2015-2016年長沙市交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展空間格局變化監(jiān)測(cè)分析

唐 根，陳 鑄，陳佳音

（湖南省第二測(cè)繪院，湖南 長沙 410119）

長沙市近年來城市軌道交通、立體交通發(fā)展速度較快。2015年，國務(wù)院組織完成全國第一次地理國情普查工作后，開始大力推進(jìn)地理國情監(jiān)測(cè)，要求圍繞長江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)國家重大戰(zhàn)略等重大部署以及相關(guān)部門業(yè)務(wù)管理需求，組織開展跨區(qū)域、多省區(qū)聯(lián)動(dòng)的專題性監(jiān)測(cè)。2016年，在原國家測(cè)繪地理信息局的安排下，由四川測(cè)繪地理信息局牽頭，長江經(jīng)濟(jì)帶11個(gè)省市共同完成長江經(jīng)濟(jì)帶國家投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。湖南省作為長江經(jīng)濟(jì)帶的重要省市之一，其主要監(jiān)測(cè)任務(wù)是對(duì)長沙市的交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展空間格局變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。通過此次項(xiàng)目，對(duì)長沙市綜合交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展空間格局研究探索具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

長沙市為湖南省省會(huì)，是全省的政治、經(jīng)濟(jì)與文化中心。長沙市位于湖南省東部偏北，地處東經(jīng)111°53′～114°15′，北緯 27°51′～28°41′之間，東西橫跨230km，南北縱長88km，面積為11819km2，其中城區(qū)面積2185km2。全市地勢(shì)起伏較大，海拔800m以上山峰有50多座，最高峰七星嶺海拔1607.9m；東北、西北兩端山地環(huán)繞，地勢(shì)相對(duì)高峻，最高坡度為72°，坡度在25°以上面積占全市的21%，不利于交通設(shè)施建設(shè)。中部遞降趨于平緩，坡度15°以下面積占全市的60%，南部丘崗起伏，北部平坦開闊，交通網(wǎng)絡(luò)密集。

2 監(jiān)測(cè)分析方法

2.1 指標(biāo)體系

依據(jù)長江經(jīng)濟(jì)帶綜合交通規(guī)劃、重點(diǎn)城市綜合交通規(guī)劃等資料，結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外學(xué)者的研究成果，選取交通網(wǎng)絡(luò)密度（TD）和交通便捷度（SL）表征交通網(wǎng)絡(luò)的空間格局。交通網(wǎng)絡(luò)密度是評(píng)價(jià)交通設(shè)施保障水平的重要指標(biāo)，便捷度反映了一個(gè)地區(qū)到另一個(gè)地區(qū)的難易程度，對(duì)其經(jīng)濟(jì)輻射及要素轉(zhuǎn)移起到?jīng)Q定性作用。通過獲取交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)，利用GIS空間分析技術(shù)，提取鐵路網(wǎng)絡(luò)、公路網(wǎng)絡(luò)、城市道路網(wǎng)絡(luò)、城市軌道網(wǎng)絡(luò)、鄉(xiāng)村道路網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)河航運(yùn)網(wǎng)絡(luò)作為交通網(wǎng)絡(luò)密度（TD）指標(biāo)，提取交通干線、交通樞紐作為便捷度（SL）指標(biāo)。

2.2 分析方法

針對(duì)綜合交通樞紐交通網(wǎng)絡(luò)的空間格局變化監(jiān)測(cè)分析，采用交通網(wǎng)絡(luò)密度和便捷度兩個(gè)指標(biāo)，建立交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)指數(shù)模型，對(duì)綜合交通樞紐交通網(wǎng)絡(luò)空間格局進(jìn)行量化與評(píng)價(jià)。

（1）交通網(wǎng)絡(luò)密度指標(biāo)計(jì)算

利用核密度分析工具，得到線離散化數(shù)據(jù)，用于反映交通網(wǎng)絡(luò)密度。其中，不同道路將行車速度作為權(quán)重字段，航道設(shè)定“噸位數(shù)/10”作為權(quán)重字段。

（2）交通便捷度指標(biāo)計(jì)算

先后使用歐氏距離分析工具、吸引力分析方法，得到距離非線性衰減離散化結(jié)果，用以反映交通便捷度。其中，除去機(jī)場(chǎng)外，交通干線和交通樞紐將最大距離均設(shè)為默認(rèn)值（即全域范圍）。

歐氏距離分析根據(jù)輸入的要素?cái)?shù)據(jù)計(jì)算整個(gè)區(qū)域距離輸入要素的直線距離遠(yuǎn)近分布情況，生成結(jié)果為一個(gè)連續(xù)的距離表面。

