基于POI數據的合肥市主城區交通設施空間分布特征研究

張力群

（安徽建筑大學建筑與規劃學院，安徽 合肥 230601）

《數字交通“十四五”發展規劃》指出，“城市需推進綜合交通大數據中心體系建設，加強數據資源的整合共享和智能應用”［1］。城市交通設施作為人們日?；顒拥某鲂休d體，其空間分布對城市的健康發展有著至關重要的影響［2］。了解城市交通設施的空間布局，研究其分布特征科學與否具有一定的現實意義［3］。因此，提取城市交通設施空間分布的影響要素，研判其分布特征，能夠為城市未來的交通設施布局提供一定的理論參考。

近年來，不少學者對城市交通設施開展研究。在城市空間可達性方面，朱瑞琳等［4］基于百度熱力圖和實地調研從街道、街廓、建筑3個層級探討上海濱江街區的可達性。白梅等［5］利用GIS網絡分析工具對邯鄲市中心區各層級社區生活圈的公共服務設施空間可達性進行分析。在研究城市空間分布方面，徐競等［6］利用全局莫蘭指數、區位熵等空間分析方法對鄭州市金水區公共設施進行分析和評價。吳嘉麗等［7］利用局域Getis-Ord指數等空間分析方法對福州市公共交通設施空間分布進行研究。POI興趣點是包含空間和地理坐標的實體點狀數據，可從中提取有價值的空間地理信息，發掘其分布模式和特征，現已被廣泛應用于城市空間形態和布局分析等方面。戢曉峰等［8］運用標準差橢圓、核密度分析等方法對昆明市主城區的交通設施分布特征進行研究。鐘廣銳等［9］基于POI數據使用平均最近鄰分析法、核密度分析法和熱點分析法分析汕頭市公共設施的空間格局。當前，對交通設施空間分布和聚散特征等研究逐漸增多，但城市交通設施種類繁多且分布復雜，對其空間分布特征進行分析仍有難度。

本文基于交通設施類的POI數據，通過ArcGIS10.8.1軟件，在合肥市主城區范圍內，采用核密度分析、標準差橢圓和熱點分析3種方法，對比分析2020年和2022年合肥市主城區的交通設施在空間、方向及熱點的分布特征，研究合肥市主城區交通設施空間的分布情況，以期為合肥市交通設施空間優化提供理論依據和數據支撐。

1 研究內容概況

1.1 研究對象及范圍

研究對象為安徽省合肥市主城區，地理坐標為北緯31°51′，東經117°16′。截至2022年底，合肥市常住人口為963.4萬人，城鎮化率84.64%。合肥市主城區總面積為1 451.97 km2，包括包河、蜀山、廬陽和瑤海4個轄區（見圖1），下轄44條街道、10個鄉鎮、2個工業園區以及2個開發區，共計58個街道片區。本文對此區域內的交通設施分布特征進行研究。

圖1 研究范圍

1.2 數據來源

在合肥市主城區行政邊界范圍內，運用Python代碼網絡爬蟲技術，從高德地圖開放平臺API接口分別爬取2020年和2022年的交通設施POI數據9 622條、11 842條，爬取的數據包含POI點的名稱、經緯度和屬性分類等信息。交通設施POI數據包括地鐵站、停車場、公交站及其他類別（如火車站、機場、汽車站和收費站等），因其他類別的POI設施點占比較小且兩年間變動情況不大，故本文僅選取地鐵站、公交站、停車場等三類交通設施進行分析。通過對數據進行清洗整理，最終篩選出2020年和2022年的有效交通設施POI數據分別為7 849條、11 189條。

2 空間分析方法選取

2.1 核密度分析

核密度分析是一種通過距離衰減來展現空間內點或線的連續變化圖示的方法［10］。本文使用Arc-GIS中的核密度分析方法對合肥市主城區內的交通設施POI數據進行分析，分級方法采用自然間斷點分級法將其分為6級，并使用GIS平臺中的重分類工具將分類結果分為高、中、低3級，方便后期的統計數據比較與分析。

2.2 標準差橢圓分析

標準差橢圓是一種常用的空間分析方法，主要通過提取橢圓的偏移角、面積以及長軸長度和短軸長度等4個參數，揭示交通設施分布格局的空間方向特征［11］。此分析方法能夠全面揭示城市交通設施空間的方向特征，有利于更好地理解交通設施空間在城市中的方向分布情況。

