基于POI數據的鄭州市休閑農業空間分布特征

馮理明　吝成旺　劉召強　楊延基　王鵬飛

摘要：基于休閑農業興趣點（POI）大數據，運用Ripleys K函數、核密度估計和回轉半徑等GIS空間分析方法，對鄭州市休閑農業空間分布及其不同類型服務產品的分異特征進行探究。結果表明，鄭州市休閑農業空間分布整體上形成“一軸兩帶多核”的發展格局，局部熱點區域分散分布，如惠濟區的古滎鎮、二七區的侯寨鄉、新鄭市的郭店鎮等;各主類中農事體驗類數量占比最大，休閑觀光類和農業科技類次之，而鄉村文化類和特色村鎮類占比最少;休閑農業總體上呈顯著聚集型分布模式，且不同的主類在多尺度上的空間聚集表現不同，農事體驗類區位布局選擇的空間尺度范圍較大，農業科技類次之，而休閑觀光類區位選擇的空間尺度范圍則最小;鄭州市休閑農業旅游資源總體上構成了距離城市中心約20～40 km的一日游圈層和60～80 km的二日游或多日游圈層。

關鍵詞：POI數據;休閑農業;空間分布;鄭州市

中圖分類號： F592.7;F323.4

文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）02-0033-08

收稿日期：2019-09-29

作者簡介：馮理明（1995—），男，河南周口人，碩士研究生，從事GIS與風景園林規劃研究。E-mail：1164047837@qq.com。

通信作者：王鵬飛，博士，教授，從事風景園林規劃與設計研究。E-mail：188792041@qq.com。

休閑農業是農業現代化進程中，農業資源與旅游活動融合而逐漸形成的一種緊密依托社會經濟發展并服務于都市旅游主體的產物[1]。從農家院、農業觀光園到田園綜合體，休閑農業衍生出多元的服務形式，其發展對于農村轉變農業發展模式、增加農民就業、加快農村脫貧和實現鄉村振興等方面具有重要意義[2]。科學合理的區位布局是區域休閑農業走向可持續發展的基礎，因此其空間分布特征及影響因素受到諸多學者關注。國外學者對休閑農業的研究多聚焦于發展現狀[3]、產業布局模式[4]、影響機制[5]和旅游客體的滿意度評價[6]等方面。近年來，我國對休閑農業空間分布的研究也有較多涉及。研究尺度上，從全國[7]、省域[8]和市域[9]，到單個休閑農業點的微觀研究[10];研究方法上，隨著各學科融合研究成果由早期偏向于定性轉向定性定量方法結合，運用數理統計[11]、模糊綜合評價法[12]和GIS空間分析等方法[13];研究對象上，分別對各樣本區域的星級農家樂[14]、休閑農莊[15]及鄉村旅游地[16]等旅游產品形式進行了探究;研究內容上，國內學者從空間分布格局[17]、空間結構演化[18]及影響因素[19]到驅動機制、優化策略[20]進行了探討。

雖然目前對休閑農業空間分布特征的研究成果較多，但從數據來源上多基于示范點坐標拾取及調研統計等小樣本數據;在研究方法上，鮮有利用GIS空間分析方法對鄭州市休閑農業的空間布局特征進行探究。繼中原經濟區、中原城市群等國家區域戰略實施后，鄭州市又于2016年12月入選“國家中心城市”，其城市空間迅速擴張，城鎮化率不斷提高，但土地合理利用率較低。如何以休閑農業布局優化配置為導向，滿足城市旅游主體休閑娛樂、旅游觀光的同時促進轉變都市圈農業經營方式，成為值得深入探討的問題。

近年來，隨著互聯網技術迅猛發展，大數據被應用于各學科領域的研究。地圖導航興趣點（points of interest，POI）作為大數據諸多矢量數據類型的一種，具有覆蓋范圍廣、信息量大、實時性強、精度高等特點，能夠更準確地揭示目標物的空間分異特征[21]。因此，本研究以鄭州市為研究區域，選取2019年3類POI數據，借助ArcGIS空間分析工具，對鄭州市休閑農業區位布局及其不同類型服務產品的空間分布差異特征進行探討，以期為優化其業態布局、科學制定旅游規劃及合理配置資源提供科學依據。

1 研究區域概況

鄭州市地處黃河中下游，伏牛山脈東北翼向黃淮平原的過渡交界帶（圖1），是中原經濟區區域中心城市、國家中心城市，現轄6區5市1縣，全市總面積為7 446 km2，總人口約為1 013.6萬人，城鎮化率達72.2%，城鎮居民可支配收入為36 050元，其經濟發展水平和城鎮化率的提高為休閑農業的發展提供了良好的經濟基礎和消費潛力。同時，鄭州市又是國家歷史文化名城、國家園林城市，擁有嵩山風景區、黃河風景名勝區、黃帝故里和商城遺址等豐富的旅游資源。2018年，鄭州市全年實現旅游總收入1 387.4億元，比上年增長16.1%。在全國農業主體功能區劃中，鄭州市對應為優化開發農業區，旨在通過高科技引領的農業產品化、園藝化為途徑，開發生態、文化特色明顯的鄉村旅游、都市農業及其衍生服務產品[22]。作為中原城市群重要的現代農業基地與華夏文明傳承區，鄭州市在發展休閑農業產業方面有著較大的潛力與優勢。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源及處理

