基于多源數(shù)據(jù)的中小城市商業(yè)空間特征研究

楊大偉 李軍社

隨著時(shí)代的進(jìn)步，城鄉(xiāng)規(guī)劃和研究都對理論和技術(shù)提出了新的要求。以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)集合而成的多源數(shù)據(jù)，具有來源的廣泛性、背景的多元性、格式的多種性和視角的多樣性等特點(diǎn)，適合當(dāng)前對城市中微觀尺度空間特征的研究。以渭南市大荔縣這一典型的關(guān)中平原城市群的中小城市為研究對象展開分析，通過一系列的空間數(shù)據(jù)指標(biāo)，揭示大荔縣老城區(qū)商業(yè)空間的布局特征關(guān)系，從規(guī)劃層面闡述了其城市規(guī)劃中需要面對的問題及解決的方法。通過本研究發(fā)現(xiàn)，多源數(shù)據(jù)的應(yīng)用，有助于城市空間的識別，對于城市規(guī)劃和城市設(shè)計(jì)的研究和實(shí)踐具有良好的提升效果。

隨著21世紀(jì)WEB技術(shù)和GIS技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化生活已經(jīng)深入到城市中方方面面，以大數(shù)據(jù)為背景的多源數(shù)據(jù)（Multi-Source Data）的研究在城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)科得以蓬勃的發(fā)展。多源數(shù)據(jù)具有來源的廣泛性、背景的多元性、格式的多種性和視角的多樣性等特點(diǎn)，涵蓋了不同時(shí)空和不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)模型，可以對不同來源、格式、特點(diǎn)和性質(zhì)的要素?cái)?shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行物理和邏輯層面的集成，并針對時(shí)間、表達(dá)、特征進(jìn)行全面而系統(tǒng)的考慮。

一、研究背景

城市的商業(yè)活動發(fā)展水平是衡量一個城市或地區(qū)發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一，是城市經(jīng)濟(jì)健康繁榮發(fā)展的重要組成部分，其空間布局勢必影響著城市整體的空間結(jié)構(gòu)。城市商業(yè)活動在為城市人口提供就業(yè)、增加城市居民收入、促進(jìn)內(nèi)需等方面對城市社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的作用。

多源數(shù)據(jù)特別是POI數(shù)據(jù)作為直觀的地理空間數(shù)據(jù)被越來越多的應(yīng)用在城市地理研究中，在城市空間布局、城市等級結(jié)構(gòu)、城市的各種設(shè)施布局研究等方面取得了多樣化的成果。 它既可以采用大數(shù)據(jù)的空間要素和屬性要素?cái)?shù)據(jù)，也可以采用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的人口、零售額等數(shù)據(jù)這兩者的結(jié)合，對于城市商業(yè)空間的識別和分析具有重要的意義。

二、研究對象

（一） 研究區(qū)域

大荔縣南接渭河與潼關(guān)縣、華陰為鄰，西與渭南市臨渭區(qū)毗鄰，北與澄城、合陽縣接壤，東沿黃河與山西省永濟(jì)市隔河相望。老城區(qū)位于大荔縣城中心，西距西安市105km、渭南市52km。與G312相鄰，與S202相距663米，交通非常便利。老城區(qū)地處渭河斷陷盆地東部偏北拗陷區(qū)，屬渭河斷陷地塹構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造屬于渭河四級階地，海拔在350～380米，地貌形態(tài)是北高南低?？偯娣e約1.5平方公里，地塊內(nèi)現(xiàn)狀土地使用性質(zhì)復(fù)雜且分散。大部分土地為居住用地，公共設(shè)施及服務(wù)類用地較少，商業(yè)用地明顯不足，缺少大型的商業(yè)及比較集中的商業(yè)用地。

（二）研究數(shù)據(jù)

