步行與騎行相關(guān)建成環(huán)境測量方法評述

周方行 劉曦宇 張維 鄭玲玲 陳曉麗 馬璐 陳亞軍

中山大學公共衛(wèi)生學院（廣州510080）

越來越多的研究表明， 建成環(huán)境與體力活動水平呈正相關(guān)[1，2]，且良好的相關(guān)建成環(huán)境與居民的體力活動水平成正比關(guān)系[3]，進而影響肥胖、心血管疾病等，與人體健康密切相關(guān)[4，5]，同時影響建成環(huán)境的因素也越來越受到人們關(guān)注[6]。

建成環(huán)境是指為包括大型城市活動在內(nèi)的人類活動提供的人造環(huán)境[7]，而步行環(huán)境和騎行環(huán)境則是建成環(huán)境的重要組成部分。 步行環(huán)境的影響因素包括公共交通、密度、土地利用率、公園、公共空間、個人安全等[8]；騎行環(huán)境的影響因素則包括了路口密度、交叉點、人口密度、道路寬度、指定的條紋、人行道上的圖標和標志設(shè)計位置等[9-11]。 在研究步行與騎行建成環(huán)境時，國外相關(guān)研究較多， 多數(shù)設(shè)計各種量表及輔助地理信息系統(tǒng)（geographic information system，GIS）調(diào)查，少數(shù)研究采用GPS進行研究分析；國內(nèi)相關(guān)研究較少，主要在步行環(huán)境的功能性、安全性、美觀性、目的性方面進行探討[12-16]，而騎行環(huán)境還有待進一步的研究。目前，在步行騎行的研究方法上主要采用主觀方法和客觀方法以及利用多種電子技術(shù)相結(jié)合的研究方法獲取數(shù)據(jù)。 主觀方法主要為自填問卷調(diào)查、調(diào)查員現(xiàn)場評定，客觀方法主要為GIS法。 此外，輔助調(diào)查的方法還有電話調(diào)查[17]、訪談[18]、檢索相關(guān)文獻及書目[19]、來自交通部門的數(shù)據(jù)庫[20]、空間掃描統(tǒng)計技術(shù)[21]、GPS、聚類分析[22]等。本研究將對國內(nèi)外已有的較為成熟的研究方法進行總結(jié)。

本研究全面檢索了中國知網(wǎng)和Pub med數(shù)據(jù)庫（2003～2014年）， 使用中文關(guān)鍵詞：“兒童”、“成人”或“居民”，“步行”、“騎行”和“建成環(huán)境”，“步行環(huán)境”和“騎 行 環(huán) 境”； 英 文 關(guān) 鍵 詞：“built environment”、“children or adolescent”、“workability”、“cycling”、“residential density”、“l(fā)and-use mix”、“street connectivity”、“walk/bike facilities”、“park”、“recreation facilities”、“traffic speed/volume”、“pedestrian safety structures”，共檢索并篩選得72篇文獻，其中包括56篇研究型論文（52篇英文文獻，4篇中文文獻），16篇綜述。 另外，本研究還檢索了最新一篇綜述的參考文獻列表[11]。 文獻的納入排除標準：①研究對象為社區(qū)居民（包括3歲以上兒童）；②城市建成環(huán)境因素為自變量（如居住密度、街道連通性等），體力活動為應變量，且體力活動類型包括休閑娛樂和交通行為；③研究不限制在特定的地理位置（如公園、學校等）。

1 自填問卷調(diào)查

目前，自填問卷量表仍是主要的調(diào)查方法。 該方法通過回收分析被調(diào)查者所填的問卷，得出所需的結(jié)論，被調(diào)查者的主觀意向起著重要的作用。 調(diào)查設(shè)計通常采用環(huán)境衛(wèi)生學中使用最為廣泛的橫斷面調(diào)查（crosssectional survey），縱向調(diào)查（longitudinal survey）較少使用[23]，這主要因為此類調(diào)查的樣本量通常很大，而獲取縱向數(shù)據(jù)的操作難度較大，如時間跨度大、跟蹤調(diào)查難等。但仍有對受訪者做的縱向調(diào)查研究[24，25]取得了良好的效果。

1.1 問卷理論模型及優(yōu)缺點

問卷設(shè)計首先要選擇合適的理論模型， 然后根據(jù)專家訪談和Delphi方法進行完善。環(huán)境理論框架的形成和完善， 有助于明確環(huán)境的哪些因素最有可能影響個體的步行騎行能力。 Saelens等[26]經(jīng)過三次討論從功能、安全、美觀、目的四個方面最終確定了主要影響步行活動的環(huán)境因素。有學者進一步利用量表對步行環(huán)境與體力活動相互影響的復雜關(guān)系建立模型，如Carlson等[27]的研究。騎行環(huán)境的理論框架還應考慮騎行舒適度，主要包括配備自行車道的情況和維護、自行車道的坡度、道路安全等，如Li等[28]在中國南京進行了實地調(diào)查，包含騎行環(huán)境的相關(guān)變量（表1）。 隨著研究的發(fā)展，復合變量、心理、社會、政治、經(jīng)濟、美學層面及特殊人群也越來越多地被考慮進去。

