基于GIS的上海市公共體育設施空間可達性與公平性評價

金銀日, 姚頌平, 劉東寧

(上海體育學院 體育休閑與藝術學院,上海 200438)

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基于GIS的上海市公共體育設施空間可達性與公平性評價

金銀日, 姚頌平, 劉東寧

(上海體育學院 體育休閑與藝術學院,上海 200438)

探討公共體育設施資源的可達性與公平性評價的理論與方法,利用地理信息系統(GIS)空間分析法對上海市公共體育設施空間可達性與公平性指數進行分析。結果顯示:上海市公共體育設施布局的集中與分散不盡合理,不同級別設施的可達性水平存在差異,數量多不一定可達性與公平性好;按街道劃分的區域間公平性指數存在差異,社區級公共體育設施公平性較好,城市級公共體育設施分布不均衡,公平性較差;公共體育設施的布局應充分考慮輻射面積和區域人口數量。

地理信息系統; 公共體育設施; 可達性; 公平性; 評價; 上海市

Author’s address School of Sport Leisure and Art, Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China

基于地理信息系統(Geographic Information System,GIS)的空間可達性研究已廣泛應用于公共服務設施的布局、選址與供給質量評價研究中[1]。城市公共設施可達性是體現城市公共設施社會公平性和合理性的重要指標,也為城市規劃和管理提供了科學依據和評價標準[2-3]。城市公共體育設施是為城市居民休閑體育活動直接或間接提供服務的社會性基礎設施[4],其服務輻射范圍和強度反映了城市公共服務機會和資源的供給問題[5-6]。研究城市公共體育設施的可達性和公平性,可以了解城市居民休閑體育需求是否得到滿足,也可以對城市公共體育設施的服務能力及供給質量進行客觀評價。國家體育總局最近公布的《體育發展十三五規劃》中提到,城市街道、鄉鎮健身設施覆蓋率超過80%,實現2020年人均體育場地面積達到1.8 m2的目標[7]。這些目標的達成并不是簡單的數量增加,而應是在體育設施服務公平性的基礎上,滿足城鄉居民多元化、多層次、多功能需求的供給。本文聚焦城市公共體育設施的供給質量問題,利用GIS空間分析手段探索與評價城市公共體育空間可達性和公平性。

1 可達性與公平性理論研究

1.1 空間可達性評價 公共設施的空間可達性(accessibility)是指擁有相應需求的人群通過某種交通方式從某一區位到達目標設施的便捷程度[8],即人們參加某種活動出行難易程度[9]或所花費的成本[10]。國外學者開展了大量的城市公共設施可達性研究。美國學者Hansen[11]用重力方法研究城市土地利用時首次提出了可達性的概念,其后Tomizawa[12]在公共體育服務設施區位配置模型(LA模型)中采用最短路徑計算法。隨著20世紀90年代GIS的普及應用,解決了空間分析的工具問題,空間可達性研究日益可視化和科學化。代表性的如Eck等[13]利用GIS技術分析商店的區位選擇,Gimpel[14]研究投票箱的可達性水平與居民參政意識之間的關系等?；贕IS的公共設施可達性評價方法有緩沖區分析法(buffer zone)、最小臨近距離法(minimum distance)、吸引力指數法(gravity index)、行進成本法(travel coast)[15]。

1.2 空間公平性評價 公共資源公平性評價有不同的定義,歸納起來大致可分為4類:以平等性衡量的分布公平性;基于公眾需求帶有補償性質的分布公平性;基于使用者要求的分布公平性;基于市場準則的分布公平性[16]。其中,學界所關注的重點是基于公眾不同需求考慮的設施布局的合理性程度,目的是減少設施供給的不平等程度,讓不同社會階層公平地接受公共服務[17]。關于公平性研究常見于按地區分布的公共資源分布公平性研究中。代表性研究包括Pinch[18]利用地理學原理對教育資源分配進行研究,Talen[19]在公園可達性評價基礎上分析公園分布的公平性差異。從國外研究中可以發現,首先通過GIS對設施空間可達性進行評價,再根據不同區域人口屬性進行公平性分析[20]。公平性指數計算方法大致有泰爾指數法(theil index)[21]、集中指數法(centralized index)[21]、洛倫茲曲線法(lorenz curve)[22]以及基尼系數法(gini coefficient)[23]等。

