基于ArcGis學前教育機構覆蓋的空間特征及其改進策略
——以江蘇省為例

艾 子 王 澍

(1.揚州大學教育科學學院，江蘇 揚州 225000；2.東北師范大學教育學部，吉林 長春 130024)

隨著第三期學前教育行動計劃基本結束，學前教育資源的投入基本完成了“保覆蓋”的任務，學前教育的發(fā)展主題轉向對教育質量的提升。學前教育機構的覆蓋質量成為影響學前教育質量進一步提升的關鍵。我國學前教育在普及上主要通過新建小區(qū)配套幼兒園建設和擴大普惠制幼兒園來實現(xiàn)[1]，但是在以往的研究中，我們往往局限于增加學前教育機構的數(shù)量，忽視了學前教育機構的空間分布以及交通路網(wǎng)對學前教育機構的分布影響。為此，運用ArcGis分析學前教育覆蓋的空間特征及其影響因素，對促進學前教育的高質量發(fā)展具有重要價值。

一、問題的提出

傳統(tǒng)有關學前教育資源分配的研究往往僅從“投入—產(chǎn)出”的視角去看待學前教育的發(fā)展。在對待學前教育機構分布的問題上，具體表現(xiàn)為僅看到學前教育機構的數(shù)量和所轄地區(qū)適齡學生人口的關系，忽視了空間異質性對學前教育機構分布的影響。在此方面，ArcGis對設施點與服務對象之間空間位置關系的分析能較好地反映空間異質性的影響。代表性的研究如耶格爾通過上學距離、交通工具和教育期望，綜合對學校的選址進行模擬。Boussauw、Witox等學者結合城鎮(zhèn)化發(fā)展對人口空間流動的影響得出，隨著城鎮(zhèn)化水平的提升、人口流動性增大，原有的社會空間被不斷更新，傳統(tǒng)以“學區(qū)—居民區(qū)”為核心的教育機構分布被撫育子女的便利性取代。[2]我國學者陳晨、修春亮等針對上學中的交通問題發(fā)現(xiàn)，城郊地區(qū)的幼兒園一方面浪費型通勤較多，另一方面卻承擔著最大的學前教育需求，城市中心向外的入園率呈現(xiàn)“低—高—低”的分布。[3]

綜合相關學者的研究可以看到，以往對教育機構的空間分布多是以城市為單位空間，基于家校距離探討學校的選址分布問題。這些研究關注的著眼點更多是個體的就近入學實現(xiàn)，以及在此基礎上學校教育機構的選址規(guī)劃問題。但是僅局限在這兩個方面仍是一種投入導向的思維模式，不能真實反映幼教機構真實的覆蓋質量。這也是本研究著眼于學前教育機構的覆蓋質量和輻射能力探索其空間分布合理性的動機所在。

二、研究設計

本研究選取江蘇省學前教育機構為研究對象，通過登陸中科院地理資源數(shù)據(jù)中心以及Python語言的爬取獲取江蘇省的邊界數(shù)據(jù)、路網(wǎng)數(shù)據(jù)以及學前教育機構和居民住宅的poi信息點，然后將相關數(shù)據(jù)導入ArcGis進行處理。首先從家園距離入手分析學前教育機構空間覆蓋的一般特征，然后基于江蘇的路網(wǎng)信息通過空間位置分配方法對學前教育機構分布的空間特征進行深入分析。

傳統(tǒng)研究在探討教育機構的覆蓋問題時，多直接從教育機構的數(shù)量分布來進行衡量。但是，這種方式并不能真實反映教育機構的輻射能力。因此，本研究主要通過緩沖區(qū)分析來衡量江蘇省學前教育機構的覆蓋質量。具體操作為：首先，導入江蘇省的居民區(qū)poi信息點和幼教機構poi點，江蘇省可檢索到的居民點有59 680個，相關的幼教機構有10 691個。然后，參考國家的幼兒園建設標準對家園距離的規(guī)定，在每個居民點周圍構建規(guī)定距離的緩沖區(qū)。最后，計算落入緩沖區(qū)幼教機構的數(shù)量。一個居民點緩沖區(qū)內(nèi)的幼教機構越多，說明周圍相關機構對該居民區(qū)的輻射能力越強，覆蓋質量越好。與此同時，單純地考察覆蓋機構的數(shù)量不能真實地反映幼教機構的輻射能力，因為這種輻射能力還受到交通路網(wǎng)的影響。為此，本研究在幼教機構覆蓋程度的基礎上，借助網(wǎng)絡分析，運用ArcGis中的設施點位置分配分析和OD成本矩陣呈現(xiàn)幼教機構的可達性分布，從而為合理規(guī)劃學前教育機構的布局提供理論支撐。

