基于多源數(shù)據(jù)的武漢市環(huán)城游憩空間特征解析

王寶強(qiáng)

陳 嫻

施 澄*

隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、城市人口不斷增長、城市交通出行便捷化，國民休閑游憩需求迅速膨脹，中國進(jìn)入城市游憩“剛需”時(shí)代。隨著城市功能要素不斷集聚與擴(kuò)散，大城市的游憩活動范圍逐漸廣域化，呈現(xiàn)由城市中心區(qū)向區(qū)域外延式拓展。環(huán)城游憩帶成為大城市居民觀光、度假、娛樂、運(yùn)動等功能在郊區(qū)的設(shè)施、場所和公共空間的集合[1]，研究重點(diǎn)關(guān)注環(huán)城游憩帶的空間結(jié)構(gòu)特征[2]、時(shí)空演變與動力機(jī)制[3]、游憩偏好、游憩適宜度評價(jià)[4]等。從研究方法上來看，早期環(huán)城游憩帶的研究多采用定性描述、問卷調(diào)查等方法，多以總結(jié)某個(gè)城市環(huán)城游憩帶發(fā)展為主要內(nèi)容[5]。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)文本、微博數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)及手機(jī)信令數(shù)據(jù)的研究相繼出現(xiàn)，研究方法逐漸由描述性、概念性轉(zhuǎn)變?yōu)榕c數(shù)理統(tǒng)計(jì)、構(gòu)建模型、地理空間分析相結(jié)合的綜合型研究方法[6-8]。大數(shù)據(jù)為準(zhǔn)確測度環(huán)城游憩的人數(shù)、時(shí)間、出發(fā)地和目的地提供了技術(shù)支撐，從而為環(huán)城游憩的精準(zhǔn)識別和分類、空間分布特征解析提供了可能[9-11]。但是當(dāng)前應(yīng)用大數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)城游憩研究的對象側(cè)重于局部地區(qū)，對環(huán)城游憩的目的地與出發(fā)地之間的精準(zhǔn)測度和規(guī)律解析研究還較少，多源數(shù)據(jù)的有效融合還不足。本文以武漢市為例，采用手機(jī)信令、POI、地理信息、遙感影像等多種數(shù)據(jù)源，從時(shí)間-空間-行為等維度試圖探析大城市環(huán)城游憩的基本規(guī)律和空間特征，期望對環(huán)城游憩的目的地、時(shí)空行為、空間分布等進(jìn)行準(zhǔn)確識別，也旨在探索多源數(shù)據(jù)在環(huán)城游憩研究領(lǐng)域的方法創(chuàng)新。

1 武漢市環(huán)城游憩特征研究方法

1.1 研究單元劃分

本文立足環(huán)城游憩基本內(nèi)涵，即城市中心區(qū)居民前往城市郊外的游憩活動，分析單元劃分為城區(qū)與郊區(qū)2個(gè)范圍，分別代表了環(huán)城游憩的出發(fā)地和目的地。城區(qū)包括青山、武昌、洪山、江岸、江漢、硚口與漢陽區(qū)，郊區(qū)包括黃陂、東西湖、新洲、蔡甸、漢南與江夏區(qū)(圖1)。以1 000m×1 000m的柵格作為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基本研究單元，共計(jì)8 998個(gè)。

圖1 武漢市環(huán)城游憩研究的空間劃分

1.2 環(huán)城游憩范疇界定

環(huán)城游憩是指城區(qū)常住居民在非節(jié)假日進(jìn)行的短期內(nèi)，從城區(qū)到郊區(qū)，離開日常生活環(huán)境(工作地與居住地)一定范圍，停留時(shí)間在30min及其以上，以身心感到愉悅與放松為目的，且不獲取經(jīng)濟(jì)報(bào)酬的活動。本文對游憩時(shí)間的界定分為工作日和周末2個(gè)時(shí)間段；根據(jù)游憩地分類的常用方法和武漢市環(huán)城游憩資源特性[12]，將武漢市游憩空間按照功能分為商業(yè)消費(fèi)型、文化娛樂型、運(yùn)動休閑型、風(fēng)景觀光型和鄉(xiāng)村體驗(yàn)型5個(gè)大類、16個(gè)小類(表1)；游憩行為則重點(diǎn)關(guān)注游憩人口數(shù)量與密度、游憩停留時(shí)長、游憩目的等要素，其中游憩人口來源地統(tǒng)一按照城區(qū)劃分，游憩目的結(jié)合游憩資源的類型進(jìn)行綜合識別。

