基于POI數(shù)據(jù)的中小城市多類型商業(yè)空間分布研究
——以荊州市中心城區(qū)為例

劉傳奇，向楊昕，豐 燕

（長江大學(xué) 城市建設(shè)學(xué)院，湖北 荊州 434020）

新時代中國經(jīng)濟發(fā)展、城市化進(jìn)程加快，人們的生活水平、消費需求不斷提高。商業(yè)設(shè)施作為城市功能區(qū)的重要板塊，在數(shù)量和規(guī)模上呈現(xiàn)上升趨勢，其空間分布是現(xiàn)代城市研究的熱點。在研究商業(yè)設(shè)施空間分布中，西方學(xué)者起步較早，早期芝加哥學(xué)派通過構(gòu)建區(qū)域和地價模型定性解釋城市商業(yè)空間結(jié)構(gòu)，后來GIS、Sp ace S y n ta x等的應(yīng)用，研究商業(yè)的空間分布方式逐步轉(zhuǎn)向定量化。國內(nèi)對商業(yè)設(shè)施的研究主要在借鑒外國的相關(guān)理論基礎(chǔ)上，對不同時代背景下多樣化商業(yè)空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，區(qū)域多選擇大型城市，中小城市例證較少。2013年后，電子地圖服務(wù)和L B S應(yīng)用的普及，通過抓取數(shù)據(jù)信息能在更大環(huán)境范圍提供更多認(rèn)知線索，POI(興趣點)作為常見、且應(yīng)用廣泛的數(shù)據(jù)類型，為研究商業(yè)設(shè)施的空間分布提供了新思路。

全國中小城市數(shù)量眾多、人口眾多、POI數(shù)據(jù)抓取相對單一。本文選取研究區(qū)范圍相對較小、商業(yè)行為較頻繁的荊州市中心城區(qū)，在抓取POI多類型商業(yè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運用核密度分析(K D E)、標(biāo)準(zhǔn)差橢圓(S D E)和R i p l ey’s K函數(shù)三種方法，對多類型商業(yè)設(shè)施進(jìn)行空間分布特征分析，為研究中小城市商業(yè)空間分布提供一定補充。

一、研究區(qū)及數(shù)據(jù)來源

(一)研究區(qū)概況

荊州處于我國中部地區(qū)，湖北省中南部，位于江漢平腹地。古稱江陵，國務(wù)院首批公布的歷史文化名城之一，是春秋戰(zhàn)國時期楚國都城所在地，其古城被譽為“中國南方不可多得的完璧”。本文以POI數(shù)據(jù)活躍的市中心商業(yè)圈及古城商業(yè)圈所在的荊州市中心城區(qū)為研究區(qū)域(圖1)，區(qū)域范圍包括荊州區(qū)和沙市區(qū)，總面積為1559.73k m。

圖1 研究區(qū)域

(二)數(shù)據(jù)來源

本文用于研究分析的數(shù)據(jù)主要包括：中心城區(qū)的行政邊界數(shù)據(jù)、中心城區(qū)道路路網(wǎng)數(shù)據(jù)、各類商業(yè)設(shè)施POI數(shù)據(jù)，分別采集于水經(jīng)注地圖下載器、Op e n S treet M a p網(wǎng)頁中的G eo f abr ik下載全部中國道路矢量數(shù)據(jù)、POI K i t軟件進(jìn)行興趣點抓取。

參照《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》(G B50137-2011)和《土地利用現(xiàn)狀分類》(G B T21010-2017)，基于商業(yè)設(shè)施的特性將其分為購物、餐飲、住宿、娛樂四大類并作為一級分類，根據(jù)國民經(jīng)濟行業(yè)分類表，將四大類別下的子類別進(jìn)行重新空間匹配、剔除低識別率商業(yè)數(shù)據(jù)后，劃分為詳細(xì)具體的二級分類(表1)。抓取研究區(qū)每一類別的POI數(shù)據(jù)后導(dǎo)入GIS進(jìn)行分析處理，去除研究區(qū)外部的點、去除經(jīng)緯度坐標(biāo)相同的點以及統(tǒng)一采用WGS_1984地理坐標(biāo)系，進(jìn)而得到各類商業(yè)設(shè)施POI空間分布(圖2)。