2 研究方法

2.1 數據來源

2.1.1 人口數據 根據第6次全國人口普查數據,按市、區、街道層級獲取人口普查信息。數據來源為上海市統計局公布的《上海市第6次人口普查數據公報》以及上海市各區第6次人口普查數據。

2.1.2 公共體育設施數據 共統計上海市公共體育設施3 148個。參考《城市社會服務設施規劃手冊》中制定的體育設施規劃等級標準[24],將城市公共體育設施歸納為居住區級(I)、社區級(II)、城市級(III)。其中,居住區公共體育設施2 385家,主要是健身點、健身苑,集中在上海市中心城區;社區級公共體育設施268家,主要是上海市政府投資建設的社區公共運動場及社區體育俱樂部;城市級公共體育設施495家,主要是具備一定規模的大中型體育設施。從數量看,城市級公共體育設施多于社區級,主要原因是政府投入的社區公共運動場和社區體育俱樂部數量有限。在分析過程中,以上海市城市空間結構特征為依據,分為內、中、外、郊4個圈層,每個圈層內公共體育設施數量均有區分(表1)。

2.1.3 地圖數據 利用上海市測繪院監制的上海市全域矢量地圖數據(比例尺為1∶10 000),通過ArcGIS10.0軟件中的ArcMap應用程序,按照上海市測繪院編制的上海市區詳圖以及2011年制定的各區行政區劃、街道區劃,勾畫出上海市、區線、街道邊界,以及外、中、內3條環線。

表1 上海市各圈層公共體育設施類型與數量 家

2.2 可達性與公平性指數構建

2.2.1 可達性指數 通過文獻研究認為,運用行進成本法評價城市公共體育設施的可達性較為合理可行。行進成本主要考慮的是與道路阻力相應的行進時間成本,因此也稱為時間可達性指數。本文行進成本值參考城市設施可達性相關參數[15],設定按不同道路類型的平均時速和行進成本值(表2),通過ArcGIS中成本距離(Cost distance)工具計算可達性指數,計算公式如下:

ACIi=1-Ti/T

(1)

式中:ACIi為第i個柵格值的可達性指數;Ti是第i個柵格的耗費時間成本距離值;T是全區域內耗費時間成本的最大值。

表2 不同道路類型的行進成本值

2.2.2 公平性指數 本文參考集中指數法,將某一區域的休閑體育設施數量和該區域人口進行對比分析,計算休閑體育設施數量和服務人口是否一致,以此評價設施分布的公平性。公平性指數公式如下:

(2)

式中:Ri為第i個區塊的公平性指數;Xi是第i個街道鄉鎮的人口;Yi是第i個街道鄉鎮相應的休閑體育設施數量;∑Xi、∑Yi分別是總研究區的人口和設施數量。Ri越接近于100,說明該街道鄉鎮的休閑體育設施與人口分布的結合程度越好;接近于0,說明休閑體育設施集中分布于某幾個街道,與人口分布的格局極不一致。

3 結果與分析

3.1 居住區級公共體育設施空間分析

3.1.1 空間可達性 通過I類設施空間可達性分析(圖1)可以看出:① 內圈層集中于徐匯區、黃浦區、虹口區、浦東新區部分區域,87.87%的可達性指數在1～0.96,可在5 min內到達最鄰近設施,可達性較好;另外,12.13%的區域可在5～15 min以內到達,主要位于以花木街道、四平路街道為中心的區域,可達性一般。② 中圈層在5 min空間可達性較好,其中以上崗新村街道、龍華街道、田林街道為中心的區域全域內5 min可到達最鄰近設施;而中圈層的東部和北部區域空間可達性指數偏低,約有27%的區域在5 min以上到達最鄰近設施。③ 外圈層出行5 min以內的區域占比為28%,超出5 min以外的區域約為72%,可達性水平較差的區域集中于吳淞街道、高橋鎮、高東鎮等。

