基于POI數(shù)據(jù)的武漢城市文化休閑空間分布特征及影響因素分析

李新瑤

(湖北大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430061)

隨著居民生活質(zhì)量的進(jìn)一步提升，閑暇時間的逐漸增多以及全民健身意識的不斷深入，休閑在城市功能中的地位日益凸顯[1]，休閑活動也不再是簡單的休息、放松，而成為一種全新的生活方式，文化休閑活動更是現(xiàn)代人對生活質(zhì)量追求的體現(xiàn). 城市文化休閑空間不僅反映了城市居民生活的文化氛圍，更體現(xiàn)了城市文明進(jìn)步的程度[2]. 文化休閑空間主要指具有文化意義的、面向社會公眾并為其提供具有休閑功能的產(chǎn)品或服務(wù)設(shè)施. 國外學(xué)者對文化休閑空間的研究開始較早，研究內(nèi)容涉及產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)、心理、社會等各方面[3-4]，對空間分布研究主要集中在城市文化休閑資源或產(chǎn)業(yè)的空間變化和設(shè)施布局等方面，分析其對城市未來空間發(fā)展或休閑者行為的影響[5-6]. 在國內(nèi)相關(guān)研究方面，已有學(xué)者對蘭州[7]、西安[8]、北京[9]、重慶[10]、深圳[11]等我國主要城市的文化休閑空間分布進(jìn)行研究，并根據(jù)空間屬性和城市特征歸納出單核心、多核心、帶狀、網(wǎng)格狀等空間分布形態(tài). 研究發(fā)現(xiàn)城市文化休閑空間集聚現(xiàn)象普遍存在，經(jīng)濟(jì)、人口、交通是影響空間分布的主要因素. 研究的數(shù)據(jù)來源以政府公布的文化單位名錄或相關(guān)調(diào)研報告為主. 研究方法以最臨近指數(shù)、核密度分析法、局域Getis-Ord G* 指數(shù)法、Ripley’s K函數(shù)等空間分析方法為主，也有學(xué)者利用SPSS等社會科學(xué)統(tǒng)計軟件來研究影響文化休閑空間的分布因素.

總體來說，國內(nèi)外學(xué)者對文化休閑空間的分布特征進(jìn)行了多角度、多方法的研究，也取得了豐富的研究成果，但多數(shù)以文化產(chǎn)業(yè)為研究視角，針對文化休閑空間分布特征的綜合性研究較少，缺乏大數(shù)據(jù)和空間技術(shù)的支撐. 興趣點POI(Point of interest)包含研究對象的空間信息，反映了實體所承載的人類活動及與地理位置的相互關(guān)聯(lián)性，為地理學(xué)的空間研究提供了新的數(shù)據(jù)與思路. 因此本文從網(wǎng)絡(luò)開放平臺上對多類型的文化休閑POI數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并結(jié)合空間分析技術(shù)，對武漢城市文化休閑空間的分布特征進(jìn)行綜合性研究，并分析其影響因素，以對城市未來的發(fā)展提供參考.

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 區(qū)域概況

本文以湖北省武漢市的13個行政區(qū)作為研究對象，區(qū)域總面積約為8 494.41km2. 武漢作為湖北省會城市，是我國中部六省中唯一的特大城市，國務(wù)院批復(fù)確定的中國中部地區(qū)的中心城市. 截至2019年，全市戶籍人口為908.35萬人，城鎮(zhèn)化率高達(dá)80.29%. 武漢作為我國高人口密度，高城鎮(zhèn)化率的代表城市，對其進(jìn)行文化休閑空間的分布特征研究既有利于發(fā)現(xiàn)城市發(fā)展中存在的問題，又有利于豐富現(xiàn)有的理論研究成果，具有較強(qiáng)的理論意義和實踐意義.

