基于sDNA模型的福州主城區(qū)道路結構與旅游資源空間特征相關性研究

盧嘉新，甘萌雨，2*，李楚海

（1.福建師范大學 旅游學院，福建 福州 350117；2.智慧旅游福建省高校重點實驗室，福建 福州 350117）

道路系統(tǒng)作為旅游系統(tǒng)的重要組成部分，在游客出行和聯(lián)結旅游目的地等方面起著舉足輕重的作用，是旅游發(fā)展的基礎支撐和先決條件[1]，已成為旅游地理學科的研究熱點。梳理現(xiàn)有文獻發(fā)現(xiàn)，涉及旅游和道路的研究多集中于道路對旅游地可達性影響[2-4]、路網對旅游規(guī)劃空間布局與結構優(yōu)化的影響[5-6]、旅游風景道研究[7-9]、鐵路交通（高鐵）的旅游效應[10-12]等方面，但關于道路結構與旅游資源空間分布相關性的研究成果相對較少[13-15]。

旅游資源作為發(fā)展旅游產業(yè)的物質基礎，是旅游目的地核心競爭力的重要依托[15]。旅游資源的空間分布決定著旅游目的地區(qū)域內部的聯(lián)動關系，對其進行研究具有重要意義。目前，與旅游資源空間分布相關的研究中，旅游資源涉及多種類型，如森林旅游資源[16-17]、紅色旅游資源[18-19]、古建筑旅游資源[20-21]、體育旅游資源[22-23]和工業(yè)旅游資源[24-25]等；空間尺度主要以地市[13-14，21，26]、省際[18，20，24]、區(qū)域或跨國經濟走廊[22，27-28]、全國[17，19，23]等大中尺度為主；研究方法和理論較為多樣，如GIS 空間分析法[20，22，25-26]、分形理論[28-29]、多元統(tǒng)計分析模型[30]、層次熵分析法[23]等。研究人員在分析旅游資源的空間分布特征后，多從自然（地形、坡度和水文等）和人文（經濟、交通、人口和政策等）兩個方面探討旅游資源空間分布影響因素，并就改進旅游資源空間布局和開發(fā)提出參考性意見。主要存在以下不足：對多種旅游資源空間分布進行綜合比較的研究成果相對較少；研究方法多偏向數(shù)理模型而較少顧及游客主體性認識；研究尺度相對宏觀而忽視了小尺度層面的旅游資源空間分布研究；未就具體某一因子深入研究其影響機制，如區(qū)域道路結構。

在為數(shù)不多的道路與旅游資源空間分布相關性研究中，學者主要從宏觀角度描述說明交通路網（國道、高速等）對旅游資源空間分布的影響，而猶如毛細血管般重要的區(qū)（縣）和鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道級別道路（微觀尺度）卻被忽略。微觀尺度的道路體系更為復雜，數(shù)量龐大，不可控因素較多，而宏觀尺度道路在大范圍空間研究中更具有連續(xù)性和一致性，一定程度上降低了誤差。空間句法在道路建模中有著獨特的優(yōu)勢，其算法建立在空間組構的概念基礎上，將道路空間的形態(tài)結構以拓撲關系呈現(xiàn)出來，并賦予不同的句法參數(shù)值，從而通過變量揭示道路的形態(tài)特征，主要的句法變量包括深度、整合度、選擇度、連接度等，在道路研究中以整合度和選擇度為主。鑒于上述分析，本研究選取福州主城區(qū)這一微觀尺度為研究區(qū)域，對其旅游資源進行空間特征研究，繼而計算道路的主要句法變量，分析福州主城區(qū)道路結構與旅游資源空間分布的相關性，以期豐富旅游資源在小尺度空間分布的相關成果，并通過相關性分析闡明道路這一單項因子對旅游資源在小尺度空間分布的影響。

