重慶市渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)交通可達性研究

鄭稚棚　吳鳳敏　張斌　黃河　柳旭蕾　盧婭

摘 要：文章借助GIS軟件平臺，運用柵格成本距離加權算法，全面考慮交通要素（公路、城市道路、農村道路等）、自然地表要素（陸地和水域）及地形要素（坡度），分析渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)交通可達性特征（縣域、鎮(zhèn)域），結果表明：渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)整體交通可達性較低，3 h交通圈層總面積不到全域總面積的25%，通達性在政府駐地及其附近區(qū)域最高，向外逐漸呈放射狀遞減的趨勢，變化以平地較高，隨著坡度增加而逐漸降低。

關鍵詞：道路通達性 渝東南 時間成本 成本距離加權

中圖分類號：F127 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（a）-0003-04

Abstract： This paper usedtime cost weighted method to calculate the road accessibility of county and town based on road factors （high way， urban road and country road）， natural surface factors （land and water area） and terrain factor （slope） in Southeast Chongqing. The result shows that， the area of 'Three Hours'road accessibility is less than 25% of total area of Southeast Chongqing. The study also finds that high accessibility areas area concentrated in seat near by the government and the road accessibility decreases with the increase of slope.

Key Words： Road accessibility； Southeast Chongqing； Time cost； Raster cost weighted

可達性的概念是Hansen在1959年提出的，認為可達性是一種特定的交通系統(tǒng)從某一指定地點到達另一指定地點的難易程度[1]。可達性是反映交通成本的基本指標[2]，是理解社會、經濟和政治觀點的基礎[3]。國內外對可達性的研究對象為高速路網、城市環(huán)形公路、鐵路網、航空以及城市或區(qū)域綜合道路網等。對于交通可達性而言，其測量指標為交通成本，評價指標包括：距離、時間和運輸成本[4-12]。

國內外學者對于可達性的計算一般采用矢量數(shù)據，通過計算直線距離、緩沖區(qū)或利用交通線路圖進行拓撲變換來計算某一區(qū)域的空間可達性[13]，這些方法計算結果均為網絡線狀結構，不能對區(qū)域范圍的面狀空間對象進行通達性分析，此外，也沒有對區(qū)域自然條件進行考慮，與區(qū)域實際交通情況差異較大?；跂鸥駭?shù)據的成本加權距離計算方法可以很好地解決可達性測度中的以上問題。王振波提出運用柵格成本加權距離算法計算全國縣（市、區(qū)）域單元的空間可達性并進行區(qū)域劃分，進而探討中國大區(qū)域交通可達性與人口分布的關系，為區(qū)域規(guī)劃、交通規(guī)劃和中國人口配置提供科學依據[3]。

該文借助GIS軟件平臺，基于時間成本距離加權的方法，全面考慮交通要素（公路、城市道路、農村道路等）、自然地表要素（陸地和水域）及地形要素（坡度），分析渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)交通可達性區(qū)域特征，為交通規(guī)劃、經濟和人口布局配置提供科學依據。

1 研究區(qū)及研究方法

該文以重慶市渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)6個區(qū)縣（黔江區(qū)、武隆縣、酉陽土家族苗族自治縣、秀山土家族苗族自治縣、石柱土家族自治縣、彭水苗族土家族自治縣）、192個鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道為研究單元。研究采用第一次全國地理國情普查數(shù)據（道路交通數(shù)據、水系數(shù)據、行政區(qū)劃數(shù)據、政府駐地等資料，數(shù)據截止時間為2015年6月底）和1∶5萬DEM數(shù)據。其中道路交通數(shù)據包括公路、城市道路、鄉(xiāng)村道路等；水系包括河流、湖泊及水庫。

該文對區(qū)域可達性的計算定義為在一定時間內，從該區(qū)域內區(qū)縣或鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道駐地出發(fā)向周邊出行的平均距離，研究將區(qū)域地表類型分類兩類，陸地和水域。陸地按照出行方式分為車行和步行兩種，其中，車行速度與道路類型和道路等級相關；假設除道路外的陸地可以向任意方向出行，出行方式為步行，步行速度主要受坡度影響，按照不同坡度等級設定步行速度。為盡可能提高計算精度，像元大小選定為25 m×25 m。研究技術路線如圖1所示。