表1 騎行環(huán)境相關(guān)變量

自填問卷量表的主要優(yōu)點為適合大樣本研究，保證數(shù)據(jù)完整，此外，自填問卷獲取的是被調(diào)查者主觀認知，是評價步行騎行環(huán)境最直接的方式，同時，還可增加特殊群體的特殊條目，如殘疾群體[29]。 由于自填問卷獲取的是主觀認知，易受到個體主觀因素的干擾，導致信效度較小。其中，社會環(huán)境因素的重測信度比物理環(huán)境低， 一個因素的信度用于其他問卷測量是否適用缺乏統(tǒng)一的標準，即變量間的相關(guān)性仍需考證，某些關(guān)于感知環(huán)境的效度測量缺乏一個金標準[30]。 此外，大部分問卷理論框架冗雜，使問卷代表性不足，影響受調(diào)查者的配合程度。問卷的通用性也有待考察，因地域、文化、歷史、經(jīng)濟等因素或被應用人群的不同，采用外來問卷的信效度是否需要重新評估也需要考證。 但目前自填問卷量表仍是主要的調(diào)查方法[31]。

1.2 相關(guān)的測量問卷

步行問卷已趨于成熟， 國內(nèi)外都有各種特征的步行問卷， 其中使用較廣泛的是簡約版環(huán)境步行量表NEWS （neighborhood environment walkability scale）。各國根據(jù)需要對其進行了翻譯和修訂， 周熱娜等[14]和Cerin等[32]分別在中國大陸和香港對其進行了修訂（表2）。 其 他 的 步 行 量 表 如CBE-SR （the courage built environment self-reported questionnaire），Raggi等[33]認為該量表效度較好。 而目前尚無統(tǒng)一的騎行環(huán)境調(diào)查問卷。 表2列出了部分步行與騎行量表。

表2 部分步行騎行量表匯總

2 GIS測量方法

GIS是一種旨在獲取、存儲、處理、分析、管理和提供所有類型的空間或地理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。GIS可以被概念化為一系列圖層信息（如人口、道路網(wǎng)絡(luò)、土地利用、購物中心位置），每個圖層中的每個觀察點通過特定的坐標系定位到地球表面上特定的點和區(qū)域 （如緯度和經(jīng)度）[38]。 GIS變量一般采用多層次的回歸分析，國外常用GIS分析軟件有ArcGIS、MapInfo、GeoMedia，國內(nèi)有Giswin、Supermap、YTLWorld。

2.1 GIS測量范圍的選取

區(qū)域研究半徑的選擇直接關(guān)系到研究的結(jié)論。Jensen[39]利用GIS技術(shù)和遙感技術(shù)分別以200、400、600 m 和1 km 為區(qū)域研究半徑，對與兒童體力活動相關(guān)的城市環(huán)境因素進行研究。 Gordon-Larsen等[40]認為，5英里范圍內(nèi)的緩沖區(qū)對研究成年人體力活動較為適合。Nelson[41]通過敏感性研究確定了適合青少年體力活動研究的緩沖區(qū)半徑為3 km。Lesliea等[38]以住宅人口密度為單位選擇研究范圍。GIS測量評估方法的適當?shù)乩矸秶枰唧w實證檢驗[42]。

2.2 GIS測量的變量及優(yōu)缺點

GIS測量方法的優(yōu)點包括： ①可測量多方面的因素，如土地利用數(shù)據(jù)、街道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、環(huán)境評價、商業(yè)數(shù)據(jù)庫，用于測量利用度、可及性、居住密度等[43]。 ②能直接從地理數(shù)據(jù)中獲取所需資料并進行分類，效率高、精度好， 是現(xiàn)階段對分散在大面積區(qū)域中居住的個體進行環(huán)境測量的唯一可行的客觀方法[30，44]。 ③由于GIS不用大量的紙質(zhì)問卷和調(diào)查員， 節(jié)約了人力、 物力和時間，增加評定員的靈活度[45]，有研究證實[46，47]GIS可以代替調(diào)查員現(xiàn)場評定，其信度、效度均比現(xiàn)場評定好。 現(xiàn)在被廣泛運用在各個相關(guān)行業(yè)， 包括關(guān)于體力活動與步行騎行環(huán)境的研究[43]。

