基于GIS的西安市图书馆空间分布特征分析

何红 吕璐 施红雁

摘 要：基于ArcGIS空间分析工具，用标准差椭圆、核密度分析和平均最近邻指数对西安市图书馆的空间分布特征做了量化分析，结果表明：（1）研究区内图书馆的分布呈现明显的集聚特征，主要分布区内呈“三核心、多点”分布;（2）图书馆的分布呈东北—西南走向;（3）图书馆和高等院校的分布有较强的相似性。本文通过研究西安市图书馆的空间分布，以期為未来图书馆的长远规划和布局提供借鉴，同时也为人们选择最佳的图书借阅场所提供参考。

关键词：空间分布;集聚特征;参考

Abstract：Based on ArcGIS spatial analysis tool，the spatial distribution characteristics of Xi'an libraries are quantitatively analyzed by standard deviation ellipse，kernel density analysis and average nearest neighbor index.The results show that：（1）the distribution of Libraries presents obvious agglomeration，and the main distribution area presents "three core and multipoint";（2）The distribution of libraries is northeast southwest;（3）There is a strong similarity between the distribution of libraries and universities.This paper provide reference for the longterm planning and layout of the library in the future，and also provide reference for people to choose the best book borrowing place.

Keywords：Spatial Distribution;Agglomeration Characteristics;Reference

一、概述

图书馆作为公共文化设施的重要组成部分，肩负着重要的思想教育职能、文化素质教育职能和丰富广大群众文化生活教育的职能等。公共图书馆在传播文化、活跃群众业余文化生活方面具有很重要的地位和作用;高校图书馆被誉为“大学的心脏”，直接承担培养人才的重任;其他类型图书馆，如少儿图书馆，重视对儿童进行阅读指导，帮助他们掌握利用图书和图书馆获取文化科学知识的能力，养成良好的阅读习惯。随着社会经济的不断发展，人们更加追求精神层次的满足，基础文化设施的建设与发展显得尤为重要。我国公共图书馆法规定，县级以上人民政府应当设立公共图书馆，地方人民政府应当充分利用乡镇（街道）和村（社区）的综合服务设施设立图书室，服务城乡居民。

图书馆对城市文化的促进和提高有极其重要的作用。由于图书馆和人口的分布具有高度的不均匀性和空间特征，图书馆的空间分布对人们的阅读习惯和借阅有着重要影响，如何为人们的图书借阅提供快捷且准确的信息具有重要的研究价值。书籍的借阅有很大一部分是通过图书馆完成的，因此通过分析图书馆的分布，可以为人们的图书借阅和选择阅读场所提供指导。

ArcGIS是对地理空间信息进行采集、存储、分析、处理、输出的一个地学统计软件[1]，可以将地理空间要素的分布特征可视化。Koontz C最早将GIS运用在图书馆选址研究上，通过分析图书馆服务地区的人口密度，来确定图书馆的最佳地理位置[2]。袁浩等[3]人基于GIS，对南京市公共图书馆的可达性进行了分析，较好地反映了该市各个图书馆的可达性水平。本文选取西安市图书馆的分布数据，对其空间分布进行定量分析，以期为西安市未来图书馆的规划和布局提供借鉴，并为人们就近选择阅读场所提供参考。

二、研究区概况、数据来源及研究方法

（一）研究区概况

西安有着“天然历史博物馆”的美誉，是国家重要的科研、教育和工业基地。市辖区有新城、碑林、莲湖、雁塔、长安等11个区，还有蓝田、周至2个县。总面积约1.01万平方千米，总人口约922.82万，主要分布在长安区（13.2%）、雁塔区（12.8%）、未央区（9.7%）、莲湖区（7.9%）和临潼区（79%）。本文研究区域包括西安市除周至县外的其他区县。

（二）数据来源

本文数据来自极海数据库，该数据库是由数据驱动的地理信息服务平台。作者搜索得到西安市图书馆的有效数据158个，包括西安市各高校图书馆、省市区公共图书馆、工会图书馆、儿童图书馆和文化科普图书室等。然后在百度地图拾取坐标系统里获取158个图书馆的经纬度。同样方法得到西安市91个高等院校分布点。

（三）研究方法

（1）核密度分析：该方法常用于表征某地理要素在空间分布上的特征，计算出点要素在其周围领域中的密度。其公式为：

SR=0.9*minSD，1In（2）×Dm*n-0.2

式中：SR为搜索半径（带宽），SD为标准距离，Dm为中值距离，n为要素总个数。

（2）标准差椭圆（方向分布）：该方法常用于表达某要素在特定地理空间分布的方向特征，椭圆的大小体现了该要素在空间上的集中程度，其扁率越大，说明方向性越明显。标准差椭圆的圆心公式为：

