太原市住宅區(qū)與零售業(yè)關(guān)聯(lián)分析
——POI 應(yīng)用示例

劉 威，雷 楠，劉大齊

（遼寧師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連 116029）

城市空間中居住與商業(yè)空間是最活躍的2 個(gè)部分，二者在空間上的關(guān)聯(lián)關(guān)系是地理學(xué)研究中的一個(gè)重要課題[1]。影響市民選擇住房的區(qū)位因素主要包括當(dāng)?shù)丨h(huán)境的質(zhì)量、商服業(yè)的繁榮程度及公用設(shè)施的投放等[2]，此外，城市公用設(shè)施的水平和配套情況往往因區(qū)位差別而內(nèi)化在房?jī)r(jià)中[3]。目前，對(duì)于城市住宅區(qū)和零售業(yè)空間密度的關(guān)聯(lián)性研究仍需深入，因此，通過(guò)運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（GIS）等信息技術(shù)，展開(kāi)分析城市住宅區(qū)與各類零售業(yè)空間布局的相關(guān)性，有利于為地理學(xué)的研究方法作出貢獻(xiàn)，并在研究結(jié)果中實(shí)現(xiàn)決策的相關(guān)性[4]。其中舒桐等[5-6]以北京市為例研究了住宅空間對(duì)消費(fèi)者購(gòu)買行為的影響和變化，結(jié)果表明，住宅空間對(duì)消費(fèi)者購(gòu)買決策的行為有著顯著的影響，體現(xiàn)在消費(fèi)者通過(guò)變更其購(gòu)買出行方式和生活模式以適應(yīng)住宅區(qū)位的變化，住宅區(qū)位對(duì)購(gòu)物出行的決策產(chǎn)生間接的影響和作用。針對(duì)居住-商業(yè)空間的相關(guān)性進(jìn)行探討，有助于優(yōu)化城市資源的合理配置，促進(jìn)服務(wù)決策[7]。吳丹賢等[8]通過(guò)研究居民的日常購(gòu)買活動(dòng)，從社區(qū)的角度上分析商業(yè)與住宅的空間關(guān)系，為社區(qū)商業(yè)及基礎(chǔ)設(shè)施的合理分配提供了理論依據(jù)。高巖輝等[9]，陳蔚珊等[10]、薛冰等[11]分別以西安市、廣州市、沈陽(yáng)市為例，基于POI 數(shù)據(jù)，分析零售業(yè)空間格局和集聚特征?；赑OI 的研究在城市的公共服務(wù)設(shè)施[12-13]、住房?jī)r(jià)格的空間分布[14]、商業(yè)的布局模式[15]等方面取得了一系列成效。研究住房?jī)r(jià)格與零售業(yè)在空間上的關(guān)系，有助于宏觀的調(diào)控房地產(chǎn)市場(chǎng)[16]、科學(xué)管理土地。其中，李志等[17]基于GWR 模型，發(fā)現(xiàn)住宅價(jià)格對(duì)商服條件較為敏感。石憶邵等[18]通過(guò)分析上海南站的房?jī)r(jià)的時(shí)空影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在商業(yè)等基礎(chǔ)設(shè)施較好的區(qū)域，房產(chǎn)增值的結(jié)果越明顯。綜合來(lái)看，我國(guó)商住空間分析研究區(qū)選擇上主要集中在北京、廣州等一線或沿海發(fā)達(dá)城市，對(duì)一些二線城市關(guān)注不足，且缺乏對(duì)商住空間關(guān)聯(lián)性的綜合探討。鑒于此，基于POI 數(shù)據(jù)對(duì)太原市住宅區(qū)與零售業(yè)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，為太原市人地系統(tǒng)的調(diào)控提供科學(xué)的指導(dǎo)。

隨著太原市居民的收入水平的不斷改善，消費(fèi)意愿逐步增強(qiáng)，零售業(yè)的發(fā)展對(duì)全市國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了很好的推動(dòng)作用。以山西省的經(jīng)濟(jì)中心太原市為例，以市內(nèi)的六區(qū)為研究目標(biāo)，借助POI 數(shù)據(jù)及GIS 等信息技術(shù)，有效評(píng)估住宅區(qū)和各類零售業(yè)集聚程度的分布情況，并分析住宅區(qū)與零售業(yè)的關(guān)聯(lián)性特征。通過(guò)揭露房?jī)r(jià)的空間分布形態(tài)與零售業(yè)集聚的關(guān)系，對(duì)改善太原市商業(yè)居住空間結(jié)構(gòu)具有一定的借鑒意義。