2 地物成本柵格圖

該文時間成本設定為平均出行25 m大約所需要的秒數(shù)，即：time_cost=90/speed，具體速度設定如表1所示。其中，公路出行速度設定結合《中華人民共和國行業(yè)標準：公路工程技術標準（JTG B 01-2014）》以及渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)實際情況，采用最高速度限制方法，高速公路設定為120 km/h，其余各級公路分別為100 km/h、80 km/h、60 km/h、40 km/h、20 km/h等；城市道路按照主干道、次干道和支路，速度分別為80 km/h、60 km/h、40 km/h；鄉(xiāng)村道路按照道路等級設定為20 km/h、10 km/h、6 km/h；考慮到水域同樣具有通行能力，水域平均出行速度為1 km/h。除道路之外的陸地，其出行速度按照坡度分級分別設定最高速度限制，考慮到大于35°人已經難以通行，因此將最高速度設定為0.1 km/h。

按照要求，將各矢量數(shù)據層進行時間成本屬性賦值，并轉為柵格數(shù)據，最后對各類時間成本值柵格數(shù)據進行空間疊加得到空間地物的時間成本柵格圖（圖1～圖4）。圖中顯示，渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)可達性成本沿道路沿線最低（紅色區(qū)域），集中分布于每個區(qū)縣城區(qū)或鎮(zhèn)區(qū)附近；其次為區(qū)域內部坡度小于15°的平坦地區(qū)（黃色區(qū)域），主要分布于渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)南部的秀山土家族苗族自治縣的樹枝狀峽谷區(qū)以及酉陽土家族苗族自治縣的中部南北向狹長谷地；可達性成本最高的地區(qū)為坡度大于25°的陡峭坡地（綠色區(qū)域）。

3 鎮(zhèn)域可達性分析

該文選取渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)192個鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道為研究單元，以每個鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道駐地具體位置建立POINT點對象圖層，在ArcMap中利用cost distance工具，基于time_cost圖層，計算出每個POINT點的成本加權距離，依據“3 h交通圈”目標，按照30 min時間成本對每個點的柵格成本加權距離圖劃出6個圈層（圖5）。

從可達性數(shù)值分布來看，渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū) “3 h交通圈”總面積為4 089.85 km2，占區(qū)域總面積的20.65%，渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)鎮(zhèn)域范圍內30 min交通圈層面積29.72 km2，占渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)總面積的0.15%；1 h交通圈層面積124.84 km2，占區(qū)域總面積的0.63%；2 h交通圈層828.28 km2，占區(qū)域總面積的4.18%。

空間格局上，渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)鎮(zhèn)域可達性最高區(qū)域主要集中在鎮(zhèn)區(qū)及其附近區(qū)域，且各區(qū)縣城區(qū)范圍內的鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道可達性較高，整體上形成了以鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道駐地為核心，逐漸向外圍呈射線狀擴散。交通可達性較高區(qū)域沿道路分布，因此交通可達性可以直接反映道路分布情況。此外，在沒有道路分布的區(qū)域，道路通達性以平地較高，隨著坡度的增加而逐漸降低。

4 縣域可達性分析

縣域（區(qū)）可達性分析則以各區(qū)縣政府駐地為POINT點，計算到達該駐地的時間成本，按照鎮(zhèn)域分析的方法，以每個區(qū)縣小于0.5 h、0.5～1 h、1～1.5 h、1.5～2 h、2～2.5 h、2.5～3 h共6個時間圈層，分別計算各個圈層的可達性面積（圖6～圖7）。

渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)交通可達性整體上較低，3 h交通圈層總面積不到全域總面積的25%，通達性在區(qū)縣政府駐地及其附近區(qū)域最高，向外逐漸呈放射狀遞減趨勢。其中，“1 h”時間圈層中，秀山土家族苗族自治縣可達性區(qū)域面積最大，表明秀山土家族苗族自治縣整體較為平坦，區(qū)域通達性較好；武隆縣道路通達性最差，主要原因是道路在布局上主要分布于城區(qū)附近，向外圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)延伸道路較少，交通條件較為閉塞。

5 結論與討論

渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)地處武陵山區(qū)腹地，由于地理條件的限制，交通較為閉塞，經濟也較落后，目前仍然是重慶主城區(qū)較難輻射到的一個區(qū)域。因此對渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)的交通現(xiàn)狀以及交通可達性進行分析，有利于后續(xù)交通布局及交通線路建設等，具有重要的實際應用價值。

該文借助GIS軟件平臺，運用柵格成本加權距離算法，對渝東南生態(tài)保護發(fā)展區(qū)鎮(zhèn)域及縣域可達性進行分析，成果可以為區(qū)域規(guī)劃、交通規(guī)劃提供科學依據。

該文在交通可達性分析方面還存在一些問題需要進一步研究探討，首先文章對同一級別的道路采用了最高的速度標準，沒有從實際情況考慮道路的通行速度；其次，對于時間成本的計算只考慮了道路、坡度及水域3個因素，沒有從用地類型方面對交通可達性進行分析，這些都是今后研究需要進一步深入的方向。

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