基于ArcGIS和GD的河南省旅游景區(qū)空間分異探究

衛(wèi) 楊，胡道華，柴 玉，王艷君

（湖北大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430000）

0 引言

為積極應(yīng)對新冠肺炎疫情對河南省旅游業(yè)的影響，河南省旅游廳發(fā)布了《支持文化和旅游企業(yè)戰(zhàn)勝疫情穩(wěn)定發(fā)展的通知》，旨在推動本省的文化和旅游業(yè)復(fù)蘇，促進(jìn)旅游經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和發(fā)展。河南省旅游景區(qū)和旅游產(chǎn)品的分布存在著空間差異、分布不均勻等特性[1]，給合理配置旅游資源帶來一定困難，旅游資源缺乏地區(qū)難以發(fā)揮旅游經(jīng)濟(jì)的刺激作用。旅游業(yè)還存在季節(jié)性差異和游客在特定時間內(nèi)集中出游的特性，該問題的解決需要對旅游資源的空間分異性進(jìn)行具體地分析，從空間上合理地分配旅游資源。

隨著旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在旅游產(chǎn)業(yè)研究中的應(yīng)用，學(xué)者們逐漸運(yùn)用大數(shù)據(jù)對旅游業(yè)進(jìn)行研究。如榮慧芳等[2]運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提出了鄉(xiāng)村旅游熱點識別方法。同時，也出現(xiàn)了眾多運(yùn)用地理探測器分析旅游景區(qū)時空分異的研究[3-6]。再如旅游資源配置方面，較多專家學(xué)者，從不同角度，提出了合理利用旅游資源的建議[7-9]。近年來，也有學(xué)者結(jié)合地理探測器與大數(shù)據(jù)對旅游業(yè)進(jìn)行研究[10]，但是對于結(jié)合ArcGIS與地理探測器分析河南省境內(nèi)旅游資源的文獻(xiàn)尚少。因此，本研究擬通過定性分析學(xué)者的相關(guān)文獻(xiàn)和定量分析河南省旅游資源的空間差異的影響因素，以期為促進(jìn)河南省旅游資源在空間上的合理配置和旅游資源的高效利用提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源和處理

本文的景區(qū)資源，來源于河南省旅游廳、各級地方政府網(wǎng)站及地方旅游局網(wǎng)站公布的河南省內(nèi)A級至5A級景區(qū)。河南省高程數(shù)據(jù)來自地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站公布的精度為90 m的SRTM（shuttle radar topography mission）數(shù)字高程圖。河南省行政區(qū)劃底圖和流域數(shù)據(jù)來自河南省測繪地理信息局發(fā)布的河南省標(biāo)準(zhǔn)地圖和基礎(chǔ)要素地圖。旅游消費(fèi)、人口密度、交通里程、平均氣溫和經(jīng)濟(jì)水平等數(shù)據(jù)來自于2007—2019年《河南省統(tǒng)計年鑒》。對河南省旅游景區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并建立數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫包含景區(qū)經(jīng)緯度坐標(biāo)和景區(qū)名稱等數(shù)據(jù)。

研究中，對河南省的旅游景區(qū)分布進(jìn)行核密度分析處理，對河南省人口密度和各地級市生產(chǎn)總值等數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量化和離散化處理，并結(jié)合ArcGIS分析技術(shù)進(jìn)行分類化處理。

1.2 影響因子的確定

依據(jù)可量化、可比較和可獲取的指標(biāo)體系構(gòu)建原則，借鑒以往的研究成果[11]，并結(jié)合實際情況，構(gòu)建了由3個影響因子、7個二級影響因素組成的河南省旅游景區(qū)影響因子指標(biāo)體系，具體見表1。

表1 河南省旅游景區(qū)影響因子指標(biāo)體系Table 1 Influence factor index system of tourist attractions in Henan Province

1.2.1 社會因素

1）常住人口。常住人口指全年經(jīng)常在家或在家居住6個月以上的人口，該指標(biāo)能夠有效代表某個地區(qū)的實際人口數(shù)量。人是旅游活動的主體，人口密集地區(qū)人類活動更加多樣。伴隨著可支配收入的增加，人們的旅游需求和意愿也不斷增加。人們旅游需求的增加會促進(jìn)旅游景區(qū)的建設(shè)和發(fā)展，因此常住人口在影響景區(qū)空間分布上具有重要作用。