1.2 數(shù)據(jù)來源

POI(Point of interest)通常指電子地圖上與城市社會經(jīng)濟(jì)及人們生活密切相關(guān)的地理實體點要素，涵蓋了區(qū)域要素中的各類社會經(jīng)濟(jì)部門[12]. 本文選擇百度地圖平臺作為數(shù)據(jù)獲取來源，獲取時間為2020年3月. 根據(jù)研究需要，選取了POI數(shù)據(jù)中的名稱、地址、經(jīng)緯度、所屬行政區(qū)、類別部分信息并獲取相關(guān)數(shù)據(jù). 對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、空間匹配、去重，最終得到4 827個有效點數(shù)據(jù). 由于文化休閑空間目前還沒有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，各個平臺上的POI數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)也不一致，因此參考現(xiàn)有研究成果，結(jié)合研究需要與實際情況，將武漢市文化休閑空間劃分為圖書展覽類、文娛產(chǎn)業(yè)類、文體活動類、歷史文化類，如表1所示.

表1 武漢市文化休閑資源POI數(shù)據(jù)分類表

1.3 研究方法

從圖1中可大致發(fā)現(xiàn)武漢市文化休閑空間呈現(xiàn)出明顯的集聚分布特征，下面對其進(jìn)行定量的空間描述，以準(zhǔn)確判別其空間分布類型. 于是，采用最鄰近距離指數(shù)(Nearest Neighbor Indicator，NNI)來進(jìn)行空間點要素定量分析，判別武漢市文化休閑空間分布是屬于集聚型、隨機(jī)型還是均勻型；采用核密度估計(Kernel Density Estimation)研究文化休閑資源在空間上的分布密度，通過地圖可以清晰反映出武漢市文化休閑資源在空間上的分布形態(tài)與擴(kuò)散模式；利用熱點分析工具(Getis-Ord G*統(tǒng)計指數(shù))來分析區(qū)域內(nèi)文化休閑空間的分異特征. 城市休閑資源空間分布往往受到經(jīng)濟(jì)、人口、交通等因素的影響，但文化休閑空間中有相當(dāng)一部資源是非營利性設(shè)施，具有獨特性，于是在對文化休閑空間的分布特征進(jìn)行描述的基礎(chǔ)上，采用地理探測器的因子探測模塊可研究不同因素對其空間分布的影響效應(yīng). 地理探測器是探測和利用空間分異的工具，其中因子探測是探測某因子多大程度上解釋了研究對象的空間分異[13]. 在經(jīng)濟(jì)因素方面，從資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站獲取中國GDP空間分布公里網(wǎng)格數(shù)據(jù)[14]；在人口因素方面，從百度地圖開放平臺上獲取武漢市居民點數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行清洗、空間匹配、去重，最后通過核密度估計反映武漢市居民點的空間分布；在交通因素方面，從OpenStreetMap上獲取武漢城市ID，根據(jù)城市ID獲取路網(wǎng)數(shù)據(jù)，對研究區(qū)域內(nèi)的主要道路進(jìn)行線要素密度分析和緩沖區(qū)分析. 最后，對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類、采樣，再到地理探測器中進(jìn)行計算，從而得到研究結(jié)果.

2 文化休閑空間分布特征

2.1 空間集聚特征

最鄰近指數(shù)小于1表明文化休閑空間呈顯著集聚，等于1表明呈隨機(jī)分布，大于1表明呈分散分布. 通過計算，武漢市總體文化休閑空間的平均最鄰近距離為305.49m，理論最鄰近距離為1 326.43m，最鄰近指數(shù)為0.23，表明其空間分布呈顯著集聚特征. 具體到各類文化休閑空間，圖書展覽類、文娛產(chǎn)業(yè)類、文體活動類、歷史文化類文化休閑空間的最鄰近指數(shù)分別為0.24、0.14、0.18、0.54. 比較來看文娛產(chǎn)業(yè)類和文體活動類休閑空間集聚程度最高；圖書展覽類文化休閑空間集聚程度與總體最接近；歷史文化類休閑空間集聚程度稍低. 雖然各類文化休閑空間的集聚程度不同，但都呈現(xiàn)出集中于武漢城市主中心的特征.