1 研究區(qū)域概況

福州市位于我國東南沿海，是福建省政治、經濟、文化中心，全國優(yōu)秀旅游城市和中國（福建）自由貿易試驗區(qū)重要組成部分。截至2019年末，全市共轄6區(qū)、7市（縣），主城區(qū)包括鼓樓區(qū)、臺江區(qū)、倉山區(qū)、馬尾區(qū)和晉安區(qū)[31]。2019年，福州市接待境內外游客9 654.17萬人次，其中主城五區(qū)接待3 744.86萬人次，占全市的38.79%；全市旅游總收入1 450.58億元，其中主城5區(qū)收入524.12億元，占全市的36.13%。本研究聚焦于福州主城區(qū)能更清晰地反映鄉(xiāng)鎮(zhèn)級別尺度的道路形態(tài)，構建更為全面的道路網；同時，主城區(qū)的道路體系較為成熟，且旅游資源相對較多，能較好地反映道路結構與旅游資源的關系。

鑒于福州市特殊的地形特點，為提取更為成熟的道路體系，本研究在已有對福州主城區(qū)界定[31-33]的基礎上，選取鼓樓區(qū)、臺江區(qū)、倉山區(qū)全境以及馬尾區(qū)和晉安區(qū)建成區(qū)的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)（馬尾區(qū)的羅星街道和馬尾鎮(zhèn)，晉安區(qū)的象園街道、茶園街道、王莊街道、鼓山鎮(zhèn)、岳峰鎮(zhèn)、新度鎮(zhèn)）為研究區(qū)域。

圖1 研究區(qū)域Figure 1 Research area

2 數(shù)據來源與研究方法

2.1 數(shù)據來源

由Google地圖下載帶坐標的城市電子衛(wèi)星圖，級別為18級，保證涵括基本鄉(xiāng)鎮(zhèn)級別的道路。利用Arc?GIS 10.2軟件將道路矢量化，經打斷處理后共獲得16 569條道路線段（高架橋和較低道路在投影下不進行打斷[34]，保證主要干道的連通性，使建模更貼近實際情況），另存為道路空間數(shù)據庫。通過Python爬取高德POI數(shù)據庫內符合研究區(qū)域的數(shù)據點，剔除重復或不符合要求的數(shù)據后共得到252個旅游資源點。根據《旅游資源分類、調查與評價》[35]將旅游資源分為自然景觀旅游資源（27個）、人文景觀旅游資源（98個）和休閑娛樂旅游資源（127個）。

2.2 研究方法

2.2.1 核密度估計法

地理空間點密度越高，地理事件在區(qū)域發(fā)生的概率越大。本研究通過核密度估計法分析福州主城區(qū)各旅游資源的空間分布特征，計算公式為

其中，f(x)表示核密度值，n表示距離半徑范圍內包含的旅游資源數(shù)量，k(x)為核密度方程，x-xi表示兩點之間的歐氏距離，h表示距離半徑。

2.2.2 最鄰近指數(shù)法

最鄰近指數(shù)法用于描述地理事物點狀分布的相對位置及其最鄰近點間的距離，說明無規(guī)則分布的點的地理特征。本研究通過最鄰近指數(shù)法分析福州主城區(qū)各旅游資源的分布類型，計算公式為

其中，rE為旅游資源的理論最鄰近距離，n為旅游資源數(shù)量，A為區(qū)域面積，r1為樣本點的實際最鄰近距離，R為最鄰近指數(shù)。R=1時，為隨機分布；R＜1時，為集聚分布；R＞1時，為均勻分布。

2.2.3 標準差橢圓法

標準差橢圓法能夠精確揭示空間分布的方向，并可以選擇是否通過加權來計算要素對象的分布中心，常用于揭示地理要素的空間關系[36]。主要參數(shù)有方位角θ、長軸標準差σx和短軸標準差σy。本研究通過生成的標準差橢圓分析比較不同旅游資源的分布方向和空間分布中心的差異。