2）公路里程。交通條件作為旅游業(yè)六大要素條件之一，具有連接客源地與目的地的重要使命，在旅游發(fā)展中具有不可替代的作用。

1.2.2 經(jīng)濟(jì)因素

1）旅游消費(fèi)。旅游消費(fèi)包括在旅游目的地的餐飲、住宿、交通等各種消費(fèi)，其體現(xiàn)了一個地區(qū)的旅游發(fā)展?fàn)顩r和經(jīng)濟(jì)水平。同時，旅游消費(fèi)也會刺激旅游目的地的旅游業(yè)發(fā)展，在旅游景區(qū)空間變化中具有重要作用。

2）經(jīng)濟(jì)水平。一個地區(qū)的人均GDP體現(xiàn)著該地區(qū)的總體發(fā)展水平。經(jīng)濟(jì)狀況良好地區(qū)的旅游基礎(chǔ)設(shè)施齊全，旅游接待條件完善，對于旅游景區(qū)的空間分布具有重要影響。

1.2.3 自然因素

1）水域。水域在景區(qū)空間分布上具有深遠(yuǎn)影響，河流及其沿岸地區(qū)是重要的文化發(fā)源地，也是人們重要的居住和活動場所，并形成獨特的人文景觀。

2）平均氣溫。氣溫是一個地區(qū)是否適宜人類居住的重要影響因素，合適的氣溫對游客流動和文化發(fā)展具有促進(jìn)作用，從而形成諸多文化景觀和旅游景觀，并影響著旅游景區(qū)的形成和發(fā)展。

3）地形地貌。地形地貌不同，形成的景觀類型也有所不同。海拔高的地區(qū)相應(yīng)形成獨特的高海拔景觀，平原地區(qū)則形成高海拔地區(qū)所不具有的景觀類型。地形地貌在影響景區(qū)分布上具有重要作用。

1.3 研究方法

1.3.1 核密度分析

核密度分析是一種用于估計概率密度函數(shù)的非參數(shù)方法，可以研究和挖掘空間中元素分布的深層次規(guī)律與分布特征，直觀地傳達(dá)其空間分布的分布密度、動態(tài)特征，反映空間要素的集聚和分散特征[12]。核密度分析的表達(dá)式為

h為寬帶，且h>0；

x-xi為估值點x到xi處的距離；

n為研究對象的數(shù)量。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓

標(biāo)準(zhǔn)差橢圓（standard deviational ellipse）是一種空間格局統(tǒng)計分析方法，與一般的空間統(tǒng)計方法不同，其著重于揭示地理要素空間分布的全局特征。一般采用中心性、展布性、密集性、方位和形狀特征等進(jìn)行表達(dá)[13]，其表達(dá)式如下：

式中：SDEx、SDEy為計算出來的圓心坐標(biāo)值；Xi、Yi為每個要素的空間位置坐標(biāo)值；

1.3.3 地理探測器

地理探測器是用于檢測主要影響因素和空間分異的工具，用于衡量自變量和因變量空間分布的耦合性，分析兩變量空間分異的影響因素[14]。

1）分異和因子探測器。探測Y的空間分異性，以及探測某因子X多大程度上解釋了屬性Y的空間分異。用q值來度量生境中各因子與河南省旅游景區(qū)空間分布的相關(guān)程度，具體的表達(dá)式為

式中：j=1, 2, …，L為變量Y或因子X的分層（strata），即分類或分區(qū)；

Nj和N分別為層j和全區(qū)的單元數(shù)；

和σ2分別為層j和全區(qū)的Y值的方差。

q的值域為[0，1]，q值越大，表示影響因素與河南省旅游景區(qū)空間分布的相關(guān)性越強(qiáng)，反之則相關(guān)性越弱。

2）交互作用探測器。其用于識別不同因子之間的交互作用，兩個因子之間可以分為非線性減弱、單因子非線性減弱、雙因子增強(qiáng)、獨立和非線性增強(qiáng)5種關(guān)系[14]。交互作用探測器能夠同時分析兩個變量之間的交互作用對河南省旅游景區(qū)空間分布的影響。

2 河南省旅游景區(qū)空間分布及特征

河南省界于31°23′～36°22′N、東經(jīng)110°21′～116°39′E之間，東接安徽、山東，北接河北、山西，西連陜西，南臨湖北，總面積約為16.7×104km2。河南省的地勢為西高東低，由平原和盆地、山地、丘陵、水面構(gòu)成，地跨海河、黃河、淮河、長江四大流域。