2.3 熱點分析

在ArcGIS中，熱點分析是分析相鄰環境中的所有要素，如果某個要素的值比周圍的要素高，且周圍分布了其他高值的要素，即可識別出空間數據集中的高值或低值，通過比較每個點周圍的鄰域值與整個數據集的平均值和標準差來確定研究范圍內冷點和熱點的分布情況［12］。本研究將合肥市主城區的社區邊界作為研究的地理單元，基于反距離插值法獲取每個單元內POI數據的密度，采用Getis－Ord G*i指數研究合肥市主城區交通設施空間冷熱點的變化情況、發展趨勢及分布特征。

3 交通設施空間分布特征分析

3.1 集聚特征

采用核密度分析法對合肥市主城區內的交通設施POI數據進行分析，以1 000 m為搜索半徑，得到整體交通設施的核密度分布情況（見圖2）。由圖2可知，2020年和2022年合肥市交通設施總體上均集聚于主城區二環線以內，且以二環為中心向外逐級擴散，部分邊緣地區出現散點分布的趨勢。為便于比較，采用自然間斷點分級法將2020年整體的交通設施核密度劃分為6級。由于2022年的各類交通設施點均有顯著增加，故2022年的交通設施核密度劃分等級的最高值均在2020年的基礎上增加。由于各類設施點的密度及分布特征略有差異，本文在經過多輪實驗后最終選定1 000 m、2 000 m、3 000 m等3個層次的搜索半徑分別對停車場、公交站、地鐵站進行核密度分析。

圖2 整體交通設施核密度分析

3.1.1 整體空間集聚特征

從整體上看，兩年間整體交通設施的分布情況和發展趨勢基本一致，均以二環內為核心，并向西北方向和濱湖新區擴散。核密度聚集區覆蓋范圍從2020年的22.86%增至2022年的29.26%，交通設施的分布特征由2020年的整片聚集分布轉為2022年的連片聚集并散點分布趨勢，覆蓋范圍向外略有擴散。在高值區周圍也出現了點狀分布的核密度高值集聚區域，以濱湖世紀新區、高新區和蜀山產業園區較為顯著。

分析高值核密度區發現，2022年核密度最高值與2020年相比增加了52.37%。2020年，核密度高值區主要分布于明光路街道、蓮花社區、筆架山街道、雙崗街道等19個街道，占街道總數的32.76%。而2022年已增至27條街道，占街道總數的46.55%。其中荷葉地街道、南七街道、筆架山街道已形成小組團聚集趨勢，濱湖新區聚集程度也顯著上升。

從中值核密度區來看，經過重分類后2022年的核密度中值區圍繞核密度高值區向外擴張，呈片狀分布，集聚分布于七里塘街道、海棠街道、義城街道及駱崗街道等18條街道，占街道總數的31.03%。而2022年中值區已增至24條街道，占街道總數的41.38%。其中政務區和濱湖新區的核密度中值區擴散程度略有增長，且廬陽工業區、磨店鄉及三十頭鎮等5條街道出現散點狀分布的核密度中值區。

研究發現，合肥主城區的交通設施布局存在不足。交通設施核密度高值區主要集聚于二環內的19條街道，包括蓮花社區、明光路街道、筆架山街道和雙崗街道等，形成了交通設施空間集聚的核心區。部分位于偏遠城區的街道交通設施點數量較少，交通設施空間布局不均衡，如蜀山區的小廟鎮、高劉鎮，瑤海區的磨店鄉、三十頭鎮等屬于偏遠城區，部分交通設施處于在建狀態，交通體系還未完善，所以呈散點分布且規模較小。

