基于GIS的鳳陽縣初級中學(xué)布局分析研究

武加成+陳賽狄+劉玉巧

摘要：選取安徽省鳳陽縣，利用ARCGIS技術(shù)分析了當(dāng)?shù)貙W(xué)校的空間布局結(jié)構(gòu)，在ARCGIS中創(chuàng)建學(xué)校、農(nóng)村等空間要素，采用空間緩沖區(qū)分析、泰森多邊形分析等相關(guān)空間分析方法，從地理空間的視角分析與評測學(xué)校的空間分布和教育資源的分布特征，進而為鳳陽縣內(nèi)初級中學(xué)布局的重組和優(yōu)化提供參考。

關(guān)鍵詞：初級中學(xué)；布局；緩沖區(qū)；鳳陽縣

中圖分類號：K901

文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1674-9944（2016）22-0125-05

1引言

隨著新型城鎮(zhèn)化步伐的加快，農(nóng)村的數(shù)量和規(guī)模在不斷縮小，農(nóng)村中小學(xué)布局是教育界面臨的一個重大而艱巨的任務(wù)。一方面要保證學(xué)校等教學(xué)資源的合理分布，同時也要加強全民義務(wù)教育的發(fā)展水平。以安徽省鳳陽縣初中為例，利用GIS分析農(nóng)村學(xué)校的空間布局規(guī)劃，為將來調(diào)整優(yōu)化教學(xué)布局提供依據(jù)和參考[1]。

鳳陽縣縣境東西長74.64km，南北寬49.6km，面積1949.5km2。位于安徽東北部。鳳陽縣常住人口中0～14歲人口為126868人，15～64歲人口為451949人，65歲以上為64108人。鳳陽縣有初級中學(xué)46所，行政村226個。

2研究方法

2.1屬性數(shù)據(jù)的獲取與整理

選取1∶80000的鳳陽縣行政區(qū)劃圖，參考第六次人口普查相關(guān)數(shù)據(jù)以及鳳陽縣教育局提供的鳳陽縣各初級中學(xué)師生數(shù)及相關(guān)數(shù)據(jù)，對其各個圖層進行矢量化和數(shù)據(jù)屬性輸入，見圖1。

縱觀國內(nèi)相關(guān)學(xué)者的研究，影響初中布局的因素有很多，包括通學(xué)時間、學(xué)校服務(wù)質(zhì)量以及學(xué)生數(shù)量，其中通學(xué)時間受到距離、地形、交通條件等因素的制約；學(xué)校服務(wù)質(zhì)量收到老師數(shù)量、學(xué)校硬件設(shè)施等環(huán)境的影響；不同的國家和地區(qū)，受到社會經(jīng)濟的發(fā)展水平制約，其學(xué)校服務(wù)范圍也有很大的差異，我國通常分為容易達到（小于500m）、可接受范圍（500～2000m）、不可達到（大于2000m）。

2.2地理空間數(shù)據(jù)庫的建立

對鳳陽縣初級中學(xué)的分析中，建立ARCGIS數(shù)據(jù)庫，運用GIS空間分析工具對初級中學(xué)布局進行分析：錄入數(shù)據(jù)做成數(shù)據(jù)圖層，對初級中學(xué)做緩沖區(qū)分析，并與行政圖進行疊加，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析；使用網(wǎng)絡(luò)分析最短路徑與泰森多邊形分析行政村與初級中學(xué)的交通位置關(guān)系，統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)。研究過程主要分為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析3個步驟。

3鳳陽縣中學(xué)教育資源供需現(xiàn)狀

鳳陽縣目前共有有44所初級中學(xué)，如圖2初級中學(xué)在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布的數(shù)量也各有不同。通過師資力量與學(xué)生數(shù)的比較可以了解區(qū)域內(nèi)教學(xué)資源的配置情況[2]。利用ARCGIS軟件的數(shù)據(jù)處理可以將數(shù)據(jù)以直觀的形態(tài)表現(xiàn)出來，便于數(shù)據(jù)分析和觀察對比。

圖3以柱狀圖和分層設(shè)色圖的形式表現(xiàn)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)學(xué)生數(shù)與教師數(shù)之比的差異，可以看出生師比最大的是棗港鎮(zhèn)和武店鎮(zhèn)，兩鎮(zhèn)的生師比都在20.91，師資力量最為緊缺；其次為小溪河鎮(zhèn)與劉府鎮(zhèn)，師生比也都達到了18.55；師生比值較小，則師資力量相對較為充裕，從圖3中可以看出，以黃灣鄉(xiāng)較為突出，生師比達到15.09，為該縣最低值，該鄉(xiāng)的師資力量最為充裕。