三、江蘇省幼教機構的覆蓋程度

我國現(xiàn)行的幼兒園建設標準和學前教育普及政策主要是以居民區(qū)為中心，從家園距離對幼教機構的覆蓋要求進行規(guī)范。在操作性上，ArcGis處理的家園距離主要體現(xiàn)為基于居民區(qū)和幼教機構經(jīng)緯坐標的歐氏距離。依據(jù)國家建設標準對幼教機構服務半徑的要求，以居民區(qū)為中心的特定半徑內(nèi)幼教機構越多，居民區(qū)被輻射的程度越高，幼教機構對居民區(qū)的覆蓋質量就越好。在《托兒所、幼兒園建筑設計規(guī)范》中規(guī)定托兒所、幼兒園的服務半徑應為300～500 m。根據(jù)這一標準，某區(qū)域居民點500 m以內(nèi)的幼教機構越多，越能實現(xiàn)入園的便利性。在此基礎上，本研究先借助Python語言編寫檢索代碼，該代碼的主要功能是在江蘇省內(nèi)每個居民點周圍建立500 m范圍的圓形緩沖區(qū)，然后檢索落入緩沖區(qū)幼教機構的個數(shù)并進行匯總，從而得到每個居民點500 m以內(nèi)的幼教機構個數(shù)。然后，研究將該數(shù)據(jù)導入Arcgis中的核密度分析進行處理。核密度分析的方法是以區(qū)域內(nèi)某一信息點為中心，選定檢索半徑和要檢索的屬性，查找該半徑內(nèi)其他信息點相同屬性的信息，某一簇信息點越密集，表明這一范圍的空間屬性代表性越強。[4]在本研究中，核密度越大表明該簇居民點500 m內(nèi)幼兒園的數(shù)量越多，幼教機構的覆蓋效果越好。為此，本研究選取1 km為搜索半徑，各居民點500 m以內(nèi)的幼教機構個數(shù)為檢索屬性，得到江蘇省幼教機構核密度分布的狀況如圖1。

圖1 江蘇省幼教機構覆蓋居民點的密度分布

在該圖中，研究選取了500 m半徑內(nèi)超過4個幼兒園的居民點作為高覆蓋居民點。這些居民點周圍的幼兒園較多，在行業(yè)競爭的激勵下，更有可能為所轄區(qū)居民提供高質量的教育服務。地圖中顏色從淺到深表示幼教機構的覆蓋密度從低到高，密度值表示單位像元周圍1平方公里范圍內(nèi)所有居民點擁有的交通便利性幼兒園(居民點500 m以內(nèi))總數(shù)(含重復)。從圖中可以看到，江蘇省學前教育機構整體上覆蓋程度較好，但區(qū)域之間存在一定差異。交通便利性幼兒園在個別城市高度集聚的表現(xiàn)較為明顯。其中以南京市的中部、蘇州和無錫的中部以及常州的東北部、徐州的中部最為典型。高覆蓋的居民點也往往處于這些覆蓋密度較高的中心地帶。從總體看，蘇南地區(qū)幼教機構的覆蓋程度要好于蘇北。尤其值得注意的是，在常州、無錫、蘇州一帶已經(jīng)形成了跨市界的幼教機構空間集聚效應，可見，學前教育機構的空間分布已經(jīng)超越了簡單的行政地理分界。因此，簡單從區(qū)域人口與學前教育機構的數(shù)量去衡量分布并不能反映分布狀況的合理性。

為了進一步解釋這種覆蓋狀況的成因，研究以縣區(qū)為單位，分別計算了各縣的覆蓋率，即某一縣區(qū)內(nèi)被幼教機構覆蓋的居民點數(shù)量與所轄居民點總數(shù)的比值，得到覆蓋率的分布如圖2。同時，本研究選取了平均工資收入和房價(單位：元/平方米)作為社會性因素，通過比較這兩種指標的分布和覆蓋率的分布，試圖發(fā)掘覆蓋狀況背后的成因。