1 研究區(qū)概況

太原市是山西省的省會(huì)，市轄6 個(gè)市轄區(qū)、3 個(gè)縣、代管1 個(gè)縣級(jí)市，市境總面積6 988 km2，其中，太原6 個(gè)區(qū)的總面積是1 460 km2，已建成區(qū)的面積是438 km2。作為山西省經(jīng)濟(jì)文化中心，以打造區(qū)域中心城市為重點(diǎn)，工業(yè)、服務(wù)業(yè)提檔升級(jí)，從而零售業(yè)進(jìn)一步加速發(fā)展并向太原市的中心區(qū)域集聚確定6 個(gè)市轄區(qū)進(jìn)行研究（迎澤、杏花嶺、萬(wàn)柏林、尖草坪、晉源和小店）。太原作為山西省經(jīng)濟(jì)文化中心，以打造區(qū)域中心城市為重點(diǎn)，工業(yè)、服務(wù)業(yè)提檔升級(jí)，從而零售業(yè)進(jìn)一步加速發(fā)展并向太原市的中心區(qū)域集聚。

2 研究方法

2.1 POI 分類與篩選

基于高德地圖的興趣點(diǎn)（POI）分類準(zhǔn)則，住宅區(qū)POI 數(shù)據(jù)分為5 類：別墅、宿舍、住宅區(qū)、社區(qū)中心及住宅小區(qū)。由于社區(qū)中心屬于城市居民自愿組織/機(jī)構(gòu)的辦公場(chǎng)所，沒(méi)有居住地，故將其他4 類作為研究的目標(biāo)，并且將住宅區(qū)和住宅小區(qū)合并后稱為“住宅小區(qū)”，別墅和宿舍可直接從所獲取的POI 數(shù)據(jù)中獲得。剔除完整性差的數(shù)據(jù)，得到研究區(qū)域內(nèi)有效的住宅POI 數(shù)據(jù)共計(jì)4 343 條（表1）。

表1 太原市六區(qū)住宅區(qū)與零售業(yè)POI 數(shù)據(jù) 條

依據(jù)克里斯泰勒的中心地理論[19]，將零售業(yè)POI 數(shù)據(jù)劃分為：①商場(chǎng)商廈（包括購(gòu)物中心和特色商業(yè)街）；②超市；③便利店。經(jīng)過(guò)處理后共獲得4 430 條有效的零售業(yè)POI 數(shù)據(jù)信息（表1）。房?jī)r(jià)以元/m2為單位，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢索房?jī)r(jià)相關(guān)網(wǎng)站（鏈家、安居客等）核實(shí)共獲得了2 366 條有效房?jī)r(jià)信息。

2.2 核密度分析法

核密度分析法是以某要素點(diǎn)為中心，密度值在空間上呈三維密度曲面分布，半徑為r，曲面的積分等于中心點(diǎn)要素值。各點(diǎn)密度值空間疊加生成密度圖[20-22]。核密度方法的計(jì)算方法，可以表示為

式中：D（xi，yi）為空間位置（xi，yi）處的核密度值；r為距離衰減閾值；u為與位置D（xi，yi）的距離小于等于r的要素點(diǎn)數(shù)；k函數(shù)則表示空間權(quán)重函數(shù)；d表示當(dāng)前要素點(diǎn)與（xi，yi）兩點(diǎn)之間的歐氏距離[12]。為了更好地了解住宅區(qū)與零售業(yè)的空間密度分布規(guī)律，同時(shí)又能避免不相關(guān)的信息帶來(lái)的影響，本文進(jìn)行了一些對(duì)比和分析，選擇住宅區(qū)和零售業(yè)核密度估計(jì)的綜合帶寬值為1 500 m。

2.3 相關(guān)性分析

相關(guān)性分析用以衡量多變量間變異的接近程度，其中相關(guān)性系數(shù)是多變量的協(xié)方差乘以標(biāo)準(zhǔn)差的比值。本研究對(duì)密度歸一化后進(jìn)行相關(guān)性分析，是為消除因?yàn)辄c(diǎn)要素?cái)?shù)量導(dǎo)致的密度差異[23]。

式中：vpk表示第k個(gè)像元的密度值，vqk表示歸一化后圖像像元值，Covpq表示p圖層和q圖層像元值的協(xié)方差，Corrpq表示p圖層和q圖層的相關(guān)系數(shù)，vpk和vqk分別表示p圖層和q圖層第k個(gè)像元的像元值；和分別表示p圖層和q圖層各像元平均值；N為像元的數(shù)量；k表示特定像元；δp和δq分別表示p圖層和q圖層像元值的標(biāo)準(zhǔn)差。