要素影響力依據(jù)其自身距離吸引力的方法來獲取。

其中fk為三級(jí)指標(biāo)空間要素吸引力值，distk為三級(jí)指標(biāo)歐氏距離值，β參數(shù)取值為10。通過上述的吸引力計(jì)算，可以獲得要素空間變量的吸引力圖層。

（3）單項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、加權(quán)求和

根據(jù)評(píng)價(jià)單元各單項(xiàng)指標(biāo)值及各單項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重值，通過對(duì)單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用綜合加權(quán)求和計(jì)算復(fù)項(xiàng)指標(biāo)，迭代得到交通密度水平結(jié)果和交通便捷度水平結(jié)果。綜合加權(quán)求和時(shí)均賦予相同的權(quán)重。

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

在多指標(biāo)評(píng)價(jià)體系中，由于各個(gè)指標(biāo)的性質(zhì)不同，通常具有不同的量綱和數(shù)量級(jí)。為了消除不同量綱的影響，需要對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

式中 x為區(qū)域內(nèi)指標(biāo)實(shí)際值，a=μ-3σ；b=μ+3σ；其中μ為平均值，σ為標(biāo)準(zhǔn)差；

注：比平均值小3倍標(biāo)準(zhǔn)差的，確定為差，指數(shù)為50；

比平均值大3倍標(biāo)準(zhǔn)差的，確定為好，指數(shù)為85；

最低不低于40；最高不高于100；

記錄此次的a、b作為監(jiān)測(cè)指數(shù)基數(shù)。

綜合加權(quán)求和

其中，X'ijk表示三級(jí)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化取值，Nij表示二級(jí)指標(biāo)所包含的三級(jí)指標(biāo)總數(shù)，Wijk表示三級(jí)指標(biāo)權(quán)重，其值等于1/Nij，加權(quán)求和時(shí)均賦予相同權(quán)重。

（5）交通通達(dá)指數(shù)計(jì)算

將每個(gè)指標(biāo)看作對(duì)分項(xiàng)指數(shù)的作用相同，賦予相同權(quán)重。在此基礎(chǔ)上，將反映區(qū)域交通通達(dá)狀況內(nèi)外兩方面的交通密度水平和便捷度水平賦予相同權(quán)重，得到交通通達(dá)指數(shù)。

TAI=TD×0.5+SL×0.5

式中：TAI、TD、SL分別為交通通達(dá)指數(shù)、交通密度和便捷度。

3 監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析

交通網(wǎng)絡(luò)空間格局，代表交通網(wǎng)絡(luò)在空間上分布特征，反映出交通網(wǎng)絡(luò)在區(qū)域空間上的集聚度和均衡性。項(xiàng)目分別從全市交通網(wǎng)絡(luò)空間密度、空間便捷度、空間通達(dá)性等不同角度，監(jiān)測(cè)2015年到2016年長沙市交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展空間格局分布與變化。

3.1 交通網(wǎng)絡(luò)空間密度及其變化情況

交通網(wǎng)絡(luò)密度是評(píng)價(jià)交通設(shè)施保障水平的重要指標(biāo)。長沙市交通網(wǎng)絡(luò)密度指標(biāo)通過鐵路網(wǎng)絡(luò)密度、公路網(wǎng)絡(luò)密度、城市道路網(wǎng)絡(luò)密度、城市軌道網(wǎng)絡(luò)密度、鄉(xiāng)村道路網(wǎng)絡(luò)密度和內(nèi)河航運(yùn)網(wǎng)絡(luò)密度三級(jí)指標(biāo)加權(quán)求和計(jì)算得到。

長沙市交通網(wǎng)絡(luò)優(yōu)良級(jí)區(qū)域主要分布在長沙市主城區(qū)范圍以及各縣市靠近主城區(qū)的區(qū)域。長沙縣北部、瀏陽市東部、寧鄉(xiāng)縣西部、岳麓區(qū)南部，以上區(qū)域大部分為山區(qū)，人口密度與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較低，交通路網(wǎng)分布較少，交通網(wǎng)絡(luò)密度值相對(duì)較低。

3.2 交通網(wǎng)絡(luò)空間便捷度及其變化情況

便捷度反映了一個(gè)地區(qū)到另一個(gè)地區(qū)的難易程度，對(duì)其經(jīng)濟(jì)輻射及要素轉(zhuǎn)移起到?jīng)Q定性作用。長沙市交通網(wǎng)絡(luò)便捷度指標(biāo)通過距交通干線便捷度、距交通樞紐便捷度三級(jí)指標(biāo)加權(quán)求和計(jì)算得到。

