基于大數(shù)據(jù)的學(xué)生餐飲環(huán)境及可達(dá)性分析

吳正國

摘 要 大數(shù)據(jù)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展的產(chǎn)物，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，空間精細(xì)化分析成為可能。本文通過互聯(lián)網(wǎng)興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)及毛細(xì)端通行空間數(shù)據(jù)的采集和處理，借助GIS強(qiáng)大分析功能，對(duì)高中學(xué)生的就餐環(huán)境及其出行空間可達(dá)性特征進(jìn)行分析，獲取城市建設(shè)更小顆粒信息及執(zhí)行層面的更有力支持。

關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù)；空間分析；設(shè)施可達(dá)性

空間大數(shù)據(jù)為空間精細(xì)化分析提供支持，尤其對(duì)于人類活動(dòng)的小尺度空間，興趣點(diǎn)、街景影像等海量數(shù)據(jù)提供了更高分辨率的空間要素信息及空間關(guān)系解讀，由此，本研究在采集興趣點(diǎn)等空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行餐飲點(diǎn)與學(xué)?？臻g關(guān)系的分析及學(xué)生步行可達(dá)性與就餐選擇之間的關(guān)系分析，進(jìn)而解讀高中學(xué)校對(duì)生活性空間服務(wù)設(shè)施建設(shè)的影響，以及學(xué)生步行可達(dá)性特征對(duì)餐飲設(shè)施建設(shè)的影響，

1 數(shù)據(jù)采集

大數(shù)據(jù)時(shí)代，人們獲取數(shù)據(jù)的途徑更多，獲取的數(shù)據(jù)類型也更多樣化，必要的數(shù)據(jù)采集為后序研究奠定重要基礎(chǔ)，也是研究工作的重要組成部分，本研究中，采集數(shù)據(jù)主要包括學(xué)校位置數(shù)據(jù)、學(xué)生步行空間網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，提供學(xué)生餐飲服務(wù)的餐飲點(diǎn)數(shù)據(jù)，在此，主要通過以下幾步工作完成。

1.1 興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)獲取

獲取學(xué)生的餐飲數(shù)據(jù)可以通過百度興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)獲取，可以在百度地圖開放平臺(tái)上注冊(cè)后通過python程序獲取數(shù)據(jù)。在此需要在python程序中設(shè)定必要參數(shù)，這些參數(shù)主要包括興趣點(diǎn)類型、采集數(shù)據(jù)范圍、密鑰、下載文件類型等。其中，興趣點(diǎn)類型可根據(jù)興趣點(diǎn)分類設(shè)定，如購物、餐飲等類型，下載興趣點(diǎn)的空間范圍可直接輸入地域名稱，小范圍內(nèi)數(shù)據(jù)則需要輸入采集范圍的經(jīng)緯度坐標(biāo)，例如以下參數(shù)設(shè)定：

http：//api.map.baidu.com/place/v2/search？q =餐飲美食®ion=武漢市&page_num=2 &bounds=30.535896，114.370075，30.536643，114.372932&output=json&ak=fDWRNtsDlbZ*****SRkR4KCfSQ0Zt2jMBfpnD”，其中，ak為密鑰碼，每個(gè)人注冊(cè)后都可在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上申請(qǐng)到密鑰[1]。

1.2 定位數(shù)據(jù)獲取

在興趣點(diǎn)采集同時(shí)，還需要獲取有坐標(biāo)系統(tǒng)的影像數(shù)據(jù)，為后面的路網(wǎng)等數(shù)據(jù)采集提供空間定位支持。影像獲取有多種渠道，其共同點(diǎn)是影像數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)一般為GCS_WGS_1984坐標(biāo)系統(tǒng)，與興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)相同，因此這兩個(gè)數(shù)據(jù)之間無須坐標(biāo)匹配，但為了進(jìn)行距離計(jì)算，需要把地理坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為投影坐標(biāo)系統(tǒng)。在此，根據(jù)武漢所在投影帶，可以把影像和興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為以D_WGS_1984為同一基準(zhǔn)面的WGS_1984_UTM_Zone_49N坐標(biāo)系統(tǒng)。

