基于GIS的小城镇交通可达性研究

刘青++程希++谢利娟++李楠

摘要：指出了可达性是影响一个地区社会经济文化发展的重要因素，如何量化和确定可达性仍然是交通均衡性发展的核心问题。以提高区域交通可达性的均衡性为研究目标，从小城镇到其最邻近县级经济中心的可达性和到其周围农村聚落的可达性出发，采用潜能模型，构建了小城镇综合可达性模型；利用GIS中网络分析工具，测算了重庆市巫山县24个小城镇的综合可达性指数，明确了巫山县小城镇交通可达性的均衡性及影响因子。结果显示：巫山县小城镇的可达性受其距行政规划的县级经济中心的距离影响较大，且随着距离的增加可达性减小明显；但距离并不是唯一影响因素，在巫山县边界的某些偏远小城镇由于受到其他县辐射作用而表现出较好的可达性。

关键词：地理信息系统（GIS）；可达性；网络分析；潜能模型

中图分类号：TU984

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）12019604

1引 言

随着我国城镇化建设步伐的加快，交通网络成为影响一个区域内经济发展的重要因素。近几年，“可达性”在城市与交通、无障碍设计、IT等领域的学术期刊等文献资料中出现的频率愈来愈高，成为评价交通网络状况最具说服力的综合性指标。

在以往的城市土地利用规划过程中，城市综合交通规划往往成为城市规划的从属专项规划，城市交通矛盾难以从规划源头得到最大限度的缓解，导致后续的交通设施建设难以引导城市规划的实施。本文旨在利用GIS网络分析技术，综合研究小城镇到周边县级行政中心及农村聚落的可达性，构建小城镇综合可达性模型，并结合小城镇社会经济发展现状数据，分析小城镇交通可达性与地区发展的关系，为小城镇交通建设和城镇规划提供科学依据。

2小城镇可达性研究概述

2.1可达性概述

可达性（Accessibility）可以简单地理解为从一个地方到另一个地方的容易程度。城市交通规划领域首次出现了“可达性”这一概念，用来描述某场所和周边场所的远近程度，从而进一步反映某一场所满足人类某项活动的需求的容易程度。

地理学中，农业和工业区位论、中心地理论等研究均涉及到了土地位置与交通的关系，但是这些理论中均假设研究对象的交通条件为均值，与实际情况有较大的差别。因此研究可达性对区域的发展有重大意义。

2.2利用GIS研究的特点与优势

近些年来，GIS的迅速发展，越来越多的研究学者利用它特有的对海量数据的管理以及处理能力来对空间数据进行编辑、分析、计算、查询和可视化显示。GIS信息量大，使用方便，可以清晰地反映区域状况的各种空间信息，并建立揭示区域结构特征和发展规律的模型；可以提供查询检索、空间分析、修改补充、距离测量、数据计算等多种功能；对于变化的指标能够进行动态监测和预测评估。

3小城镇可达性的研究和分析

3.1小城镇综合可达性模型的构建

小城镇在地区发展中有着承上启下的作用，连接县级政治经济中心和低一级的农村聚落。因此，其综合可达性包括两方面，即小城镇到其最邻近县级经济政治中心的可达性和到其周边农村聚落的可达性。本文参考了计算交通可达性的潜能模型，构建了综合可达性模型对小城镇的可达性进行分析：

A=（Mi×Ai+Mj×Aj）/100（1）

Ai=1/Tbi（2）

Aj=1/Tbj（3）

式（1）～（3）中：A为小城镇综合可达性；Ai和Aj分别为小城镇到其最邻近县级中心和农村聚落的可达性；Mi和Mj分别表示县级中心i和农村聚落j的权重，这里综合考虑县级经济中心和农村聚落对于小城镇交通的重要程度，取县级中心权重0.6，村镇权重为0.4；Ti和Tj分别为小城镇到其最邻近县级中心和农村聚落的最短旅行时间；b为衰减系数，这里取值为1。

3.2最短旅行时间的计量分析

3.2.1小城镇到最邻近县级中心最短旅行时间计算

以巫山县整个区域的交通网络为基础，将24个小城镇镇级政府所在地作为起点，巫山县政府所在地为终点，利用ArcGIS10.2中的Network Analyst加載网络分析模块，添加网络数据，并根据道路等级及速度等限制条件增加障碍后生成最佳路径；利用Closest facility模块统计小城镇到最邻近县级经济中心的最短旅行时间。如图1所示为巫峡镇的交通网络图导入ArcGIS10.2里设置站点和相关属性等后进行空间网络分析，生成的耗时最短的最佳路径。