但GIS研究區(qū)域范圍的選擇仍存在爭議，缺乏統(tǒng)一的標準[30]。 GIS測量方法對研究人員技術(shù)要求高，要求掌握相關(guān)的操作和軟件使用[48]。 此外，該測量方法無法獲知當?shù)鼐用竦闹苯又饔^感受；現(xiàn)階段GIS在環(huán)境評估的使用也還不夠成熟，許多數(shù)據(jù)庫不夠完整，特別像綠色植被覆蓋率之類的因素不容易獲?。?對相關(guān)環(huán)境的實際質(zhì)量無法準確獲知，如公園里的垃圾場，導致效度出現(xiàn)偏差。 GIS的開發(fā)需要大量資金，部分地區(qū)的數(shù)據(jù)庫可能需要聯(lián)系政府或購買。 調(diào)查組人員的培訓，WebGIS數(shù)據(jù)庫共享仍需要進一步努力。 然而，隨著地理信息系統(tǒng)捕獲、存儲、處理和分析不同的空間特性能力的發(fā)展，GIS有著極大優(yōu)勢和潛在價值[38]。

3 調(diào)查員現(xiàn)場評定測量及常用評定工具

調(diào)查員現(xiàn)場評定測量是一種比較客觀的測量方式，現(xiàn)場評定的研究范圍增加了街段的概念，研究對象主要不是人群，而是研究區(qū)域的相關(guān)環(huán)境。 評定表的理論框架與自填問卷相似， 制作后一般經(jīng)過專家討論及信度效度檢驗，信度主要包括評定員間重測檢驗，效度主要由專業(yè)人士評定，之后才能于現(xiàn)場評定。 現(xiàn)場評定對評定員的專業(yè)知識和評判能力要求高， 為確保結(jié)果質(zhì)量需要經(jīng)過前期培訓和檢測。 此外，評定員必須選好位置、標準和街段，收集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)錄入等，因此耗時量大[30]。

目前，在美國、澳大利亞等發(fā)達國家調(diào)查員現(xiàn)場評定測量相關(guān)研究資料較多， 而國內(nèi)這方面特別是騎行環(huán)境的研究較少，常以Brownson等[49]開發(fā)的問卷為基礎(chǔ)開發(fā)具有本地域特點的問卷， 主要可分為居住區(qū)評審、公園評審、道路評審、室外工作場所評審，常見的如體力活動資源評估（PARA）工具[50]、步行適宜性評價表、自行車適宜性評價表[31]、公共休閑區(qū)域評估工具（EAPRS）、城市行人環(huán)境評價量表[51]以及利用社區(qū)休閑娛樂評定系統(tǒng)（SOPARC）[52]，詳細見表3。

4 電話采訪

表3 常用步行騎行環(huán)境現(xiàn)場評定工具一覽

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電話采訪相較于以上三種方法可彌補被調(diào)查者信息不足的缺點， 但多和其他方法共同結(jié)合以收集數(shù)據(jù)或減少調(diào)查員的難度。如Winters等[8]對騎行與建成環(huán)境的關(guān)系通過利用已有的研究數(shù)據(jù)， 同時采用電話采訪進行數(shù)據(jù)收集。 Fuller等[56]通過三次橫斷面的電話采訪收集數(shù)據(jù)，認為騎行度越高，體力活動越好。Titze等[17]也通過電腦輔助、電話采訪獲得騎行資料。

電話采訪越來越受到重視，特別是在大樣本、大范圍研究中，起著重要的作用；同時還可減小追蹤研究調(diào)查的難度。 但電話采訪主觀性較大，被采訪者的回答受該方法的影響較大， 通過電話采訪采用問題回收的數(shù)據(jù)，評定的條目未經(jīng)過大量的信效度檢驗，大多根據(jù)步行評價量表修改而來，沒有統(tǒng)一標準；被采訪者的基本信息數(shù)據(jù)較難獲得， 一般通過已有的研究獲取進行評估[56]。

5 建立模型

在研究步行與騎行建成環(huán)境與體力活動時， 由于地區(qū)、樣本量、實際實施程度而無明顯合適的方法時，也有研究者通過建立評價模型， 對步行或者騎行與體力活動進行評價，并進行信效度檢驗。

該方法專業(yè)能力要求高，地方關(guān)聯(lián)性較大，實施難度差異性大。但隨著我國城市化進程的不斷發(fā)展，體力活動在抵御疾病、提高健康質(zhì)量方面作用的不斷顯現(xiàn)，模型的發(fā)展將必不可少，向復合變量評定的方向發(fā)展，即合并多個指標（主要是土地利用結(jié)構(gòu)、密度和街道樣式）形成一個單一的復合變量，這些復合變量能捕捉到更多的內(nèi)部環(huán)境特征相互關(guān)聯(lián)性、空間共線性。但目前尚不清楚不同人群對現(xiàn)有的哪些環(huán)境因素最為敏感，調(diào)查特定的目標人群時，如盲人、殘疾人等，使用的核心測量因素可能是一個需要考慮的問題。