1.3 學(xué)校及道路數(shù)據(jù)獲取

在影像數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，可獲取到空間要素的準(zhǔn)確位置數(shù)據(jù)，包括學(xué)校范圍數(shù)據(jù)、學(xué)生出行起點(diǎn)的教學(xué)樓位置數(shù)據(jù)，最重要的是采集學(xué)生步行網(wǎng)絡(luò)空間數(shù)據(jù)，需要把道路網(wǎng)中由于障礙物導(dǎo)致的不連通點(diǎn)和雖然只能步行卻具有連通性的宅前小路在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確表現(xiàn)出來。獲取原始數(shù)據(jù)如圖1所示。

2 數(shù)據(jù)處理與清洗

在采集到的原始數(shù)據(jù)中，興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)雖然可以提供準(zhǔn)確的位置信息及比較豐富的屬性信息，仍需要進(jìn)一步的清洗和整理，主要由于小型餐飲業(yè)更換頻繁，平臺(tái)下載的興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)包含很多已經(jīng)被替換掉的餐飲店數(shù)據(jù)，而最新開張的餐飲店由于還未更新卻沒有顯示，所以需要對(duì)數(shù)據(jù)做必要的清洗和修補(bǔ)。一方面可以利用百度全景數(shù)據(jù)中的最近時(shí)間點(diǎn)街景影像輔助數(shù)據(jù)清洗，包括通過百度時(shí)光機(jī)確認(rèn)店面更替情況，另一方面可以到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研。由于興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)中提供的定位信息，即使需要清洗還是為采集工作提供了重要的支持[2]。

3 學(xué)校周圍餐飲店構(gòu)成及分布特征

武大附中地處八一路和廣八路交叉口，大門正對(duì)八一路，西部緊臨武漢大學(xué)信息學(xué)部，東部廣八路作為生活性道路，兩邊店面極其豐富，尤其是餐飲店。從圖中可以看出（如圖2所示），餐飲店沿街分布非常密集，密度最大的位置在廣八路和八一路路口處，其次在學(xué)校大門東側(cè)及廣八路東側(cè)路段，餐飲類型多為小型便民餐飲，包括面食、蓋飯、餃子、烙餅、果汁飲料等快食店，還有部分炒菜、火鍋店，學(xué)生就餐非常方便。餐飲店規(guī)模多為門面較小的小型餐飲店，也體現(xiàn)了為學(xué)生服務(wù)的特征。

以學(xué)校做緩沖區(qū)，可以判斷出學(xué)校與周圍餐飲點(diǎn)之間的空間關(guān)系，如圖3所示，學(xué)校與餐飲店的關(guān)系非常緊密，約90%的餐飲店與學(xué)校直線距離在100到200米以內(nèi)，可以說是與學(xué)校在空間上是相鄰關(guān)系。比較遠(yuǎn)一點(diǎn)的信息學(xué)部星湖園食堂也在學(xué)校350米輻射圈內(nèi)。

以上信息表明，高中學(xué)校周圍的生活圈內(nèi)會(huì)產(chǎn)生很多為學(xué)生服務(wù)的餐飲設(shè)施，這些餐飲設(shè)施的位置、類型和規(guī)模都會(huì)考慮到學(xué)生對(duì)價(jià)格和時(shí)間等方面的需求。但是要進(jìn)一步了解特定時(shí)間約束下學(xué)生的出行可達(dá)性特征及其與餐飲店設(shè)施建設(shè)的關(guān)系則需要通過ARCGIS的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算做進(jìn)一步分析[3]。

4 學(xué)生至餐飲店可達(dá)性分析

學(xué)生吃飯密集時(shí)間一般在下午放學(xué)至晚上晚自習(xí)之間，時(shí)間大概有35分鐘，除去學(xué)生上下樓的垂直通行時(shí)間和其他可能需求時(shí)間，學(xué)生就餐時(shí)間非常有限，一般情況下，人的步行速度一般是4-5千米每小時(shí)，步行500米大約6-8分鐘，因此，學(xué)生就餐距離基本要求在500米左右，甚至更短距離才能滿足要求。