圖1 I類設施空間可達性指數差值

Figure 1. Spatial accessibility index difference analysis of I type facilities

3.1.2 空間公平性 從I類設施空間公平性指數分析(圖2)可以看出:① 內圈層公平性指數約為40%,在3個圈層內屬于最低值,這表明相對而言,區域設施與人口分布的格局一致性較差。② 中圈層約為55.3%,低于平均水平,中圈層西南部設施呈現連續性,也符合人口聚集的現象;西部和北部呈現零星聚集分布。③ 外圈層公平性指數高達71%,高出全市平均水平,人口與設施分布趨于平衡。外圈層在區位上屬于人口分散區,居住人口不多,設施與人口分布較為均衡。中心城區有部分街道鄉鎮中沒有或缺少居住區級公共體育設施,如高橋鎮、高行鎮等鄉鎮。④ 從中心城區全域范圍看,公平性指數為56.24%,公平性水平不高,顯示人口與體育設施分布并不十分合理。

圖2 I類設施的空間公平性指數差值

Figure 2. Space equity index difference analysis of I type facilities

3.1.3 空間評價 綜合以上分析得出I類設施空間可達性與公平性指數對比情況(表3),從中可以看出這類設施雖然數量較多,但在空間上集中和分散不均衡,集中區域過于集中,分散區域過于分散。從公平性指數看,各圈層公平性指數分布不均,說明該類設施并未體現對區域內人口的服務均衡性。這類設施未來供給應向外圍區域發展。

表3 I類設施空間可達性與公平性指數

注：S為不同圈層不同時間內可達區域的面積,比例為不同可達區域面積占研究總面積的比例;表4、表5同此

3.2 社區級公共體育設施空間分析

3.2.1 空間可達性 從II類公共體育設施可達性指數分析(圖3)可以看出:① 內圈層可達性指數1～0.96的面積約占27%,包括半淞園路街道、徐家匯街道、南京東路街道等。總體看,5 min以內可達性較差,15 min以內空間可達性良好。② 中圈層在15 min以內空間可達性接近90%的區域。其中,四平路街道相對周邊鄰近街道可達性指數較低,真如鎮、大場鎮、彭浦鎮、張江鎮、北蔡鎮、三林鎮可達性一般。③ 外圈層有40%的區域在5 min內到達最鄰近設施,60%的區域在5～15 min內到達,主要位于浦東新區、寶山區、嘉定區的外環線附近區域。④ 郊圈層出行15 min以內的區域占比為86%,設施分布零散,郊野區縣大部分街道或鄉鎮都能獨自擁有一個公共體育場,可達性水平一般或較差的區域集中于城鎮建成區邊緣。

圖3 Ⅱ類設施空間可達性指數差值

Figure 3. Spatial accessibility index difference analysis of II type facilities

3.2.2 空間公平性 從II類設施空間公平性指數分析(圖4)可以看出:① 內圈層公平性指數約為60%,在4個圈層內屬于最低值,這表明相對而言區域設施集中度較高,公平性指數水平較好。公平性較好的鄉鎮街道包括新華路街道、天平路街道、洋涇街道,公平性需要提升的街道包括外灘街道、南京東路街道、寶山路街道等。② 中圈層、外圈層約為68%,與全市公平性指數一致,中圈層的龍華街道、漕河涇街道以及外圈層的臨汾路街道、浦興路街道的設施數量較少,而區域內人口較多,公平性欠缺。③ 郊圈層約為69%,高出全市公平性指數,說明雖然設施數量不多,但相對人口分布均衡合理布局,主要位于人口集聚城鎮,如奉賢區的南橋鎮等。

圖4 Ⅱ類設施空間公平性指數差值

Figure 4. Space equity index difference analysis of II type facilities

3.2.3 空間綜合評價 從社區級公共體育設施空間的可達性和公平性(表4)可以看出,此類設施在全市范圍內處于良好的供給水平上,空間上分散分布且可達性相對較好,適合居民空間出行方式;設施布局也適應了區域人口分布,各圈層內總體公平性較好。從全市區域看,數量有限,并不能達到出行10 min到達設施的理想可達性。

表4 Ⅱ類設施空間可達性與公平性指數

3.3 城市級公共體育設施空間分析

3.3.1 空間可達性 從Ⅲ類設施空間可達性指數分析(圖5)可以看出:① 內圈層可達性指數較高,1～0.96的面積比約占61%,主要出現在老西門街道、徐家匯街道、曹家渡街道等。這些區域內城市級專業體育設施如羽毛場館、網球場等數量較多;另外39%的區域可在5～15 min可達,它主要位于楓林路街道、斜土路街道、天目西路街道等。② 中圈層、外圈層均可在15～30 min以內可達最鄰近設施,設施空間可達性良好。③ 郊圈層出行30 min內可達區域占比約64%,超出30 min以外的區域約為36%,主要出現在郊區新城。表明可達性水平較差的區域集中于青浦區和松江區的西南部,靠近黃浦江源頭的淀山湖。

