基于POI數(shù)據(jù)的南京市公共體育場(chǎng)館空間格局分析

李晨慧 李 欣

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 公共管理學(xué)院, 江蘇 南京 210095)

0 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步,人民對(duì)于健康生活與體育設(shè)施的需求日益增強(qiáng),尤其是對(duì)于廣大中、青年群體,室內(nèi)體育館與健身場(chǎng)所正成為生活中不可缺失的一部分?！笆奈濉币?guī)劃中明確要求建設(shè)“體育強(qiáng)國(guó)、健康中國(guó)” “完善全民健身公共服務(wù)體系”“提高便民健身場(chǎng)所覆蓋面”。2021年7月國(guó)務(wù)院出臺(tái)的《全民健身計(jì)劃(2021—2025)年》中提出我國(guó)“全民健身區(qū)域發(fā)展不平衡、公共服務(wù)供給不充分”等問(wèn)題仍然存在,明確要求“到2025年,全民健身公共服務(wù)體系更加完善,人民群眾體育健身更加便利”,“社區(qū)15分鐘健身圈實(shí)現(xiàn)全覆蓋”的發(fā)展目標(biāo)。

國(guó)外關(guān)于城市體育運(yùn)動(dòng)空間缺失及其引發(fā)的社會(huì)公平問(wèn)題相關(guān)研究較早[1]。國(guó)內(nèi)對(duì)于體育設(shè)施空間布局及其公平性的相關(guān)研究起步較晚,仍然存在研究基礎(chǔ)相對(duì)薄弱、數(shù)據(jù)獲取難和精度不足等問(wèn)題。已有研究中,一些學(xué)者應(yīng)用興趣點(diǎn)(point of interest,POI)數(shù)據(jù)分析單一類型的體育設(shè)施(如大型體育中心)分布特征,但是對(duì)于不同職能、類型體育場(chǎng)館的空間分布研究較少[2]。還有一些學(xué)者注重對(duì)城市綠地公園等戶外空間的研究(如城市公園綠地公平績(jī)效評(píng)估[3]、可達(dá)性[4]等方面),較為缺乏對(duì)公共體育場(chǎng)館、健身房等的空間分布特征研究。事實(shí)上,隨著健身方式的科學(xué)化與多樣化發(fā)展,廣大中青年群體往往優(yōu)先選擇公共體育館、健身房作為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所。因此,研究這類城市體育設(shè)施的空間分布特征及其空間公平性不僅符合當(dāng)前居民對(duì)體育運(yùn)動(dòng)設(shè)施的多元化需求特征,還可以結(jié)合當(dāng)?shù)厝丝诩肮苍O(shè)施的城市分布狀態(tài),評(píng)價(jià)體育設(shè)施的空間布局情況,并對(duì)城市體育設(shè)施合理布局提供建議[5]。此外,有學(xué)者運(yùn)用多元回歸驗(yàn)證了三級(jí)公路對(duì)體育館分布有顯著影響[6],體育館的選址應(yīng)考慮交通狀況,方便組織管理人流,利于各種體育賽事的進(jìn)行[7],還可減少由于過(guò)度布局導(dǎo)致更多投入基礎(chǔ)設(shè)施的費(fèi)用。在南京,地鐵站是最重要的路網(wǎng)節(jié)點(diǎn),地鐵站的選址和經(jīng)濟(jì)開發(fā)、人流分布以及交通方式交接密切相關(guān)。因此可以認(rèn)為,分析地鐵站和體育場(chǎng)館的空間關(guān)系較有意義和代表性。

因此,本文運(yùn)用核密度估計(jì)、緩沖區(qū)、空間自相關(guān)等方法,結(jié)合興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)來(lái)研究南京市體育場(chǎng)所的空間分布特征。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

1.1 研究區(qū)概況

南京市下轄11個(gè)區(qū),城鎮(zhèn)人口808.53萬(wàn)人,常住人口931.47萬(wàn)人,有包括南京奧林匹克體育中心、五臺(tái)山體育中心、青奧體育公園等十余個(gè)大型公共體育中心。

南京已經(jīng)完成6次全國(guó)體育場(chǎng)地普查,根據(jù)南京體育局的數(shù)據(jù),截至2013年年底,體育場(chǎng)地用地面積4.13×107m2。較第五次場(chǎng)地普查,增加了3 039.71 m2,南京人均體育場(chǎng)地面積從10年前的1.45 m2增加到了現(xiàn)在的2.91 m2,位居江蘇省第一。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文數(shù)據(jù)主要由體育場(chǎng)館興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)和住宅小區(qū)數(shù)據(jù)構(gòu)成,均來(lái)源于2021年騰訊地圖。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗后[8-9],結(jié)合南京市體育局等公開信息,得到體育館數(shù)據(jù)631條。

