步行与骑行相关建成环境测量方法评述

周方行 刘曦宇 张维 郑玲玲 陈晓丽 马璐 陈亚军

中山大学公共卫生学院（广州510080）

越来越多的研究表明， 建成环境与体力活动水平呈正相关[1，2]，且良好的相关建成环境与居民的体力活动水平成正比关系[3]，进而影响肥胖、心血管疾病等，与人体健康密切相关[4，5]，同时影响建成环境的因素也越来越受到人们关注[6]。

建成环境是指为包括大型城市活动在内的人类活动提供的人造环境[7]，而步行环境和骑行环境则是建成环境的重要组成部分。 步行环境的影响因素包括公共交通、密度、土地利用率、公园、公共空间、个人安全等[8]；骑行环境的影响因素则包括了路口密度、交叉点、人口密度、道路宽度、指定的条纹、人行道上的图标和标志设计位置等[9-11]。 在研究步行与骑行建成环境时，国外相关研究较多， 多数设计各种量表及辅助地理信息系统（geographic information system，GIS）调查，少数研究采用GPS进行研究分析；国内相关研究较少，主要在步行环境的功能性、安全性、美观性、目的性方面进行探讨[12-16]，而骑行环境还有待进一步的研究。目前，在步行骑行的研究方法上主要采用主观方法和客观方法以及利用多种电子技术相结合的研究方法获取数据。 主观方法主要为自填问卷调查、调查员现场评定，客观方法主要为GIS法。 此外，辅助调查的方法还有电话调查[17]、访谈[18]、检索相关文献及书目[19]、来自交通部门的数据库[20]、空间扫描统计技术[21]、GPS、聚类分析[22]等。本研究将对国内外已有的较为成熟的研究方法进行总结。

本研究全面检索了中国知网和Pub med数据库（2003～2014年）， 使用中文关键词：“儿童”、“成人”或“居民”，“步行”、“骑行”和“建成环境”，“步行环境”和“骑 行 环 境”； 英 文 关 键 词：“built environment”、“children or adolescent”、“workability”、“cycling”、“residential density”、“land-use mix”、“street connectivity”、“walk/bike facilities”、“park”、“recreation facilities”、“traffic speed/volume”、“pedestrian safety structures”，共检索并筛选得72篇文献，其中包括56篇研究型论文（52篇英文文献，4篇中文文献），16篇综述。 另外，本研究还检索了最新一篇综述的参考文献列表[11]。 文献的纳入排除标准：①研究对象为社区居民（包括3岁以上儿童）；②城市建成环境因素为自变量（如居住密度、街道连通性等），体力活动为应变量，且体力活动类型包括休闲娱乐和交通行为；③研究不限制在特定的地理位置（如公园、学校等）。

1 自填问卷调查

目前，自填问卷量表仍是主要的调查方法。 该方法通过回收分析被调查者所填的问卷，得出所需的结论，被调查者的主观意向起着重要的作用。 调查设计通常采用环境卫生学中使用最为广泛的横断面调查（crosssectional survey），纵向调查（longitudinal survey）较少使用[23]，这主要因为此类调查的样本量通常很大，而获取纵向数据的操作难度较大，如时间跨度大、跟踪调查难等。但仍有对受访者做的纵向调查研究[24，25]取得了良好的效果。

1.1 问卷理论模型及优缺点

问卷设计首先要选择合适的理论模型， 然后根据专家访谈和Delphi方法进行完善。环境理论框架的形成和完善， 有助于明确环境的哪些因素最有可能影响个体的步行骑行能力。 Saelens等[26]经过三次讨论从功能、安全、美观、目的四个方面最终确定了主要影响步行活动的环境因素。有学者进一步利用量表对步行环境与体力活动相互影响的复杂关系建立模型，如Carlson等[27]的研究。骑行环境的理论框架还应考虑骑行舒适度，主要包括配备自行车道的情况和维护、自行车道的坡度、道路安全等，如Li等[28]在中国南京进行了实地调查，包含骑行环境的相关变量（表1）。 随着研究的发展，复合变量、心理、社会、政治、经济、美学层面及特殊人群也越来越多地被考虑进去。

表1 骑行环境相关变量

自填问卷量表的主要优点为适合大样本研究，保证数据完整，此外，自填问卷获取的是被调查者主观认知，是评价步行骑行环境最直接的方式，同时，还可增加特殊群体的特殊条目，如残疾群体[29]。 由于自填问卷获取的是主观认知，易受到个体主观因素的干扰，导致信效度较小。其中，社会环境因素的重测信度比物理环境低， 一个因素的信度用于其他问卷测量是否适用缺乏统一的标准，即变量间的相关性仍需考证，某些关于感知环境的效度测量缺乏一个金标准[30]。 此外，大部分问卷理论框架冗杂，使问卷代表性不足，影响受调查者的配合程度。问卷的通用性也有待考察，因地域、文化、历史、经济等因素或被应用人群的不同，采用外来问卷的信效度是否需要重新评估也需要考证。 但目前自填问卷量表仍是主要的调查方法[31]。