3.1.2 三類交通設施集聚特征

地鐵站總體呈點狀放射狀分布特征（見圖3（a）、圖3（b））。2020年呈“T字”聚集狀，以東西方向分布為主，并向南方延伸出兩條帶狀分布區域。由于2號線、3號線站點分布密集且均為東西走向，故東西方向核密度高值區聚集顯著。南北方向只有一條1號線，站點分布稀疏，故核密度值較低。2022年合肥市整體分布呈多核心片狀擴散分布，由于新增的4號和5號兩條地鐵線均為南北方向，主城區核密度高值區占比為2020年的3.18倍。地鐵站經過兩年發展聚集程度增強，并同時向周邊發散，核密度高值區呈多組團共同發展趨勢，覆蓋范圍均逐級向外擴大，主要原因是2020年合肥市僅有3條運營地鐵線，到2022年已有5條運營地鐵線，還有3條在建新線路，合肥市的地鐵網絡得到了進一步完善。

圖3 三類交通設施核密度分析

公交站總體呈現從高到低的中心擴散式結構（見圖3（c）、圖3（d））。公交站主要集聚于二環以內，該區域核密度值最高，向外呈逐級遞減趨勢，城市邊緣區域呈散點狀分布。其中，2020年核密度高值區分布在三孝口街道、逍遙津街道、雙崗街道等22條街道，占街道總數的37.93%；核密度值中值區覆蓋29條街道，占街道總數的50%。2022年核密度高值區分布街道有36條，占總數的62.07%，比2020年增長78%，核密度值中值區覆蓋有18條街道，占街道總數的31.03%，比2020年增長17.2%。2022年整體核密度值增加，分布范圍向外有所擴張，呈片狀發展趨勢。蜀山區及瑤海區出現大量散點分布的核密度中值區。

停車場設施點的分布特征及發展趨勢（見圖3（e）、圖3（f））與整體交通設施較為相似，因為停車場設施點數量占交通設施的80%以上，其空間分布反映了整體交通設施的分布情況。2020年停車場設施點主要聚集于二環內的中心城區，向邊緣地區略有發散。核密度高值區覆蓋17條街道，占所有街道的29.31%。相比2020年，2022年核密度高值區覆蓋范圍增大，覆蓋25條街道，占街道總數的43.1%，海棠街道、筆架山街道和稻香村街道等7條街道的核密度由中值區逐漸轉為高值區。

3.2 方向特征

使用標準差橢圓對2020年和2022年合肥市各類交通設施進行分析，得出空間方向分布對應的情況（見圖4）。合肥市交通設施空間整體方向呈東北—西南走向。2020年標準差橢圓的長軸長為8 050.18 m，短軸長為6 586.31 m，偏移角呈33.92°。2022年長軸長為8 866.90 m，短軸長為8 285.12 m，偏移角呈43.14°。對比兩年標準差橢圓的參數變化情況，發現相較于2020年，2022年橢圓面積增大38.56%，表明整體交通設施空間的分布情況仍呈聚集趨勢，但聚集程度逐漸降低；長軸增長25.79%，短軸增長10.15%，說明合肥市主城區交通設施空間整體分布逐漸擴散，且東西方向的擴散趨勢大于南北方向。以上分析可知，合肥市交通設施空間發展方向與《合肥市國土空間總體規劃（2021—2035年）》中提出的將形成“兩翼齊飛”的空間發展格局基本一致，可知合肥市交通設施空間的分布將逐步向政務區以西和瑤海區的東北角拓展。

圖4 交通設施標準差橢圓分析

2020年地鐵站標準差橢圓的方向分布與總體交通設施空間分布情況大致相同，均為東北—西南走向。因合肥軌道交通4號線、5號線工程的建設運營，2022年地鐵站的標準差橢圓的方向分布呈西北—東南分布走向，偏移角由東向西方向偏移91.09°，與總體交通設施空間分布格局差異顯著。對比兩年的地鐵站數據，可見橢圓的長軸增加46.68%，短軸減少1.94%，橢圓面積增加43.84%，呈擴散趨勢，表明2022年地鐵站整體向廬陽區、蜀山區、包河區均有擴展趨勢，且向包河區擴展最為顯著。