表2 武漢市文化休閑空間集聚性分析表

2.2 空間分布特征

由圖2可知，武漢城市文化休閑空間分布極不平衡，形成由城市主中心向外圈層逐級遞減的特征. 武漢市三環(huán)線以內(nèi)的城市主中心文化休閑空間分布密度最高，呈現(xiàn)多核心、連片集聚特征，形成文化休閑空間一級集聚區(qū)，隨著距城市主中心距離的增加，文化休閑空間的分布密度逐漸遞減. 其中，硚口區(qū)、江岸區(qū)、江漢區(qū)文化休閑資源的集聚密度最高. 在一級集聚區(qū)邊緣即《武漢市總體規(guī)劃(2017—2035)》中確定的江漢灣、四新、南湖、魯巷、楊春湖、宋家崗、武湖、諶家磯、沌口、豹澥10個城市副中心，形成了文化休閑空間二級集聚區(qū)，城市副中心受到城市主中心的輻射作用，文化休閑空間的分布呈現(xiàn)由內(nèi)向外的擴(kuò)散趨勢. 另外，在遠(yuǎn)城區(qū)分布有吳家山、紙坊、陽邏、邾城、蔡甸、紗帽、中法生態(tài)城、常福10個新城中心，各自分散地形成了第三級文化休閑中心. 武漢城市總體文化休閑空間的分布與各級城市中心有明顯的空間耦合特征，呈“大集聚小分散”的空間分布形態(tài).

圖2 武漢文化休閑空間核密度示意圖

各類文化休閑空間分布特征差異明顯. 其中文娛產(chǎn)業(yè)類和文體活動類文化休閑空間與總體特征在空間形態(tài)和擴(kuò)展模式上都較類似，呈現(xiàn)出由城市主中心向外逐級擴(kuò)散的特征，并且在城市主中心內(nèi)均呈現(xiàn)多核心、連片集聚特征. 圖書展覽類文化休閑空間在城市主中心呈現(xiàn)多核心集中分布特征，卻在外圍城區(qū)分布較少，沒有出現(xiàn)由內(nèi)向外的擴(kuò)散特征. 歷史文化類休閑空間在城市主中心呈現(xiàn)單核心集聚分布特征，而在外圍城區(qū)集聚程度降低，呈現(xiàn)分散式團(tuán)狀空間集聚特征.

2.3 空間分異特征

通過核密度分析可以判斷，武漢市文化休閑空間主要集中在三環(huán)線以內(nèi)的城市主中心，為了進(jìn)一步分析城市主中心文化休閑空間分異特征，將主體區(qū)域位于武漢市三環(huán)線以內(nèi)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道作為評價單元，采用Getis-Ord G*統(tǒng)計指數(shù)法來分析武漢城市主中心文化休閑空間的冷熱點區(qū)域. 熱點區(qū)域不僅自身文化休閑資源較多，相鄰區(qū)域文化休閑資源數(shù)量也相對較多；冷點區(qū)域不僅自身文化休閑資源較少，相鄰區(qū)域文化休閑資源也較少.

在武漢城市主中心內(nèi)，文化休閑空間分布總體上較不均衡，共有41個具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義的熱點區(qū)域，主要集中在二環(huán)線以內(nèi). 其中，以江漢區(qū)最為密集，其下轄13個街道中只有漢興街道不屬于熱點區(qū)域. 以上區(qū)域多為武漢市老城區(qū)，其人口密集，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對于其他區(qū)域較高，從而刺激了居民對文化休閑的需求. 漢陽區(qū)的洲頭街道、江堤街道、四新管委會街道是具有統(tǒng)計學(xué)意義的冷點區(qū)域，其鄰近街道文化休閑資源數(shù)量較少，空間分布密度較低.

