體育設(shè)施服務(wù)范圍覆蓋城市區(qū)域。隨著不同體育設(shè)施的地理位置、服務(wù)指標(biāo)、環(huán)境指標(biāo)和交通指標(biāo)的差異，動態(tài)分析城市各個體育設(shè)施的輻射范圍，以達到最優(yōu)化的配置效果。

3.1 公眾體育設(shè)施服務(wù)輻射分析建模過程

在體育設(shè)施LA模型中，把公眾體育設(shè)施看作是供應(yīng)點(supply centers)，將位置已經(jīng)固定的用戶群(即體育設(shè)施服務(wù)的對象)看作是需求點(demand points)。用戶群(需求方)在空間上很可能是散布和蔓延的(比如有一定規(guī)模的鄰里社區(qū)、人口統(tǒng)計區(qū)等)，可以用線狀或面狀表示，但為了計算方便，往往用點來表示，即需求呈點狀分布。設(shè)施(供應(yīng)方)的空間位置，大多數(shù)情況下也都是以點的形式來表達［6］。

在公眾體育設(shè)施服務(wù)分析建模中，了解現(xiàn)有城市居民從事體育活動的現(xiàn)狀和需求，建立體育人口分布與設(shè)施服務(wù)的匹配關(guān)系子模型，參考需求點和供應(yīng)點的交通通達能力，動態(tài)分析體育設(shè)施服務(wù)的覆蓋范圍。具體建模步驟如下:第一步:社會居民出行從事體育活動，花在路上的時間上限為T，一般為20分鐘，最大容忍距離為R，一般不超過1 500米。當(dāng)然也可根據(jù)實際需要調(diào)整初始值。第二步:以體育設(shè)施為圓心，以初始輻射距離為半徑畫圓，計算與城市交通網(wǎng)絡(luò)的n個交點，利用GIS空間分析功能，確定這些交點在一定圓域范圍內(nèi)的人口數(shù)量、年齡結(jié)構(gòu)、職業(yè)類型三種指標(biāo)，記作(p1，p2，p3)。通過每種指標(biāo)分配一定權(quán)重記為(ω1，ω2，ω3)，計算通往體育設(shè)施的交通網(wǎng)絡(luò)交點的區(qū)域所從事體育活動的人口數(shù)量。記作:

n個交點從事體育活動的人口數(shù)量為:(PN1，PN2，…，PNn)，如圖1所示:

圖1 體育設(shè)施初始輻射范圍示意圖

第三步:按照所確定區(qū)域內(nèi)在此體育設(shè)施從事體育活動偏好項目的人口數(shù)量(SP1，SP2，…，SPn)，與從事體育運動人口數(shù)量(PN1，PN2，…，PNn)進行對比，計算吻合百分比，定義為“偏好指數(shù)”，記作:

第四步:根據(jù)交通通達能力指標(biāo)體系，確認(rèn)從交通網(wǎng)絡(luò)交點到體育設(shè)施點的連通性，并計算兩點之間的通行時間(t1，t2，…，tn)，與時間上限 T相比。再根據(jù)公交線路的數(shù)目、是否有高架橋等設(shè)施周邊特征，加以權(quán)重(φ1，φ2，…，φn)。定義為“通達指數(shù)”，記作:

第五步:參考偏好指數(shù)、消費指數(shù)和通達指數(shù)，重新計算體育設(shè)施與各個交通網(wǎng)絡(luò)交點的空間距離。記為:

第六步:根據(jù)空間距離重新確定交通網(wǎng)絡(luò)交點的空間位置，將這些交點擬合連接起來，形成體育設(shè)施服務(wù)的輻射能力范圍。并可求解體育設(shè)施與交通網(wǎng)絡(luò)交點的空間距離的平均值作為體育設(shè)施的輻射能力指數(shù)。記為:

分析計算得到的公共體育設(shè)施的服務(wù)輻射能力，如圖2所示。相比初始的圓域范圍，按照體育設(shè)施不同的方向，由于各項指數(shù)不同，得到輻射的距離也不同。因此在示意圖上形成了一個不規(guī)則區(qū)域，表明在地理空間和環(huán)境的影響下，體育設(shè)施各個方向的輻射能力也不相同。體育設(shè)施輻射能力客觀反映了體育設(shè)施的服務(wù)強度，有助于城市體育設(shè)施的科學(xué)規(guī)劃和布局，也能為已建的體育設(shè)施進行有效的評估，反映各種體育設(shè)施的服務(wù)能力和公眾影響力。

圖2 基于GIS的體育設(shè)施輻射能力范圍示意圖

3.2 基于GIS的體育設(shè)施服務(wù)輻射分析可視化表達

利用地理信息技術(shù)，為設(shè)施區(qū)位分析提供必要的空間地理數(shù)據(jù)和相關(guān)數(shù)據(jù)的支持、分析結(jié)果的可視化表達等。首先，建立多專題的圖層信息，利用GIS技術(shù)，將空間信息劃分為城市地圖、體育人口分布、城市交通網(wǎng)絡(luò)、體育設(shè)施布局等多個圖層信息;其次，收集不同性別、不同職業(yè)、不同年齡層次的人群從事體育活動的信息，在一定范圍內(nèi)利用GIS空間疊加分析功能，搜索出區(qū)域內(nèi)的體育人口分布信息。再利用城市交通網(wǎng)絡(luò)最短路徑算法功能，求解每一區(qū)域到達體育設(shè)施的最短距離，并評估網(wǎng)絡(luò)連通性要求，綜合評定通達能力指數(shù)，最后在城市地圖上確定不同體育設(shè)施的輻射范圍邊界點，擬合連接形成體育設(shè)施的輻射區(qū)域。如圖3所示，可以發(fā)現(xiàn)在城市繁華區(qū)域，由于交通網(wǎng)絡(luò)密集，體育設(shè)施的服務(wù)輻射范圍相對較大，而且由于體育設(shè)施周邊地理環(huán)境、體育人口等指標(biāo)的不同，形成了不規(guī)則的輻射區(qū)域，體現(xiàn)了不同體育設(shè)施由于人口分布、設(shè)施服務(wù)和交通網(wǎng)絡(luò)的差異，導(dǎo)致輻射的范圍存在差異。