圖2 江蘇省幼教機構覆蓋率、工資收入和房價分布

從覆蓋率的各縣分布狀況看，蘇北地區(qū)尤其是以徐州、鹽城為代表的市轄區(qū)覆蓋率高于蘇南地區(qū)。對比江蘇省各居民點覆蓋狀況和密度分布(圖1所示)，可以發(fā)現(xiàn)，各縣實際的覆蓋率同高覆蓋居民點的密度分布呈現(xiàn)出不一致性。這反映出，從普及程度看，蘇北的覆蓋程度要好于蘇南，但是學前教育機構分布較散，沒有形成空間集聚效應。進一步，將同一城市的各縣區(qū)進行比較，幼教機構的覆蓋率基本符合從市中心向周邊遞減的特征。為了分析這種覆蓋率分布的成因，本研究選取了工資收入和房價兩種社會性因素和覆蓋率進行比照。透過江蘇省各縣的工資收入和房價分布可以看到，覆蓋率和工資收入分布間的差別較大。如淮安的漣水縣、清江浦縣等地區(qū)，工資收入雖然不高，但是幼兒園的覆蓋率較高。而蘇州的常熟、昆山等地工資收入較高，但幼兒園的實際覆蓋率較低。相比較房價和覆蓋率的關聯(lián)度較大。尤其在蘇北地區(qū)，普遍呈現(xiàn)出低房價地區(qū)覆蓋率較高的狀況，相對而言蘇南地區(qū)的房價與覆蓋率關聯(lián)不大。同時，在同一城市的各縣區(qū)中，普遍存在中心區(qū)高房價高覆蓋率的特征，中心區(qū)周圍地區(qū)房價和覆蓋率成反比趨勢。

四、基于可達性江蘇學前教育機構的輻射特征

單純幼教機構的覆蓋程度主要以家園距離為切入點，考察幼教機構的分布合理性。在實際幼教機構的空間規(guī)劃中，除了家園距離，交通的可達性對幼教機構的分布產(chǎn)生重要影響。針對城鎮(zhèn)地區(qū)，我國學前教育的普及政策重點是新建小區(qū)配套幼兒園建設。這使得我們關注各居住區(qū)入園便利性的同時，也往往讓我們忽視了交通路網(wǎng)對幼教機構空間位置分配的影響，由此可能會帶來教育資源的浪費問題。因此，交通的可達性對學前教育機構的輻射能力具有重要影響。所謂可達性，是指某一地點到到達另一地點的交通方便程度。[5]在本研究中，可達性主要是指在江蘇省各地區(qū)覆蓋狀況的基礎上，引入ArcGis網(wǎng)絡分析中空間位置分配方法，并通過空間成本計算得到江蘇省學前教育機構的可達性分布。

在具體操作中，本研究首先基于江蘇路網(wǎng)Shape文件生成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)集“江蘇路網(wǎng)_ND”。然后啟動ArcGis中網(wǎng)絡分析的工具，選擇空間位置分配的方法。以居民點為請求點，幼教機構為設施點，參考百度地圖預算的10分鐘行車路程為5公里，將從請求點到設施點的阻抗距離設置為5千米。在分配的問題類型上，研究選擇最小化設施點分析，即考慮到現(xiàn)有交通條件，覆蓋江蘇省所有居民點最小的幼兒園設施點。單從交通的可達性上看，江蘇省這些幼兒園就可以保證入園的全覆蓋，所以恰好處于這些位置的現(xiàn)有幼兒園就是交通便利的設施點。ArcGis針對這些交通便利園在屬性表中生成權重系數(shù)，權重越大意味著該幼教機構從交通可達性上對周圍的居民點輻射能力越強。江蘇省內(nèi)輻射能力最強的前10名幼兒園如表1。

表1 江蘇省交通輻射力前10名的幼兒園

通過該表可以看到，這些輻射力較強的幼兒園主要集中在南京、蘇州和南通三個城市。其中，南京市的幼兒園主要集中在秦淮區(qū)和鼓樓區(qū)，南通市的幼兒園主要集中在崇川區(qū)，蘇州的幼兒園主要集中在蘇州工業(yè)園區(qū)。這些地區(qū)主要集中在蘇南，而且，這些幼兒園主要位于這些城市的中心區(qū)。