地統(tǒng)計(jì)分析中的趨勢(shì)面分析是一種通過(guò)數(shù)學(xué)模型來(lái)模擬地理要素的空間分布和變化趨勢(shì)的數(shù)學(xué)方法。把真實(shí)的表面分為趨勢(shì)面和剩余面[24]：趨勢(shì)面是反映地理要素宏觀分布的真實(shí)曲面的一個(gè)近似值，剩余面對(duì)應(yīng)于微觀局域。只有剩余值最小，趨勢(shì)值最大時(shí)，其擬合精度才能保持充分的精確度。其公式為

式中：Zi（xi，yi）表示地理要素的實(shí)際觀測(cè)值，（xi，yi）表示趨勢(shì)面擬合值，（xi，yi）為平面空間坐標(biāo)；εi為剩余值（殘差）。

3 結(jié)果與分析

3.1 空間分布格局

利用核密度分析方法，將核密度的搜索半徑閾值設(shè)為1 500 m，并采用自然間斷點(diǎn)分級(jí)法將核密度圖像分為5 個(gè)等級(jí)，最后形成太原市內(nèi)六區(qū)的住宅區(qū)和零售業(yè)核密度分布圖?？梢园l(fā)現(xiàn)，零售業(yè)的總體空間集聚形態(tài)與住宅區(qū)相似，呈現(xiàn)出以太原市中心連片集聚、市外圍多呈“孤島”點(diǎn)狀集聚的分布格局（圖1）。

圖1 太原市住宅與零售業(yè)核密度分布圖

1）太原市區(qū)中心表現(xiàn)為連片集聚的特點(diǎn)。太原市住宅區(qū)與零售業(yè)的核密度分布規(guī)律為：以城市的中心為高密度區(qū)，并向市區(qū)外圍遞減的等級(jí)圈層格局。市內(nèi)六區(qū)的住宅區(qū)和零售業(yè)空間集聚的峰值區(qū)主要位于迎澤、小店和杏花嶺3 個(gè)城區(qū)，且核密度值由此向外呈塊狀連片逐級(jí)擴(kuò)展（圖1（a），圖1（b））。住宅核密度的高值區(qū)及零售業(yè)核密度的次高值區(qū)主要包括迎澤街道附近街區(qū)、柳巷街道附近街區(qū)、鼓樓街道附近街區(qū)以及營(yíng)盤街道附近街區(qū)，這些街區(qū)內(nèi)住宅區(qū)的核密度值在（42.1～67.9）區(qū)間內(nèi)，零售業(yè)的核密度值在（25.1～40.5）區(qū)間內(nèi)。相比之下，小店區(qū)的零售業(yè)聚集程度偏高，達(dá)到（40.5～61.6），聚集峰值區(qū)以“太原經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)”街區(qū)為典型。萬(wàn)柏林區(qū)、尖草坪區(qū)的集聚程度相對(duì)偏低，零售業(yè)和住宅區(qū)核密度值分別在（13.3～25.1）、（25.0～42.1）區(qū)間內(nèi)波動(dòng)。萬(wàn)柏林區(qū)的住宅區(qū)和零售業(yè)聚集區(qū)以興華街道、千峰街道、下元街道和義井街道附近街區(qū)為典型，尖草坪區(qū)聚集區(qū)以匯豐街道、尖草坪街為主。

2）太原市區(qū)外圍多呈“孤島”點(diǎn)狀集聚。核密度相對(duì)較低的次級(jí)住宅區(qū)和零售業(yè)區(qū)域在尖草坪區(qū)和萬(wàn)柏林區(qū)呈“孤島”狀分散分布，并且住宅區(qū)和零售業(yè)的位置基本契合，體現(xiàn)為太原市的住宅區(qū)與零售業(yè)逐漸向郊區(qū)擴(kuò)展的趨勢(shì)。晉源區(qū)住宅與零售業(yè)核密度分布沿中部在南北方向上呈帶狀分散，這與該區(qū)中間是向南呈開(kāi)放形的寬闊河谷平原有關(guān)。隨著大型商圈、綜合商圈等商品房企業(yè)經(jīng)營(yíng)逐步形成，漸漸形成了初具規(guī)模的區(qū)域性的購(gòu)物中心。尖草坪區(qū)中南部零售業(yè)的擴(kuò)張已經(jīng)超越了住宅區(qū)的發(fā)展進(jìn)程，住宅區(qū)與商業(yè)區(qū)零售的聚集特征存在著明顯差異，這與該區(qū)地域產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)有關(guān)，即南部為商業(yè)服務(wù)業(yè)板塊。