2.2.4 空間句法理論

空間句法理論由英國倫敦大學的Hiller 教授首創(chuàng)[37]，其理論核心是將空間劃分并強調系統(tǒng)分割體的內在邏輯聯(lián)系，即空間組構[38]。空間句法在道路研究中有多種建模方式，較之軸線建模，線段建模能更真實模擬道路偏轉角度對人自然出行的影響，且支持多種搜索半徑，故本研究對福州主城區(qū)道路體系進行線段建模處理。

近年來，英國卡迪夫大學研發(fā)的sDNA（spatial Design Network Analysis）模型依托ArcGIS軟件平臺，在參數(shù)設置、運行環(huán)境、結果可視化、數(shù)據管理等方面比Axwoman和Depthmap等早期開發(fā)的傳統(tǒng)句法軟件均有明顯提高；在算法上，sDNA模型更加成熟和嚴謹，其在兼顧連續(xù)空間和離散空間的同時還考慮到拓撲成本、經濟成本和時間成本等多種成本對計算結果的影響[34]，讓結果更具說服力。但目前國內關于sDNA 模型的實證研究為數(shù)不多[34，39-40]，旅游地理學中運用sDNA模型探討道路結構和旅游資源空間分布相關性的研究成果更是少見。鑒于此，本研究基于sDNA 模型研究福州主城區(qū)道路結構與旅游資源空間分布特征的相關性。不同空間句法變量說明和算法見表1。

表1 不同空間句法變量說明和算法公式比較Table 1 Variable descriptions of different space syntax and comparison of algorithm formulas

3 結果與分析

3.1 福州主城區(qū)旅游資源空間特征

3.1.1 核密度分析

由于半徑的選取對核密度計算結果影響明顯，本研究參考已有研究成果[14，42]，經多次預試驗最終選取半徑為1 500 m并設置像元大小為160 m×160 m進行核密度操作。

如圖2所示，自然景觀旅游資源形成多個核心集聚區(qū)，烏山-白馬河組團和飛鳳山形成兩大主集聚區(qū)，鼓山-鼓嶺組團形成次核心區(qū)，另有為數(shù)不多的自然景觀旅游資源零星散落在閩江江濱、光明港和鳳坂河沿岸。人文景觀旅游資源則依托主城內的各歷史風貌遺跡、古建筑遺址和名人故居形成了三坊七巷組團、馬尾船政組團和江心公園組團三大高密度聚集區(qū)，并在鼓山南部和高蓋山公園出現(xiàn)了小范圍核心區(qū)。休閑娛樂旅游資源呈現(xiàn)“以公園為主、以周邊娛樂基礎設施為輔”的“抱團式”局面，如福州動物園-福州國家森林公園、梅峰山地公園-金牛山體育公園、西湖公園-金雞山公園、左海公園-福道等，閩江北港的各濱江公園也產生了明顯的條帶狀集聚效應。休閑娛樂旅游資源主要分布在主城區(qū)經濟發(fā)展水平較高的區(qū)域，而這些區(qū)域的道路網絡相對發(fā)達，間接反映了道路結構影響休閑娛樂旅游資源的空間分布。從全部旅游資源的空間分布來看，福州主城區(qū)的旅游資源主要集中在鼓樓老城區(qū)的鼓山-鼓嶺組團和馬尾船政組團，但馬尾船政組團卻不含有自然景觀旅游資源，這與其作為中國船政文化的發(fā)祥地和在中國近代洋務運動中發(fā)揮的重大作用有關。

圖2 福州主城區(qū)旅游資源空間密度Figure 2 Spatial density of tourism resources in the main urban area of Fuzhou

