基于大數(shù)據(jù)的鄭州城市活動空間特征研究

劉 鵬，殷青軍

(青海師范大學生命與地理科學學院，青海西寧810008)

基于大數(shù)據(jù)的鄭州城市活動空間特征研究

劉 鵬，殷青軍*

(青海師范大學生命與地理科學學院，青海西寧810008)

摘要借助新浪微博開放平臺提供的基于位置服務，獲取微博簽到大數(shù)據(jù)，通過地理信息系統(tǒng)技術將鄭州市區(qū)活動空間可視化，分析鄭州市群體活動空間的總體特征，比較基于活動頻次與基于人口規(guī)?？臻g的等級體系，討論鄭州市城市活動空間的極化原因，發(fā)現(xiàn)城市活動空間依然對人口等級存在依賴性，地理距離的作用仍然是導致空間極化的最主要原因。

關鍵詞大數(shù)據(jù)；城市活動空間；等級；微博簽到；鄭州

互聯(lián)網(wǎng)時代的大發(fā)展使得“大數(shù)據(jù)”的迅速波及社會的各個領域，并提供了全新的研究方法與視角。隨著移動智能終端設備和高速移動通信技術的發(fā)展，由此而產(chǎn)生的大量附加位置信息的數(shù)據(jù)開始被廣泛關注。由于智能移動設備、無線信息通信和互聯(lián)網(wǎng)技術的迅速發(fā)展，各種數(shù)據(jù)發(fā)生爆炸式增長，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為重要的生產(chǎn)要素并應用于各個行業(yè)[1-2]?！按髷?shù)據(jù)”使人們能從宏觀的角度更好地揭示事物間的關系發(fā)展規(guī)律。LBS(Location-based service，基于位置服務)技術在社會中取得廣泛的應用，受到學界的關注[3-6]。Naaman[7]通過研究29個城市的Twitter簽到數(shù)據(jù)，分析這些城市網(wǎng)民的活動強度進而劃分城市等級體系；甄峰[8]通過對分析中大城市間微博用戶的好友關系，分析城市間的聯(lián)系以及城市的等級；Ratti等[9]利用用戶手機位置信息，分析城市活動的強度和時空分布特征。新浪微博是國內(nèi)用戶最多的微博網(wǎng)站，提供的基于LBS的簽到服務是其最熱門的功能之一[10]。簽到數(shù)據(jù)中包括了用戶的地理位置、時間、圖像、文本信息等相關內(nèi)容。基于此，該文引入LBS大數(shù)據(jù)，通過地理信息系統(tǒng)技術(GIS)將鄭州市區(qū)活動空間可視化，并比較基于活動頻次與基于人口規(guī)模的空間等級體系，從而進一步討論鄭州市城市活動空間的極化原因。

1研究區(qū)域概況

鄭州市位于河南省中部偏北，北臨黃河、西接嵩山，地處中原腹地，是河南省政治、經(jīng)濟、文化中心，全國重要的交通樞紐[11]。行政轄區(qū)包括金水、管城、二七、中原、惠濟等5個核心城區(qū)，以及上街區(qū)、滎陽市、鞏義市、新鄭市、新密市、登封市、中牟縣等衛(wèi)星城區(qū)。截止2014年底，市區(qū)總面積1 010.3 km2，建成區(qū)面積412.7 km2，總人口937.8萬人(圖1)。

2數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源以新浪微博用戶的簽到數(shù)據(jù)為研究對象。利用用新浪微博官方提供的位置服務動態(tài)讀取接口獲取附近地點(place/nearby/pois)接口，獲取截止2014年11月的某個點位(經(jīng)緯度坐標)周邊2 000 m范圍內(nèi)的微博LBS簽到信息。通過重復設置搜索中心點，達到整個鄭州市的全覆蓋，利用ArcGIS將非本市的點和重復采集的點刪除，最終得到有效的簽到數(shù)據(jù)，記錄共計20 601條，總簽到次數(shù)1 186 370次。

圖1　鄭州市簽到點的總體布局(a)與核密度(b)分析Fig.1　The general distribution(a) and core density analysis (b) of check-in spots in Zhengzhou City

2.2數(shù)據(jù)處理采用Kernel核密度分析法對鄭州市區(qū)城市活動空間進行分析，搜索半徑默認為30 m，并通過自然斷點(Jenks)進行分類(圖2a)。對核心城區(qū)的城市活動空間分析則是在進行核密度分析的基礎上，再利用ArcScene 建立3D立體圖(圖2b)，從而更直觀的表現(xiàn)出空間分布差異程度。顏色越深代表核密度越大，活動越密集，反之則相反。

