重慶市渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)交通可達(dá)性研究

鄭稚棚　吳鳳敏　張斌　黃河　柳旭蕾　盧婭

摘 要：文章借助GIS軟件平臺(tái)，運(yùn)用柵格成本距離加權(quán)算法，全面考慮交通要素（公路、城市道路、農(nóng)村道路等）、自然地表要素（陸地和水域）及地形要素（坡度），分析渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)交通可達(dá)性特征（縣域、鎮(zhèn)域），結(jié)果表明：渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)整體交通可達(dá)性較低，3 h交通圈層總面積不到全域總面積的25%，通達(dá)性在政府駐地及其附近區(qū)域最高，向外逐漸呈放射狀遞減的趨勢(shì)，變化以平地較高，隨著坡度增加而逐漸降低。

關(guān)鍵詞：道路通達(dá)性 渝東南 時(shí)間成本 成本距離加權(quán)

中圖分類(lèi)號(hào)：F127 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）10（a）-0003-04

Abstract： This paper usedtime cost weighted method to calculate the road accessibility of county and town based on road factors （high way， urban road and country road）， natural surface factors （land and water area） and terrain factor （slope） in Southeast Chongqing. The result shows that， the area of 'Three Hours'road accessibility is less than 25% of total area of Southeast Chongqing. The study also finds that high accessibility areas area concentrated in seat near by the government and the road accessibility decreases with the increase of slope.

Key Words： Road accessibility； Southeast Chongqing； Time cost； Raster cost weighted

可達(dá)性的概念是Hansen在1959年提出的，認(rèn)為可達(dá)性是一種特定的交通系統(tǒng)從某一指定地點(diǎn)到達(dá)另一指定地點(diǎn)的難易程度[1]。可達(dá)性是反映交通成本的基本指標(biāo)[2]，是理解社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治觀點(diǎn)的基礎(chǔ)[3]。國(guó)內(nèi)外對(duì)可達(dá)性的研究對(duì)象為高速路網(wǎng)、城市環(huán)形公路、鐵路網(wǎng)、航空以及城市或區(qū)域綜合道路網(wǎng)等。對(duì)于交通可達(dá)性而言，其測(cè)量指標(biāo)為交通成本，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：距離、時(shí)間和運(yùn)輸成本[4-12]。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于可達(dá)性的計(jì)算一般采用矢量數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算直線(xiàn)距離、緩沖區(qū)或利用交通線(xiàn)路圖進(jìn)行拓?fù)渥儞Q來(lái)計(jì)算某一區(qū)域的空間可達(dá)性[13]，這些方法計(jì)算結(jié)果均為網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)狀結(jié)構(gòu)，不能對(duì)區(qū)域范圍的面狀空間對(duì)象進(jìn)行通達(dá)性分析，此外，也沒(méi)有對(duì)區(qū)域自然條件進(jìn)行考慮，與區(qū)域?qū)嶋H交通情況差異較大。基于柵格數(shù)據(jù)的成本加權(quán)距離計(jì)算方法可以很好地解決可達(dá)性測(cè)度中的以上問(wèn)題。王振波提出運(yùn)用柵格成本加權(quán)距離算法計(jì)算全國(guó)縣（市、區(qū)）域單元的空間可達(dá)性并進(jìn)行區(qū)域劃分，進(jìn)而探討中國(guó)大區(qū)域交通可達(dá)性與人口分布的關(guān)系，為區(qū)域規(guī)劃、交通規(guī)劃和中國(guó)人口配置提供科學(xué)依據(jù)[3]。

該文借助GIS軟件平臺(tái)，基于時(shí)間成本距離加權(quán)的方法，全面考慮交通要素（公路、城市道路、農(nóng)村道路等）、自然地表要素（陸地和水域）及地形要素（坡度），分析渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)交通可達(dá)性區(qū)域特征，為交通規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)和人口布局配置提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)及研究方法

該文以重慶市渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)6個(gè)區(qū)縣（黔江區(qū)、武隆縣、酉陽(yáng)土家族苗族自治縣、秀山土家族苗族自治縣、石柱土家族自治縣、彭水苗族土家族自治縣）、192個(gè)鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道為研究單元。研究采用第一次全國(guó)地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)（道路交通數(shù)據(jù)、水系數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、政府駐地等資料，數(shù)據(jù)截止時(shí)間為2015年6月底）和1∶5萬(wàn)DEM數(shù)據(jù)。其中道路交通數(shù)據(jù)包括公路、城市道路、鄉(xiāng)村道路等；水系包括河流、湖泊及水庫(kù)。