長沙市交通網(wǎng)絡(luò)便捷度呈現(xiàn)多個(gè)多層次集聚中心并存的局面，其中芙蓉區(qū)-天心區(qū)-開福區(qū)集聚中心便捷度較高，雨花區(qū)-長沙縣-岳麓區(qū)次一級(jí)集聚中心，第三層次為瀏陽-寧鄉(xiāng)-望城，交通便捷以各縣城為中心，向周邊城鎮(zhèn)輻射。

3.3 交通網(wǎng)絡(luò)空間通達(dá)性及其變化情況

空間通達(dá)性是指一個(gè)區(qū)域(如國際、地區(qū)和城市等)與其他相關(guān)的區(qū)域進(jìn)行物質(zhì)、能量、人員交流的便捷程度。將長沙市交通網(wǎng)絡(luò)密度和便捷度賦予相同權(quán)重，按照下列公式進(jìn)行柵格加法運(yùn)算，得到交通通達(dá)性指數(shù)。

TAI=TD×0.5+SL×0.5

式中TAI、TD、SL分別為交通通達(dá)指數(shù)、交通網(wǎng)絡(luò)密度和交通便捷度。

2015年，長沙市整體交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)度值為67.09，整體交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)度情況較好。2016年交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)度變化值為0.2，交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)度值提高至67.29。長沙市整體交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)度有一定提高。

2015年，芙蓉區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)度值為83.59，居長沙市各區(qū)縣第一。芙蓉區(qū)是長沙市的中心城區(qū)，是人流、物流、資金流、信息流密集度最高的地域。五一大道等20多條城市主干道縱橫交織，湘江航道、京廣鐵路、京廣高鐵、京港澳高速穿境而過。2016年，芙蓉區(qū)新增長株潭城際鐵路1km、萬家麗快速路3.54km和城市軌道地鐵1號(hào)線1.43km，提升了芙蓉區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)度，交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)度增至83.70。

將長沙市2016年區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性與2015年區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性進(jìn)行差異分析，對(duì)2015～2016年交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性變化區(qū)域面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)見表1。

表1 2015～2016年長沙市交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性變化區(qū)域面積監(jiān)測(cè)分析

2015-2016年期間，長沙市交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性增加區(qū)域面積占長沙市面積的24.29%。減少區(qū)域占比0.39%，減少區(qū)域占比非常小。

依據(jù)交通通達(dá)性指數(shù)大小，采用Jenks提出的自然間斷點(diǎn)分級(jí)法，將長沙市交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性分為優(yōu)、良、中、差四個(gè)等級(jí)區(qū)間。[77，89]為優(yōu)等水平，[71，77]為良等水平，[66，71]為中等水平，[61，66]為差級(jí)指標(biāo)。該方法主要根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)中的最優(yōu)化觀點(diǎn)得出各等級(jí)的分界點(diǎn)，能夠使各等級(jí)交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性指數(shù)值的內(nèi)部方差之和最小。

4 結(jié) 語

對(duì)比2015年與2016年長沙市交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)展空間格局地理國情變化監(jiān)測(cè)成果，從交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性分析結(jié)果顯示，全市呈現(xiàn)“長沙主城區(qū)＞長沙縣＞瀏陽市＞寧鄉(xiāng)縣”的態(tài)勢(shì)。從空間分布和監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，中部主城區(qū)及其附近區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)密度、交通便捷度、交通通達(dá)性明顯好于東西部地區(qū)；從2015～2016年長沙市交通網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性監(jiān)測(cè)分析數(shù)據(jù)來看，交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化的區(qū)域主要集中在中部主城區(qū)；長沙市交通網(wǎng)絡(luò)空間格局?jǐn)U張趨勢(shì)呈現(xiàn)向東、向南、向西的發(fā)展趨勢(shì)；長沙市交通發(fā)展方向朝綠色交通發(fā)展，綠色交通逐漸占主導(dǎo)地位，交通資源向綠色交通傾斜；現(xiàn)代化立體化交通格局逐漸形成。本項(xiàng)目監(jiān)測(cè)分析結(jié)果可以直接服務(wù)于長沙市區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略的布局與實(shí)施，為相關(guān)政府職能部門實(shí)時(shí)掌握區(qū)域交通基礎(chǔ)設(shè)施狀況，制定科學(xué)的區(qū)域發(fā)展規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支撐和地理信息服務(wù)保障。