3.1.2 最鄰近分析

通過式（2）和式（3）求得，自然景觀旅游資源最鄰近指數(shù)為1.236 6，人文景觀旅游資源最鄰近指數(shù)為0.581 7，休閑娛樂旅游資源最鄰近指數(shù)為0.684 1，全部旅游資源最鄰近指數(shù)為0.672 0。如圖2所示，自然景觀旅游資源在空間上均勻分布，相較于其他旅游資源，其多個核心并未形成聯(lián)結，而是呈分散布局。這與其依托自然元素的資源屬性有關，難以受到人為干預，不易形成集聚效應。人文景觀旅游資源和休閑娛樂旅游資源集聚效應較為明顯，后者形成的集聚中心多于前者，這與不同旅游資源側重的載體表現(xiàn)形式有關。人文景觀旅游資源多以故居、古建、重大歷史事件等為基礎，其資源點具有不可復制性、難以移動性和品質唯一性特點。休閑娛樂旅游資源則與公園、游樂園、現(xiàn)代化商場等有關，其資源點多為后期人工創(chuàng)造，流量趨向和市場傾斜特征顯著。

3.1.3 標準差橢圓分析

福州主城區(qū)旅游資源標準差橢圓如圖3所示。自然景觀旅游資源的分布呈“東—西”走向。人文景觀旅游資源和休閑娛樂旅游資源為“西北—東南”走向，橢圓覆蓋范圍重合范圍較大，說明這兩類旅游資源在很大程度上相互交雜，依存性較高。自然景觀旅游資源的分布重心位于光明港和東二環(huán)毗鄰之處，另外兩類旅游資源則分布在江心公園一帶，靠近主城區(qū)的繁華地帶，且位于于山和烏山對稱軸（福州古城中軸線）上，該軸線是福州千年歷史文脈的體現(xiàn)，集中分布著大量歷史標志性文化遺產景觀，而這些歷史遺產正是人文景觀旅游資源和休閑娛樂旅游資源的重要組成部分。

圖3 福州主城區(qū)旅游資源標準差橢圓Figure 3 Standard deviation ellipse in the main urban area of Fuzhou

3.2 福州主城區(qū)道路空間特征

空間句法參數(shù)包括局部和全局尺度，局部尺度涉及到搜索半徑的選擇。為了更好探討不同半徑范圍內道路對旅游資源空間分布影響的差異，經多次試驗比較并參考已有研究成果[14，42]，最終選擇800、1 500、3 000和5 000 m為局部半徑。計算結果按自然斷點法進行分類，結果見圖4和圖5。

3.2.1 道路接近度分析

從接近度的計算結果（圖4）可以看出，隨著搜索半徑從800 m增加到整個區(qū)域，局部道路的核心數(shù)量逐漸減少，且有向西南偏移泛化的趨勢。但無論何種尺度下，三坊七巷、西湖公園、江心公園濱江帶都處于核心地帶，說明路網通達中心偏居老城區(qū)一帶，這幾個區(qū)域著實是福州主城區(qū)的核心地段。觀察不同半徑的接近度，以800 m為半徑搜索后得到三坊七巷、江心公園、橘園洲-金山和福州站4個道路可達中心，這些區(qū)域承擔著較大的交通流量，形成路網集聚核心。在1 500 m半徑下，三坊七巷-西湖公園和福州站雙核心開始相互交融，促成“強強聯(lián)合”的局面，并形成影響范圍更大的可達性中心，吸引著局域半徑內的主要人車流。在3 000 m 半徑下，福州主城區(qū)的核心地位開始凸顯，其輻射范圍以二環(huán)高速為臨界。半徑從3 000 m擴大到5 000 m時，二環(huán)高速的邊界效應顯現(xiàn)，但道路可達中心的輻射范圍已超出二環(huán)，并通過金山大橋和尤溪洲大橋向倉山區(qū)延伸。在全局接近度下，隨著三環(huán)高速沿南臺島（倉山區(qū)）形成串聯(lián)，福州主城區(qū)核心路網的輻射范圍擴至三環(huán)邊界，即三環(huán)內部形成更大的道路可達核心，起著承接福州主城區(qū)至福州市轄區(qū)內各區(qū)（縣）道路中心的極核作用。

圖4 福州主城區(qū)道路接近度計算結果可視化Figure 4 Visualization of calculation results of road proximity in the main urban area of Fuzhou

