基于POI數據的沈陽市主城區生活服務業空間分布特征研究

李 斌,劉 艷,耿 凱

(遼寧科技學院 資源與土木工程學院,遼寧 本溪 117004)

生活服務業是國民經濟的基礎性部分,它能滿足當地居民最基礎的物質需求和精神生活的需求。生活服務業主要包括養老、育幼、文化、旅游、體育、家政等服務業態,大力發展生活服務業是現代化經濟體系建設的需要,能夠筑牢經濟體系的基礎,改善供給鏈結構,提高群體消費水平,增加就業機會,改善民生,富民惠民,提高人民幸福生活指數。近年來,我國生活服務業發展方興未艾,對于提高居民就業率、合理優化產業結構、改善民生等方面發揮了重要作用,但也存在人才支撐不強、便利共享不夠、營商環境不優、政策落地不到位等問題。文章以沈陽市主城區作為研究對象,POI作為代表城市設施的空間點狀數據,通過核密度估計法和方向分布法等方法進行量化研究與分析,得到沈陽市主城區生活服務業空間分布特征,并對此進行研究分析,提出合理化建議。

1 相關概念簡述和研究內容框架

1.1 生活服務業

生活性服務業指的是滿足居民最終消費需求的服務活動。2021年10月,國家改革與發展委員會在《關于推動生活性服務業補短板上水平提高人民生活品質若干意見的通知》中明確提出,要加強公益性基礎性服務供給、培育強大市場、激活消費需求等一系列舉措,旨在提高人民的生活品質,推動社會主義市場經濟的繁榮發展,更好地滿足人民群眾對美好生活的向往[1]。

1.2 POI

POI(point of interest,POI)是指城市設施興趣點。根據尺度性不同,在GIS中POI可以由現實世界的某些設施組成,如樓宇、公園、公交車站等。POI數據通常包含名稱、類別、屬性和坐標四類信息[2]。過去國內學者對城市空間結構的研究大多基于城市形態等方面,而基于城市功能可視化角度對城市空間結構研究較少,文章通過爬取沈陽主城區POI數據,并將其與城市用地類型加以匹配,對沈陽市主城區空間結構特征進行研究。

1.3 研究內容框架

本研究以沈陽市主城區中生活服務業為基本點,基于高德地圖平臺所提供的數據,結合生活服務業的設施布局和結構,生成方向分布及核密度分布分析圖。利用興趣點(POI)數據具有樣本量大、獲取難度低、精度高以及更新快等優勢,結合既有研究方法對城市生活服務業的不同種類進行高精度識別,并將POI數據作為信息流動產生相對阻力的依據,生成沈陽市不同種類生活服務業在空間上的聯系,并提出城市空間布局優化策略。

2 研究區域與數據來源

2.1 研究區域

沈陽市地處中國東北南部、遼寧中部,是東北地區集政治、文化、經濟和商業貿易為一體的中心城市,也是國務院批復確定的中國東北中心城市、中國重工業基地與先進裝備制造業基地之一。沈陽市主城區分別為鐵西區、皇姑區、沈河區、和平區等十個區。本次研究將以這十個區作為研究對象進行研究。

2.2 數據來源

在高德地圖開發平臺編寫Python爬蟲程序可爬取所需POI數據。根據高德地圖Web服務API,在沈陽市經緯度坐標圍成的行政區域內進行檢索,爬取基于GCJ02坐標的POI數據,利用Python編程將GCJ02坐標轉換為WGS-84坐標。對數據實施篩選處理,形成包括兩萬余個興趣點的PIO數據文件。結合沈陽市主城區生產生活特點,選擇主城區的6類POI數據作為研究對象,將其分為6個一級類和若干個二級類,具體分類情況如表1所示。

表1 沈陽市生活服務業空間分類與POI數據分布

3 研究方法

3.1 核密度分析法

核密度法用于分析某一興趣點的密度并獲取各類公共事件狀況。所謂核密度估計就是采用平滑峰值函數(核)來擬合觀察數據點,從而實現對真實概率分布曲線模擬[3]。計算方法如公式(1)所示:

(1)

3.2 標準差橢圓法

標準差橢圓法,又名方向分布法,本研究通過計算研究地區的平均中心與其作為橢圓的起點對橫坐標和縱坐標的標準差,來定義橢圓的軸。此方法能夠直觀地在圖中觀察出數據的方向性和中心位置,對于此次研究的作用舉足輕重,公式如(2)、(3)所示。

(2)

(3)

3.3 平均最鄰近指數法

點狀物體在真實地理空間中的相互鄰近程度指標亦被稱為平均最鄰近距離[4],每個要素的質心與其最近鄰要素質心之間的平均距離可采用平均最鄰近工具進行量測,然后找出所有最近鄰距離的平均值。計算方法如公式(4)、(5)所示:

(4)

(5)

4 研究結果

4.1 生活服務業總體數量及分布分析

將爬取到的沈陽市主城區各類生活服務設施進行篩選和分類,如圖1所示,并對其進行對比分析。得出橢圓的中心點位置是沈陽市的市中心位置,橢圓的長半軸表示的是本次研究數據的分布方向是在東北-西南方向延伸,幾乎囊括了沈陽市主城區絕大部分生活服務設施。