圖3 江蘇省幼教機構的交通可達性分布

為了進一步衡量幼教機構的可達性情況，研究基于江蘇省路網(wǎng)構建OD成本矩陣。在該成本矩陣中，加載“江蘇路網(wǎng)_ND_Junctions”作為起始點，江蘇省內(nèi)的幼教機構作為目的地點。在分析設置中，將車行時間作為阻抗，通過網(wǎng)絡分析求解得到江蘇路網(wǎng)各路口到幼教機構的車行時間，亦即各區(qū)域到幼教機構的可達性。在此基礎上，研究將“Total_車行時間”通過字段連接至OD成本矩陣，啟動插值分析，采用反距離權重法，得到江蘇省各區(qū)域至幼教機構的可達性分布圖。為于方便比較，研究將交通輻射能力排名前20的幼兒園作為交通高度便利幼教點，周圍500 m圓形緩沖區(qū)覆蓋3個以上幼兒園的居民點作為高覆蓋居民點，加載到可達性分布圖中，如圖3所示。

在圖3中，不同數(shù)值代表幼兒園到居民點的可達性，數(shù)值越高代表交通越便利。從可達性分布圖中可以看到，蘇中、蘇南地區(qū)各幼兒園的交通可達性較好，蘇北地區(qū)的交通可達性較差。交通高度便利幼教點一般處于可達性較高的地區(qū)，符合交通可達性的分布規(guī)律。但從總體看，高覆蓋居民點一般并不在可達性高的區(qū)域，這在蘇北地區(qū)體現(xiàn)得尤為明顯。這是由于ArcGis的OD成本運算主要基于交通路網(wǎng)，而我們國家在城市地區(qū)學前教育的普及政策主要是新建小區(qū)配套建設幼兒園。這些幼兒園很多毗鄰小區(qū)甚至在居住區(qū)內(nèi)，并不在交通路網(wǎng)上，當然也就不會被ArcGis識別為設施點。

五、基于覆蓋質量學前教育機構空間規(guī)劃的改進策略

我國學前教育第三期的三年行動計劃已經(jīng)收官。相關實施意見提出，到2020年，我國應基本建成廣覆蓋、?；?、有質量的學前教育公共服務體系。為了實現(xiàn)這一目標，對學前教育機構的空間規(guī)劃不僅要關注覆蓋的廣度，更要關注覆蓋的質量。尤其是包括交通可達性、就近入園便利性等社會性因素對幼教機構布局的影響。以江蘇省幼教機構覆蓋狀況中的問題為代表，可以發(fā)現(xiàn)，我國的學前教育機構空間布局在綜合考慮交通可達性、促進覆蓋效益均衡發(fā)展等方面仍有進一步改進的空間。

1.加強就近入園，促進幼教機構覆蓋質量的均衡發(fā)展

單從總體數(shù)量上，我國的幼教機構已能基本滿足幼兒的學前教育需要。但是，從江蘇省幼教機構對居民點實際的覆蓋狀況看，現(xiàn)有的幼教機構仍未能切實滿足就近入園的需要，不同區(qū)域間的覆蓋質量的差異仍較大。這就需要進一步深化就近入園的理念，促進不同區(qū)域幼教機構覆蓋質量的均衡發(fā)展。

從調(diào)研對象的覆蓋狀況看，江蘇省雖然已經(jīng)實施了新建小區(qū)的配套幼兒園建設，但是仍有多地周圍500 m范圍內(nèi)沒有被幼教機構覆蓋。因此，從就近入園的理念貫徹上，“上好園”的問題仍然存在。而且各地區(qū)的覆蓋質量很不均衡，從覆蓋率上看，城市中心區(qū)和郊區(qū)的覆蓋質量差別較大。經(jīng)濟較發(fā)達、傳統(tǒng)學前教育基礎強勁的地區(qū)幼教機構高度集中的狀況較為明顯，如僅在南京市的鼓樓區(qū)、秦淮區(qū)、蘇州的蘇州工業(yè)園區(qū)等6個區(qū)縣就聚集了江蘇省交通輻射能力最強的十多個幼兒園。所以，提升弱勢區(qū)域的覆蓋質量、促進不同區(qū)域均衡發(fā)展仍是促進學前教育質量發(fā)展的現(xiàn)實問題。

