體育設(shè)施空間分布格局及影響因素分析

摘要：本研究基于POI大數(shù)據(jù)，以公共基礎(chǔ)設(shè)施較為完善的北京市為研究區(qū)域，從地理空間的視角，分析體育設(shè)施的空間分布格局。在區(qū)域尺度上，使用地理探測(cè)器，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然環(huán)境兩個(gè)角度，挖掘其空間分異背后的影響因素。結(jié)果表明：（1）2020年，北京市體育設(shè)施的空間分布存在明顯的空間異質(zhì)性，主要分布在朝陽區(qū)和海淀區(qū)，分別占體育設(shè)施總數(shù)的30.34%和16.57%。門頭溝分布最少，占比僅為0.64%；（2）社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子整體的影響程度大于自然因子。其中，醫(yī)療保健場(chǎng)所的數(shù)量是影響體育設(shè)施空間分布的首要因子，q值為0.95，而高程影響程度最小，q值為0.3；（3）在因子之間的交互作用下，q值均得到了不同程度的提升。本研究對(duì)于北京市或者其他區(qū)域的體育設(shè)施的選址建設(shè)與布局優(yōu)化具有重要參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：體育設(shè)施" 空間分布" 影響因素" 地理探測(cè)器" 北京市

中圖分類號(hào)：G818 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8902-（2024）-06-165-4-TBB

1、前言

“體育設(shè)施是指能夠滿足體育競(jìng)賽、訓(xùn)練、教學(xué)和群眾健身使用要求的場(chǎng)地、建筑物和相關(guān)固定附屬設(shè)備，是人們進(jìn)行體育鍛煉相關(guān)活動(dòng)的基本物質(zhì)載體和落實(shí)全民健身的重要抓手。”加強(qiáng)對(duì)公共體育設(shè)施的投入和重視基礎(chǔ)性體育設(shè)施建設(shè)，為群眾提供更好的鍛煉環(huán)境，不僅有利于滿足文化建設(shè)的需要，也有利于堅(jiān)持以人為本的基本要求以及聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)SDG3的實(shí)現(xiàn)。然而，當(dāng)今社會(huì)體育設(shè)施空間分布、可達(dá)性不均等現(xiàn)象依然存在，居民的運(yùn)動(dòng)需求受到制約。為此，探究體育設(shè)施空間分布現(xiàn)狀，挖掘背后的潛在影響因素對(duì)于未來的體育設(shè)施規(guī)劃與管理具有重要意義。

已有研究從定性的理論探討視角，開展了體育設(shè)施空間分布和成因機(jī)制的分析，并取得了有價(jià)值的研究結(jié)論。徐洪濤等從公共體育設(shè)施與城市空間協(xié)同發(fā)展的視角出發(fā)，提出“公共體育設(shè)施發(fā)展需要堅(jiān)持均衡化、便捷化、集約化、人性化的基本原則，通過場(chǎng)所拓展、空間容量拓展、功能復(fù)合和文化拓展，為人們打造理想的生活場(chǎng)景”；曾建明等通過文獻(xiàn)和實(shí)地調(diào)研相結(jié)合的方式，“從經(jīng)濟(jì)條件、城市形態(tài)、人口等社會(huì)經(jīng)濟(jì)視角，分析了我國大型體育場(chǎng)館的空間布局特征”。上述研究，為體育設(shè)施的合理布局與規(guī)劃管理提供了重要的理論指引。然而，難以從精細(xì)尺度的空間視角，獲取體育設(shè)施的空間分布信息和背后的驅(qū)動(dòng)力。

在理論分析的基礎(chǔ)上，海量地理大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，尤其是POI數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步精細(xì)尺度上體育設(shè)施空間格局的研究帶來了機(jī)遇。賈宇使用POI數(shù)據(jù)，在市級(jí)、區(qū)級(jí)、街道三種行政單元上，多尺度評(píng)估了太原市體育設(shè)施空間分布的均等性。湯宇錕等基于北京市體育設(shè)施地理空間分布數(shù)據(jù)，使用多種空間分析方法，發(fā)現(xiàn)影響北京市公共體育空間分布因素最大的是交通通達(dá)性，其次是人口密度。

然而，現(xiàn)有的基于地理空間數(shù)據(jù)的研究，多偏重于社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素與體育設(shè)施空間分布的關(guān)聯(lián)分析。而對(duì)于體育設(shè)施的空間分布來說，平坦的地形、優(yōu)質(zhì)的環(huán)境質(zhì)量也會(huì)在一定程度上影響體育設(shè)施的選址和建設(shè)。當(dāng)前仍未有研究從精細(xì)尺度的地理空間視角，綜合顧及社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然因素，系統(tǒng)定量地解釋體育設(shè)施的空間分布格局。