3.2 零售業(yè)與住宅空間相關(guān)性分析

太原市住宅與零售業(yè)空間的相關(guān)系數(shù)為0.878，表明住宅區(qū)與零售業(yè)之間的相關(guān)性、集聚性較強(qiáng)。其中各業(yè)態(tài)與住宅區(qū)布局之間的相關(guān)系數(shù)有所差異，分別為便利店0.873、超市0.789、商場(chǎng)商廈 0.734。可以發(fā)現(xiàn)，太原市便利店的空間集聚形態(tài)更接近于與所有的零售業(yè)，集聚的中心都在市區(qū)的中心，核密度值在“23.3～45.5”區(qū)間內(nèi)。其中，便利店與住宅區(qū)在空間分布上的關(guān)聯(lián)緊密，便利店以滿足便利性的需求為第一宗旨，投資的成本小，對(duì)環(huán)境要求低（圖2（a））；超市具有以家庭消費(fèi)為目標(biāo)的市場(chǎng)導(dǎo)向（圖2（b））；商場(chǎng)商廈是零售業(yè)發(fā)展的主要載體（圖2（c））。超市和商場(chǎng)商廈與住宅區(qū)空間密度的關(guān)聯(lián)特征不如便利店，二者在地域上的分布具有不均衡性，主要分布在人口活動(dòng)較為密集的迎澤、小店區(qū)。杏花嶺、萬(wàn)柏林區(qū)等雖然也是人口密集的地區(qū)，但是超市和商場(chǎng)商廈的集聚程度相對(duì)較低，空間較為疏離?？傮w上來(lái)說(shuō)，太原市零售業(yè)與住宅空間是強(qiáng)相關(guān)關(guān)系，商服業(yè)一般是面向家庭服務(wù)的，住宅區(qū)的分布格局影響著零售業(yè)的總量和分布，呈現(xiàn)出“商住聯(lián)通”的形勢(shì)。住宅區(qū)提供的人流量一定程度上映射了零售業(yè)市場(chǎng)需求的規(guī)模，空間關(guān)聯(lián)性緊密的零售業(yè)往往集中在人口稠密的地區(qū)，以滿足并共享頻繁且旺盛的消費(fèi)需求。太原市的綜合性商圈為眾多地區(qū)的經(jīng)濟(jì)中心作出了巨大的貢獻(xiàn)[25]，隨著萬(wàn)象城等商圈的經(jīng)營(yíng)建設(shè)，綜合性商圈正在開(kāi)辟商業(yè)發(fā)展的新機(jī)遇。

圖2 太原市各類零售業(yè)核密度圖

3.3 住宅價(jià)格與零售業(yè)的空間疊置關(guān)系

本研究將住宅區(qū)的水平空間坐標(biāo)點(diǎn)（x，y）作為自變量，將住宅價(jià)格作為因變量，研究住宅價(jià)格的空間分布情況（圖3）。

圖3 住宅價(jià)格趨勢(shì)分析圖

由圖3 可知，在東西方向和南北方向上，太原市居民的住房?jī)r(jià)格都呈現(xiàn)了倒“U”型的分布格局，表現(xiàn)為兩側(cè)低、中間高的趨勢(shì)。太原市房?jī)r(jià)的低值點(diǎn)在東西方向上表現(xiàn)為東部稍高，南北方向上表現(xiàn)為北部明顯低于南部，晉陽(yáng)湖濕地公園周邊地區(qū)的房?jī)r(jià)有明顯的凸起。該研究與李廣娣等[26]的研究結(jié)果相吻合，即表現(xiàn)為房?jī)r(jià)的空間分布呈現(xiàn)出從中心到外圍的環(huán)狀遞減趨勢(shì)，南高北低。太原市房?jī)r(jià)在空間上的分布表現(xiàn)為“一個(gè)中心、多個(gè)次中心”。一個(gè)中心是指以城市中心為高價(jià)極核，并且呈現(xiàn)出由中心到邊緣遞減的圈層分布格局，這種分布符合零售業(yè)的空間密度分布規(guī)律；多個(gè)次中心主要是指以小店街道、南寒街道及迎新街道構(gòu)成的相對(duì)明顯的房?jī)r(jià)次中心區(qū)域。通過(guò)將住宅價(jià)格和零售業(yè)核密度的圖層進(jìn)行疊加分析，發(fā)現(xiàn)零售業(yè)空間上的核密度高值區(qū)域也是高房?jī)r(jià)區(qū)的集中地（圖4），高價(jià)格的住宅區(qū)大部分集聚在晉源、迎澤、小店區(qū)的零售業(yè)中心附近。位于城市邊緣的次級(jí)零售業(yè)中心附近的房?jī)r(jià)也相對(duì)較低，雖然也有少量的高價(jià)格住宅區(qū)，但相對(duì)于市中心3 區(qū)來(lái)說(shuō)，集中程度要低一些。在一些零售業(yè)集聚程度小但景觀環(huán)境優(yōu)越的郊區(qū)，存在著小范圍的房?jī)r(jià)凸起。例如，位于晉源區(qū)的北祥小區(qū)及迎澤區(qū)的半山國(guó)際花園等住宅價(jià)格高于市區(qū)中心，其定價(jià)擺脫了對(duì)零售業(yè)集聚程度的高度依托，而是更依賴于高質(zhì)量的環(huán)境。隨著經(jīng)濟(jì)收入的增加，城市居民更傾向于尋求良好的人文和自然居住環(huán)境，依傍綠地和公園的區(qū)域成為了一些房?jī)r(jià)高價(jià)區(qū)。

