基于GIS的京津冀景區空間格局與可達性研究

2018-05-04 07:25:32楊磊

城市勘測 2018年2期

楊磊

(天津城建大學地質與測繪學院，天津 300384)

1 引言

京津冀地區風景秀麗，地域遼闊，人口密集，是我國經濟最具活力、開放程度最高、創新能力最強、吸納人口最多的區域之一。隨著近年來京津冀協同發展的深入，旅游業以較低的資源消耗、高度的產業關聯、緊密的地域聯系、顯著的富民效應，在三地協同發展中理應占有更重要的位置。但目前由于缺乏統一的認識和協調一致的措施，從而導致京津冀旅游發展各自為政，缺少一個能夠反映該區域旅游資源特色和魅力的協同發展規劃和機制。因此，對京津冀地區旅游資源進行及時有效的空間分析是京津冀旅游協同發展的關鍵一步，有利于破除隱形壁壘、打破行政分割，調整京津冀區域旅游集散結構，實現優勢互補，整合三地旅游資源，實現京津冀旅游一體化。

2 數據來源與處理

本文中全部360個景點信息來自于2016年京津冀三省市旅委網站的統計數據。對于其空間位置，為了提高本文研究的精確性，本文利用了騰訊地圖的坐標拾取系統，從而快速準確地獲取到了每一個景點的地理坐標。在拾取過程中，選取景點坐標時主要以該景點的游客主入口或者游客中心為參照物，對于某些面積較大且無明確出入口信息的景區，取其質心坐標作景點坐標。

要實現空間可達性，其中交通網絡是最重要的基礎之一，本文中的道路數據來源于對2015年該地區數字地圖的矢量化。該地圖包含必要的地名、鐵路、道路等數據信息豐富，特別是道路間的不同等級信息非常完整，符合本文所需要求，為全面地構建京津冀地區交通網提供了原始數據支撐。在矢量化過程中，按照道路類型進行統一矢量化。本研究重點提取了城市間的高速、各市區內主干道及快速路和三個地區的國省干道，由于部分縣鄉道路和市區的地鐵不在本研究范圍內，故不做提取。研究過程中行政邊界的矢量數據來自1∶400萬中國基礎地理信息數據。而需要進行特別說明的是，本文中所研究的可達性是不考慮人為偏好、道路擁擠和交通組合等方面的一種無障礙的可達性，只是理論上的可達性。

3 旅游景點空間格局分析

空間格局是指地理環境的外觀、所處狀態、地理環境之間的內在聯系在空間所呈現的結構和格式。區域旅游資源的空間結構對旅游者的空間行為方式，對景點的分布狀況及數量組合關系，也將對我們未來景區的開發速度、強度和開發后的經濟效益產生深遠影響。

熱點地區是景點在空間上大量聚集、密度較大的區域[1]。利用Getis-Ord Gi*熱點分析技術(Hot Spot Analysis)，通過此工具，我們可以來識別有統計顯著性的熱點和冷點，從而實現對京津冀地區旅游景點進行熱點區探測，同時結合ArcGIS10.1軟件對旅游景點的熱點區進行可視化顯示，熱點地區即為該地區旅游景點的聚集分布地區。

本文中熱點分析的工作原理是查看一定范圍內每一個景點的地理位置，即鄰近要素環境中的每一個要素。通過對數據集中的每一個要素計算Getis-Ord Gi*統計，可以在空間上由得到的p值和z得分找出高值或低值要素發生聚類的位置，再通過可視化的手段呈現出來。

Getis-Ord Gi*局部統計可表示為如下公式：

(1)

試中xi，j則為要素j的屬性值，wi，j是要素i和要素j之間的空間權重，而n為要素總數，且：

(2)

(3)

圖1 京津冀地區旅游景點熱點分析

如圖1所示，總體來看，在京津冀范圍內，最大的熱點地區仍然集中在北京市中部及西北部，在環北京地區分布著次一級的熱點地區，包括天津市和河北省部分縣市。這主要是由于首都地區歷史文化底蘊厚重、人文、自然景觀資源相對其他地區更為豐富，同時，區位條件優越、各城市間交通便利，城市集群程度較高分布，常駐人口眾多，經濟發達，旅游發展起步早且各項基礎配套設施完善，對旅游的需求旺盛，客源市場也很廣闊。