1.統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

本數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場調(diào)查獲取，主要包括：①城市政府的各職能部門提供的統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)，包括統(tǒng)計(jì)部門提供的統(tǒng)計(jì)年鑒、公安機(jī)關(guān)提供的城市人口數(shù)據(jù)、土地管理部門提供的各類用地使用情況數(shù)據(jù)和交通部門提供的各類居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)。②項(xiàng)目組通過現(xiàn)場調(diào)查所獲得的數(shù)據(jù)，包括反映城市發(fā)展問題、記錄城市特征的數(shù)據(jù)。

2.地形數(shù)據(jù)

本數(shù)據(jù)由當(dāng)?shù)厝嗣裾青l(xiāng)規(guī)劃管理部分提供，城市區(qū)域的自然地理要素、地表人工設(shè)施等相關(guān)空間位置信息的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采用的地理坐標(biāo)系為西安80坐標(biāo)系，高程坐標(biāo)系為1985國家高程基準(zhǔn)坐標(biāo)系。項(xiàng)目組可直接從地形數(shù)據(jù)中提取高程點(diǎn)進(jìn)行高程、坡度和坡向的分析。

3.POI數(shù)據(jù)

本文采用2019年大荔縣商業(yè)、零售業(yè)POI數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)以關(guān)鍵詞搜索方式由高德地圖獲取，零售業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)按照國家標(biāo)準(zhǔn)《零售業(yè)態(tài)分類》（GB/T18106—2004）進(jìn)行劃分，其中有店鋪零售業(yè)態(tài)，共計(jì)12小類。通過邊界篩查， 在高德地圖中共采集數(shù)據(jù)3427條，有效數(shù)據(jù)3418條。

三、研究過程

（一） 研究過程

1.指標(biāo)選取

依據(jù)層次分析法的指標(biāo)體系原則，將指標(biāo)共分為三層指標(biāo)體系。A為目標(biāo)層，B為準(zhǔn)則層，C為指標(biāo)層。依照商業(yè)空間的規(guī)律和吸引特點(diǎn)，準(zhǔn)則層分為B1社會屬性、B2經(jīng)濟(jì)屬性、B3地理屬性和B4景觀屬性。指標(biāo)層為C1廣場影響范圍、C2中學(xué)影響范圍、C3小學(xué)影響范圍、C4醫(yī)院影響范圍、C5人口密度、C6零售業(yè)密度、C7坡度、C8高度、C9道路影響范圍。

2.權(quán)重確定

熵值法是一種客觀權(quán)重確定的方法，其最早由信息論的創(chuàng)始者香農(nóng)從熱力學(xué)領(lǐng)域引入。這種方法依據(jù)指標(biāo)判斷矩陣，以相互的熵值比例關(guān)系來確定權(quán)重的大小，整個方法分成四步完成。

公式1：將數(shù)據(jù)做歸一化處理，并計(jì)算第j個指標(biāo)所占的比重。

公式2：計(jì)算第j個指標(biāo)的熵值。

公式3：計(jì)算第j個指標(biāo)的差異指數(shù)。

公式4：計(jì)算第j個指標(biāo)的權(quán)重。

將研究數(shù)據(jù)帶入公式，得出準(zhǔn)則層權(quán)重矩陣為W=[0.312，0.357，0.184，0.147]。這個權(quán)重矩陣可以看出，對總體影響最大的權(quán)重是經(jīng)濟(jì)屬性，其次是社會屬性、地理屬性和景觀屬性，這和傳統(tǒng)經(jīng)地理學(xué)的判斷是保持一致的。從指標(biāo)層權(quán)重看，影響最大的是零售業(yè)密度，權(quán)重達(dá)到0.251，也說明零售業(yè)的現(xiàn)狀是決定其未來空間分布的重要因素。