圖4 太原市住宅價(jià)格與零售業(yè)核密度疊加圖

4 結(jié)論與討論

本研究以太原市住宅區(qū)與零售業(yè)的POI 數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，通過(guò)Arcgis 軟件，對(duì)這些POI 數(shù)據(jù)進(jìn)行核密度分析、相關(guān)性分析，并采用地統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)太原市商住空間關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了深入、多角度的研究與分析，得出以下結(jié)論。

1）太原市住宅區(qū)和零售業(yè)在空間上的的分布都表現(xiàn)為，太原市區(qū)中心連片集聚、市區(qū)外圍多為“孤島”點(diǎn)狀集聚的布局形式。住宅區(qū)和零售業(yè)高密度的集中在迎澤、小店、杏花嶺3 個(gè)城區(qū)，且以迎澤街道附近街區(qū)、柳巷街道附近街區(qū)、鼓樓街道附近街區(qū)及營(yíng)盤街道附近街區(qū)等為代表。太原市外圍的核密度呈現(xiàn)由內(nèi)向外擴(kuò)散遞減的趨勢(shì)，但仍有一些小規(guī)模的集聚中心。這種布局映射出太原市住宅分布及零售產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)地域的范圍。

2）太原市零售業(yè)與住宅區(qū)在空間上的相關(guān)系數(shù)為0.878。便利店與住宅區(qū)空間密度的相關(guān)性（0.873）較強(qiáng)，超市和商場(chǎng)商廈與住宅區(qū)空間密度的相關(guān)性（分別是0.789、0.734）相對(duì)弱，結(jié)果符合客觀事實(shí)。

3）太原市房?jī)r(jià)的空間分布形態(tài)為“一個(gè)中心，多個(gè)次中心”，表現(xiàn)為從中心到外圍呈階梯狀遞減的“圈層”格局。零售業(yè)空間上的高密度區(qū)也是高價(jià)住宅區(qū)的集中地，次級(jí)的零售業(yè)中心附近房?jī)r(jià)相對(duì)較低，景觀環(huán)境優(yōu)越的郊區(qū)也是部分高房?jī)r(jià)集聚的區(qū)域。

住宅區(qū)與零售業(yè)的關(guān)聯(lián)性分析有必要在后續(xù)的研究中進(jìn)一步深化。有三方面值得深入推進(jìn)：①對(duì)于地方區(qū)位因素的綜合研究。在分析零售產(chǎn)業(yè)的集聚程度與住宅區(qū)之間關(guān)系的同時(shí)，還可以從交通網(wǎng)絡(luò)的密度、生活服務(wù)設(shè)施的投入等方面進(jìn)行深入的探討。②深入挖掘時(shí)空演變規(guī)律。未來(lái)可以通過(guò)比照多年份的POI 數(shù)據(jù)，深入研究住宅區(qū)與零售業(yè)關(guān)聯(lián)性的時(shí)空格局特征，為規(guī)劃引導(dǎo)商住空間布局提供參考。③加強(qiáng)地區(qū)間的比較研究。由于地域、經(jīng)濟(jì)條件的不同，會(huì)對(duì)各大城市的空間布局產(chǎn)生一定的影響。在未來(lái)，通過(guò)將太原市與其他省會(huì)城市并排比較，將會(huì)發(fā)現(xiàn)不同于商業(yè)和居住空間分布的一般規(guī)律。