通過對圖4棗港鎮(zhèn)與武店鎮(zhèn)的百分比表明，而是學(xué)校規(guī)模與師資力量不足，需要加大對學(xué)校的投入。學(xué)校數(shù)大于人口數(shù)所占百分比的有劉府鎮(zhèn)、殷澗鎮(zhèn)、總鋪鎮(zhèn)；學(xué)校數(shù)目所占總數(shù)百分比小于人口所占該縣總數(shù)的百分比的有府城鎮(zhèn)、臨淮鎮(zhèn)、板橋鎮(zhèn)。兩圖可以看出，劉府鎮(zhèn)雖然學(xué)校數(shù)占該縣百分比大于人口數(shù)所占全縣百分比，但仍屬于生師比較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，該鎮(zhèn)學(xué)校數(shù)目雖多，但學(xué)校建設(shè)不足，需要加大投入的結(jié)論；殷澗鎮(zhèn)與劉府鎮(zhèn)類似，雖然生師比較劉府鎮(zhèn)為低，但也屬于較大的一類，因而該鎮(zhèn)學(xué)校建設(shè)也需要加大投入；總鋪鎮(zhèn)初級中學(xué)教學(xué)資源較豐富，具有接納其他區(qū)域?qū)W生的能力。府城鎮(zhèn)、臨淮鎮(zhèn)、板橋鎮(zhèn)這些地區(qū)的生師比都較小，說明這些地區(qū)初級中學(xué)的規(guī)模較大，能夠滿足該地區(qū)教學(xué)需求。其余地區(qū)數(shù)據(jù)都較為均衡。

4鳳陽學(xué)校布局分析

4.1緩沖區(qū)分析

利用ARCGIS的緩沖分析功能計算得出初級中學(xué)與周邊行政村點的相關(guān)位置圖[3，4]，以5km距離范圍為最大吸引力值，每1000m為一等級，以學(xué)校位置為中心做5個等級的緩沖區(qū)，根據(jù)緩沖區(qū)對據(jù)各個行政村距離學(xué)校距離進行統(tǒng)計，能夠入學(xué)距離在1～2km范圍內(nèi)的行政村總數(shù)為126個，5km范圍內(nèi)的行政村有90個，入學(xué)距離在5km以外的有10個，如圖5所示。

可以看出鳳陽縣仍有少數(shù)區(qū)域未被緩沖區(qū)覆蓋，說明初級中學(xué)與居民點存在位置的不協(xié)調(diào)，且不協(xié)調(diào)區(qū)域多為縣城周邊距離較遠經(jīng)濟相對落后的行政村，一定程度上限制了學(xué)校的規(guī)模和發(fā)展。最終導(dǎo)致越困難的地區(qū)上學(xué)教育越難，越發(fā)達地區(qū)教育越容易，從長遠角度說是割裂社會，造成區(qū)域發(fā)展不平衡。這類局面迫切需要改變[5]。

4.2泰森多邊形分析

借助ARCGIS泰森多邊形功能分析方法[6～8]，對行政村與學(xué)校的關(guān)系做進一步研究。以每個學(xué)校為中心，做最近直線距離的圖形劃分得到圖6。從圖6可以將所有行政村找到直線距離最短的學(xué)校，原有的不在任何周圍學(xué)校緩沖區(qū)內(nèi)的行政村也能夠找到直線距離最近的初級中學(xué)。如馬山村、江山村與板橋初中距離最近，二郎村則與大溪河中學(xué)最近。

4.3初級中學(xué)交通可達性差異

最簡單的計算相對可達性的方法就是距離模型，它是用來表達同一表面上兩個不同點或多點之間的距離，其計算公式如下：

Ai=∑jPj×Dj/∑jPj

其中，Ai為距離可達性，i為行政村的數(shù)量，Pj為初中人數(shù)，Dj為上學(xué)距離，此圖計算得到的每個村的可達性，結(jié)果見圖7。

初級中學(xué)的布局與當(dāng)?shù)亟煌l件的好壞密切相關(guān)，學(xué)校的交通條件好，學(xué)生得到的教育程度就越容易，學(xué)校的服務(wù)能力也會進一步擴大，相反就越困難。文章從縣域交通布局出發(fā)，利用ARCGIS相關(guān)分析方法，假設(shè)每條道路服務(wù)范圍為500m，顯示學(xué)校位置，通過做道路的緩沖區(qū)分析，得到圖8。

可以看出，大多數(shù)學(xué)校的布局都位于縣道的交點上，交通條件越是好的區(qū)域，學(xué)校的分布就越集中，同時也有一部分學(xué)校分布在相對偏僻、交通線路覆蓋少、交通性相對不便利的地方，其中以總鋪鎮(zhèn)，官塘鎮(zhèn)、西泉鎮(zhèn)為主，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)雖然位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)的中心，但由于交通不便，使得學(xué)校的功能發(fā)揮受到影響，也影響了教育對區(qū)域的帶動作用。

4.4基于最近距離的初級中學(xué)服務(wù)區(qū)分析

在實際中，生源地的學(xué)生尋找學(xué)校一般按照就近原則，不考慮行政區(qū)劃，以學(xué)校為最近距離的行政村就是該校的最佳生源地[9]，學(xué)校的設(shè)置應(yīng)當(dāng)最低限度能夠滿足最佳生源地的學(xué)生教育需求。根據(jù)ARCGIS圖分析：通過最短路徑的路徑的分析，可以得到各個學(xué)校對應(yīng)的道路距離最短的行政村，將道路距離最近的行政村與學(xué)校分別連接起來得到圖9。

