基于兴趣点的贵阳城市活力空间特征研究

张英佳 韩会庆 熊天霞

(贵州理工学院建筑与城市规划学院，贵州 贵阳550003)

城市活力是吸引优秀人力资源的核心因素之一，可通过一个城市的活力因子高低预测城市是否有人口持续流入，进而判断城市的发展潜力。国外著名学者分别从城市活力的支持条件[1]、城市活力的人本及空间内涵[2]、人类及其活动对其影响[3]来阐述城市活力的重要作用与意义。随着城市规划建设以及人们对美好生活的追求，城市活力在众多领域取得了广泛的研究与应用。以构建城市活力各类型多因素综合评估指标体系、城市活力营造、以及基于城市活力营造的城市景观设计、城市文化建设及城市规划设计为主。

近年来基于互联网的各类型地理坐标数据逐步成熟与完善，其中兴趣点数据因其庞大数据量、多样的数据分类、完整的地理经纬度空间信息、以及较为及时更新的频率和相对可获取性，在各研究领域都得到了广泛运用。城市活力相关研究[4-5]也因数据创新逐渐兴起，龙瀛通过兴趣点数据并结合路网和手机信令对成都市街道活力进行量化分析[6]，塔娜基于兴趣点数据结合出租车到达数据探讨城市活力和建成环境之间的相互关系[7]。刘云舒[8]、刘群[9]等运用兴趣点数据等多源数据对城市活力进行时空评估。本研究把贵阳市兴趣点数据进行分类整理，共分为经济、社会、交通、休憩四大类，并运用核密度判断贵阳市活力核心区、标准差椭圆研究贵阳市活力分布范围与方向，平均最近邻距离探讨贵阳市四大类型活力的分布特征，多距离聚类函数来计算贵阳市活力的集聚范围，通过Arc GIS软件实现贵阳市城市活力空间特征研究。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究区域

本研究选择贵阳市区为研究区域，贵阳市为贵州省城。贵阳市在中国城市体系中为西南区域中心城市之一，西南区域同等级城市还有重庆直辖市、四川成都、广西南宁、云南昆明等。但与西南地区乃至整个中国相比，贵阳市规模相对较小，辐射带动能力相对较弱，亟需增速高质发展，目前在强省会战略和贵州全面推进乡村振兴背景下，贵阳市城市化步伐必将迅速加快，区县一体化推进必将迅速提升，流空间速率必然提速、其城市活力强度必将逐步增强，范围必将逐步扩大。

1.2 数据说明

贵阳市行政边界按照国家规范要求来源于国家基础地理信息中心，通过POI开放python获取有效兴趣点数据，按照兴趣点分类体系把贵阳城市活力因子分为四大类，经济活力包括购物、金融服务、大厦等兴趣点；社会活力包括公安交警、科研教育、政府机关等兴趣点；交通活力包含汽车服务、交通出行、机场等兴趣点；休憩活力包括旅游、住宿、休闲娱乐等兴趣点(如下表1所示)。

表1 贵阳市城市活力因子类型及比例

1.3 研究方法

1.3.1Ripley’sK函数

运用ArcGIS地理信息空间分析软件多距离聚类函数计算贵阳市兴趣点集聚距离特征。计算公式如下：

(1)

式中，φ为贵阳四大类型全部活力兴趣点的平均密度，J(dδθ

1.3.2 核密度分析

基于ArcGIS地理信息软件核密度模型估计贵阳市城市四大类型全部活力POI的核心地块及空间特征，计算公式如下：

(2)

式中D为贵阳城市四大类型活力核密度分析间距阈值，并通过多次对比，设为1000m较为合理，n是与x间距≤阈值的贵阳活力因子数目，k为空间权重因变量。通过对贵阳市兴趣点进行核密度估计，能显示出贵阳市活力因子要素较为集中的区域。

1.3.3 标准差椭圆

气候资源是一种特殊资源，要想整体提高农业系统抗灾能力，应对气候资源的承载能力进行评估，保证开发利用的合理性和科学性。利用气候资源的同时，也要对气候资源加以保护，促进现代农业的发展［2］。

运用ArcGIS地理信息空间分析软件标准差椭圆探讨贵阳市城市活力空间分布方向与范围。其计算公式如下：

tanα=

(3)

1.3.4 平均最近邻距离分析

运用ArcGIS地理信息软件分析贵阳市城市活力兴趣点的平均距离。其计算公式如下：

(4)