該文對(duì)區(qū)域可達(dá)性的計(jì)算定義為在一定時(shí)間內(nèi)，從該區(qū)域內(nèi)區(qū)縣或鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道駐地出發(fā)向周邊出行的平均距離，研究將區(qū)域地表類(lèi)型分類(lèi)兩類(lèi)，陸地和水域。陸地按照出行方式分為車(chē)行和步行兩種，其中，車(chē)行速度與道路類(lèi)型和道路等級(jí)相關(guān)；假設(shè)除道路外的陸地可以向任意方向出行，出行方式為步行，步行速度主要受坡度影響，按照不同坡度等級(jí)設(shè)定步行速度。為盡可能提高計(jì)算精度，像元大小選定為25 m×25 m。研究技術(shù)路線(xiàn)如圖1所示。

2 地物成本柵格圖

該文時(shí)間成本設(shè)定為平均出行25 m大約所需要的秒數(shù)，即：time_cost=90/speed，具體速度設(shè)定如表1所示。其中，公路出行速度設(shè)定結(jié)合《中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B 01-2014）》以及渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)實(shí)際情況，采用最高速度限制方法，高速公路設(shè)定為120 km/h，其余各級(jí)公路分別為100 km/h、80 km/h、60 km/h、40 km/h、20 km/h等；城市道路按照主干道、次干道和支路，速度分別為80 km/h、60 km/h、40 km/h；鄉(xiāng)村道路按照道路等級(jí)設(shè)定為20 km/h、10 km/h、6 km/h；考慮到水域同樣具有通行能力，水域平均出行速度為1 km/h。除道路之外的陸地，其出行速度按照坡度分級(jí)分別設(shè)定最高速度限制，考慮到大于35°人已經(jīng)難以通行，因此將最高速度設(shè)定為0.1 km/h。

按照要求，將各矢量數(shù)據(jù)層進(jìn)行時(shí)間成本屬性賦值，并轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù)，最后對(duì)各類(lèi)時(shí)間成本值柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行空間疊加得到空間地物的時(shí)間成本柵格圖（圖1～圖4）。圖中顯示，渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)可達(dá)性成本沿道路沿線(xiàn)最低（紅色區(qū)域），集中分布于每個(gè)區(qū)縣城區(qū)或鎮(zhèn)區(qū)附近；其次為區(qū)域內(nèi)部坡度小于15°的平坦地區(qū)（黃色區(qū)域），主要分布于渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)南部的秀山土家族苗族自治縣的樹(shù)枝狀峽谷區(qū)以及酉陽(yáng)土家族苗族自治縣的中部南北向狹長(zhǎng)谷地；可達(dá)性成本最高的地區(qū)為坡度大于25°的陡峭坡地（綠色區(qū)域）。

3 鎮(zhèn)域可達(dá)性分析

該文選取渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)192個(gè)鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道為研究單元，以每個(gè)鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道駐地具體位置建立POINT點(diǎn)對(duì)象圖層，在ArcMap中利用cost distance工具，基于time_cost圖層，計(jì)算出每個(gè)POINT點(diǎn)的成本加權(quán)距離，依據(jù)“3 h交通圈”目標(biāo)，按照30 min時(shí)間成本對(duì)每個(gè)點(diǎn)的柵格成本加權(quán)距離圖劃出6個(gè)圈層（圖5）。

從可達(dá)性數(shù)值分布來(lái)看，渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū) “3 h交通圈”總面積為4 089.85 km2，占區(qū)域總面積的20.65%，渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)鎮(zhèn)域范圍內(nèi)30 min交通圈層面積29.72 km2，占渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)總面積的0.15%；1 h交通圈層面積124.84 km2，占區(qū)域總面積的0.63%；2 h交通圈層828.28 km2，占區(qū)域總面積的4.18%。

空間格局上，渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)鎮(zhèn)域可達(dá)性最高區(qū)域主要集中在鎮(zhèn)區(qū)及其附近區(qū)域，且各區(qū)縣城區(qū)范圍內(nèi)的鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道可達(dá)性較高，整體上形成了以鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、街道駐地為核心，逐漸向外圍呈射線(xiàn)狀擴(kuò)散。交通可達(dá)性較高區(qū)域沿道路分布，因此交通可達(dá)性可以直接反映道路分布情況。此外，在沒(méi)有道路分布的區(qū)域，道路通達(dá)性以平地較高，隨著坡度的增加而逐漸降低。