不同類型的文化休閑空間在城市主中心具有明顯的空間分異特征. 圖書展覽類文化休閑空間在城市主中心呈現(xiàn)出顯著的東西差異，熱點區(qū)域聚集在東南方向，共有8個顯著統(tǒng)計學(xué)意義的熱點區(qū)域，主要分布在武昌區(qū)和洪山區(qū)內(nèi)，而冷點區(qū)域出現(xiàn)在西邊的江漢區(qū)、硚口區(qū)、漢陽區(qū)內(nèi)；文娛產(chǎn)業(yè)類文化休閑空間的熱點區(qū)域聚集在城市主中心的東南方向，4個具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義的熱點區(qū)域均在洪山區(qū)內(nèi)，而冷點區(qū)域主要積聚在西南方向的硚口區(qū)和漢陽區(qū)內(nèi)；文體活動類文化休閑空間的熱點區(qū)域在城市中心的西北方向呈現(xiàn)聚集特征，共有13個具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義的熱點區(qū)域，其中有11個集中分布在江岸區(qū)，而冷點區(qū)域主要集中在東北方向的青山區(qū)和西邊的漢陽區(qū)內(nèi)；歷史文化類休閑空間的熱點區(qū)域由城市中心向北集聚，共有26個具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義的熱點區(qū)域，集中分布在江岸區(qū)、江漢區(qū)和武昌區(qū)，冷點區(qū)域主要分布在西邊的漢陽區(qū)和硚口區(qū)內(nèi).

圖3 武漢市城市主中心文化休閑空間冷熱點區(qū)域示意圖

3 武漢市文化休閑空間分布特征的影響因素

根據(jù)地理探測器的計算結(jié)果顯示，各因素P值均為0，小于0.01，q值顯著. q的取值范圍在0～1之間，q值越大說明該因素對文化休閑空間分布的影響效應(yīng)越大[15]. 由表3可以看出經(jīng)濟(jì)水平、居民點密度、交通因素對文化休閑空間的分布特征具有顯著影響，但其影響效應(yīng)又有一定差異.

表3 各因素對文化休閑空間分布的影響效應(yīng)

就總體文化休閑空間來看，經(jīng)濟(jì)水平、居名點密度、交通因素3個影響因子對文化休閑空間分布的影響效應(yīng)分別為0.37、0.65、0.54，其中經(jīng)濟(jì)水平的影響效應(yīng)最低，居名點密度的影響效應(yīng)最高. 原因在于文化休閑空間中有相當(dāng)一部分的設(shè)施是屬于非盈利性質(zhì)，應(yīng)以服務(wù)居民的文化休閑生活為目的. 根據(jù)結(jié)算結(jié)果顯示，武漢城市文化休閑空間的分布密度，與居名點分布密度有明顯的一致性，在城市主中心內(nèi)，如江岸區(qū)的大智街道、江漢區(qū)的水塔街道、硚口區(qū)的漢正街等既是居民點高密度集聚區(qū)又是文化休閑空間高密度分布區(qū)；在遠(yuǎn)城區(qū)如黃陂區(qū)的前川街道、新洲區(qū)的邾城街道、江夏區(qū)的紙坊街道等個別居民點密度稍高的區(qū)域內(nèi)均有文化休閑空間呈團(tuán)塊狀集聚特征. 在交通因素方面，約83.5%的文化休閑資源分布在主要道路0.5km緩沖區(qū)范圍內(nèi)，約94.8%的文化休閑資源分布在主要道路1km緩沖區(qū)范圍內(nèi). 這表明武漢城市休文化閑空間的分布呈現(xiàn)明顯臨近交通道路的特征，反映出其空間分布較為合理，能為滿足居民日常文化休閑需求提供便利.