圖1 沈陽市POI一級要素占比

橢圓的短半軸表示的是數據的分布范圍,短半軸表示得越短,說明分析的數據呈現出更強的向心力[5],生活服務設施向心性較強,大部分的生活服務設施集中在皇姑區、沈河區、和平區和大東區的交界處。

從公共服務設施的密度上看,沈陽市主城區公共服務設施密集的地區集中在和平區、沈河區、皇姑區、大東區四區,也是沈陽市的中心城區。如圖2所示,沈陽市主城區的生活服務業密度遠遠高于周邊地區,說明沈陽市市中心較為發達,而其周邊地區生活服務業設施密度較低,說明其社會服務設施較少,有待提高。

圖2 標準化橢圓法各要素間面積

4.2 各類生活服務業核密度分析

4.2.1 餐飲美食

沈陽市餐飲美食業從分布區域上看,生活服務數據點分布不均勻,在沈陽市主城區中心部位高度集中,連片集聚區主要分布在沈陽市主城區中部及中西部的部分小區域,除沈陽市中心市區餐飲美食密度較大外,其他區分布主要集中在各縣區中心位置,邊緣地區分布極少。由此可以得知,邊緣郊區發展較慢,應因地制宜發展邊緣郊區要精準制策并發展完善。

4.2.2 購物消費

分析主城區購物消費分布可以發現,此類設施分布較廣,大致呈現以皇姑區、沈河區、渾南區與和平區接連處為商業中心,并有逐漸向外擴散的趨勢。這表明沈陽市主城區購物消費服務核密度向外擴散時具有較好的平滑度,能夠識別出沈陽市較大的商業集聚區,同時給出未來商圈的發展方向。從核密度的熱點區域分布情況來看,購物消費主要分布在沈陽市中心城區,整體上呈多中心布局結構,主要以大學城和沈陽中街為主,并形成兩個興趣點的集聚中心,各自向四周擴散。由此可見,沈陽市商業較為發達并且分布廣泛,比較均勻。

4.2.3 交通設施

沈陽市主城區交通設施數量以中部、北部居多,而且分布較為均勻,能夠在連接內外部各個城區,分布主要以沈陽市主城區為主,并且沿著省道、國道和高速路段均勻分布,能夠為日常通勤或者外出旅行的市民提供較為便捷的服務。

4.2.4 科教文化

通過對比沈陽市主城區科教文化和商業圈的分布情況發現,兩者相似度十分高,并且可以得出在經濟相對發達的地區,科教文化設施的數量和質量相較于發展中地區也會有一定程度的提高。

4.2.5 公共設施

通過數據可以分析出,沈陽市主城區公共設施的分布過于集中,且面積較小,在蘇家屯區、沈北新區北部、渾南區東部等地區零星布置分布較為分散,缺少連續成片的熱點區域。

4.2.6 醫療保健設施

從分析沈陽市主城區醫療保健設施的分布情況和數值可以看出,醫療保健設施分布仍是以沈陽市中心為核密度最高值,分布密集并保持著中心地位,但相較于其他生活服務業而言醫療保健設施在沈陽市的分布最為均勻,在其他區縣也是以各自的政治中心為原點向外擴散,并形成了各自的小規模組團。

4.3 平均最鄰近指數分析分布

所計算出的各類二級要素的空間結構類型和最鄰近比率如表2所示。在表中可以看出,實際平均觀測距離遠遠小于預期平均距離[6],說明文章所研究的6類一級要素空間結構均為集聚性,而且密度遠大于預期密度,并且根據最鄰近比率數值來看,醫療保健設施和購物消費兩類設施尤為密集,這也反映出人們對于醫療保健設施和購物消費的需求大于其他類型。

5 結論與建議

根據上述分析結果,6類POI服務設施在空間上具有明顯的聚集地重合特征,聚集情況從大至小依次為:購物消費、美食餐飲、公共設施、科教文化、交通設施和醫療保健,由聚集情況可見,沈陽市主城區的生活服務業中的商業和餐飲業的發展勢頭蓬勃,聚集程度最高;而醫療保健和交通設施建設相對滯后于其他服務業,但在空間特征分布方面與其他生活服務業保持高度一致。由于沈北新區和蘇家屯區的配套設施建設滯后于主城區建設,應避免出現服務盲區,擴大服務空間范圍,為市民提供更加便捷的生活服務。

總體來看,沈陽市發展存在地區差異較大的問題,沈陽市是中國東北地區中的重要的核心城市,其地理位置優越,處于遼寧省的中部,同時也是東北地區亞經濟圈和環渤海經濟圈的中心,具有重要的戰略地位。以沈陽為中心,周邊集聚了以基礎工業和加工工業為主的8個城市,構成了經濟貿易結構互補、自然資源富饒、高關聯度和高滲透性的遼寧中部城市群,具有得天獨厚的地理區位優勢。為了高質量發展,沈陽市今后應突破行政區限制,根據周邊城市人口密度和經濟發展水平,合理建設生活服務設施,充分吸納、輻射并帶動周邊各區生活服務均等化發展。