河南省是我國旅游景區(qū)極其豐富的旅游目的地之一，2007—2019年間河南省旅游資源在空間分布上呈現(xiàn)出動態(tài)演化的特征，其2007—2019年部分年限的景區(qū)分布密度值見圖1。

圖1 2007—2019年河南省景區(qū)分布密度值Fig.1 Distribution density of scenic spots in Henan Province in 2007—2019

如圖1a所示，河南省2007年的景區(qū)數(shù)量較少，主要分布于河南省中部。雖呈現(xiàn)出集聚狀態(tài)，但尚未形成集中連片的旅游景區(qū)群。分布態(tài)勢如圖2所示，呈現(xiàn)西南偏東北走向。2007—2011年間我國倡導(dǎo)大力發(fā)展國內(nèi)旅游業(yè)，促進(jìn)了我國旅游業(yè)的蓬勃發(fā)展，河南省的景區(qū)數(shù)量迅速增加。如圖1b所示，截至2011年底，河南省初步形成了河南省中部和北部旅游景區(qū)集聚群，南部地區(qū)也由零星分布的景區(qū)狀態(tài)發(fā)展成為較小的旅游集聚地。分布態(tài)勢上由2007年的西南偏東北走向逐漸演化為正南正北走向。2011—2017年間，為全面貫徹黨的十七屆五中全會的會議精神，適應(yīng)我國旅游業(yè)的新發(fā)展形式，加強(qiáng)引導(dǎo)，以科學(xué)為主題，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，全面發(fā)展國內(nèi)和入境旅游，進(jìn)一步促進(jìn)了我國旅游業(yè)的蓬勃發(fā)展。河南省逐漸形成了河南中部、北部、西南部3個旅游景區(qū)集聚群和河南南部較小的旅游景區(qū)集聚地。分布態(tài)勢上，2017年河南省旅游景區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓圓心由河南北部向南部轉(zhuǎn)移，說明省內(nèi)南部景區(qū)的數(shù)量增加，分布更加均衡。2017—2019年間，河南省內(nèi)旅游景區(qū)在2017年已經(jīng)形成的分布集聚區(qū)基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展。兩年間旅游景區(qū)的發(fā)展填補(bǔ)了原來三大集聚區(qū)之間的景區(qū)斷層帶，使得河南省內(nèi)的旅游景區(qū)基本實現(xiàn)了省內(nèi)集中連片的分布格局，省內(nèi)旅游景區(qū)分布趨于均衡，分布態(tài)勢上演化為西北偏東南的狀態(tài)。

圖2 河南省景區(qū)空間分布標(biāo)準(zhǔn)差橢圓演化圖Fig.2 Evolution of standard deviation ellipse of scenic spots spatial distribution in Henan Province

由圖1可知，2007—2019年，河南省的景區(qū)數(shù)量由少到多，空間分布上由稀疏到密集。河南省景區(qū)均勻分布于河南省境域內(nèi)部，同時又具有局部中心集中的趨勢。隨著河南省景區(qū)數(shù)量的增加和逐年演化，逐漸形成了三大景區(qū)聚集區(qū)。北部以開封、洛陽等城市為城市群，諸多景點圍繞城市群分布。以古都洛陽和開封為中心的諸多古城內(nèi)分布有大量的古建筑和古代文化景觀，形成了河南省北部的兩大旅游景點集中分布區(qū)域。南部則形成了以信陽為中心的南部景區(qū)集中分布區(qū)域。三大景區(qū)分布區(qū)域構(gòu)成了河南省景點空間分布現(xiàn)狀。

3 景區(qū)分布影響因素分析

3.1 影響因子探測結(jié)果分析

所得河南省旅游景區(qū)分布影響探測結(jié)果見表2。

表2 河南省旅游景區(qū)分布影響探測結(jié)果Table 2 Investigation results of the influence of scenic spots distribution in Henan Province

3.1.1 水域影響因素分析

研究期間，水域影響力的變化相對穩(wěn)定。如表2所示，水域分異和因子探測q值，從2007年的0.017 449增長至2011年的0.022 749，再變化至2019年的0.015 304。其中，2007年至2011年的影響力增強(qiáng)，2011年至2017年的影響力降低，水域的影響能力雖然呈現(xiàn)出了波動變化，但占總體的比值仍然很小，總體變化不大。