2020年公交站方向分布與總體交通設施空間基本一致，相較于總體交通設施空間，2022年公交站的標準差橢圓偏移角由北向西偏移了40.79°。對比分析可知，2020年公交站橢圓面積為三類交通設施中的最大值，分別是地鐵站和停車場的1.04倍、1.63倍；到了2022年，公交站橢圓面積持續增大，是地鐵站和停車場的1.23倍、2.17倍，表明公交站的站點分布離散程度持續增強。這是因為合肥市公交站發展方向與《合肥市域最新綜合交通規劃（2021—2030年）》提出的公交優先通道規劃一致，已逐步形成“一環十四射八連”布局。2022年橢圓長軸、短軸較2020年分別增長52.94%、10.61%，橢圓面積增大69.17%，表明公交車站分布情況逐漸由聚集向分散趨勢發展，分布范圍向外擴展較大；偏移角由北向東偏移59.07°，表明公交站的分布趨勢由東北—西南方向逐漸向東西方向擴展。

2020年和2022年的停車場標準差橢圓與總體交通設施的方向分布相似度最大。2020年長軸長為7 656.59 m，短軸長為6 236.64 m，2022年長軸長為8 248.83 m，短軸長為7 366.41 m，長軸、短軸相比于2020年分別增長18.12%、7.74%，短軸增長距離為長軸的52.42%，說明停車場在長軸方向發展更為顯著。停車場橢圓面積為三類交通設施空間中的最小值，說明聚集程度最為顯著。但橢圓面積變化率最小，僅增加27.25%，表明兩年間停車場的擴散趨勢最弱，整體仍呈顯著聚集分布。橢圓由東向北偏轉了7.31°，表明停車場設施點的空間分布有向瑤海區和蜀山區擴展的趨勢。

3.3 熱點特征

兩年間蜀山區和包河區均為交通設施熱點區域，熱點區域呈聚集分布（見圖5）。熱點高值區主要聚集于政務區周邊，以其為核心向周邊地區逐級遞減，二環范圍外無熱點區域。2020年交通設施熱點區域為常青街道和筆架山街道。常青街道和筆架山街道位于合肥市政務區，該區域的省市機關、學校、企事業單位眾多，合肥市政府、合肥市圖書館、安徽省廣電中心等均位于此，交通出行需求量大，交通設施分布密集。2022年熱點分布比2020年更加分散，有明顯向西向南擴散趨勢，主要因為高新區和濱湖新區的快速發展，交通設施配套逐漸完善。隨著時間的推移，熱點區域增多，冷點地區減少，說明合肥市主城區的整體交通設施空間分布更均衡且趨向健康發展。

圖5 交通設施熱點分析

交通設施空間冷點區域多位于邊緣城區，分布較分散，由主城區二環向邊緣地區逐級遞減。2020年冷點區域多位于北部，共有4處，其中高劉鎮的冷點區域置信度為99%；三十崗鄉、杏花村街道和七里站街道冷點分布相對分散，3處置信度均為90%。2022年置信度為99%的冷點區域已不存在，除城區西側邊緣的高劉鎮外，剩下4處冷點區域均位于瑤海區，具體位置在西二環東西兩側，呈明顯聚集趨勢。

交通設施空間熱點不顯著的區域（冷點區和熱點區之間的區域）在兩年間均大片聚集于熱點區周邊。2020年交通設施點不顯著區以瑤海區分布最為密集。2022年交通設施點不顯著區域覆蓋面積增加，占主城區總面積的63.73%，廬陽區分布最為密集。

4 交通設施空間分布特征演變

合肥市交通設施空間的分布特征是政策、環境和社會等多種因素綜合作用的結果。因此，從宏觀市域、中觀街道以及微觀設施等3個維度進一步分析合肥市交通設施空間分布特征的演變過程。

從宏觀市域范圍來看，合肥市交通設施空間具有明顯的集聚趨勢。老城區的空間集聚程度持續加強，主要原因是老城區人口分布密集且流動性大，交通設施建設較為完善。濱湖區和政務區作為合肥市空間發展軸線上的重要節點，作為合肥市發展的重點區域，其集聚程度也在逐步增強。其中，政務區為合肥市政府駐地，市政府、圖書館、博物館等均位于此，交通設施分布密集。因此，在合肥市交通空間演變過程中，交通設施以公共交通和軌道交通為導向，以老城區為核心逐步向濱湖新區擴散，逐漸形成了“一核多心”的發展趨勢。