在模型建立的研究中，Rovniak等[57]通過建立模型概念， 以及社會網(wǎng)絡(luò)模型， 對體力活動進行評價和干預。Asadi-Shekari等[58]提出一種新的評價騎行安全的模型，并對其信效度進行了檢驗，認為可以將該模型作為其他地區(qū)的評價標準。 Law等[59]通過對2003～2012年騎行現(xiàn)狀的分析提出了基于空間的運動統(tǒng)計模型（spatial-based cyclist movement statistical model ），并認為可利用該模型對騎行安全性以及容易程度進行評價。 Stamps等[60]2013年做人群設(shè)計實驗，給予受試者20個刺激因素，證明有危險和狹窄的地方步行較少。同時在騎行和步行比較時，Hajna等[46]招募1700多人進行實驗研究，認為白種人、教育程度高者、青年等都傾向選擇騎行，而1公里以內(nèi)則較少選擇騎行；Madson等[61]通過給予受試者附帶GPS的自行車，定位受試者走過的地方，分析認為應該更多地關(guān)注那些人們常去的地方，從而改善建筑環(huán)境、提高人們健康水平。

6 多種方法結(jié)合

由于以上的不同方法都有不同的優(yōu)缺點， 且不同地區(qū)和研究方向需要的研究方法各不相同， 為了彌補以上不同方法的不足， 已有越來越多的研究者將不同的方法相結(jié)合，達到取長補短的作用。 例如，問卷測評和GIS相互結(jié)合，Van等[62]研究使用基線資料，然后用問卷評估加GIS共同評價； 現(xiàn)場評定方法和GIS結(jié)合，如Van等[63]、Neckerman等[64]利用該方法對公園的利用度進行了評價；Tully[65]使用GIS和小樣本當面采訪、預實驗、高成本分析（共4個方法）對城市體力活動與建成環(huán)境關(guān)系進行研究。

但由于GIS測量方法能直接從地理數(shù)據(jù)中獲取所需資料并進行分類，效率高、精度好，是現(xiàn)階段對分散在大面積區(qū)域較多采用的方法， 所以多種方法相互結(jié)合時，GIS更加受到重視， 使問卷或其他調(diào)查量表達到更好的信效度。

7 其他

目前，除以上步行騎行研究方法外，還有較不常用的其他方法。 Cannon等[66]利用一種新穎的數(shù)據(jù)收集方法對混合使用分區(qū)進行了評價；Schasbergrr等[67]通過直接目測騎行步行計量（Bike-Ped Count）計算人的數(shù)量，對建成環(huán)境以及政策進行評價， 并且提出此計量方式在未來將會更多地幫助觀察建成環(huán)境的改變?nèi)绾斡绊懖叫泻万T行。 還有多國聯(lián)合[68]對體力活動的影響進行評價， 認為建成環(huán)境影響人們慢性疾病的發(fā)生率。Fraser等[69]通過對文獻分析綜述，認為實施一定的干預政策有利于提高騎行率，增強健康。

8 研究展望

8.1 理論模型的發(fā)展

目前常用的Pikora[19]和Saelens等[26]的問卷理論框架雖然已經(jīng)比較成熟， 但更多的模型正不斷在研究和探索，多變量、復合變量以及時間空間共同測量的模型將會受到更多關(guān)注。

8.2 研究方法的改進及互補

目前還未證實某種確定的方法以及變量是最直接有效的，同時不同的量表之間差異性較大，條目數(shù)量和范圍有所不同，在研究建成環(huán)境和體力活動的過程中，應當根據(jù)不同國家、 不同地區(qū)對量表進行本土化篩選修改，從而達到簡化問卷和量表的目的，并對社會發(fā)展過程中出現(xiàn)的新變量進行適當增加。

GIS方法中地理選擇范圍影響因素較大的為建成環(huán)境變量（例如，輕便步行到公園的距離）、不同行為愛好（例如，步行與騎自行車，交通與休閑）和人群（例如，年齡組，有或無私家車），未來需要確定一個共識的范圍標準。 盡管目前GIS技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用于公共衛(wèi)生研究，但最基本的數(shù)據(jù)收集困難，與交通、規(guī)劃、行政、娛樂、 執(zhí)法和住房機構(gòu)的合作共享數(shù)據(jù)庫可能成為未來的發(fā)展方向， 相關(guān)技術(shù)和專業(yè)人員的培養(yǎng)也是需要發(fā)展的方面。GIS用于公共衛(wèi)生監(jiān)測工具仍有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

在實際研究的過程中， 可以同時采用多種調(diào)查方法，達到取長補短的目的。

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