1.3 研究數(shù)據(jù)

1)手機(jī)信令數(shù)據(jù)。

手機(jī)信令數(shù)據(jù)是一種時(shí)空軌跡數(shù)據(jù)，通過記錄手機(jī)用戶在通信網(wǎng)絡(luò)中基于所在基站ID通過主動與被動2種方式確定其位置信息，包含用戶ID、時(shí)間、基站位置編號等字段信息[13]。本文數(shù)據(jù)源為武漢市33 966個(gè)移動基站2017年8月1—31日連續(xù)31d的移動手機(jī)信令數(shù)據(jù)，可以識別居民居住地、工作地和游憩地。將某手機(jī)用戶在非工作地、居住地與交通樞紐用地一定范圍內(nèi)停留時(shí)長30min及其以上的活動定義為游憩活動，該手機(jī)停留地所在基站為游憩地[14]。通過手機(jī)信令數(shù)據(jù)可以識別平均每天城區(qū)居民前往郊區(qū)游憩的人口數(shù)量、人口分布、出發(fā)地、目的地及平均停留時(shí)長等信息。

2)POI數(shù)據(jù)。

POI數(shù)據(jù)是基于位置服務(wù)的數(shù)據(jù)，包含名稱、經(jīng)緯度、地址、類別等信息，通過關(guān)鍵詞分類檢索能夠反映游憩資源的空間分布情況。本文POI數(shù)據(jù)來源于2020年1月的高德地圖與百度地圖平臺，根據(jù)表1中游憩空間二級分類進(jìn)行關(guān)鍵詞檢索，經(jīng)過遙感影像判斷、地圖信息校正后進(jìn)行篩選，用以識別游憩空間類型、游憩資源數(shù)量分布。

表1 武漢城市游憩空間分類

3)地理信息數(shù)據(jù)與遙感影像數(shù)據(jù)。

地理信息數(shù)據(jù)包括地形圖、地理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，遙感影像數(shù)據(jù)主要采用2017年武漢市8m分辨率的高分2號遙感影像，用以校正武漢市游憩資源的類型與空間分布。

以上數(shù)據(jù)獲取來源不同，具有一定的時(shí)間差，但考慮到武漢市環(huán)城游憩的整體發(fā)展較為穩(wěn)定，基本可以忽略這種時(shí)間差異帶來的研究偏差。

1.4 研究方法

1)基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)獲取環(huán)城游憩基本特征。

本文對移動手機(jī)信令原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，并整理建立基于移動基站的數(shù)據(jù)庫，將一個(gè)月時(shí)間內(nèi)晚上8點(diǎn)到次日6點(diǎn)且超過15d的空間定位確定為居住地，將早上6點(diǎn)到下午6點(diǎn)且超過15d的空間定位確定為工作地，以居住地為起點(diǎn)將某手機(jī)用戶在非工作地、居住地與交通樞紐用地一定范圍內(nèi)停留時(shí)長30min及以上的活動界定為游憩地[15]。經(jīng)過數(shù)據(jù)樣本擴(kuò)樣后，將手機(jī)信令數(shù)據(jù)中基站內(nèi)的游憩人數(shù)、游憩停留時(shí)長等字段信息根據(jù)其坐標(biāo)導(dǎo)入ArcGIS中，進(jìn)而計(jì)算游憩密度。本文采用“吸引中心城區(qū)的游憩人口數(shù)量×游憩停留時(shí)長”并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后來表征環(huán)城游憩強(qiáng)度，綜合反映環(huán)城游憩目的地對出發(fā)地的綜合吸引力。

2)基于POI數(shù)據(jù)分析環(huán)城游憩的主要功能。

采用POI數(shù)據(jù)獲取武漢市的游憩資源數(shù)量與類型信息，通過樣方密度法和分區(qū)識別法量化評價(jià)郊區(qū)的游憩空間類型特征。其中，樣方密度法是指每個(gè)研究單元的POI數(shù)據(jù)數(shù)量與研究單元的面積之比，反映了游憩空間的數(shù)量分布密度。分區(qū)識別法通過對每個(gè)研究單元的數(shù)據(jù)粒度進(jìn)行判別，若研究單元內(nèi)無研究數(shù)據(jù)，則該單元被認(rèn)為無游憩資源；若研究單元內(nèi)一種類型的游憩空間樣方密度值大于等于該單元POI樣方平均密度的50%，則視為該單元內(nèi)是該游憩空間為主導(dǎo)的游憩功能區(qū)，即單一游憩功能區(qū)；若研究單元內(nèi)存在多種類型的游憩空間，其樣方密度值占比均不超過50%，根據(jù)占比較高的游憩空間類型將其視為復(fù)合型游憩功能區(qū)。