因此，本文以中國的政治、文化中心的首都北京為研究區(qū)域，使用對(duì)地觀測(cè)的遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品、對(duì)人觀測(cè)的社會(huì)感知數(shù)據(jù)以及政府部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然兩個(gè)維度，系統(tǒng)地構(gòu)建影響體育設(shè)施空間分布的潛在因子指標(biāo)體系，使用地理探測(cè)器模型，旨在實(shí)現(xiàn)地理空間視角下對(duì)于城市體育設(shè)施空間分布的格局分析及背后的影響因素的挖掘。

2、研究方法

本文的研究流程如圖1所示。首先，在數(shù)據(jù)收集方面，根據(jù)研究目標(biāo)，融合使用遙感、統(tǒng)計(jì)年鑒和社會(huì)感知多源地理數(shù)據(jù)；其次，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合前人研究經(jīng)驗(yàn)和影響體育設(shè)施布局的可能因素，從社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然兩個(gè)方面選取影響體育設(shè)施空間分布的潛在指標(biāo)；最后，使用核密度分析方法對(duì)體育設(shè)施POI進(jìn)行空間可視化展示。結(jié)合所選取的潛在因子指標(biāo)，從地理空間分異的視角，在區(qū)域尺度上，使用地理探測(cè)器定量分析北京市體育設(shè)施空間分布的影響因素。

2.1、北京市體育設(shè)施研究現(xiàn)狀

北京，作為中國的首都，是政治文化以及國際創(chuàng)新交流中心。悠久的歷史孕育了多樣的體育活動(dòng)，自21世紀(jì)以來，北京先后于2008年舉辦了奧運(yùn)會(huì)，于2022年舉辦了冬奧會(huì)，體育事業(yè)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，鳥巢、水立方、五棵松等大型的體育場(chǎng)館廣泛分布，大中小體育設(shè)施健全。研究區(qū)域圖見圖2。

2.2、潛在因子選取

（1）社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子。

人口密度大、眾多居民聚集的地方，可以形成對(duì)體育設(shè)施及場(chǎng)館建設(shè)的集中需求。一個(gè)地區(qū)的國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）也能夠在一定程度上反映該地區(qū)的體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r；體育科研所附近的體育配套設(shè)施建設(shè)需要完整齊全。近年來，我國“體醫(yī)融合”蓄勢(shì)待發(fā)，體育運(yùn)動(dòng)離不開醫(yī)療保障，而醫(yī)療保健也需要體育手段的配合；便利的交通會(huì)促進(jìn)人們抵達(dá)相關(guān)體育設(shè)施地點(diǎn)，更加方便地從事體育相關(guān)的活動(dòng)。綜上，我們選取人口密度、GDP、科教文化場(chǎng)所數(shù)量、醫(yī)療保健場(chǎng)所數(shù)量和路網(wǎng)密度作為影響體育設(shè)施空間分布的5個(gè)潛在的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子。

（2）自然因子。

公園、生態(tài)園等植被覆蓋度較高的場(chǎng)所，得益于其空氣質(zhì)量等環(huán)境優(yōu)勢(shì)；較多的體育設(shè)施會(huì)沿河流建造布局，由于河流沖積導(dǎo)致的河流附近地勢(shì)低平的特點(diǎn)，視野開闊；由于海拔的不同，人體的運(yùn)動(dòng)機(jī)能也會(huì)產(chǎn)生變化。在平坦地面上開展建筑活動(dòng)相對(duì)較為適宜，大多數(shù)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目其體育設(shè)施建設(shè)均分布在較為平坦的地面。綜上，我們選取植被覆蓋度、距河流距離、高程以及坡度作為影響體育設(shè)施空間分布的4個(gè)潛在的自然因子。

2.3、地理探測(cè)器

“地理探測(cè)器”是由王勁峰等提出，是一種探測(cè)空間分異性并揭示其背后驅(qū)動(dòng)因子的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。共包含因子探測(cè)、生態(tài)探測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)、交互探測(cè)4種探測(cè)器。本研究使用因子探測(cè)器和交互探測(cè)器，分析影響體育設(shè)施空間分布的內(nèi)在機(jī)制。因子探測(cè)器公式如下：

式中，q值的取值范圍是[0，1]，越接近于1，表明因子對(duì)空間分異的解釋力越強(qiáng)，反之，越接近于0，解釋力越弱。h是因子X或者Y變量的分層，范圍是（1，L）。Nh是層h的單元數(shù)，N為全區(qū)的單元數(shù)，和指層h與全區(qū)Y的值之間的方差。SSW指層內(nèi)方差的總和，SST指全局總方差。