圖2　鄭州市核心城區(qū)核密度空間布局(a)與3D立體圖(b)Fig.2　The core density spatial layout(a) and 3D graph(b) in core city of Zhenghzou

3城市活動空間分布

3.1“一核多點”的等級集聚特征由圖1可知，鄭州市的活動空間分布呈現(xiàn)“一核多點”等級集聚特征，核心城區(qū)是市內(nèi)活動頻度最高的地區(qū)，是城市活動空間的中心。連霍高速公路、鄭少洛高速和107國道等交通干線及沿線城鎮(zhèn)活動頻度遠低于核心城區(qū)市中心。以核心城區(qū)為中心，外圍組團和中等城市為區(qū)域次中心，存在較為明顯的集聚特征。上街—滎陽組團、鄭汴—中牟組團、航空港組團等3個組團代表了城市地域性的重要活動空間次中心，表明活動頻率隨人口密度增加而增加的特點。西南沿鄭少洛高速一線、新密市、登封市少林大道及嵩山少林景區(qū)，龍子湖和龍湖鎮(zhèn)大學城由于人口密度相對較大，使得該區(qū)域的信息活動頻率較高。

從核心城區(qū)內(nèi)部來看(圖2)，空間分布存在較明顯“鐵路分割”的分布特點。由于鐵路“京廣線”與“隴海線”的交匯分割作用，核心城區(qū)空間活動的集聚區(qū)被分為東北和西南兩大部分。具體來看，市人民公園東側的金水路附近的密集商業(yè)住宅區(qū)是活動最為集聚的地區(qū)，其次是火車站和二七廣場地區(qū)，再次是綠城廣場和市政府附近街區(qū)，這3個區(qū)域幾乎構成了核心城區(qū)范圍內(nèi)的主要活動區(qū)域。此外，西部的高新技術開發(fā)區(qū)、北部的大學城、東部的鄭東新區(qū)CBD和龍子湖地區(qū)構成了核心城區(qū)內(nèi)部的次一級活動集聚區(qū)域。

3.2沿交通干線的帶狀布局特征由圖1可見，鄭州市區(qū)活動空間布局也呈現(xiàn)出明顯的沿交通走廊的帶狀布局特征。具體來看，主要形成了以鄭汴大道和連霍高速為東西向橫軸，以107國道為南北向縱軸，以鄭少洛高速為西南向軸，以繞城高速公路環(huán)線及沿連霍高速公路、鄭云高速公路、京港澳高速公路、鄭民高速公路等多條區(qū)域性對外聯(lián)系通道的空間布局。從市區(qū)內(nèi)部來看，東西向沿隴海線、鄭汴大道和連霍高速公路與南北向沿京廣線、京港澳高速公路兩條主要軸線一直是城鎮(zhèn)發(fā)展的主要軸線，沿線布局鄭州市區(qū)主要的城鎮(zhèn)發(fā)展組團。因此，城鎮(zhèn)組團集聚了大量的居民居住、就業(yè)等日?；顒?，組團間的通勤活動也比較頻繁，從而形成相對明顯的帶狀布局。鄭少洛高速公路至嵩山文化旅游景區(qū)的簽到記錄活動表明登封市的旅游業(yè)發(fā)展對鄭州市核心城區(qū)的依賴性很強。

由圖2可見，在核心城區(qū)內(nèi)也存在較為明顯的沿著文化北路、花園北路、中州大道、京廣快速路和嵩山南路的南北向，以及沿著隴海路、建設路、金水路和東風路的東西向帶狀布局特征，這幾條主干道也是核心城區(qū)的主要空間發(fā)展軸線，沿線分布了大量的公共服務設施，匯聚了大量的居民日?；顒印＝鹚泛徒ㄔO路、花園路和紫荊山路、地鐵1號線和2號線的走向，則是鄭州核心城區(qū)的主要的通勤路線。