3.3 城市公共體育設(shè)施服務(wù)布局體系建設(shè)

在城市公共體育設(shè)施服務(wù)布局體系中，政府及體育行政部門、非營利性體育組織和營利性的體育組織作為公共體育設(shè)施服務(wù)的供給主體［1］，提供市場必須的體育設(shè)施和體育項目。享有體育權(quán)利的城市居民有著廣泛的公共體育需求，可作為公共體育設(shè)施服務(wù)的需求客體。由于公共體育需求的多樣化，必然要求供給主體提供豐富的公共體育設(shè)施服務(wù)，不同的公共體育設(shè)施的輻射能力也會不同?？赏ㄟ^建立城市公共體育設(shè)施服務(wù)布局體系，保證城市公共體育服務(wù)的合理化供給，如圖4所示。

圖3 體育設(shè)施服務(wù)輻射范圍結(jié)果

圖4 公共體育設(shè)施服務(wù)布局體系

收集城市公共體育設(shè)施服務(wù)指標(biāo)，建立公共體育設(shè)施服務(wù)輻射分析模型。通過模型計算，得出城市或者某一區(qū)域的公共體育設(shè)施服務(wù)的輻射范圍，并對城市公共體育設(shè)施布局進行評價，建設(shè)完善的公共體育設(shè)施服務(wù)布局體系。一方面提高城市公共體育設(shè)施供給水平，另一方面為城市公共體育設(shè)施的合理規(guī)劃提供決策依據(jù)。

4 結(jié)論

本文旨在兼顧公平與效率原則的基礎(chǔ)上，為體育設(shè)施的空間分布探索一種合適的空間布局模式。將GIS與LA模型結(jié)合起來研究公共體育設(shè)施空間布局優(yōu)化問題［1］。其基本思想是將LA模型在解決最優(yōu)區(qū)位問題方面的空間分析能力與GIS的數(shù)據(jù)處理、地圖顯示功能相結(jié)合，直觀、清晰地表達模型運算結(jié)果，有利于決策者對公共體育設(shè)施布局規(guī)劃方案的比較、選擇和評價。分析結(jié)果表明，設(shè)施服務(wù)輻射范圍分析在一定程度上能夠改善公共體育設(shè)施空間布局的合理性，滿足了城市居民休閑健身的需求，客觀地實現(xiàn)了政府對城市公共體育設(shè)施的規(guī)劃目標(biāo)。

［1］肖林鵬，李宗浩，楊曉晨.公共體育服務(wù)概念及其理論分析［J］.天津體育學(xué)院學(xué)報，2007(2):97－101.

［2］原玉杰，靳英華.體育場館布局的影響因素分析［J］.北京體育大學(xué)學(xué)報，2007(11):1490－1492.

［3］馬云超，孫晉海.基于GIS技術(shù)的城市體育設(shè)施信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)［J］.北京體育大學(xué)學(xué)報，2010(4):27－30.

［4］姜大勇，王玉珠.影響城市社區(qū)居民體育服務(wù)需求的人口結(jié)構(gòu)因素分析［J］.體育科學(xué)，2009(12):45－48.

［5］唐少軍.基于GIS的公共服務(wù)設(shè)施空間布局選址研究［D］.長沙:中南大學(xué)碩士論文，2008.

［6］Church R.Location modeling and GIS［C］//Longley P，Goodchild M，Maguire D and Rhind D，(ed).Geographical information Systems，Vol 1，Printciples and Technical Issues，Second Edition.New York:John Wiley and Sons，1999:293 －303.

［7］陳 旸.基于GIS的社區(qū)體育服務(wù)設(shè)施布局優(yōu)化研究［J］.經(jīng)濟地理，2010(8):1254 －1258.

Radiation Ability of Urban Public Sports Facilities Service Based on GIS

ZHANG Xin
(Dept.of Sports Economics ＆ Management，Wuhan Inst.of PE，Wuhan 430079，Hubei，China)

In order to improve urban public sports facilities service，meet the convenient，personalized fitness demand of urban residents.The text has established a public sports facilities service index system and integrated service architecture on the economic and technical norms，which take geographical location of the public sports facilities as the centre，and combine the economy and technology indexes such as geographical location of the public sports facilities，social，economic and demographic.The use of GIS and visual technology performs a range of effective service radiation and vacuum area of urban public sports facilities，and simultaneously provides the basis for making scientific plans and a rational layout urban public sports facilities.

public sports facilities;radiation ability;GIS

G80－05

A

1004－0560(2012)02－0035－04

2011-12-09;

2012-01-12

國家社科基金青年項目(10CTY004)。

張 欣(1977－)，女，講師，碩士，主要研究方向為體育人文社會學(xué)、體育地理學(xué)。

責(zé)任編輯:劉紅霞

?體育人文社會學(xué)