交互探測(cè)器通過比較Xa、Xb兩類因子共同作用下的q（Xa∩Xb）與q（Xa）、q（Xb）、q（Xa）+q（Xb）之間的大小關(guān)系，旨在評(píng)估兩類因子的共同作用能否會(huì)對(duì)因變量Y解釋力起到增強(qiáng)、減弱或者相互獨(dú)立的作用。具體分類見表2。

2.4、數(shù)據(jù)獲取及預(yù)處理

表3展示了本文體育設(shè)施空間布局研究和社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然影響因子所涉及的具體數(shù)據(jù)，包括POI、DEM、歸一化植被指數(shù)（NDVI）、路網(wǎng)、水系、人口和GDP共7種類型，時(shí)期均為2020年。其中，POI數(shù)據(jù)基于高德地圖API，通過爬蟲軟件獲取。包含體育設(shè)施類（8494個(gè)）、醫(yī)療保健類（23277個(gè)）和科教文化類（58500個(gè)）3種類型。體育設(shè)施類的POI主要由網(wǎng)球場(chǎng)、籃球場(chǎng)、足球場(chǎng)、滑雪場(chǎng)等大中小運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館組成。DEM數(shù)據(jù)本身具有高程屬性，坡度是通過ArcGIS軟件的坡度計(jì)算工具得到。在NDVI數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，本文通過植被覆蓋度計(jì)算公式，得到具體的植被覆蓋度的數(shù)值。使用核密度分析工具，計(jì)算路網(wǎng)數(shù)據(jù)的核密度值，生成路網(wǎng)密度柵格圖。借助河流水系數(shù)據(jù)，通過歐氏距離工具，得到距水系距離的柵格圖。最后，人口和GDP通過屬性表鏈接的方式與北京市各區(qū)建立連接。

3、結(jié)果與分析

3.1、北京市體育設(shè)施空間分布格局

圖3和表4展示了北京市體育設(shè)施POI空間分布格局和數(shù)量。在空間位置上，北京市體育設(shè)施主要分布在中部和東南部區(qū)域，北部以及西部分布相對(duì)較少。在數(shù)量配置上，北京市體育設(shè)施總數(shù)為8491個(gè)。其中，朝陽區(qū)的體育設(shè)施數(shù)量遠(yuǎn)超北京的其他區(qū)域，達(dá)到了2576個(gè)，占總數(shù)量的30.34%。海淀區(qū)的分布數(shù)量次之，為1407個(gè)，占總數(shù)量的16.57%。門頭溝區(qū)、平谷區(qū)、密云區(qū)和延慶區(qū)的體育設(shè)施分布數(shù)量相對(duì)較少，在100個(gè)以下。因此，我們可以發(fā)現(xiàn)北京的體育設(shè)施的空間分布存在顯著的空間異質(zhì)性，北京市各區(qū)的體育設(shè)施資源配置不均現(xiàn)象較為明顯。

3.2、體育設(shè)施空間分布的影響因素

地理探測(cè)器需要將自變量轉(zhuǎn)換為類型量。因此，我們將選取的9類影響體育設(shè)施分布的潛在因子通過ArcGIS分區(qū)統(tǒng)計(jì)工具以北京市各個(gè)區(qū)為統(tǒng)計(jì)單元計(jì)算均值，再使用經(jīng)典的自然斷裂法將每種因子分為5種類型，并進(jìn)行空間可視化展示，可視化結(jié)果如圖4所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，各因子的空間分布存在顯著的差異。

圖5展示了地理探測(cè)器的單因子探測(cè)結(jié)果。結(jié)果顯示，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子相較于自然因子對(duì)體育設(shè)施空間分布的影響更強(qiáng)。其中，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子中，q值由大到小排序依次為醫(yī)療保健場(chǎng)所數(shù)量（0.95）＞科教文化場(chǎng)所數(shù)量（0.90）＞GDP（0.86）＞人口密度（0.74）＞路網(wǎng)密度（0.69），平均值為0.83。在自然因子中，q值由大到小排序依次為植被覆蓋度（0.64）＞距河流距離（0.62）＞坡度（0.39）＞高程（0.35），平均值為0.50。

表5展示了地理探測(cè)器的交互因子探測(cè)結(jié)果。可以看出，各因子發(fā)生了交互作用之后，q值均得到了不同程度的增強(qiáng)。其中，醫(yī)療保健場(chǎng)所數(shù)量和GDP、科教文化場(chǎng)所數(shù)量、坡度因子交互之后的q值均達(dá)到了1.00。坡度與科教文化場(chǎng)所數(shù)量因子交互之后q值同樣達(dá)到了1.00。

3.3、體育設(shè)施布局啟示

（1）社會(huì)經(jīng)濟(jì)層面。

①應(yīng)完善體育設(shè)施周圍的醫(yī)療保健場(chǎng)所的配置，在醫(yī)療保健場(chǎng)所附近盡可能地修建供居民運(yùn)動(dòng)的體育設(shè)施；