3)輔以地理信息數(shù)據(jù)解析環(huán)城游憩的空間特征。

對游憩活動強(qiáng)度做局部空間自相關(guān)分析，使用局部Moran'sI指數(shù)對游憩活動強(qiáng)度聚類，進(jìn)而采用地理信息數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證分析，并對環(huán)城游憩的空間特征進(jìn)行全面解析。

2 武漢市環(huán)城游憩空間特征解析

2.1 環(huán)城游憩人口分布特征

從環(huán)城游憩的人口密度分布來看(圖2)，近郊區(qū)仍然是吸引中心城區(qū)居民游憩的主要陣地，遠(yuǎn)郊區(qū)游憩人口數(shù)量則呈現(xiàn)出不均衡布局的態(tài)勢。其中東西湖區(qū)走馬嶺新城組團(tuán)、新溝新市鎮(zhèn)組團(tuán)中心、金銀湖新城組團(tuán)游憩人口密度較高；黃陂區(qū)游憩人口主要分布在前川組團(tuán)、木蘭山風(fēng)景名勝區(qū)；江夏區(qū)游憩人口主要分布在紙坊組團(tuán)、黃家湖組團(tuán)、流芳組團(tuán)、奧林匹克體育中心、藏龍島濕地公園、龍泉山風(fēng)景區(qū)、梁子湖、斧頭湖國家級濕地保護(hù)區(qū)等。這些區(qū)域的環(huán)城游憩資源特色較為明顯，形成了以風(fēng)景觀光和鄉(xiāng)村體驗(yàn)為主導(dǎo)的黃陂模式、農(nóng)場經(jīng)濟(jì)和田園休閑為主導(dǎo)的東西湖模式及環(huán)湖休閑和鄉(xiāng)村體驗(yàn)為主導(dǎo)的江夏模式。

圖2 武漢市環(huán)城游憩人口密度分布

2.2 環(huán)城游憩停留時(shí)長空間特征

環(huán)城游憩的停留時(shí)長與環(huán)城游憩的設(shè)施水平、服務(wù)質(zhì)量成正比，與交通距離成反比的趨勢較為明顯?？傮w來看(圖3)，遠(yuǎn)郊區(qū)的環(huán)城游憩時(shí)長普遍較高，這是由于遠(yuǎn)郊區(qū)距離中心城區(qū)較遠(yuǎn)，人們出行的目的以休閑、娛樂、度假等為主，所需游憩時(shí)間更長。其中，黃陂區(qū)木蘭山、江夏的紙坊組團(tuán)、梁子湖、斧頭湖國家級濕地保護(hù)區(qū)，東西湖區(qū)走馬嶺新城組團(tuán)、環(huán)金銀湖國家濕地公園、武漢園博園等區(qū)域游憩時(shí)長均高于全市平均水平，這些區(qū)域旅游資源豐富、旅游設(shè)施較為完善，已經(jīng)形成了具有一定品牌影響力的游憩產(chǎn)品。

圖3 武漢市環(huán)城游憩停留時(shí)長分布

2.3 環(huán)城游憩強(qiáng)度空間特征

從環(huán)城游憩活動強(qiáng)度來看(圖4)，呈現(xiàn)出由中心向外圍遞減、北高南低、西高東低的基本特征。蔡甸區(qū)、江夏區(qū)沿路(滬渝高速G50、滬聶線G318)、沿湖(斧頭湖、梁子湖)的游憩強(qiáng)度較高，屬于資源導(dǎo)向、交通影響的游憩目的地。黃陂區(qū)、新洲區(qū)游憩強(qiáng)度則呈現(xiàn)出散點(diǎn)布局、均衡分散的總體格局，游憩資源本身的景觀獨(dú)特性和設(shè)施水平的質(zhì)量突破了交通可達(dá)性對其的影響。東西湖區(qū)由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)建設(shè)和旅游設(shè)施完善度較高，游憩強(qiáng)度呈現(xiàn)出連綿成片的空間布局特征；漢南區(qū)的環(huán)城游憩強(qiáng)度則較低，主要原因在于其游憩特色不明顯、交通可達(dá)性較低，目前尚無軌道交通覆蓋。