表1 研究區(qū)商業(yè)設(shè)施POI分類

圖2 研究區(qū)商業(yè)設(shè)施POI空間分布

二、研究分析

(一)核密度分析

核密度分析是計算點要素在指定鄰域范圍內(nèi)的單位密度，屬于數(shù)據(jù)密集度函數(shù)聚類算法的一種分析方法，能夠直觀反映點要素在區(qū)域內(nèi)的分布情況。核密度越大，點要素在空間中呈現(xiàn)越密集，反之則分散。本文借助Ar c GIS中的Sp at i a l A n a l yst工具進(jìn)行核密度分析，識別研究區(qū)商業(yè)設(shè)施在空間上的聚集性特征。

(二)標(biāo)準(zhǔn)差橢圓

標(biāo)準(zhǔn)差橢圓作為定量描述點要素空間分布特征的統(tǒng)計方法之一，反映其分布中心、離散趨勢以及擴散方向。以平均中心為起點對x坐標(biāo)和y坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行計算并構(gòu)建橢圓。橢圓的長、短半軸代表著點要素分布的方向、范圍。長短半軸的差值即扁率越大，點要素分布的方向性越顯著，反之則方向性越不顯著。短半軸越短，點要素呈現(xiàn)的向心力越強，反之則離散程度越大。本文采用標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析研究區(qū)商業(yè)設(shè)施在分布方向上的空間特征。

(三)R i p l ey’s K函數(shù)

R i p l ey’s K函數(shù)是用來確定不同商業(yè)類型在某一距離(D)范圍內(nèi)顯著的聚類或離散的一種定量分析方法。當(dāng)L(D)>0,該類型商業(yè)空間呈聚集分布，L(D)<0,則呈分散分布，L(D)=0,呈隨機分布。

三、研究過程與分析

(一)聚集性特征

基于搜索半徑1k m進(jìn)行核密度分析，使用自然斷點法將各類別的核密度值分為9類，得出研究區(qū)購物、餐飲、住宿以及娛樂設(shè)施核密度分析圖(圖3)。

中心城區(qū)商業(yè)設(shè)施主要集中分布在荊州區(qū)東南側(cè)與沙市區(qū)西側(cè)，除此之外的區(qū)域呈零散分布。購物類商業(yè)設(shè)施主要聚集區(qū)位于美佳華商業(yè)廣場和藍(lán)特商貿(mào)城，次要聚集區(qū)位于聚珍園廣場、萬達(dá)廣場、兩湖綠谷副食大市場、義烏小商品城、荊州家居建材批發(fā)大市場。餐飲類商業(yè)設(shè)施主要聚集區(qū)位于人信匯，次要聚集區(qū)位于新風(fēng)、萬達(dá)廣場、聚珍園廣場。住宿類商業(yè)設(shè)施主要聚集區(qū)位于新風(fēng)，次要聚集區(qū)位于美佳華商業(yè)廣場。娛樂類商業(yè)設(shè)施主要聚集區(qū)位于人信匯和新天地，次要聚集區(qū)位于萬達(dá)廣場、聚珍園廣場、新風(fēng)。

圖3 研究區(qū)各類商業(yè)設(shè)施空間布局核密度分析

從整體上看，不同類別的商業(yè)設(shè)施分布在空間上并不均勻，存在一定差異性。其中購物、餐飲以及娛樂類分布密集呈高聚集態(tài)勢的區(qū)域主要布局在北京中路路段，多以沿街成帶狀分布，東西兩側(cè)分別有大賽巷、梅臺巷、黃家塘、文化坊等多條小吃商業(yè)街。公共政策下商業(yè)用地的合理規(guī)劃、地上-地下的商業(yè)空間建設(shè)形式，使不同類別的商業(yè)設(shè)施在此高度集中。住宿類在城南片區(qū)呈高聚集分布，主要布局在長江大學(xué)東校區(qū)西門和荊州職業(yè)技術(shù)學(xué)院東側(cè)之間的區(qū)域，青年學(xué)生基數(shù)大，距離荊州古城內(nèi)各個游覽景點和北京中路商圈近，出行便利，是該區(qū)域成為住宿業(yè)聚集分布的重要原因。