4 縣域可達(dá)性分析

縣域（區(qū)）可達(dá)性分析則以各區(qū)縣政府駐地為POINT點(diǎn)，計(jì)算到達(dá)該駐地的時(shí)間成本，按照鎮(zhèn)域分析的方法，以每個(gè)區(qū)縣小于0.5 h、0.5～1 h、1～1.5 h、1.5～2 h、2～2.5 h、2.5～3 h共6個(gè)時(shí)間圈層，分別計(jì)算各個(gè)圈層的可達(dá)性面積（圖6～圖7）。

渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)交通可達(dá)性整體上較低，3 h交通圈層總面積不到全域總面積的25%，通達(dá)性在區(qū)縣政府駐地及其附近區(qū)域最高，向外逐漸呈放射狀遞減趨勢(shì)。其中，“1 h”時(shí)間圈層中，秀山土家族苗族自治縣可達(dá)性區(qū)域面積最大，表明秀山土家族苗族自治縣整體較為平坦，區(qū)域通達(dá)性較好；武隆縣道路通達(dá)性最差，主要原因是道路在布局上主要分布于城區(qū)附近，向外圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)延伸道路較少，交通條件較為閉塞。

5 結(jié)論與討論

渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)地處武陵山區(qū)腹地，由于地理?xiàng)l件的限制，交通較為閉塞，經(jīng)濟(jì)也較落后，目前仍然是重慶主城區(qū)較難輻射到的一個(gè)區(qū)域。因此對(duì)渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)的交通現(xiàn)狀以及交通可達(dá)性進(jìn)行分析，有利于后續(xù)交通布局及交通線(xiàn)路建設(shè)等，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

該文借助GIS軟件平臺(tái)，運(yùn)用柵格成本加權(quán)距離算法，對(duì)渝東南生態(tài)保護(hù)發(fā)展區(qū)鎮(zhèn)域及縣域可達(dá)性進(jìn)行分析，成果可以為區(qū)域規(guī)劃、交通規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

該文在交通可達(dá)性分析方面還存在一些問(wèn)題需要進(jìn)一步研究探討，首先文章對(duì)同一級(jí)別的道路采用了最高的速度標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有從實(shí)際情況考慮道路的通行速度；其次，對(duì)于時(shí)間成本的計(jì)算只考慮了道路、坡度及水域3個(gè)因素，沒(méi)有從用地類(lèi)型方面對(duì)交通可達(dá)性進(jìn)行分析，這些都是今后研究需要進(jìn)一步深入的方向。

參考文獻(xiàn)

[1] Water G.Hansen.How accessibility shapes land-use[J].Journal of the American Planning Association，1959，25（2）：73-76.

[2] 李平華，陸玉麒.可達(dá)性研究的回顧與展望[J].地理科學(xué)進(jìn)展， 2005，3（24）：69-78.

[3] 王振波，徐建剛，朱傳耿，等.中國(guó)縣域可達(dá)性區(qū)域劃分及其與人口分布的關(guān)系[J].地理學(xué)報(bào)，2010，64（4）：416-426.

[4] Dupuy Gabriel，Stransky Vaclav.Cites and highway network in Europe[J].Journal of Transport Geography， 1996，4（2）：107-121.

[5] Li Siming，Shum Yiman.Impacts of the national trunk highway system on accessibility in China[J].Journal of Transport Geography，2001，9（1）：39-48.

[6] Linneker B，Spence N.Road transport infrastructure and regional economic development：The regional developmenteffects of the M25 London orbital motorway[J].Journal of Transport Geography，1996，4（2）：77-92.

[7] Murayama Y.The impact of railways on accessibility in the Japanese urban system[J].Journal of Transport Geography，1994，2（2）：87-101.

[8] Gutierrez J，Gonzalez R，Gomez G.The European high speed train network：Predicted effects on accessibility patterns[J].Journal of Transport Geography，1996，4（4）：227-238.

[9] Bowen J.Airline hubs in Southeast Asia：national economic development and nodal accessibility[J].Journal of Transport Geography，2000，8（1）：25-41.

[10] 靳誠(chéng)，陸玉麒，張莉，等.基于路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的旅游景點(diǎn)可達(dá)性分析：以南京市區(qū)為例[J].地理研究，2009，28（1）：246-258.

[11] 張莉，陸玉麒.基于陸路交通網(wǎng)的區(qū)域可達(dá)性評(píng)價(jià)：以長(zhǎng)江三角洲為例[J].地理學(xué)報(bào)，2006，61（12）：1235-1246.

[12] Geertman S C M，Ritsema van Eck J R.GIS and models of accessibility potential：An application in planning[J].International Journal of Geographical Information Systems，1995，9（1）：67-80.

[13] 曹小曙，閻小培.經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)演化對(duì)通達(dá)性空間格局的影響：以廣東省東莞市為例[J].地理研究，2003，22（3）： 305-312.