河北省的西南部(沿太行山一帶)以及河北省北部(張家口、承德、唐山和秦皇島)，由于境內山巒迭起，風景迤邐，西為太行山地，北為燕山山地，東北沿海有沙灘海島，山水相融，自然風光資源極其豐富。在熱點分析圖上，這些地區也表現出了一定的聚集度，但由于部分景區交通不便、區位不明顯、發展起步較晚、景區管理配套能力不足和周邊縣市經濟水平不高等綜合原因導致景區集聚程度低于北京市及其周邊地區。

相比之下，在河北省的東南部，僅有少量的縣市形成了熱點區，其他地區均為冷點區，與環北京區域，甚至是河北省其他地區均形成了鮮明對比。主要是因為這些縣市旅游產業相對起步較晚，旅游配套設施不健全；其次當地產業發展也以工業為主，對旅游業的依賴較弱。以衡水市為例，全市旅游總收入僅為規上工業主營業務收入的十六分之一，可見旅游產業在該市國民經濟所占比例較低[2]。另外這些地區經濟、交通發展相對落后，旅游市場需求較小，雖然近幾年隨著產業結構的調整，但與北京市及其周邊地區相比仍有不小差距。綜合上述的原因，導致了該地區大量冷點區的出現。

4 旅游景點可達性空間格局

在字面上，可達性(Accessibility)可理解為從一點到另一點的難易程度，最常運用在交通運輸層面上，用來反映出空間對象之間克服距離障礙進行交流的成本差異[3]。

隨著GIS技術不斷成熟，目前為定量測算可達性GIS提供了兩種方法評價一個地區的可達性，第一種是基于矢量文件的網絡分析算法，第二種為基于柵格文件的成本加權算法。基于矢量的網絡分析算法測算的是點對點的距離，而整個京津冀區域面間的可達性只能根據域內節點插值得到，典型的有鄧華僑等借助了克里金插值法繪制了成都市AAA級及以上旅游景點可達性專題圖[4]。該方法雖然也能得到所有景點的可達性結果，但在面域上的可達性精度不夠準確，為了避免網絡分析的這種缺點，提高分析結果的精度，本文決定采用成本加權柵格算法先將柵格數據抽象成圖的結構，然后再測算京津冀地區的可達性，在柵格數據上借助最短路徑法計算每個網格到某個目的網格的最短加權距離[5]。

(4)

式中，n為像元總數；Ci表示的第i個像元的耗費值；Ci+1是指沿運動方向上的第i+1個像元的耗費值。

技術流程圖如圖2所示：

圖2 柵格算法技術路線

評價可達性的目的是比較某一區域交通運輸便捷程度以及這個區域的區位優勢，由交通線路通行的可逆性，計算過程中可以先將每一個旅游景點作為耗費距離的源點，測算出其通過現有的交通網絡到達京津冀整個區域內任意一個柵格所花費的時間，每一個旅游景點通過交通網絡到京津冀區域內任意柵格所花費時間的最小值即這一柵格到旅游景點的可達性[6]。

首先對京津冀三省市交通地圖進行矢量化，建立不同的矢量要素層并賦予時間成本字段，主要對象為高速鐵路，鐵路，高速公路，國省干道和部分景區連接道路等。由于不同地區交通類型具有不同的通行速度，參考前人研究結果[7，8，9]和相關國家規范，如《中華人民共和國公路工程技術標準(JTGB01-2003)》，2010年中國不同等級的鐵路里程和速度標準等等，根據上述國家規范中各等級鐵路、公路的設計通行時速對研究過程中所需要的時間成本進行設置，本文擬采用表1的時間成本為各個柵格圖層賦值。其中本文設定高速公路的速度為 120 km/h，高鐵的速度為 300 km/h，由于京津冀地區高速公路沿線出入口分布及鐵路火車客站分布密度均較大，是否封閉處理對可達性測算結果影響并不明顯，故本文對其不做封閉式處理。另外，針對各地區普遍存在低等級公路無法在地圖中進行表現的情況，本文設置了 20 km/h基底速度，用來進行模擬空白區域的速度值。然后將得到的各類型的交通矢量圖進行合并，得到總的交通矢量底圖，再將該矢量底圖柵格化，柵格數據的取值字段為成本值，采用的是用 1 km×1 km的柵格網，最后用重分類方法對路網空白處賦值，這樣我們就得到了帶有時間成本的空間成本柵格。