研究按照面向人群和主要用途將南京市所有體育場(chǎng)館分類4類:綜合體育場(chǎng)館、專業(yè)體育場(chǎng)館、高校體育場(chǎng)館[3]和社會(huì)公共體育場(chǎng)館。綜合體育場(chǎng)館,是指具有較多功能、適合不同體育偏好人群使用的體育場(chǎng)館,應(yīng)用人群廣泛,空間分布更為靈活。專業(yè)體育場(chǎng)館是指具有單一功能、適用偏好人群也較為單一的體育場(chǎng)館,如游泳館、田徑場(chǎng)、籃球館、排球館、網(wǎng)球館、健身房、瑜伽館等。高校體育館主要包括南京市內(nèi)高校內(nèi)體育館以及部分中學(xué)體育館,受眾一般為校內(nèi)學(xué)生及教職工。社會(huì)公共體育館主要服務(wù)全社會(huì)居民,一般還成為應(yīng)急避難場(chǎng)所。

1.3 研究方法

1.3.1標(biāo)準(zhǔn)差橢圓/方向分析

標(biāo)準(zhǔn)差橢圓(standard deviational ellipse,SDE)最早由南加州大學(xué)教授Lefever提出[10],可用于度量數(shù)據(jù)的方向、分布狀態(tài)。其長(zhǎng)半軸表示分布方向,短半軸表示分布范圍,方向性是否明顯在于其扁率大小。本文中用于揭示南京體育場(chǎng)館的空間分布、中心和方向走勢(shì),以揭示不同類型體育館的空間發(fā)展方向與范圍。

1.3.2核密度分析

核密度估計(jì)(kernelden-sityestimation,KDE)是基于數(shù)據(jù)密集度函數(shù)聚類算法的一種空間密度分析方法[11]。核密度分析是用于衡量點(diǎn)要素的聚集程度最為直觀的方式,既可以用于顯示單一區(qū)域的興趣點(diǎn)數(shù)量,并直觀反映其分析結(jié)果,又可以用于對(duì)比不同區(qū)域的密集情況。在本研究中,KDE用于不同類別體育館興趣點(diǎn)的聚類分析[12],從而可以探究研究對(duì)象的圈層結(jié)構(gòu)、分布態(tài)勢(shì)和特征差異,又可以從供給方視角,為城市體育公共設(shè)施的發(fā)展規(guī)劃提供幫助,推進(jìn)城鄉(xiāng)一體化,從而提高城市發(fā)展活力[13]。本文從以上角度出發(fā),表示為式(1)。

(1)

式中，K為空間權(quán)重；si和s表示事件權(quán)重；L為帶寬，表示平滑量的數(shù)值大小；n為閾值內(nèi)場(chǎng)館個(gè)數(shù)；d為數(shù)據(jù)維度。

1.3.3緩沖區(qū)分析

以交通樞紐為中心建立多環(huán)緩沖區(qū),統(tǒng)計(jì)每個(gè)緩沖區(qū)層內(nèi)體育館密度,分析交通便利性對(duì)體育館空間布局的影響。以各類型體育館為中心,探索“15分鐘”健身圈覆蓋范圍。

1.3.4全局和雙變量空間自相關(guān)

(1)局部空間自相關(guān)。空間自相關(guān)指變量在同一個(gè)分布區(qū)內(nèi)的觀測(cè)數(shù)據(jù)之間潛在的相互依賴性,可以表明對(duì)象的屬性值在空間上的關(guān)聯(lián)關(guān)系,相應(yīng)的指標(biāo)可用于定量衡量地理空間對(duì)象的全局和局部?jī)深愄卣?。文獻(xiàn)[14]認(rèn)為,使用興趣點(diǎn)的空間自相關(guān)分析得出的結(jié)論可以反映影響的連續(xù)性。常用的算法包括Getis-OrdGi*指數(shù)與Global/LocalMoran’sI指數(shù)。禹文豪等人認(rèn)為,前者可以和核密度分析結(jié)合,在核密度分析的基礎(chǔ)上探測(cè)城市興趣點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著熱點(diǎn)[15],而后者多用于識(shí)別功能熱區(qū)。本研究選取的是LocalMoran’sI,公式見式(2)。