3.2.2 道路中間度分析

從中間度的計算結果（圖5）可以看出，在局部出行層面，華林路、五四路、湖東路、白馬南路、五一北路、北環(huán)中路、工業(yè)路、羅星西路和鼓屏路等成為各影響范圍內被穿行頻率較高的路段，說明這些路段局部銜接效果明顯。隨著半徑從800 m逐漸擴大到5 000 m，有些道路的連貫性得到充分顯現(xiàn)，如五一路和六一路在相對遠距離的出行活動中扮演著重要角色。也有部分道路隨著搜索距離的增加而喪失了局部穿行核心的地位，如工業(yè)路和金桔路等，說明其在承載遠距離人車流等主要穿行功能方面已不如后期新建道路，導致其發(fā)揮穿行作用的距離有限。縱觀全局中間度，五四路、五一路和六一路依舊承擔著主要出行功能，這些承載局部主要穿行流量的路段在全局尺度的功能得到進一步強化，可以看出其在福州主城區(qū)交通規(guī)劃中的重要地位。同時，其功能在局部和全局尺度的延擴和重合說明道路的整體布局和區(qū)域銜接存在一致性和連續(xù)性。此外，還出現(xiàn)南二環(huán)、南三環(huán)和江濱東大道等次中心線路，其中江濱東大道是福州老城區(qū)通往馬尾方向的重要通道，說明環(huán)線和濱江大通道雖在局部尺度的穿行功能不顯著，但在貫通主城區(qū)、縮短新—老城時間距離方面有著不可替代的作用，是未來較長時間內福州主城區(qū)不斷向外擴充的硬件支持和大范圍空間道路穿行能力的保障。

圖5 福州主城區(qū)道路中間度計算結果可視化Figure 5 Visualization of calculation results of road median in the main urban area of Fuzhou

3.3 福州主城區(qū)道路結構與旅游資源空間分布相關性

以上一節(jié)得到的接近度和中間度的結果為權重，借用ArcGIS 10.2軟件平臺進行半徑為800、1 500、3 000、5 000 m和全局及像元大小為160 m×160 m的核密度運算，再對福州主城區(qū)旅游資源的核密度與句法參數(shù)核密度進行相關性分析，結果如表2所示。

表2 福州市主城區(qū)旅游資源空間核密度與句法參數(shù)核密度相關系數(shù)Table 2 Correlation coefficient between kernel density of syntactic parameters and spatial kernel density of tourism resources

所有旅游資源的空間分布與道路句法參數(shù)均存在較高相關性，除全局中間度的相關系數(shù)為0.626外，其余參數(shù)的相關系數(shù)均大于0.700，呈較強相關，說明道路結構是影響旅游資源空間分布的重要因素。就不同類型參數(shù)而言，道路接近度比中間度更能影響旅游資源的空間分布，因為道路穿行程度扮演的是連通不同目的地的過渡性角色。就局部尺度而言，相關系數(shù)與半徑成正比，并在5 000 m 時達到0.799。但在全局尺度，相關系數(shù)卻下降到0.744，說明存在大于5 000 m的半徑臨界值，超過這個值時道路結構的影響力將呈下降趨勢。由此看出，局部核心道路在游客自然出行時占據重要位置，而主城區(qū)的道路干線是連接不同核心區(qū)的首選通道。