4城市活動空間的等級

城市是人類活動的密集場所，其內(nèi)部不斷地進行著人員、物質(zhì)和信息的交換，區(qū)位的差異和距離的作用產(chǎn)生了城市空間等級的差異。

4.1城市活動空間等級的依賴根據(jù)《鄭州市城市總體規(guī)劃(2008—2020)》，鄭州城市總體規(guī)劃分為核心城區(qū)和衛(wèi)星城兩個層次。由表1可知簽到比(某地區(qū)簽到次數(shù)與人口數(shù)的比例)也分為核心城區(qū)、衛(wèi)星城兩大等級，印證了居民空間布局在活動空間形成中的重要作用。從數(shù)量上看，核心城區(qū)的總人口雖然占全市總人口的54.8%，但簽到次數(shù)占到總體規(guī)模的80.4%，而非核心市區(qū)的人口占全市人口的45.3%，但簽到次數(shù)卻只占19.5%，說明基于活動頻次較人口布局的等級性更加明顯。

表1　鄭州市各區(qū)總人口現(xiàn)狀和微博簽到情況

值得注意的是，新鄭市以7.0%的人口占據(jù)了19.9%的簽到比例，在所有市區(qū)里面排名第2。究其原因是由于新鄭市擁有新鄭機場、航空港試驗區(qū)和大學城等人口聚集區(qū)，是區(qū)域“流動空間”中的重要活動中心，因而微博簽到數(shù)據(jù)規(guī)模較大。說明機場、高鐵站等城市中對外聯(lián)系的重要交通樞紐是“流動空間”中區(qū)域性通勤活動的集聚區(qū)。此外，由于航空旅客和高校大學生大多具有較高的信息化水平，是微博簽到等網(wǎng)絡功能使用頻繁的重要群體，從而導致了在信息空間中活動的集聚。

4.2城市空間等級的極化距離衰減作用是地理學第一定律，空間節(jié)點對周圍區(qū)域的影響力隨距離增加而逐漸減弱[12]。在當今高度信息化的背景下，城市活動空間等級體系大體上并沒有完全改變現(xiàn)有的城鎮(zhèn)等級體系(除了機場、高鐵站等交通節(jié)點等級的提升)。資源由于距離的作用仍在高等級城鎮(zhèn)中心聚集，傳統(tǒng)意義上的城市中心仍然是城市活動的首要集聚區(qū)域，城市活動空間等級體系對已有城鎮(zhèn)等級體系的依賴仍然明顯。信息化不但沒有使城鎮(zhèn)等級體系的扁平化，反而因為實體地理空間凝聚作用，在虛擬網(wǎng)絡空間中距離的作用的弱化可能進一步導致居民在高等級城鎮(zhèn)活動的集聚，城鎮(zhèn)等級間的差距被進一步拉大，呈現(xiàn)出空間等級極化的發(fā)展趨勢。

5結語

該文借助新浪微博簽到大數(shù)據(jù)對城市活動空間總體特征進行分析，發(fā)現(xiàn)城市活動空間呈現(xiàn)出“一核多點”的等級集聚特征以及沿交通走廊的帶狀布局特征。諸如高校、工業(yè)集聚區(qū)、高鐵站、機場等由于信息化的快速發(fā)展而成為在線生活和商務出行等城市活動空間的熱點區(qū)域，在信息時代飛速發(fā)展的背景下，居民通勤過程中的活動內(nèi)容更加豐富。通過對比基于微博簽到數(shù)據(jù)與人口規(guī)模的空間等級數(shù)據(jù)，指出城市活動空間等級體系對傳統(tǒng)劃分的城鎮(zhèn)等級體系的依然存在依賴性。機場、高鐵站等區(qū)域性交通樞紐的等級有所提升，信息時代下距離的因素是進一步導致城市活動空間極化的重要原因。

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The Rescarch on Characteristics of Urban Activity Space Based on Mass Data in Zhengzhou

LIU Peng, YIN Qing-jun*

(College of Life and Geography Science, Qinghai Normal University, Xining, Qinghai 810008)

AbstractBy using location-based service(LBS) provided by Sina micro-blog open platform, check-in mass data was obtained. Based on GIS technology, visualization of the activity space of Zhengzhou was realized, general characteristics were analyzed. The hierarchy system on the basis of activity frequency and population scale space was compared. It was found that the urban activity space is still dependent on the population level, and the role of geographical distance is still the main reason for the spatial polarization.

Key wordsMass data; Urban activity space; Grade; Micro-blog check-in; Zhengzhou

作者簡介劉鵬(1988- )，男，河南開封人，碩士研究生，研究方向：地理信息系統(tǒng)和遙感應用。*通訊作者，副教授，從事遙感技術應用研究。

收稿日期2016-03-25

中圖分類號TP 79

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)12-284-03