在中觀街道層面上，交通設施在空間上的集聚區位可分為商業消費集聚區、公園綠地集聚區以及科教文化集聚區。各個區域內人員流動性強，居民出行需求頻率高，交通設施建設較為完善。其中，包工街道、逍遙津街道、勝利路街道等為商業消費集聚區，區域內大型商超和購物中心分布較多；常青街道、稻香村街道、望湖街道等為公園綠地集聚區，合肥市大部分綠地公園分布于此；科教文化集聚區包括雙崗街道、三里庵街道、蕪湖路街道等，眾多科研教育機構集聚。

從微觀交通設施來看，合肥市交通設施正逐步形成以軌道交通為骨干、綠色公交為主體、慢行交通為延伸的城市公共交通體系。其中，關于地鐵建設，軌道交通的開通和運營改善了交通狀況，也加強了城區的交通基礎設施配套建設；關于公交建設，堅持發展公交優先戰略，積極推進BRT公交系統建設；關于停車場建設，以適度滿足停車需求為主、擴大停車供應為輔，加大公共停車場建設力度。

總體上，合肥市主城區交通設施空間分布呈核心擴散式格局，各類交通設施空間聚集特征差異顯著，以老城區為核心，政務區、濱湖新區等多個節點為組團，呈一核心多組團趨勢。地鐵站分布情況呈放射狀片狀發展；公交站為圈層散點式分布結構，主要集聚在主城區二環范圍內，呈片狀連接分布，邊緣城區有部分散點分布趨勢；停車場設施點數據占總體交通設施比值較大，故分布特征與整體交通設施特征基本一致，呈中心擴散式集聚。兩年間，交通設施空間趨向東西兩軸發展，且東西走向分布的交通設施點更為密集，東西方向為交通設施空間的主要擴散方向，可以預見合肥市主城區的交通設施空間將逐步向政務區以西和瑤海區的東北角拓展。交通設施空間的熱點區域呈聚集分布，冷點主要分散于主城區北部。熱點區分布向西部和南部擴散且數量增多，冷點和熱點不顯著區域減少，交通設施空間整體建設趨向健康均衡發展。

5 交通設施空間優化策略

（1）推進城鄉交通一體化建設。

得益于合肥市近年來社會經濟的快速發展和城市規模的持續擴張，原本處于中心城區的產業、文化及城市公共服務設施等配套功能均向外圍發展，主城區與村莊鄉鎮等城市邊緣組團的聯系也在不斷加強，相鄰組團間聯絡嚴密，城鄉居民的交通出行需求與聯系會進一步提升。未來交通發展應突出人本優先發展理念，打造多層交通網絡，建立主城與邊緣組團之間的交通廊道，創建慢行友好、環境交融、城湖相擁的大湖名城。

（2）加強公共交通全面化發展。

合肥市公共交通空間布局集中于合肥市二環周邊，兩年間地鐵公交的分布均有向南邊濱湖新區擴張的趨勢，但主城區西側和北側的新開發區和城鄉接合部還存在部分公共交通覆蓋盲點，公共交通系統建設發展形式單一，場站建立滯后，效勞程度較低，這對合肥市公共交通分布的公平性及居民出行的滿意度存在較大影響。因此要對合肥市主城區的公共交通線路站點等進行合理布局規劃，擴大地鐵線路的覆蓋范圍，提升公交網絡的使用效率，減少重復路線，提升公交300 m覆蓋率，滿足居民日常出行需求，均衡合肥市主城區公共交通設施空間的分布，力求達到交通公平化、居民滿意化、出行幸?；?。

（3）完善停車供需合理化配置。

停車設施總體供需不平衡，《合肥市域最新綜合交通規劃（2021—2030年）》指出老城區、包河區、蜀山區仍存在較高停車缺額，停車設施高值區主要分布的區域即合肥市二環內車輛車位比仍處于較低水平。由核密度分析可知，盡管兩年間停車設施的總量略有增長，但高值分布的街道仍未超過半數。首先從政策層面對停車進行分時、分區、分類、分價的差異化管理，其次制定合理的停車規劃策略，形成以配建為主體，公共泊位為重要補充，建成新城適度、老城控制的停車供給體系。

6 結語

通過對比2020年和2022年的交通設施數據，能夠清楚、精細地獲取研究區內交通設施空間的分布特征及發展趨勢，有助于規劃部門了解城市交通設施空間的發展情況，并據此提出科學合理、因地制宜的優化策略，有利于優化和協調城市發展。