根據(jù)《滁州市第六次人口普查數(shù)據(jù)（年齡）》數(shù)據(jù)得到12～15歲的初級中學(xué)適齡人口占滁州市人口比重5.83%，以此為根據(jù)可以大致推導(dǎo)出各行政村適齡入學(xué)人口的數(shù)量，再與學(xué)校數(shù)據(jù)對比分析。

從圖10可以看出師資力量顯著不足的幾個學(xué)校有宮集中學(xué)、鄔崗中學(xué)、劉府鎮(zhèn)中學(xué)以及門臺中學(xué)、馬湖中學(xué)、花園湖中學(xué)。師資力量大大超出本地最近生源地的需求的有武店中學(xué)、劉府中學(xué)、大廟中學(xué)、總鋪中學(xué)、燃燈中學(xué)與李二莊中學(xué)。通過現(xiàn)有學(xué)生規(guī)模與適齡人口數(shù)的比較可以看出，京山中學(xué)、官溝中學(xué)、棗港中學(xué)、官塘中學(xué)潛在服務(wù)生源遠遠大于現(xiàn)有學(xué)生數(shù)，需要擴大規(guī)模。急需不能滿足本地最近生源地基本教育需求的學(xué)校需要重新調(diào)整布局或者加大投入；教學(xué)能力資源超出最近生源地需求的學(xué)校則需要擴大招生范圍，更好的利用學(xué)校的資源。

5鳳陽縣初級中學(xué)布局優(yōu)化

5.1優(yōu)化布局結(jié)構(gòu)

鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)很大程度上受到師資力量不足的困擾，由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)生活條件相對城市較差，經(jīng)濟條件難以吸引青年教師，而其卻承擔(dān)著絕大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口的教育工作，為保證師資力量能夠滿足教育需要并進一步達成教育公平就需要政府在鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)的資金投入和教師待遇方面有所投入，改善鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)不利的狀況。

5.2優(yōu)化實施對策

應(yīng)當(dāng)適當(dāng)打破這一行政區(qū)劃的界限（圖11），重新調(diào)整整體的布局。從單個學(xué)校角度分析，根據(jù)交通分析的結(jié)果，鳳陽三中一類位于縣城市區(qū)的學(xué)校交通便利，規(guī)模較大，這一類的學(xué)校也可以開放招生范圍，而農(nóng)村中學(xué)中如總鋪中學(xué)和劉府中學(xué)，周邊主要干道較多，交通便利，同時學(xué)校教師數(shù)與以學(xué)校為最近距離的行政村初中生人口的比值也較大，師資力量有富余且交通便利，應(yīng)當(dāng)擴大學(xué)區(qū)范圍，合理利用資源，同時緩解類似于門臺中學(xué)、馬湖中學(xué)、花園湖中學(xué)這一類學(xué)校暫時不能滿足周邊人口就學(xué)需求的壓力[10]。

5.3改善地區(qū)教學(xué)環(huán)境

類似花園湖中學(xué)周邊需要服務(wù)的人口較多，交通又不發(fā)達的，可以向周邊初級中學(xué)分撒寄宿制的學(xué)生。對于住校工作需要政府加大鄉(xiāng)鎮(zhèn)教育設(shè)施的建設(shè)，另一方面也需要監(jiān)督管理好學(xué)校對住校生的管理工作。一些學(xué)校由于長期遭到忽視，出現(xiàn)了危房等情況，而學(xué)校整體師資力量也不足，需要政府在教育資源分配時進行通盤考慮，向一些困難學(xué)校傾斜，縣內(nèi)學(xué)校歷史悠久，規(guī)模較大且交通便利，其生師比值較低，應(yīng)當(dāng)向全縣招收學(xué)生，以緩解規(guī)模與能力不足的地方中學(xué)的壓力。從大范圍來看還需要政府加強對交通等基礎(chǔ)建設(shè)的投入[11]。

6結(jié)語

從鳳陽縣的初級中學(xué)布局問題入手，使用ARCGIS的緩沖區(qū)、網(wǎng)絡(luò)分析功能以及泰森多邊形等對收集的數(shù)據(jù)進行直觀分析，從學(xué)校角度分析了鳳陽縣的各初級中學(xué)的生源的供需狀況和交通條件，提出了對各學(xué)校規(guī)模建設(shè)以及學(xué)校新設(shè)與合并的建議。以行政單位角度分析了以行政區(qū)劃為基礎(chǔ)的學(xué)區(qū)劃分與實際教育資源供需的矛盾，對學(xué)區(qū)的重新劃分做出建議。為鳳陽縣初級中學(xué)的布局提供參考。

同時本文也存在許多不足，數(shù)據(jù)采用的是2014年的相關(guān)教育研究數(shù)據(jù)，再者人員的流動性以及城鎮(zhèn)化的發(fā)展，也會實際初級中學(xué)的優(yōu)化帶來很多問題。

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