為此，從幼教機構的發(fā)展狀況看，覆蓋質量較高的區(qū)域一般背倚較好的學前教育基礎。如覆蓋率較高的徐州、鹽城各區(qū)縣可依托徐州幼兒師范學院、鹽城幼兒師范學院，有充足的師資來源做保證。南京鼓樓區(qū)的鼓樓幼兒園、如意幼兒園作為傳統(tǒng)有影響的學前教育實踐基地，具有一定的區(qū)域輻射力。從覆蓋率與其他社會性因素的關系看，在房價相對低廉的地區(qū)覆蓋率較高，這是由于當前新建小區(qū)配套建設幼兒園成為重要的普及方式，加之學前教育不像中小學教育肩負父母對子女較大的學業(yè)期望，相對“有園上”成為多數(shù)人隨居住區(qū)擇園的選擇。所以，我們一方面要承襲本地學前教育發(fā)展的傳統(tǒng)優(yōu)勢，增強這些優(yōu)勢的區(qū)域輻射力；另一方面通過合理調(diào)控房價，引導父母關注入園的便利性和子女對學前教育的個性化需要，促進幼教機構資源的合理配置。

2.充分考慮交通可達性對幼教機構輻射能力的影響

我國提出以新建小區(qū)配套幼兒園建設推進學前教育普及，在政策上確立了以居民區(qū)為中心幼教機構的空間分布格局。但是，如“全面二孩”政策的開展，適齡人口增多，單純依賴居民區(qū)為中心的幼教機構布局必然難以長久維持新增的學前教育需要，還很有可能事實上造成教育資源的浪費。因此，為適應日益增長的學前教育需要，幼教機構的空間布局必須考慮交通可達性的影響。

通過對江蘇省幼教機構的可達性分布進行分析，不難發(fā)現(xiàn)覆蓋狀況較好的居民點同幼兒園交通可達性的分布并不一致。這是由于受國家政策影響，很多新興幼兒園直接依托新建小區(qū)建立，在規(guī)劃中事實上并沒有考慮交通可達性上的輻射力。而從不同地區(qū)的比較看，南京、蘇州、南通等蘇南城市相比較眾多的蘇北地區(qū)，高覆蓋居民點和可達性分布呈現(xiàn)較為一致的特征。這是由于這些城市經(jīng)濟較發(fā)達，人口基數(shù)相對較大。所以怎樣在有限空間條件下實現(xiàn)幼教機構資源的合理利用就成為這些城市發(fā)展中必須面對的問題。

隨著我國新生人口增多，適齡學前兒童增長，有限的空間資源必然要求幼教機構的發(fā)展從單純數(shù)量上的滿足到日益關注布局的合理性問題。在這一過程中，我們必須充分考慮交通可達性對幼兒園輻射能力的影響。尤其是伴隨著就職父母增多、人口流動加劇，以居住區(qū)為中心的幼教機構布局必然面對滿足父母就近接送子女的便利性[2]，交通的可達性對幼教機構的合理布局就顯得尤為重要。

3.合理管控影響幼教機構需求的社會性因素

相比較中小學，學前教育階段父母對子女的學業(yè)期望相對較小，因此，學前教育需求照比其他基礎教育階段更易受到社會性因素的影響。由于我國的幼教機構基本是以居民區(qū)為中心的空間布局，所以學前教育發(fā)展受地區(qū)房價的影響較大。為此，應當合理管控以房價為核心的社會性因素。

通過江蘇省各縣區(qū)幼兒園的覆蓋率同房價和工資收入狀況作比較，可以看到，房價和覆蓋率的分布呈現(xiàn)較為一致的表現(xiàn)。而且，房價越低的地方相對覆蓋率越高。與此同時，這種相關關系主要體現(xiàn)在城市周邊地區(qū)，市中心的覆蓋率與房價的關系不大，甚至很多市轄區(qū)中心地帶出現(xiàn)房價高、覆蓋率也高的特征。這一方面說明，在我國的城市地區(qū)，多數(shù)幼兒園仍依據(jù)入住人數(shù)較多、相對廉價的住宅區(qū)需要而建。另一方面，如果某一地區(qū)學前教育資源供應充足，則會相對抵消幼教機構對居住地的依賴性影響。比如，在交通可達性較高的條件下，人們會淡化就近入園問題轉而關注對幼兒園質量的要求。這也是南京、蘇州等城市傳統(tǒng)的優(yōu)質幼兒園既是市中心的經(jīng)濟發(fā)達區(qū)，又具有較強的交通輻射力的原因。所以，我們一方面應合理調(diào)控房價的地區(qū)差異引導理性擇園，另一方面更要發(fā)揮不同幼兒園間的競爭機制，為人們對幼教機構的需求提供多元化的選擇。