由于各類文化休閑空間具有不同的特質(zhì)，從而對經(jīng)濟(jì)水平、居名點密度、交通3個影響因素具有不同的空間依賴性. 圖書展覽類文化休閑空間分布主要受到居名點密度和交通因素的影響，而經(jīng)濟(jì)因素對其影響較小，主要因為這類文化休閑空間以非營利性設(shè)施為主. 為擴(kuò)大其服務(wù)半徑需要選擇臨近交通道路；文娛產(chǎn)業(yè)類文化休閑空間的分布受到經(jīng)濟(jì)水平和居民點密度的影響較大，而受到交通因素的影響較小，主要因為這類文化休閑空間大部分是屬于商業(yè)設(shè)施，在空間分布上主要依賴于消費市場；文體活動類文化休閑空間的分布受到居民點密度的影響較大，而受到經(jīng)濟(jì)水平和交通因素的影響較小，這類文化休閑空間常分布在小區(qū)附近，以滿足居民日常文體活動需要為目的；歷史文化類休閑空間的分布受到經(jīng)濟(jì)水平的影響較大，而居民點密度和交通因素影響較小，主要是因為這類文化休閑空間的分布主要與歷史因素有關(guān)，但只有在經(jīng)濟(jì)水平較高的區(qū)域才能對歷史遺跡資源進(jìn)行保護(hù)和開發(fā)，使其發(fā)揮文化休閑功能.

4 結(jié)論與討論

本文利用百度地圖平臺獲取服務(wù)于居民的文化休閑POI數(shù)據(jù)，基于對武漢城市文化休閑空間的分類統(tǒng)計，運(yùn)用最鄰近點指數(shù)、核密度估計法、Getis-Ord G*統(tǒng)計指數(shù)法研究空間分布特征，并在此基礎(chǔ)上利用地理探測器分析其經(jīng)濟(jì)、人口、交通3個因子的影響效應(yīng)，以此來探究武漢城市文化休閑空間分布的影響因素，得到了以下主要結(jié)論：

1)武漢城市文化休閑空間總體上呈現(xiàn)出由城市主中心向城市外圍逐級遞減的擴(kuò)散規(guī)律，其高密度集聚區(qū)在空間分布上與各級城市中心有明顯的空間耦合特征. 各類型文化休閑空間雖均集中于城市主中心，但其空間分布形態(tài)和擴(kuò)散模式又有明顯差異.

2)在城市主中心，文化休閑空間表現(xiàn)出顯著的空間分異特征，圖書展覽類和文娛產(chǎn)業(yè)類文化休閑空間的熱點區(qū)域集中在城市主中心的東南部，歷史文化類和文體活動類文化休閑空間的熱點區(qū)域集中在城市主中心的西北部.

3)武漢城市總體文化休閑空間的分布主要受到居民點密度的影響，其次是交通因素，經(jīng)濟(jì)水平對其影響較小. 武漢城市文化休閑空間的分布與居民點密度呈現(xiàn)明顯的一致性，并且呈現(xiàn)出臨近交通道路的分布特征. 由于各類文化休閑空間具有不同的特質(zhì)，從而對經(jīng)濟(jì)水平、居名點密度、交通3個影響因素具有不同的空間依賴性. 圖書展覽類文化休閑空間的分布受到居名點密度和交通因素的影響較大；文娛產(chǎn)業(yè)類文化休閑空間分布受到經(jīng)濟(jì)水平和居民點密度的影響較大；文體活動類文化休閑空間的分布受到居民點密度的影響較大；歷史文化類休閑空間的分布受到經(jīng)濟(jì)水平因素的影響較大.

總體來說，武漢城市文化休閑資源較為豐富，類型齊全，雖顯著集聚于城市中心、新老城區(qū)差異較大，但也表現(xiàn)出由內(nèi)向外逐級擴(kuò)散的特征. 文化休閑空間的分布差異也從側(cè)面反映出武漢居民文化生活氛圍的差異. 本文將當(dāng)前熱門的大數(shù)據(jù)與城市文化休閑空間的分布特征研究相結(jié)合，雖然最大程度地獲取各類文化休閑空間的數(shù)據(jù)，但是仍然存在不足之處：1)在研究內(nèi)容上，未能將文化休閑空間的分布特征與城市居民受教育水平、選擇偏好等內(nèi)容相聯(lián)系；2)在研究方法上，主要運(yùn)用了定量方法，較為單一. 后續(xù)研究將空間大數(shù)據(jù)與人文地理的傳統(tǒng)理論相結(jié)合，關(guān)注重點城市空間結(jié)構(gòu)的社會屬性、動態(tài)變化等問題.