3.1.2 常住人口影響因素分析

常住人口的影響力總體呈現(xiàn)出波動增強(qiáng)的趨勢。如表2所示，常住人口的分異和因子探測q值從2007年的0.019 394變化至2019年的0.078 710。2011年常駐人口影響力至2017年呈出下降趨勢，2017年之后影響力又開始增強(qiáng)。

3.1.3 平均氣溫影響因素分析

平均氣溫對河南省景區(qū)空間分布影響的變化比較平穩(wěn)，占總體比值不大。如表2所示，平均氣溫的分異和因子探測q值從2007年到2011年有小幅度上升，2011至2019年經(jīng)歷了小幅度降低后又開始逐漸上升，但總體上其增減變化并不明顯，呈平穩(wěn)狀態(tài)。

3.1.4 旅游消費(fèi)影響因素分析

旅游消費(fèi)對河南省旅游景區(qū)空間分布的影響力變化較為平穩(wěn)。如表2所示，分異和因子探測q值從2007年的0.069 037增長至2019年的0.072 716，呈現(xiàn)出小幅度增強(qiáng)趨勢。雖總體變化較小，但對河南省旅游景區(qū)空間分布影響力較大。

3.1.5 公路里程影響因素分析

公路里程對河南省旅游景區(qū)分布的影響力呈現(xiàn)出先增強(qiáng)后減弱的發(fā)展趨勢。如表2所示，公路里程的分異和因子探測q值從2007年的0.015 321增長至2017年的0.076 399，但是到了2019年又降至0.031 963。2017年之前公路里程的影響能力變化總體表現(xiàn)為上升趨勢，2017年之后影響力有所下降，景區(qū)的發(fā)展對交通的依賴性稍微減弱。

3.1.6 地形地貌影響因素分析

地形地貌對河南省旅游景區(qū)空間分布的影響力呈現(xiàn)出先增強(qiáng)、后趨于穩(wěn)定的發(fā)展趨勢。如表2所示，地形地貌的分異和因子探測q值從2007年的0.003 296上升至2017年的0.013 485。而2017年至2019年的q值基本保持穩(wěn)定。

3.1.7 經(jīng)濟(jì)水平影響因素分析

經(jīng)濟(jì)水平對河南省旅游景區(qū)空間分布的影響力呈現(xiàn)出穩(wěn)步增強(qiáng)的趨勢。如表2所示，經(jīng)濟(jì)水平的分異和因子探測q值從2007年的0.046 989上升至2011年的0.056 863，再至2019年的0.166 749。經(jīng)濟(jì)水平對河南省景區(qū)空間分布的影響力逐漸增強(qiáng)。

3.2 交互探測結(jié)果分析

交互探測器用于評估因子之間的相互作用，即兩個因子共同作用時，是否會增強(qiáng)或減弱對因變量的解釋力。x1～x7這7個影響因子的交互探測結(jié)果見表3和圖3。表3中的數(shù)值代表兩個因子共同作用時相互作用的強(qiáng)度。

表3 影響因子相互作用探測結(jié)果Table 3 Impact factor interaction detection results

圖3 影響因子交互探測結(jié)果Fig.3 Interactive detection results of impact factors

圖3表示2個因子共同作用時探測結(jié)果為增強(qiáng)或是減弱。從表3和圖3所示結(jié)果可知，這7個影響因子相互之間進(jìn)行交互探測的結(jié)果均呈現(xiàn)出非線性增強(qiáng)，但是增強(qiáng)幅度并不大。這說明7個影響因子中任意2個影響因子共同作用于河南省旅游資源空間分布時，不會影響河南省旅游資源的總體分布狀況，需要多因子共同作用，從而促進(jìn)河南省旅游資源在空間上的合理分布。

3.3 影響因子分析

本研究將各類型影響因子的二級因素q值相加，作為各類影響因子的影響力，來分析各類影響因子的影響力和變化趨勢，所得各類型影響因子q值及其變化情況見圖4。

圖4 各類型影響因子的q值變化趨勢圖Fig.4 q value change trend chart of different types of influencing factors