1.2 相关的测量问卷

步行问卷已趋于成熟， 国内外都有各种特征的步行问卷， 其中使用较广泛的是简约版环境步行量表NEWS （neighborhood environment walkability scale）。各国根据需要对其进行了翻译和修订， 周热娜等[14]和Cerin等[32]分别在中国大陆和香港对其进行了修订（表2）。 其 他 的 步 行 量 表 如CBE-SR （the courage built environment self-reported questionnaire），Raggi等[33]认为该量表效度较好。 而目前尚无统一的骑行环境调查问卷。 表2列出了部分步行与骑行量表。

表2 部分步行骑行量表汇总

2 GIS测量方法

GIS是一种旨在获取、存储、处理、分析、管理和提供所有类型的空间或地理数据的计算机系统。GIS可以被概念化为一系列图层信息（如人口、道路网络、土地利用、购物中心位置），每个图层中的每个观察点通过特定的坐标系定位到地球表面上特定的点和区域 （如纬度和经度）[38]。 GIS变量一般采用多层次的回归分析，国外常用GIS分析软件有ArcGIS、MapInfo、GeoMedia，国内有Giswin、Supermap、YTLWorld。

2.1 GIS测量范围的选取

区域研究半径的选择直接关系到研究的结论。Jensen[39]利用GIS技术和遥感技术分别以200、400、600 m 和1 km 为区域研究半径，对与儿童体力活动相关的城市环境因素进行研究。 Gordon-Larsen等[40]认为，5英里范围内的缓冲区对研究成年人体力活动较为适合。Nelson[41]通过敏感性研究确定了适合青少年体力活动研究的缓冲区半径为3 km。Lesliea等[38]以住宅人口密度为单位选择研究范围。GIS测量评估方法的适当地理范围需要具体实证检验[42]。

2.2 GIS测量的变量及优缺点

GIS测量方法的优点包括： ①可测量多方面的因素，如土地利用数据、街道网络数据、环境评价、商业数据库，用于测量利用度、可及性、居住密度等[43]。 ②能直接从地理数据中获取所需资料并进行分类，效率高、精度好， 是现阶段对分散在大面积区域中居住的个体进行环境测量的唯一可行的客观方法[30，44]。 ③由于GIS不用大量的纸质问卷和调查员， 节约了人力、 物力和时间，增加评定员的灵活度[45]，有研究证实[46，47]GIS可以代替调查员现场评定，其信度、效度均比现场评定好。 现在被广泛运用在各个相关行业， 包括关于体力活动与步行骑行环境的研究[43]。

但GIS研究区域范围的选择仍存在争议，缺乏统一的标准[30]。 GIS测量方法对研究人员技术要求高，要求掌握相关的操作和软件使用[48]。 此外，该测量方法无法获知当地居民的直接主观感受；现阶段GIS在环境评估的使用也还不够成熟，许多数据库不够完整，特别像绿色植被覆盖率之类的因素不容易获取； 对相关环境的实际质量无法准确获知，如公园里的垃圾场，导致效度出现偏差。 GIS的开发需要大量资金，部分地区的数据库可能需要联系政府或购买。 调查组人员的培训，WebGIS数据库共享仍需要进一步努力。 然而，随着地理信息系统捕获、存储、处理和分析不同的空间特性能力的发展，GIS有着极大优势和潜在价值[38]。

3 调查员现场评定测量及常用评定工具

调查员现场评定测量是一种比较客观的测量方式，现场评定的研究范围增加了街段的概念，研究对象主要不是人群，而是研究区域的相关环境。 评定表的理论框架与自填问卷相似， 制作后一般经过专家讨论及信度效度检验，信度主要包括评定员间重测检验，效度主要由专业人士评定，之后才能于现场评定。 现场评定对评定员的专业知识和评判能力要求高， 为确保结果质量需要经过前期培训和检测。 此外，评定员必须选好位置、标准和街段，收集数据、数据录入等，因此耗时量大[30]。

目前，在美国、澳大利亚等发达国家调查员现场评定测量相关研究资料较多， 而国内这方面特别是骑行环境的研究较少，常以Brownson等[49]开发的问卷为基础开发具有本地域特点的问卷， 主要可分为居住区评审、公园评审、道路评审、室外工作场所评审，常见的如体力活动资源评估（PARA）工具[50]、步行适宜性评价表、自行车适宜性评价表[31]、公共休闲区域评估工具（EAPRS）、城市行人环境评价量表[51]以及利用社区休闲娱乐评定系统（SOPARC）[52]，详细见表3。

4 电话采访

表3 常用步行骑行环境现场评定工具一览

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电话采访相较于以上三种方法可弥补被调查者信息不足的缺点， 但多和其他方法共同结合以收集数据或减少调查员的难度。如Winters等[8]对骑行与建成环境的关系通过利用已有的研究数据， 同时采用电话采访进行数据收集。 Fuller等[56]通过三次横断面的电话采访收集数据，认为骑行度越高，体力活动越好。Titze等[17]也通过电脑辅助、电话采访获得骑行资料。