圖5 Ⅲ類設施空間可達性指數差值

Figure 5. Spatial accessibility index difference analysis of III type facilities

3.3.2 空間公平性 從III類公共體育設施公平性(圖6)看:① 內圈層公平性指數約為60%,在4個圈層內最高,表明相對區域設施與人口分布的一致性較好。局部區域的公平性指數較低的街道包括平涼路街道、淮海中路街道、濰坊新村街道等。② 中圈層公平性指數為53%,低于全域平均水平。主要是由于長征鎮、真如鎮等部分街道鄉鎮的公平性指數偏低,表明設施數量和人口分布不匹配。③ 外圈層的公平性指數近似于全市水平,公平性一般。④ 郊圈層公平性指數約為44%,公平性較低。部分新城人口聚集度不低,但配套城市公共體育設施并不匹配。如:嘉定鎮人口3.6萬人,設施數量10個,而南橋鎮人口36.11萬人,設施數量8個,單位設施服務人口數量較多,設施輻射人口負荷過重。

圖6 Ⅲ類設施空間公平性指數差值

Figure 6. Space equity index difference analysis of III type facilities

3.3.3 空間綜合評價 由Ⅲ類設施空間可達性與公平性指數(表5)看出,城市級公共體育設施從數量上可以滿足城市居民需求,但在分布上不盡合理,集中分布于中心城區,可達性水平在中心城區較好,外圈層較差。從設施公平性看,人口一致性水平一般,尤其是郊圈層較差,集中式分布影響了設施的服務輻射和利用效率。上海市大型體育設施建設在中心城區飽和,且考慮到中心城區的用地限制,未來必定在城郊分散布局。

表5 Ⅲ類設施空間可達性與公平性指數

4 結束語

從上海市公共體育設施可達性和公平性指數分析可以看到,集中與分散布局不盡合理,不同類型設施的可達性水平存在差異,數量多不一定可達性好。同時,區域體育設施數量與輻射人口存在差異,公平性水平在各類型體育設施表現不同,可達性好不一定公平性也好,可達性好不一定有更多的需求。從局部看,目前居住區級體育設施在城市中心區分布集中,雖然可達性較好,但公平性水平并不高,激發居民體育活動潛力不足,未來發展存在局限。以社區公共運動場、百姓健身房等設施為代表的社區級公共體育設施受到更多居民的喜愛,目前的空間布局也較為合理,但數量有限,是未來的重點發展方向。城市大型體育設施雖然是滿足居民休閑體育需求的極佳空間設施,但其建設用地面積大、成本高,不可能大幅度增加。對城市現實狀態的公共體育設施而言,充分挖掘設施的空間潛能,服務更多的人群,提升服務能力水平是對城市公共體育設施供給提出的新需求。

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GIS-based Spatial Accessibility and Equity Evaluation of Urban Public Sports Facilities in Shanghai

JIN Yinri, YAO Songping, LIU Dongning

The study explored the theories and methods of equity evaluation and accessibility of public sports facilities. GIS spatial analysis method is used to analyze the accessibility and equity indices of the public sports facility spaces in Shanghai. The results show that the layout of public sports facilities in Shanghai is not quite reasonable. The accessibility of sports facilities at different levels varies a lot. The large quantity does not mean the better accessibility and equity. There is a difference in the interregional equity index. The public sports facilities in communities are fairly equal; but the urban public sports facilities are unevenly distributed and pretty poor in equity. Therefore the layout of public sports facilities should take into account of the radiating areas and population.

geographic information system(GIS); public sports facilities; accessibility; equity; evaluation; Shanghai

2016-09-20；

2016-12-27

國家社會科學基金資助項目(14BTY028)

金銀日(1971-),男,吉林梅河口人,上海體育學院副教授,博士;Tel.:(021)51253399,E-mail:jinri@sus.edu.cn

G80-05

A

1000-5498(2017)03-0042-06

DOI 10.16099/j.sus.2017.03.006