类似地，分别计算其他镇到其最邻近县级中心的最短旅行时间，统计分析得出：24个小城镇到其最邻近县级中心的最短旅行时间的最大值为240 min，最快的可以在8 min左右到达。根据数值，将最短旅行时间划分为划分为5个等级：0～4 min、4～10 min、10～60 min、60～100 min、100～240 min，各等级内的小城镇数量分别是1、3、7、13，可达性在第四等级的小城镇最多，占总数的54.2%，其中，第一等级的小城镇只有巫峡镇，巫峡镇是巫山县人民政府驻地、巫山县的政治经济和交通中心所在，有国道、高速路及多条省道经过，附近村落经济发达程度较其他地区高，因此巫峡镇的交通可达性远高于其他乡镇。

根据最短旅行时间计算巫山县24个镇到其最邻近县级中心的交通可达性，得到小城镇到县级中心的可达性分布如图2所示。

3.2.2小城镇到农村聚落最短旅行时间计算

由于巫山县经济发达程度比较落后，其辖区内农村聚落间的道路等级较低，不容易搜集资料并矢量化，导致交通网络不完善。为此，小城镇到其周边农村聚落的最短旅行时间采用如下方式计算：

Tj=D/V（4）

式（4）中：Tj表示小城镇到其周边农村聚落的最短旅行时间，D表示小城镇到各个农村距离的平均值，设定（城乡公交平均速度）。

周边农村聚落到小城镇的平均距离使用的是小城镇下属分配区内所有农村聚落到小城镇镇政府距离的平均值。按照欧氏距离最短的原则，结合巫山县各小城镇及其周围农村聚落分布区的情况，利用ArcGIS10.2平台计算巫山县内24个小城镇临近分配区（图3）的欧氏距离。

经过计算，巫山县各小城镇到其周边农村聚落的最短旅行时间最大值为90.8 min，最小为9.2 min，大部分小城镇均在50 min以下，仅有大昌镇和双龙镇的第二级可达性较低，通过分析该区的地形等自然和经济条件，发现这两个镇的地形高差较大、区域内有河流等天然屏障阻隔，致使该镇镇政府到某些农村聚落的最短旅行时间与其他地方相比差别较大，从而拉大了整个区域的平均最短旅行时间。

2017年6月绿色科技第12期

根据计算小城镇到其周边农村聚落的可达性并在ArcGIS10.2平台里对数据进行处理，得到巫山县24个小城镇到其周边农村地区的可达性分布如图4所示。

3.3小城镇综合可达性计算与分析

小城镇综合可达性是小城鎮到县级中心可达性及小城镇到农村聚落可达性的加权和。这里的权重综合考虑最邻近县级经济中心和村镇对于小城镇交通的重要程度，取县级中心权重0.6，村镇为0.4计算，然后通过式（1）计算巫山县24个小城镇的综合可达性。

ArcGIS10.2提系统供了6种分类方法，本文综合考虑各种影响因素，选择可对跨度大的数值进行较好分类的自然断裂点分级法进行分类，将24个小城的综合可达性分为可达性优（>48）、良好（35-48）、中等（27-35）、较差（14-27）和差（9-14）五个等级，多数的小城镇综合可达性处在14-27的区间内，这些小城镇占总数的79%左右（图5）。

4结语

本研究运用潜能模型研究重庆市巫山县交通可达性可达性，选择了现在研究较少的小城镇作为研究对象，而GIS作为一种精确的空间分析工具，为研究提供技术支撑。运用其网络分析功能，分别研究了小城镇到县级中心与低一级农村的交通可达性，并运用GIS的叠加分析功能，生成小城镇的综合交通可达性图，进行综合分级评价分析。

国家“十三五”规划中明确提出将特色小城镇建设作为国家未来城镇化发展的重心，因此，交通对小城镇的发展至关重要。交通路网是城市的结构骨架，是城市发展的基础、对小城镇未来的发展方向起引导作用。所以，无论是为了响应国家政策的号召，还是出于对未来城镇化发展的要求，研究小城镇的交通可达性，都是必要的。

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