电话采访越来越受到重视，特别是在大样本、大范围研究中，起着重要的作用；同时还可减小追踪研究调查的难度。 但电话采访主观性较大，被采访者的回答受该方法的影响较大， 通过电话采访采用问题回收的数据，评定的条目未经过大量的信效度检验，大多根据步行评价量表修改而来，没有统一标准；被采访者的基本信息数据较难获得， 一般通过已有的研究获取进行评估[56]。

5 建立模型

在研究步行与骑行建成环境与体力活动时， 由于地区、样本量、实际实施程度而无明显合适的方法时，也有研究者通过建立评价模型， 对步行或者骑行与体力活动进行评价，并进行信效度检验。

该方法专业能力要求高，地方关联性较大，实施难度差异性大。但随着我国城市化进程的不断发展，体力活动在抵御疾病、提高健康质量方面作用的不断显现，模型的发展将必不可少，向复合变量评定的方向发展，即合并多个指标（主要是土地利用结构、密度和街道样式）形成一个单一的复合变量，这些复合变量能捕捉到更多的内部环境特征相互关联性、空间共线性。但目前尚不清楚不同人群对现有的哪些环境因素最为敏感，调查特定的目标人群时，如盲人、残疾人等，使用的核心测量因素可能是一个需要考虑的问题。

在模型建立的研究中，Rovniak等[57]通过建立模型概念， 以及社会网络模型， 对体力活动进行评价和干预。Asadi-Shekari等[58]提出一种新的评价骑行安全的模型，并对其信效度进行了检验，认为可以将该模型作为其他地区的评价标准。 Law等[59]通过对2003～2012年骑行现状的分析提出了基于空间的运动统计模型（spatial-based cyclist movement statistical model ），并认为可利用该模型对骑行安全性以及容易程度进行评价。 Stamps等[60]2013年做人群设计实验，给予受试者20个刺激因素，证明有危险和狭窄的地方步行较少。同时在骑行和步行比较时，Hajna等[46]招募1700多人进行实验研究，认为白种人、教育程度高者、青年等都倾向选择骑行，而1公里以内则较少选择骑行；Madson等[61]通过给予受试者附带GPS的自行车，定位受试者走过的地方，分析认为应该更多地关注那些人们常去的地方，从而改善建筑环境、提高人们健康水平。

6 多种方法结合

由于以上的不同方法都有不同的优缺点， 且不同地区和研究方向需要的研究方法各不相同， 为了弥补以上不同方法的不足， 已有越来越多的研究者将不同的方法相结合，达到取长补短的作用。 例如，问卷测评和GIS相互结合，Van等[62]研究使用基线资料，然后用问卷评估加GIS共同评价； 现场评定方法和GIS结合，如Van等[63]、Neckerman等[64]利用该方法对公园的利用度进行了评价；Tully[65]使用GIS和小样本当面采访、预实验、高成本分析（共4个方法）对城市体力活动与建成环境关系进行研究。

但由于GIS测量方法能直接从地理数据中获取所需资料并进行分类，效率高、精度好，是现阶段对分散在大面积区域较多采用的方法， 所以多种方法相互结合时，GIS更加受到重视， 使问卷或其他调查量表达到更好的信效度。

7 其他

目前，除以上步行骑行研究方法外，还有较不常用的其他方法。 Cannon等[66]利用一种新颖的数据收集方法对混合使用分区进行了评价；Schasbergrr等[67]通过直接目测骑行步行计量（Bike-Ped Count）计算人的数量，对建成环境以及政策进行评价， 并且提出此计量方式在未来将会更多地帮助观察建成环境的改变如何影响步行和骑行。 还有多国联合[68]对体力活动的影响进行评价， 认为建成环境影响人们慢性疾病的发生率。Fraser等[69]通过对文献分析综述，认为实施一定的干预政策有利于提高骑行率，增强健康。

8 研究展望

8.1 理论模型的发展

目前常用的Pikora[19]和Saelens等[26]的问卷理论框架虽然已经比较成熟， 但更多的模型正不断在研究和探索，多变量、复合变量以及时间空间共同测量的模型将会受到更多关注。

8.2 研究方法的改进及互补

目前还未证实某种确定的方法以及变量是最直接有效的，同时不同的量表之间差异性较大，条目数量和范围有所不同，在研究建成环境和体力活动的过程中，应当根据不同国家、 不同地区对量表进行本土化筛选修改，从而达到简化问卷和量表的目的，并对社会发展过程中出现的新变量进行适当增加。

GIS方法中地理选择范围影响因素较大的为建成环境变量（例如，轻便步行到公园的距离）、不同行为爱好（例如，步行与骑自行车，交通与休闲）和人群（例如，年龄组，有或无私家车），未来需要确定一个共识的范围标准。 尽管目前GIS技术已经被广泛应用于公共卫生研究，但最基本的数据收集困难，与交通、规划、行政、娱乐、 执法和住房机构的合作共享数据库可能成为未来的发展方向， 相关技术和专业人员的培养也是需要发展的方面。GIS用于公共卫生监测工具仍有很大的发展潜力。

在实际研究的过程中， 可以同时采用多种调查方法，达到取长补短的目的。

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