3.3.1 自然因素

如圖4所示，自然因素影響因子總體變化穩(wěn)定，變化幅度不大。自然因素在旅游資源形成過程中起著至關(guān)重要的作用，自然環(huán)境形成時就對該地區(qū)旅游資源的形成及形成何種類型的旅游資源起到了基礎(chǔ)性的影響作用。

3.3.2 社會因素

如圖4所示，社會因素影響因子對河南省景區(qū)空間分布的影響力呈現(xiàn)出先增強(qiáng)而后減弱的變化趨勢。伴隨著人們生活水平的提高，具有旅游需求的人越來越多，在一定程度上刺激了河南省旅游景區(qū)的產(chǎn)生和旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。當(dāng)旅游需求逐漸接近飽和后，常住人口作為旅游需求的載體，其對本地旅游景區(qū)的影響力也會緩慢降低。

3.3.3 經(jīng)濟(jì)因素

經(jīng)濟(jì)因素對河南省旅游景區(qū)空間分布的影響力呈現(xiàn)逐漸增強(qiáng)的趨勢。如圖4所示，經(jīng)濟(jì)因素對河南省旅游景區(qū)空間分布和演化的影響力程度不斷加強(qiáng)。旅游消費(fèi)的增加和社會經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展促進(jìn)了旅游目的地的旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展，從而促進(jìn)和刺激了旅游景區(qū)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)因素在影響河南省景區(qū)空間分布的影響因素中也逐漸占據(jù)了重要地位。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

河南省旅游景區(qū)的發(fā)展經(jīng)歷了初期發(fā)展階段、中期加速階段和后期繁榮階段。旅游景區(qū)的空間分布上由局部集聚狀態(tài)演化為三大景區(qū)集聚群，最后形成集中連片分布的格局?？臻g分布態(tài)勢上由西南偏東北走向逐漸演化為西北偏東南走向，與河南省地域形狀基本吻合。旅游景區(qū)空間分布的重心也由北部逐漸向南部偏移，說明經(jīng)過多年發(fā)展，河南省內(nèi)旅游景區(qū)的發(fā)展逐漸趨于均勻、合理的分布狀態(tài)。

影響河南省旅游景區(qū)空間分布的因素包括社會因素、自然因素、經(jīng)濟(jì)因素。2007—2019年間，影響河南省旅游景區(qū)空間分布的自然環(huán)境因素變化較小，屬于靜態(tài)影響因素。而經(jīng)濟(jì)因素和社會因素的變化較大，屬于動態(tài)影響因素。經(jīng)濟(jì)水平和旅游消費(fèi)對河南省景區(qū)空間分布的影響力整體上呈現(xiàn)出上升趨勢。經(jīng)濟(jì)因素對河南省旅游景區(qū)的空間分布影響力逐漸增強(qiáng)；公路里程和常住人口對河南省旅游景區(qū)空間分布的影響力呈波動起伏狀。社會因素對河南省旅游景區(qū)的空間分布影響能力波動起伏較大；河流水系、平均氣溫和地形地貌對河南省旅游景區(qū)空間分布的影響力變化相對較小。自然因素對河南省旅游景區(qū)的空間分布影響力變化較為穩(wěn)定。

河南省旅游景區(qū)空間分布上雖呈現(xiàn)出集中連片分布態(tài)勢，但東部商丘、南部信陽和西南部南陽3個地區(qū)旅游景區(qū)數(shù)量相比其他景區(qū)密集地區(qū)，景區(qū)數(shù)量稍顯不足，且尚未形成較大集群性分布態(tài)勢。3個地區(qū)與鄰域地區(qū)出現(xiàn)小范圍景區(qū)斷裂帶?？赏ㄟ^發(fā)展交通、政策扶持和經(jīng)濟(jì)傾斜等手段充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)因素和社會因素對旅游景區(qū)的影響作用，促進(jìn)本地區(qū)旅游業(yè)發(fā)展壯大。

4.2 不足與展望

本次研究選取了2007、2011、2017和2019年4個時間節(jié)點的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，雖然在一定程度上反映了各類影響因子的變化情況，但是缺乏對影響因子具體演化過程的研究。再者，影響因子只選取了7個關(guān)鍵因素，對其他因素考慮較少。因此，后期研究可加大研究數(shù)據(jù)的樣本數(shù)量和時間跨度，從而更精確地反映出各影響因子的變化情況，并預(yù)測其演化趨勢。