②合理建設(shè)和布局科研機(jī)構(gòu)或者學(xué)校周邊的體育設(shè)施。為學(xué)生和科研人員提供齊全的配套體育設(shè)施，能夠在鍛煉中激發(fā)學(xué)習(xí)和研究熱情的同時(shí)，也能夠充分發(fā)揮體育教育和研究的作用；

③在經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地方應(yīng)當(dāng)分布較為高端齊全的體育設(shè)施供一些高消費(fèi)人群使用，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)又能提高人們的生活質(zhì)量；

④現(xiàn)如今，人們對(duì)自己身體健康情況的關(guān)注愈發(fā)強(qiáng)烈，越來越多的人意識(shí)到健康的重要性。體育設(shè)施建設(shè)規(guī)劃應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以人為本，將城市公共體育資源向街道、社區(qū)傾斜；

⑤堅(jiān)持共建共享，倡導(dǎo)體育設(shè)施與各類服務(wù)設(shè)施兼容共享；堅(jiān)持多規(guī)合一，落實(shí)總體規(guī)劃，銜接各分區(qū)規(guī)劃和專項(xiàng)規(guī)劃。

（2）自然因子層面。

①植被覆蓋率會(huì)影響到場(chǎng)地的環(huán)境和景觀，從而影響到體育設(shè)施的選址和分布。首先，在植被茂密的地方，場(chǎng)地環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)良，能夠吸引更多的人們前來鍛煉和休閑；

②體育設(shè)施建設(shè)也應(yīng)當(dāng)考慮距河流的距離。據(jù)調(diào)查，沿河分布主要為公園綠地、觀光旅游等居民休閑娛樂設(shè)施，針對(duì)其旅游資源豐富、整體環(huán)境舒適的特點(diǎn)，可以加強(qiáng)對(duì)城市空間的復(fù)合利用，在河岸修筑沿河步道等，還可以沿河舉辦如馬拉松比賽等體育賽事去傳播普及體育文化，居民可以在此鍛煉身體、娛樂活動(dòng)等，促進(jìn)身心健康；

③坡度會(huì)影響到體育設(shè)施場(chǎng)地的設(shè)計(jì)和使用效果。非地勢(shì)平坦地區(qū)上建設(shè)特定專業(yè)的體育設(shè)施對(duì)于體育愛好者、專業(yè)運(yùn)動(dòng)員等人群進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)有著較好的鍛煉效果，如高山滑雪、越野騎行、坡度滑板等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目利用坡度進(jìn)行練習(xí)；

④高程與體育設(shè)施選址之間也有著密切的關(guān)系。高程是選址的重要因素之一，它會(huì)影響到設(shè)施的可達(dá)性和視覺效果。如果設(shè)施建在一個(gè)高程較高的地方，可以提供更廣闊的視野和更好的景觀，同時(shí)也可以減少周邊環(huán)境的干擾。

（3）“社會(huì)經(jīng)濟(jì)—自然”交互層面。

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好的地區(qū)，其醫(yī)療場(chǎng)所附近更應(yīng)完善體育設(shè)施建設(shè)。在醫(yī)療場(chǎng)所和科教文化場(chǎng)所距離較近的地方，及其地勢(shì)較為平緩的情況下，加強(qiáng)體育設(shè)施的修繕與配套的齊全。因此，也需要不同區(qū)域之間的資源整合，多方協(xié)調(diào)，齊抓共管，實(shí)現(xiàn)體育設(shè)施利用效益最大化。

4、結(jié)論

（1）北京市體育設(shè)施空間分布不均，主要集中于朝陽區(qū)和海淀區(qū)，分別占比為30%和17%。門頭溝區(qū)、平谷區(qū)、密云區(qū)和延慶區(qū)等區(qū)域的體育設(shè)施分布數(shù)量相對(duì)較少；

（2）社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的排名為：醫(yī)療保健場(chǎng)所數(shù)量（0.95）＞科教文化場(chǎng)所數(shù)量（0.90）＞GDP（0.86）＞人口密度（0.74）＞路網(wǎng)密度（0.69）。自然因子的排名為：植被覆蓋度（0.64）＞距河流距離（0.62）＞坡度（0.39）＞高程（0.35）；

（3）醫(yī)療保健場(chǎng)所數(shù)量和GDP、醫(yī)療保健場(chǎng)所數(shù)量和科教文化場(chǎng)所數(shù)量、科教文化場(chǎng)所數(shù)量和坡度、醫(yī)療保健場(chǎng)所數(shù)量和坡度這四組因子之間產(chǎn)生交互之后，q值均達(dá)到了1.00。

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