2 基于兴趣点的贵阳市活力空间特征

2.1 基于核密度的贵阳市活力核心区

图1a所示，贵阳市城市活力呈现明显的非均衡空间分布，有明显的核心区，次中心区，及外围中心点。贵阳市活力距离衰减阈值D设置为1000m，运用地理信息系统核密度分析，得到贵阳市城市活力分析图1b。中心老城区活力集聚区成片分布，都市活力等级最高，是贵阳市活力的核心区；观山湖区如图1b所示，城市活力虽未成片分布，但斑块数量较多、密度较高，是仅次于老城区活力，为城市活力次中心区。其余区、县及清镇市，城市活力的集聚区主要以斑块，带状及簇状为主，多以单中心形式分布且与老城区的城市活力核心区间隔较远，中心两区占据贵阳市活力约50%兴趣点，是贵阳最具活力的区域。目前贵州实行强省会战略，基于贵阳市城市活力空间特征，确实需要通过轨道交通把城市活力的核心区与次核心区及非核心区连接起来，从而实现贵阳的连片集约一体化发展。

a.兴趣点分布图 b.活力核密度图图1 基于核密度的贵阳市城市活力

2.2 基于标准差椭圆的贵阳市活力分布范围及方向

基于兴趣点数据对贵阳市四大类活力分别进行标准差椭圆研究，X轴长度、Y轴长度以及椭圆面积分别表示贵阳市活力东西方向主要范围、南北方向主要范围以及贵阳市活力主要范围的面积，从标准差椭圆分析表2中可以看出，社会活力分布范围最广，其次为交通活力，再次为经济活力，最后为休憩活力。社会活力分布最广体现了社会主义发展的均等化及公平性，交通活力的广泛性也体现了交通先行发展原则以及贵阳大交通时代的发展。标准差椭圆经济、休憩、交通、社会四大类型的x轴角度均约为15°左右，总体分布方向为“东北-西南”，是贵阳市城市活力空间布局与成长的主要方位。

表2 贵阳市四大类型城市活力标准差椭圆值分析表

2.3 基于最邻近指数的贵阳市四大活力空间集聚等级

通过对贵阳市城市活力空间分布的集聚特征进行检验(表3)，贵阳的活力空间较为集聚，将四类活力因子集聚空间分为四个等级，从最邻近指数R来看，2019年以住宿餐饮为主的休憩活力、以购物和金融为主的经济活力因子的最邻近指数最小，其空间集聚特征最显著，即是强烈集聚；贵阳社会活力空间分布特征为比较集聚，在四大类型中位于第三位；而 2019年交通活力最邻近指数最大，其分布相对均衡，分布特征为一般集聚，说明有向外扩散的趋势。经济活力与休憩活力其集聚性最强，则充分体现了经济的效率性，集中分布可提高效率，减轻风险。

表3 2019年贵阳城市四大类型活力空间集聚特征分析表

2.4 基于多距离聚类函数的贵阳市活力空间集聚范围

多距离聚类函数结果如上图2所示，其中，r设置为2km， 2019年贵阳市城市活力因子空间布局总体上呈现显著聚集性。 2019年在0-16km距离尺度范围内，贵阳市城市活力因子集聚程度逐渐增大，在距离尺度为16km时，城市活力因子集聚程度达到峰值，16km之后随着距离尺度的增大，活力因子空间集聚程度呈现出逐渐减弱趋势。2019年在距离尺度2-4km时，贵阳市城市活力因子集聚程度变化率最大。

图2 2019年贵阳市活力因子Ripley’s K分析图

3 结论

基于贵阳市兴趣点数据，通过地理信息空间分析，得到贵阳市城市活力时空分布演变有以下特征：

(1)贵阳市城市活力呈现非均衡空间分布，传统中心城区占城市活力总量约50%，是城市活力的核心区，观山湖区为次中心区。

(2)贵阳市城市活力总体上呈现出“东北-西南”空间发展方向，其中社会活力空间范围最广，其次为交通活力，经济活力与休憩活力范围相对较窄，充分体现了政府在规划发展过程中注重社会公共资源的均等化及公平性。

(3)计算平均最邻指数，贵阳活力空间分布集聚程度为：经济活力>休憩活力>社会活力>交通活力，充分体现了经济活力更加注重效率。通过多距离聚类函数距离在16km时，城市活力因子集聚程度达到峰值。

贵州要实现强省会的战略，增强贵阳城市活力是必要条件，同时也是必然结果。目前贵阳市活力仍集中在老城区，观山湖区活力还是成块状分布，未连成片，其余区县活力主要以斑块，带状及簇状为主，加强贵阳市六区三县一市之间的相互联系流通通道，贵阳城市活力一体化势在必行。

贵阳作为后发赶超型城市，其社会活力与交通活力的分布范围较广，说明政府在城市规划与发展过程中主动作为，积极进取。而经济与休憩活力因主要受到市场经济，集约竞争等约束，分布相对集中，但随着贵阳城市发展，经济活力与休憩活力必然扩散，最终与社会活力与交通活力发展相协调。