自然景觀旅游資源和道路結構相關性較弱，說明自然景觀旅游資源的道路指向性不強。就參數(shù)而言，道路中間度的相關系數(shù)比接近度的大，說明自然景觀旅游資源憑借自身的旅游品質和對外知名度吸引著包括外來游客在內的人車流，而較少受到道路影響。人文景觀旅游資源與道路結構中度相關，說明道路結構對其空間分布影響一般。人文景觀旅游資源更依賴接近度高的路段，其依賴程度與全部旅游資源相似。局部道路結構對人文景觀旅游資源分布影響更為明顯，全局層面上影響相對較弱，表明人文景觀旅游資源依托局部可達性強的道路分布，其影響機理與表現(xiàn)形式與全部旅游資源類似。休閑娛樂旅游資源與道路結構相關性最強，這是由于道路交通核心代表集聚的人車流，接近核心密集區(qū)可以實現(xiàn)市場導向目的。同時，休閑娛樂旅游資源受道路穿行性影響比較大，分布在局部接近度和局部中間度均較高的區(qū)域，僅限制性地為局部可達性強的游客服務，難以滿足日益增長的分布在可達半徑外的游客的休閑娛樂需求?？傮w來說，道路結構與自然景觀、人文景觀、休閑娛樂和全部旅游資源空間分布的相關性依次為：弱、中等、較強、強。

5 結論與建議

5.1 結論

（1）福州主城區(qū)自然景觀旅游資源依托自然元素呈多核心均勻式分布，且表現(xiàn)為不同于其他旅游資源的“東—西”走向；人文景觀旅游資源依靠豐富的歷史文化資源形成三大核心集聚區(qū)；休閑娛樂旅游資源則表現(xiàn)為“抱團式”多核心集聚分布，且局部形成若干次核心區(qū)域；就全部旅游資源而言，老城區(qū)依舊是其高密度集聚的中心，分布方向與人文景觀、休閑娛樂旅游資源一致，皆為“西北—東南”走向。

（2）福州主城區(qū)的道路可達核心數(shù)量隨局部半徑的擴大而減少，核心輻射范圍在從小尺度到大尺度過渡中發(fā)生重疊，進而產生影響范圍更大的道路可達核心；有些道路的穿行性隨半徑的擴大而減小，而有些道路則不斷改造升級，發(fā)展為支撐主城區(qū)穿行流量的主要干道，在局部和全局維度均發(fā)揮著重要作用，同時協(xié)調著局部道路可達性和全局道路穿行性之間的關系。

（3）整體上，道路結構與旅游資源相關性較強，但不同類型旅游資源之間存在差異。其中，自然景觀旅游資源相關性最弱；人文景觀旅游資源相關性居中，其空間上依托局部接近度高的道路分布，且相關性隨局部半徑的增大而增大；休閑娛樂旅游資源與道路相關性最高，局部接近度和中間度高的道路是影響其分布的重要因素。

5.2 建議

（1）首先，要正確認識道路結構對不同類型旅游資源空間布局的影響。自然景觀旅游資源要注重市場知名度和影響力的提升，同時側重銜接5 000 m及以上半徑穿行性強的道路；人文景觀旅游資源和休閑娛樂旅游資源要關注局部可達程度較高的道路結構，在未來空間布局規(guī)劃中要考慮是否有必要依托全局通行性及穿行流量較高的道路選址。

（2）其次，合理把握旅游資源空間布局的疊加效應。盡管旅游資源類型各異，但在空間或資源屬性上存在難以避免的交集，如人文景觀旅游資源和休閑娛樂旅游資源存在資源特征上的共性和空間布局上的疊加。因此，在現(xiàn)行旅游資源空間布局條件下，鼓勵創(chuàng)新發(fā)展旅游資源“交互式”開發(fā)模式。在文旅融合政策的引導下，挖掘旅游資源文化根脈，賦予各類型旅游資源綜合性開發(fā)功能，促使各類旅游資源合理共生，有序共長。

（3）最后，強化和協(xié)調好部分道路的功能和關系。政府及旅游管理部門要重視3 000 m及以下半徑道路的維護和修繕，并不斷完善局部核心間的交通連接，做好全局和局部間的路網銜接，保證其既能充分吸引人車流集聚，又能通過銜接核心干道發(fā)揮穿行功能。同時，應處理好不同道路在不同半徑尺度下的作用轉變關系，根據福州市相關規(guī)劃結合旅游資源及相關業(yè)態(tài)的空間布局適當調整部分道路的功能地位，讓其更好嵌套于城市系統(tǒng)。