圖4 武漢市環(huán)城游憩強(qiáng)度分析

2.4 環(huán)城游憩空間功能特征

從環(huán)城游憩空間功能來看(圖5)，商業(yè)消費(fèi)型、文化娛樂型和運(yùn)動休閑型游憩空間呈現(xiàn)出相對集中、臨近中心城區(qū)的總體特征；風(fēng)景觀光型游憩空間主要依賴于風(fēng)景名勝區(qū)、森林公園、自然保護(hù)區(qū)等景觀資源充足的區(qū)域，主要分布在江夏、黃陂、蔡甸等遠(yuǎn)郊區(qū)，東西湖區(qū)則由于田園綜合體的開發(fā)促進(jìn)了風(fēng)景觀光游憩的大幅提升，總體呈現(xiàn)出散點(diǎn)狀的空間布局；鄉(xiāng)村體驗(yàn)型游憩空間在各郊區(qū)中相對均衡分布，呈現(xiàn)出顯著的沿路、沿湖、沿景區(qū)、沿山等帶狀集聚特征。復(fù)合型的游憩空間主要分布在新城區(qū)、各區(qū)中心城區(qū)及大型商業(yè)中心，以商業(yè)消費(fèi)、文化娛樂、運(yùn)動休閑為主導(dǎo)(圖5)?？傮w而言，近郊區(qū)的復(fù)合游憩功能突出，遠(yuǎn)郊區(qū)的特色游憩功能更加明顯。

圖5 武漢市環(huán)城游憩空間功能識別

2.5 環(huán)城游憩空間總體結(jié)構(gòu)特征

武漢市環(huán)城游憩空間整體呈現(xiàn)“圈-廊”結(jié)合的總體結(jié)構(gòu)(圖6)，形成了沿主城區(qū)外圍的主要圈層，前川、新溝、軍山-金口及邾城綜合游憩圈，依托黃陂北部木蘭山、江夏區(qū)環(huán)梁子湖濱水度假區(qū)、蔡甸區(qū)后官湖郊野公園、江夏區(qū)斧頭湖-梁子湖、環(huán)黃家湖-湯遜湖等特色游憩圈，以及依托綜合交通干道形成的游憩廊道。通過對各游憩圈的主要游憩地、游憩類型、停留時(shí)間、交通時(shí)長、主要游憩吸引地進(jìn)行分析可以看出(表2，圖7)，環(huán)木蘭山、環(huán)斧頭湖-梁子湖地區(qū)由于休閑旅游特征突出，景觀風(fēng)貌特色明顯，突破了交通可達(dá)性的限制，成為全市最主要的游憩目的地；其余地區(qū)則受到跨江交通的制約，吸引的游憩客源地主要集中在近域地區(qū)。

表2 武漢市主要環(huán)城游憩圈情況

圖6 武漢市環(huán)城游憩總體空間結(jié)構(gòu)

圖7 武漢市環(huán)城游憩OD(出發(fā)地-目的地)分布

這一結(jié)構(gòu)的形成是由市場供需與規(guī)劃調(diào)控雙重作用導(dǎo)致的。從需求的角度看，消費(fèi)水平提升和休閑游憩需求旺盛是主因；從供給的角度看，游憩資源的質(zhì)量與吸引力、游憩設(shè)施的供給、服務(wù)水平及交通設(shè)施的可達(dá)性是游憩空間形成的基礎(chǔ)條件。從規(guī)劃調(diào)控角度看，《武漢城市總體規(guī)劃(2016—2030年)》確定形成“1＋6”空間格局，以及一主城、三副城、多組群的空間結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)化中心體系，進(jìn)一步促進(jìn)了多中心的城市總體結(jié)構(gòu)，推進(jìn)了郊區(qū)地區(qū)的快速城鎮(zhèn)化，也促進(jìn)了中心城區(qū)與郊區(qū)之間的深度融合；同時(shí)在生態(tài)文明建設(shè)與鄉(xiāng)村振興的背景下，規(guī)劃提出建立“軸楔環(huán)廊”的全域生態(tài)框架與構(gòu)筑“小鎮(zhèn)集群＋鄉(xiāng)野單元＋郊野公園”的非集建區(qū)空間體系，進(jìn)一步賦予了自然資源豐富地區(qū)作為中心城區(qū)“后花園”的功能定位，引導(dǎo)城區(qū)居民有序、有目的地游憩，特別促進(jìn)了風(fēng)景觀光型游憩空間形成。