在此，利用ARCGIS中Networ Analyst工具，首先按200、300、400、500、600米設(shè)定五個(gè)中斷點(diǎn)，得到學(xué)生就餐的不同出行距離圖，可以看出，雖然很多餐飲店在輻射距離200米以內(nèi)，但需要步行500米以上才能到達(dá)。

同時(shí)在3、5、7、10分鐘位置設(shè)定四個(gè)中斷點(diǎn)，阻抗分別選擇3000米/小時(shí)、4000米/小時(shí)、5000米/小時(shí)、6000米/小時(shí)速度下的步行時(shí)間，得到學(xué)生在不同步行速度下從3到10分鐘時(shí)間內(nèi)的可達(dá)空間范圍（如圖4所示），可以看出，如果以常規(guī)4000米/小時(shí)的步行速度，學(xué)生10分鐘才能到達(dá)到多數(shù)餐飲店，以5000米/小時(shí)步行速度，則8左右分鐘可以到達(dá)到多數(shù)餐飲店，如果稍微耽誤一些時(shí)間或走路慢一點(diǎn)，則10分鐘只能到達(dá)70%的餐飲店，當(dāng)然在加速行進(jìn)時(shí)，可以在6、7分鐘就可以到達(dá)到多數(shù)餐飲店。

由此可以看出，學(xué)生在35分鐘時(shí)間內(nèi)完成就餐還是比較緊張的，如果想留出更多就餐時(shí)間，就得減少路上的步行時(shí)間，因此，其步行可達(dá)性會(huì)對(duì)學(xué)生餐飲店的選擇有很大影響，進(jìn)而對(duì)服務(wù)學(xué)生的餐飲店位置和類型設(shè)定產(chǎn)生影響。在此依據(jù)學(xué)生的實(shí)際出行距離，通過餐飲店規(guī)模和數(shù)量統(tǒng)計(jì)進(jìn)一步分析可以看出（如1表所示），100到200米范圍內(nèi)只有附中食堂離一個(gè)就餐點(diǎn)，由于空間有限，大部分學(xué)生仍選擇在校外就餐；200到400米范圍內(nèi)的餐飲店數(shù)量最多，同時(shí)，這個(gè)區(qū)間的小型餐飲店數(shù)量比例最高，50家餐飲店中有47家是小型或較小型餐飲店，有些就是隨來隨買的即食類餐飲店，但這種餐飲店往往更能滿足學(xué)生的需求；400到600米范圍內(nèi)，小型餐飲店數(shù)量減少，出現(xiàn)幾家較大餐飲店，其基本為周圍居民服務(wù)。最為特別的是武大信息學(xué)部星湖園食堂，雖然其步行距離有550米，但空間大，適合學(xué)生消費(fèi)，時(shí)間寬裕的中午，很多學(xué)生會(huì)選擇在此就餐。

通過分析可以看出，可達(dá)性是學(xué)生考慮就餐的主要因素，從而影響到學(xué)生的就餐選擇，進(jìn)而影響到學(xué)校周圍餐飲設(shè)施的配置，使得學(xué)校周圍的生活性空間構(gòu)成變得更豐富，也更復(fù)雜，此研究中對(duì)特定人群的特定行為分析可以對(duì)城市管理和規(guī)劃提供進(jìn)一步幫助。

5 結(jié)束語

本文借助興趣點(diǎn)等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)對(duì)某一特定人群的特定公共設(shè)施使用進(jìn)行分析，細(xì)化城市空間粒度并對(duì)城市行為做高分辨率解讀，為空間精細(xì)化分析提供支持。此項(xiàng)研究只是對(duì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面的一個(gè)探索，在數(shù)據(jù)處理及分析手段等方面仍可進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋偉東，孫尚宇.面向公眾服務(wù)的興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用研究[J].測(cè)繪科學(xué)，2013，38（2）：140-142.

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