SDEx=∑ni=1（Xi-X-）2n，SDEy=∑ni=1（Yi-Y-）2n

其中，Xi和Yi是要素i的地理坐标，X-和Y-表示要素的平均中心。

旋转角θ的计算公式为：

tanθ=A+BC，A=∑ni=1xˇi2-∑ni=1yˇi2

B=（∑ni=1xˇi2-∑ni=1yˇi2）2+4（∑ni=1xˇiyˇi）2，C=2∑ni=1xˇiyˇi

式中：xˇi和yˇi为平均中心x和y的坐标差。

x轴和y轴的标准差为：

σx=2∑ni=1（xˇicosθ-yˇisinθ）2n

σy=2∑ni=1（xˇisinθ-yˇicosθ）2n

（3）平均最近邻：根据每个要素与其最近邻要素之间的平均距离计算其最近邻指数，其表示方式为“平均观测距离”与“预期平均距离”的比率，预期平均距离是假设随机分布中的邻域间的平均距离。如果指数小于1，所表现的集聚特征为聚类;如果指数大于1，则所表现的集聚趋向于离散或竞争。

三、西安市图书馆分布特征分析

（一）总体分布特征

西安市图书馆的总体分布如下图1所示，可以看出，图书馆的分布呈现出很不均衡的特点，主要集中在市中心的碑林区、新城区和雁塔区。陕西省图书馆、西安市图书馆等公共图书馆多聚集于此，其他各个区分布数量明显比较少。从标准差椭圆的大小和角度来看，图书馆的分布方向主要为东北—西南走向，并且图书馆和高校的分布呈现一定的相关性。

（二）集聚特征

1.核密度分析

总体来讲，西安市图书馆主要分布在莲湖区、碑林区、新城区和雁塔区，核密度指数过高，而核密度结果受区域面积影响。为了进一步说明主要分布区图书馆的分布特点，选取四个主要分布区和未央区、长安区、灞桥区的点再进行分析。结果见图3，分布特征呈现“三核心，多点”分布，三核心主要为碑林区与莲湖区的交界处、碑林区与雁塔区的交界处以及雁塔区内，多点主要分布在碑林区、雁塔区、灞桥区以及长安区南界周围。

2.平均最近邻指数

平均最近邻分析结果如图4所示，得到NNI值为029，Z得分为-16.93，p值为0。主要分布区的NNI为0.45，Z得分为-11.85，p=0，进一步说明西安市图书馆的空间分布为显著的集聚模式。

（三）集聚模式分析

西安市中心图书馆分布相对比较集中，是因为中心城区经济相对发达，商业和服务业更多集聚于此，交通也非常的便捷，为图书馆的布局提供了优势条件。加之碑林区自明清以来就是西安的政治、经济、文化和商业中心，集聚了很多学校和旧址。雁塔区有众多高等院校和科研单位，图书馆分布也较为密集。2000年以后，随着大学城和各个高校新校区的建设，图书馆的分布扩散至边远的区县，如长安区的西北工业大学图书馆，鄠邑区的西安交通工程学院图书馆，阎良区的西安航空学院图书馆，蓝田县的华西大学向阳校区图书馆等，使距离市中心较远的区域除了区县图书馆，还有高校图书馆分布。随着生活水平的提高，人们精神层面的追求也日益增长，各类专题图书馆如亲子阅读馆的建设，使图书馆的分布更为广泛。

四、讨论

图书馆作为一项公共文化服务设施，其目的就是为周边人们提供一个学习、阅读的公共场所。它的分布与城市人口分布存在著一定的相关性。西安市中心城区区域面积小，人口密度大，图书馆的集聚程度也明显高于周边区域。按照各个区县人口和图书馆数量的比例来看，它的集聚特征更为明显，这也符合主城区在长久发展中具备比较完善的公共设施。

随着《西安市建设“书香之城”实施方案》的出台，西安市正在通过硬件配套设施建设和全民阅读品牌的打造，推动全民阅读持续化、常态化发展，明确今后加强图书馆建设，支持实体书店发展等主要工作任务。目前，西安已经拥有8家“自助智能社区智慧图书馆”，其他各区县将继续开展各种活动，共同努力将西安打造成书香之城、阅读之城，让书香在潜移默化中萦绕古城，未来西安市各类图书馆数量将继续增加。本文对西安市图书馆空间分布分析，为西安市未来图书馆的规划和布局提供借鉴，为人们在生活中很方

便地选择最佳阅读场所及图书借阅服务提供个性化参考。

参考文献：

[1]黎夏，刘凯.GIS与空间分析：原理与方法[M].北京：科学出版社，2006.

[2]Koontz C.Library facility siting and location handbook[M].Westport：Greenwood Press，1997.

[3]袁浩，邓雷，等.基于GIS的公共图书馆可达性分析——以南京市为例[J].图书馆研究，2020（1）：19.

作者简介：何红（1989— ），女，回族，新疆石河子人，硕士，助理馆员，研究方向：图书管理与信息化建设。