2.6 環(huán)城游憩資源與游憩強(qiáng)度匹配特征

城市游憩系統(tǒng)是游憩供給和游憩需求相互作用的一個(gè)動態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)游憩供給與游憩需求保持相對平衡且相適應(yīng)時(shí)，城市游憩系統(tǒng)才能發(fā)揮應(yīng)有的游憩功能。根據(jù)游憩目的地的資源特征和游憩強(qiáng)度的匹配程度將環(huán)城游憩空間劃分為成熟型、潛力型及飽和型3類。成熟型為資源豐富、游憩強(qiáng)度較高區(qū)域，其主導(dǎo)游憩類型為商業(yè)消費(fèi)型與文化娛樂型，多位于集中建設(shè)區(qū)(圖8)。潛力型為資源豐富、游憩強(qiáng)度較低區(qū)域，多以運(yùn)動休閑、鄉(xiāng)村體驗(yàn)為主(圖9)，在吸引中心城區(qū)人口方面還有較大潛力，尚需優(yōu)化游憩環(huán)境、提高游憩質(zhì)量。飽和型為資源數(shù)量較少或者種類單一、游憩強(qiáng)度較高的區(qū)域，呈現(xiàn)“小集中、大分散”的分布特征，主要位于主城區(qū)外集中建成區(qū)上及外圍郊區(qū)，其游憩空間類型多為風(fēng)景觀光、鄉(xiāng)村體驗(yàn)等單一游憩類型空間(圖10)，需加強(qiáng)游憩資源產(chǎn)品的開發(fā)。

圖8 武漢市成熟型環(huán)城游憩空間分布

圖9 武漢市潛力型環(huán)城游憩空間分布

圖10 武漢市飽和型環(huán)城游憩空間分布

3 結(jié)語

本文基于多源數(shù)據(jù)以武漢市為例對大城市出現(xiàn)的環(huán)城游憩特征進(jìn)行較為精準(zhǔn)的識別研究。研究結(jié)果表明：1)近郊區(qū)游憩人口密度普遍大于800人/km2，停留時(shí)長在2h左右；遠(yuǎn)郊區(qū)環(huán)城游憩人口密度則普遍小于200人/km2，但停留時(shí)長普遍在4h以上；2)環(huán)城游憩強(qiáng)度呈現(xiàn)出由中心向外圍遞減、北高南低、西高東低的基本特征，其中蔡甸區(qū)、江夏區(qū)沿路、沿湖的游憩強(qiáng)度較高，屬于資源導(dǎo)向、交通影響的游憩目的地；黃陂區(qū)、新洲區(qū)游憩強(qiáng)度則呈現(xiàn)出散點(diǎn)布局、均衡分散的總體格局，游憩資源本身的景觀獨(dú)特性和設(shè)施水平的質(zhì)量突破了交通可達(dá)性對其的影響；3)近郊區(qū)的復(fù)合游憩功能突出，遠(yuǎn)郊區(qū)的特色游憩功能更加明顯；4)環(huán)城游憩空間整體呈現(xiàn)“圈-廊”結(jié)合的總體結(jié)構(gòu)，形成了沿主城區(qū)外圍的主要圈層，前川、新溝、軍山-金口及邾城綜合游憩圈，依托黃陂北部木蘭山、江夏區(qū)環(huán)梁子湖濱水度假區(qū)、蔡甸區(qū)后官湖郊野公園、江夏區(qū)斧頭湖-梁子湖、環(huán)黃家湖-湯遜湖特色游憩圈，以及依托綜合交通干道形成的游憩廊道；5)環(huán)城游憩資源與游憩強(qiáng)度之間呈現(xiàn)不匹配的特征，需要對不同游憩圈的現(xiàn)狀特征加以進(jìn)一步優(yōu)化引導(dǎo)。

城市發(fā)展中要對大城市居民的游憩需求及其帶來的空間需求與轉(zhuǎn)變引起重視，并在國土空間優(yōu)化中將其予以落實(shí)，要積極培育多種形式的環(huán)城游憩集聚地，促進(jìn)游憩需求的釋放和滿足，通過環(huán)城游憩提升區(qū)域城鄉(xiāng)互動、城市-區(qū)域發(fā)展、資源的合理開發(fā)與保護(hù)。

注：文中圖片均由王寶強(qiáng)繪制。