通行速度及時間成本設置表1

結果如圖3所示，京津冀地區的可達性值的空間分布仍然呈現出“中心-外圍”的模式，主要核心為京津兩地，其次，石家莊也形成了向外呈圈層式逐步遞減的格局。總的來看，京津冀地區的景區平均可達性水平非常高，絕大部分的景區都能在 120 min內到達，即使是東部部分山區的景點，也能在很快的時間內到達鄰近城市，這一數據遠遠高于全國平均水平。

可達性最優區出現在京津冀的核心城市—北京，其路網密度大，各類景區密集，可達性條件最優，絕大部分的景區都能在 90 min內到達，例如位于北京市區的故宮博物院、景山公園、頤和園和奧林匹克森林公園等；靠近北京周圍的縣市，如廊坊、唐山和保定，這些城市受益于通往北京的交通流線過境，可達性普遍都非常好。

天津市和石家莊市由于大量的公路、鐵路過境，可達性程度同樣很高，并在區域內也分別形成了中心。特別是天津市，其高速公路密度為全區域最高，并多條均過境該市。天津市區的景區，如古文化街、意大利風情區、五大道等景區均能在 90 min內到達，即使是北部山區的薊縣盤山景區，也表現出較高的可達性，體現出天津市通暢的交通大環境。石家莊是我國的主要鐵路城市，其交通可達性優勢在區域中也十分明顯。同時，隨著基礎設施建設的深入，西部山區的景區也變得更加通達，很多景區也都能在 120 min內到達。

圖3 京津冀地區旅游景點可達性情況

秦皇島、衡水、邢臺三市位于區域腹地，可達性條件尚好，大部分景區能在 180 min內到達。可達性尚不理想的有邯鄲、張家口和承德三市，邯鄲市雖然道路密度并不低，但由于偏離區域幾何中心北京較遠，但總體花費時間變得很高，于是也出現了部分高值。可達性最差的是張家口市和承德市偏北部的部分景區，如圖3所示結果中也出現了大量的高值區，這些地區普遍位于燕山山脈，道路條件欠佳，部分景區的通達時間達到了 480 min。

5 結論與展望

本文研究顯示，京津冀地區3A級及以上景點的空間分布總體上呈現出聚集分布的特點，但分布不均勻，且在個別地區集聚程度高；京津冀地區整體的旅游景點交通可達性較好，其空間分布具有明顯的交通指向性，可以看出旅游景點分布和可達性主要受自然環境、經濟發展、人口規模、路網結構的地區差異以及評級體系等因素的影響，景點的平均可達時間為 90 min，80%的景點可達性在 120 min以內，但這并不能掩蓋該區域邊緣地區景點的空間連通性還不完善的事實，特別是省域交界地帶，如冀蒙交界、冀遼交界地帶等，因此要建立打通交通瓶頸，加快建設聯系相鄰省區的道路和基礎設施，迎合旅游方式由觀光型向度假型轉變的需求，實現旅游景點和旅游線路的有機鏈接。

受數據獲取難度和篇幅所限，本文沒有考慮地形、水路、高速公路封閉性和航空交通的影響，也沒有考慮不同地形地區同級別線路的差異以及不同級別景點的空間分布、關聯特征及其空間結構差異對可達性的影響，這也是下一步研究的關鍵。

[1] 潘竟虎，李俊峰. 中國A級旅游景點空間分布特征與可達性[J]. 自然資源學報，2014，29(1)：55～66.

[2] 河北省衡水市統計局，國家統計局衡水調查隊，衡水市2016年國民經濟和社會發展統計公報[M]. 北京：中國統計出版社，2016.9.

[3] 劉常富，李小馬，韓東. 城市公園可達性研究——方法與關鍵問題[J]. 生態學報，2010(19)：5381～5390.

[4] 鄧華僑. 成都市旅游景點地理空間分布特征及其可達性研究[D]. 成都：成都理工大學，2016.

[5] 靳誠，陸玉麒，范黎麗. 基于公路網絡的長江三角洲旅游景點可達性格局研究[J]. 自然資源學報，2010，25(2)：258～269.

[6] 潘竟虎，從憶波. 中國4A級及以上旅游景點區空間可達性測度[J]. 地理科學，2012，32(11)：1322～1327.

[7] 李旭，陳德廣. 鄭汴一體化地區旅游景區的空間結構分析[J]. 河南大學學報·自然科學版，2011，41(5)：494～499.

[8] 閆慶武，卞正富，王楨. 基于空間分析的徐州市居民點分布模式研究[J]. 測繪科學，2009，34(5)：160～163.