3.模型建立

根據(jù)本研究對象及指標(biāo)的特點(diǎn)，建立5種不同的模型類型，它們分別是點(diǎn)狀距離衰減模型、空間統(tǒng)計(jì)模型、核密度模型、自然斷裂點(diǎn)模型和線性距離衰減模型。其中，由于社會屬性的點(diǎn)狀性和不可移動性，因此其全部選擇點(diǎn)狀距離衰減模型;人口密度數(shù)據(jù)由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得來，因此，其選擇空間統(tǒng)計(jì)模型作為研究工具;零售業(yè)密度數(shù)據(jù)得自POI數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)前主流的研究成果，選擇核密度模型比較恰當(dāng);地理屬性較為簡單，可選擇自然斷裂點(diǎn)模型作為研究工具;道路的線性和連續(xù)性，決定其相對較好的模型為線性距離衰減模型。

4.研究結(jié)果

采用ArcGIS10.2軟件，將所有的空間柵格數(shù)據(jù)在ArcGIS平臺下進(jìn)行加權(quán)疊加，則得出最終的研究成果。

（三）研究結(jié)論

1.現(xiàn)狀特點(diǎn)

（1）大荔縣城市商業(yè)空間特點(diǎn)與現(xiàn)狀商業(yè)POI核密度及人口分布高度吻合，空間自相關(guān)性分別達(dá)到0.89和0.72，說明其具有相關(guān)性。

（2）商業(yè)空間特點(diǎn)呈現(xiàn)出西高東低、南高北低的特點(diǎn)，主要圍繞著西大街、北大街、西環(huán)路等展開，商業(yè)的核心區(qū)位于同州廣場西側(cè)。東大街、南大街有部分的商業(yè)布局，而整個城區(qū)東北部和東南部城市商業(yè)氛圍不夠，幾乎無商業(yè)布局。

（3）大荔縣中心城區(qū)內(nèi)無特別明顯的商業(yè)核心，呈現(xiàn)出相對低端散點(diǎn)式發(fā)展模式，沒有形成商業(yè)極核。

2.規(guī)劃注意

（1）重視東北角和東南部的商業(yè)開發(fā)問題，這是城市密集區(qū)內(nèi)部的商業(yè)低值區(qū)，從長遠(yuǎn)角度考慮，應(yīng)帶動本區(qū)域發(fā)展。

（2）在主城區(qū)內(nèi)形成商業(yè)基核，強(qiáng)化商業(yè)密度和開發(fā)模式，不建議大量的小規(guī)模的商業(yè)模式，應(yīng)采取集中密度布局商業(yè)的方式，進(jìn)行商業(yè)開發(fā)。

（3）主城區(qū)內(nèi)應(yīng)強(qiáng)調(diào)人口密度，人口密度與商業(yè)發(fā)展具有自相關(guān)性，因此，應(yīng)在主城區(qū)內(nèi)布局相應(yīng)的具有一部分密度的人口，而不是以純商業(yè)為主，這樣，可以強(qiáng)化商業(yè)和人口的互動作用。

四、結(jié)語

隨著時(shí)代的進(jìn)步，城鄉(xiāng)規(guī)劃和研究都對理論和技術(shù)提出了新的要求。以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和大數(shù)據(jù)集合而成的多源數(shù)據(jù)，具有來源的廣泛性、背景的多元性、格式的多種性和視角的多樣性等特點(diǎn)，適合當(dāng)前對城市中微觀尺度空間特征的研究。以渭南市大荔縣這一典型的關(guān)中平原城市群的中小城市為研究對象展開分析，通過一系列的空間數(shù)據(jù)指標(biāo)，揭示大荔縣老城區(qū)商業(yè)空間的布局特征關(guān)系，從規(guī)劃層面闡述了其城市規(guī)劃中需要面對的問題及解決的方法。通過研究發(fā)現(xiàn)，多源數(shù)據(jù)的應(yīng)用，有助于城市空間的識別，對于城市規(guī)劃和城市設(shè)計(jì)的研究和實(shí)踐具有良好的提升效果。

（作者單位：1.西安工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院;2.國機(jī)集團(tuán)機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司）

本研究受機(jī)械工業(yè)勘查設(shè)計(jì)院科研基金項(xiàng)目《基于POI數(shù)據(jù)的城市空間分異研究》資助。