(2)

式中，I表示該地區(qū)莫蘭指數(shù)；Zj表示地區(qū)單位面積的體育館數(shù)量；wj表示權(quán)重；S2表示標(biāo)準(zhǔn)化處理。

(2)雙變量空間自相關(guān)。本研究中為了揭示南京市住宅小區(qū)與體育館之間的空間關(guān)系,運(yùn)用Anselin提出的雙變量空間自相關(guān)[16-17],見式(3)。

(3)

2 南京市體育館空間格局分析

本部分根據(jù)上述方法和數(shù)據(jù),進(jìn)行南京市體育設(shè)施的空間分布分析。利用ArcGIS疊加分析等功能,對(duì)南京市各行政區(qū)體育館進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)。就數(shù)量而言,鼓樓和江寧區(qū)最多,均占17%,最低為溧水和高淳,占比1%。由于玄武、秦淮、建鄴、鼓樓、棲霞區(qū)位于城市中心地帶,城市的發(fā)展為體育場(chǎng)館的發(fā)展提供了硬性條件,且市中心人口聚集,生活水平較高,因此人們更加注重身體健康,重視體育活動(dòng)。除了需求高之外,又由于交通便利,因此中心城市體育館數(shù)量較多。

2.1 體育館分布核心區(qū)確定

2.1.1空間分布核心區(qū)范圍

本部分通過(guò)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)差橢圓,來(lái)計(jì)算南京市體育場(chǎng)館的空間分布中心與方向趨勢(shì),以揭示發(fā)展方向與分布主體空間范圍,研究體育場(chǎng)館的業(yè)態(tài)集聚。南京體育場(chǎng)館呈現(xiàn)“西北-東南”分布,高校和專業(yè)體育館分布更為集中,綜合、公共體育館更為分散,涉及受眾面更廣、輻射范圍更大的因素,見圖1。

圖1 2021年南京市體育場(chǎng)館分布及核心區(qū)范圍

2.1.2體育館核密度分布

圖2 南京市各區(qū)體育場(chǎng)館核密度分布圖

南京市體育館分布呈現(xiàn)中心聚集和部分?jǐn)U散的態(tài)勢(shì)。在利用核密度分析的過(guò)程中,通過(guò)不同嘗試,綜合估算得出帶寬合理區(qū)間為5～8 km,因此將搜索半徑設(shè)為6 km,按自然斷點(diǎn)法分為9個(gè)等級(jí),得到南京市市轄11區(qū)體育場(chǎng)館核密度分布結(jié)果如圖2所示。研究得出以下結(jié)論:①南京市體育場(chǎng)館總體分布不均衡,呈現(xiàn)出“中心聚集+外圍擴(kuò)散”的趨勢(shì);②“鼓樓、玄武、秦淮、建鄴”中部發(fā)達(dá)區(qū)聚集,并向四周稀釋,南北稀疏的分布特征;③外圍地區(qū)如棲霞,雨花臺(tái),浦口東部,江寧北部,六合南部密集度次之,呈現(xiàn)有規(guī)律但不均勻擴(kuò)散的態(tài)勢(shì)。南京市中心區(qū)和六合、浦口、江寧、溧水、高淳區(qū)等郊區(qū)之間有大面積核密度低等級(jí)區(qū)。

2.1.3不同類別體育館空間分布規(guī)律

以5 km為搜索半徑進(jìn)行核密度分析后得出不同類別體育場(chǎng)館的空間分布規(guī)律,如圖3所示。①綜合、專業(yè)體育館核密度集聚中心差異不大,均有多個(gè)集聚中心；②綜合類場(chǎng)館核密度峰值在鼓樓區(qū),而專業(yè)類場(chǎng)館峰值集中在鼓樓、玄武、秦淮、建鄴交界處,在溧水、高淳、浦口也有局部的中心聚集區(qū)域。由此可知,綜合類的中心聚集區(qū)要比專業(yè)類的更多、空間分散性更大,且綜合體育館均位于人口密集處或中心商圈(如新街口商圈)或經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)處,易吸引私人企業(yè)、社會(huì)投資的體育館聚集。③高校類體育館基本以大學(xué)城為核心向周圍擴(kuò)散,其峰值位于鼓樓、棲霞、玄武的大學(xué)城,聚集熱點(diǎn)較多,其他有高校分布的街區(qū)為次核心。④社會(huì)公共類體育場(chǎng)館基本覆蓋每個(gè)區(qū)分口密集之處,其KDE分析結(jié)果有數(shù)個(gè)塊狀集聚形態(tài),且相對(duì)獨(dú)立不連片。峰值位于鼓樓、秦淮、建鄴、玄武交接處,多位于地鐵線路在四區(qū)交界處站點(diǎn)附近。