(二)空間分布方向特征

通過對研究區(qū)四類商業(yè)設(shè)施進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析，得到參數(shù)表(表2)，并將其標(biāo)準(zhǔn)差橢圓和平均中心進(jìn)行綜合對比(圖4)，觀察得出中心城區(qū)的購物、餐飲、住宿、娛樂商業(yè)設(shè)施分布的主導(dǎo)方向為西北-東南方向，與荊州市以南環(huán)路-荊沙大道為城市發(fā)展軸線的主體方向一致。

表2 研究區(qū)商業(yè)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓參數(shù)

圖4 研究區(qū)各類商業(yè)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)差橢圓和平均中心

娛樂類商業(yè)設(shè)施的橢圓面積最小，與其他商業(yè)設(shè)施均有重疊部分，空間集聚向心力最為顯著。購物類商業(yè)設(shè)施的橢圓面積最大，服務(wù)范圍最廣。四類商業(yè)設(shè)施的平均中心均集中在荊州區(qū)與沙市區(qū)的行政分界線附近，且四個橢圓的覆蓋面積重合度較高，表明各類商業(yè)設(shè)施綜合分布集中，呈現(xiàn)多元化態(tài)勢。在城市建設(shè)不斷完善的進(jìn)程中，荊州呈帶狀型城市發(fā)展的基本結(jié)構(gòu)沒有改變。此外，橢圓的長軸方向與正東、正西方向的夾角最小，即其分布有向東西方向擴散的趨勢，與規(guī)劃中荊州市中心城區(qū)以向東為主，適當(dāng)向西的發(fā)展方向相同。

(三)空間分布尺度特征

基于轉(zhuǎn)換投影坐標(biāo)后的點數(shù)據(jù)在C r i m est at III軟件中進(jìn)行R i p l ey’s K函數(shù)分析，通過使用R i p l ey's K函數(shù)進(jìn)行計算，可以看出，在25千米觀測范圍內(nèi)，四類商業(yè)均呈現(xiàn)高聚集分布(圖5)。L(D)隨著距離的變化總體呈現(xiàn)先上升,后下降的趨勢,但不同類別商業(yè)的集聚尺度略有不同。其中餐飲和購物的L(D)峰值接近，呈現(xiàn)出空間分布大的集聚特征，高峰值分別為8.9和8.6千米。住宿的峰值最大，為9.4千米，其靈活的布局和服務(wù)群體受范圍影響較小，分散在城區(qū)的多個地方。娛樂的峰值最小為7.6千米，更容易在片區(qū)內(nèi)形成密集分布。

圖5 研究區(qū)各類商業(yè)設(shè)施K函數(shù)分析圖

四、結(jié)論

多類型商業(yè)設(shè)施在空間上的聚集與分散是商業(yè)活動的重要體現(xiàn)，合理的商業(yè)設(shè)施空間分布能夠促進(jìn)城市人口、城市空間以及城市交通的協(xié)調(diào)發(fā)展，優(yōu)化城市整體布局結(jié)構(gòu)。本文基于荊州市中心城區(qū)各類商業(yè)設(shè)施POI數(shù)據(jù)，研究并分析了購物、餐飲、住宿、娛樂四類商業(yè)設(shè)施的空間分布和集聚特征。研究表明：第一，從空間聚集上，不同類別商業(yè)設(shè)施分別對應(yīng)有主要聚集區(qū)和次要聚集區(qū)，形成了以人信匯-安良百貨路段為中心，萬達(dá)廣場和聚珍園廣場為副中心的多中心分布格局，能夠輻射周邊范圍內(nèi)各維度消費人群；第二，受沿江帶狀發(fā)展的影響，中心城區(qū)各類商業(yè)設(shè)施分布的主導(dǎo)方向為西北-東南方向，順應(yīng)了城市發(fā)展軸線和基本結(jié)構(gòu)形態(tài)。擴散方向為東北-西南方向，即沙市城區(qū)向北、荊州城區(qū)向南擴散的趨勢，沙北新區(qū)與城南高新園區(qū)現(xiàn)在處于蓬勃發(fā)展的建設(shè)中，合理配套基礎(chǔ)設(shè)施逐漸改變城市帶狀形態(tài)，提高城市聚集效益；第三，基于R i p l ey's K函數(shù)分析，荊州市中心城區(qū)商業(yè)空間的“中心-外圍”分化不明顯，不同商業(yè)類型的多尺度空間集聚表現(xiàn)不同。