總體來(lái)說(shuō),各類體育館都呈現(xiàn)出在中心城區(qū)軸狀聚集,在非中心城區(qū)點(diǎn)狀分布、呈“十”字點(diǎn)狀貫穿南北部。它們的特點(diǎn)和當(dāng)前南京市的發(fā)展密切關(guān)聯(lián),凸顯了南京市對(duì)于全民健身和提高人口素質(zhì)的目的導(dǎo)向。

(a)綜合類體育館

(b)專業(yè)類體育館

(c)高校類體育館

(d)公共類體育館

2.2 體育館空間分布社會(huì)公平性

2.2.1體育館與交通的分布關(guān)系

本部分主要以交通樞紐為中心建立多環(huán)緩沖區(qū),分析交通便利性對(duì)體育館空間布局的影響。

據(jù)統(tǒng)計(jì),截止到2017年,南京地鐵客流占全市公交客流55%,到2020年底日均客流達(dá)到421.9萬(wàn)人次,地鐵已經(jīng)成為出行主要?jiǎng)恿?。因此選擇南京市地鐵1、2、3、4、10號(hào)線站點(diǎn)為中心,以50 m為間隔建立緩沖區(qū),用以統(tǒng)計(jì)站點(diǎn)50～500 m范圍內(nèi)體育場(chǎng)館密度,后以500 m為間隔。統(tǒng)計(jì)站點(diǎn)5 km范圍內(nèi)體育場(chǎng)館密度。結(jié)果如圖4所示,體育場(chǎng)館密度在距離地鐵站100 m的范圍內(nèi)達(dá)到峰值,在300 m與400 m內(nèi)略有波動(dòng),最后隨著緩沖區(qū)距離增大密度逐步下降,表明地鐵類交通中心對(duì)體育場(chǎng)館的分布較強(qiáng)影響。

圖4 南京地鐵站緩沖區(qū)分析

2.2.2體育館與住宅小區(qū)的分布關(guān)系

對(duì)小區(qū)與體育館選取格網(wǎng)進(jìn)行雙變量空間自相關(guān)分析,分析體育館分布對(duì)常住人口的覆蓋程度,判斷其空間分布的合理性。一般認(rèn)為住宅小區(qū)為常住人口集中地?；?00 m×500 km格網(wǎng),使用雙變量空間自相關(guān),分析其與體育館分布的空間關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩兩Moran’sI為0.292,且通過(guò)0.01顯著性檢驗(yàn),可以認(rèn)為常住人口分布與體育館分布具有正相關(guān)性,但相關(guān)性程度較弱。

2.2.3“15分鐘”健身圈

不同的體育館功能及可輻射的人群范圍不同,故本次分析將南京市體育館分為綜合體育館和專業(yè)體育館。綜合體育館因?yàn)榫哂小肮δ茇S富,服務(wù)對(duì)象基數(shù)大,輻射范圍廣”等特點(diǎn),故把綜合體育館的15分鐘健身圈定義為騎行3 km可到達(dá)體育館所覆蓋服務(wù)范圍。專業(yè)體育館受限于“功能單一,服務(wù)人次少,輻射范圍狹窄”的特點(diǎn),因此將其“15分鐘”健身圈定義為步行1 km可到達(dá)體育館的范圍。運(yùn)用ArcGIS緩沖區(qū)分析得到南京市體育館“15分鐘”健身圈服務(wù)范圍圖,如圖5所示。其中,體育場(chǎng)館“15分鐘”健身圈完全覆蓋玄武區(qū)、鼓樓區(qū)、秦淮區(qū)、建鄴區(qū),基本覆蓋雨花臺(tái)區(qū)和棲霞區(qū),但是在六合區(qū)、浦口區(qū)、江寧區(qū)、溧水區(qū)、高淳區(qū)出現(xiàn)大面積無(wú)體育館輻射狀態(tài)。

圖5 南京市體育館15分鐘健身圈覆蓋區(qū)域圖

2.2.4空間自相關(guān)分析

為了更好地分析南京市市體育館的區(qū)域公平性,對(duì)各區(qū)單位面積的體育館數(shù)進(jìn)行局部空間自相關(guān)分析可知：南京市大部分各區(qū)的單位面積的體育館數(shù)總體的相關(guān)性不夠顯著,只有鼓樓區(qū)、建鄴區(qū)和秦淮區(qū)出現(xiàn)了“高-高(HH)集聚”的現(xiàn)象,說(shuō)明這些地區(qū)的體育館不但自身單位面積的體育館數(shù)處于高位,相鄰地區(qū)單位面積的體育館數(shù)也在高位。區(qū)域內(nèi)及區(qū)域周邊體育館資源很豐富,居民的體育館選擇范圍很大。而生活在其他區(qū)的居民體育館的選擇范圍相對(duì)較小。

3 分析結(jié)果

本研究應(yīng)用興趣點(diǎn)數(shù)據(jù),針對(duì)南京市體育館的分布格局、社會(huì)公平和分布因素進(jìn)行了分析,得出:

(1)體育場(chǎng)館呈“西北-東南”分布,分布不夠均衡,整體呈“中心聚集+外圍擴(kuò)散”結(jié)構(gòu),表現(xiàn)為中部發(fā)達(dá)區(qū)聚集并向四周特別是南北逐步稀疏擴(kuò)散的特征。鼓樓、秦淮、玄武、建鄴等區(qū)體育館空間分布密集,外圍如棲霞、雨花臺(tái)、浦口東部、江寧北部和六合南部密度次之,呈現(xiàn)出了沿中心區(qū)外圍不均勻擴(kuò)散的態(tài)勢(shì)。

(2)在不同類型方面,綜合性和專業(yè)性體育館核密度差異不大,均呈現(xiàn)“散點(diǎn)狀-多區(qū)域”空間分布特征;高校類體育館以大學(xué)城為中心向四周擴(kuò)散,社會(huì)公共類體育館多聚集在地鐵線路附近。

(3)在體育場(chǎng)館分布關(guān)聯(lián)性方面,本研究發(fā)現(xiàn)交通中心分布、常住人口分布和集聚效應(yīng)直接影響體育場(chǎng)館分布。體育場(chǎng)館的分布受地鐵交通中心影響較強(qiáng),具有交通便利性特征;住宅小區(qū)與體育館分布呈正相關(guān)性,但相關(guān)性程度較弱。

(4)體育場(chǎng)館的空間分布特征也呈現(xiàn)出了不同區(qū)域在社會(huì)公平方面的差距。體育場(chǎng)館15分鐘健身圈完全覆蓋玄武、秦淮、建鄴區(qū),基本能覆蓋雨花臺(tái)、棲霞區(qū),而六合、浦口、江寧、溧水、高淳出現(xiàn)大面積無(wú)體育館輻射的狀態(tài)。同時(shí),大部分區(qū)體育館數(shù)量總體相關(guān)性并不顯著,僅有鼓樓區(qū)、秦淮區(qū)和建鄴區(qū)出現(xiàn)了“高-高(HH)積聚”的現(xiàn)象。

4 結(jié)束語(yǔ)

研究體育館的空間布局有助于其分布由規(guī)?；⒉痪獾姆植继卣鬓D(zhuǎn)向標(biāo)準(zhǔn)化、公平化的分布模式,有助于推進(jìn)空間公平與正義。根據(jù)本研究的結(jié)論,未來(lái)可以規(guī)劃可以將新增體育館建立在城市非發(fā)達(dá)區(qū)的小區(qū)聚集處、新增地鐵站點(diǎn)附近,以促進(jìn)公平性,便于城市邊緣居民生活。

本文還存在一些不足之處。興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)本身具有精確、易獲取的優(yōu)點(diǎn),使體育館空間格局分析較為直觀,但由于不易獲取每個(gè)體育場(chǎng)館的具體面積、客流以及擴(kuò)建、拆除等實(shí)時(shí)性信息,因此難以針對(duì)深入分析。未來(lái)可以從以下兩個(gè)方向進(jìn)行深入研究:①結(jié)合各個(gè)時(shí)間段的體育館分布數(shù)據(jù),進(jìn)行整合分析,得到南京市各類體育館的動(dòng)態(tài)變遷過(guò)程,從而對(duì)未來(lái)的分布規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)和規(guī)劃；②結(jié)合路網(wǎng)數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)、地價(jià)等數(shù)據(jù),深入分析體育館的分布差異和公平性,特別是非核心區(qū)的人口聚集處和城郊接合處,考慮其體育場(chǎng)所分布的公平性和合理性。