POI數據作為一種代表地理實體的矢量點狀要素，包含名稱、詳細地址、類別編碼、經緯度和4級分類等詳細屬性信息。本研究所涉及的POI數據主要來自高德地圖，數據采集時間為2019年7月。初始數據包括體育休閑服務、風景名勝區和公司企業3大類73小類的數據類型，共52 264個POI數據。然后將數據添加到ArcGIS 10.2中空間匹配后根據類別進行初步篩選，將與休閑農業相關類型進行提取后去重并刪除無效信息點，共篩選出1 098個興趣點。最后根據每個點的名稱屬性進行關鍵字段如“山莊”“農莊”“農業體驗”“生態園”等進行2次細分后，將其與行政區劃屬性匹配后進行空間分析。

2.2 研究方法

2.2.1 Ripleys K函數分析 由于空間位置的相對性，點狀要素在不同的空間尺度下會呈現不同的分布模式和聚集程度[23]。較小尺度下，為集聚型分布，隨著尺度變大，可能表現出離散或隨機分布。Ripley提出一種多距離空間聚類方法——Ripleys K函數，來識別不同尺度下點要素的空間分布類型，公式如下：

2.2.2 核密度估計法 區域內點要素的分布密度通常用核密度估計加以表征，通過區域內POI的分布密度[fh（p）]在空間上的形態特征和變化來表達休閑農業POI的空間分布格局[25]。表達式如下：

3 結果與分析

3.1 資源類型分析

參考任開榮等對休閑農業資源的相關分類研究[26]，并根據鄭州市休閑農業自身的發展現狀和產業特點，將其劃分為休閑觀光類、農事體驗類、農業科技類等5個主類和18個亞類（表1）。由表1可知，目前鄭州市休閑農業主類中農事體驗類的POI數量最多，占比達到53.92%;休閑觀光類和農業科技類次之，而鄉村文化類和特色村鎮類占得比重則較少，僅占3.28%和3.47%。在亞類中采摘園、休閑農莊、生態體驗園和科技產業園的占比較大，而農業文化園、民俗園、歷史文化名村則較少。

將各區和縣級市內分別擁有休閑農業各主類資源數量統計后，用ArcGIS 10.2軟件將其用自然間斷點分級法分級后進行可視化顯示（圖2）。由圖2可見，從數量上，休閑農業資源總體分布在市區外圍的3市1區1縣（滎陽市、新密市、新鄭市、中牟縣、惠濟區）內，其中滎陽市內分布休閑農業POI數量最多，新密市、新鄭市、中牟縣和惠濟區處在第2梯度，而鞏義市和登封市則分布較少;從類型上看，休閑觀光類多分布于登封市、滎陽市、惠濟區等自然資源本底較好的縣級市、區;農事體驗類和農業科技類則分布在地勢平坦、農業基礎較好的中牟縣、滎陽市和惠濟區轄區內;鄉村文化類和特色村鎮類主要分布于將現代鄉村與文化結合較好的新鄭市、中牟縣，其次是將傳統村落與現代農業結合較好的登封市、新密市和滎陽市。

3.2 多尺度空間聚集特征

基于Ripley K函數計算休閑農業各主類的多尺度空間聚集特征（圖3），結果表明，在99%置信

度下，在100 km的觀測范圍內，鄭州市休閑農業總體和農事體驗主類呈現出顯著的聚集特征，休閑觀光類和農業科技類則在80 km的觀測范圍內呈集聚分布，鄉村文化類在5 km觀測范圍內呈凝聚分布態勢，隨觀測距離增大表現出離散趨勢，而特色村鎮類則處于隨機分布狀態。從出現最高聚集度的距離來看，農事體驗類和農業科技類在較大的空間范圍內表現出聚集特性，其最高聚集度出現在35 km和25 km處;休閑觀光主類最大聚集度半徑相對較小，出現在20 km處;而鄉村文化類則為最高聚集度距離最小為5 km，說明其區位布局選擇的尺度閾值較小。

從休閑農業亞類特性及其分布來看，以農事體驗類為主的體驗園、采摘園、農家樂等亞類，空間區位對其布局干擾較小，其分布分散于鄭州市的核心區和邊緣區，以便實現更大的服務覆蓋;部分亞類對城市區位選擇較高，如以休閑觀光類的農業觀光園、度假村及休閑農莊等;以鄉村文化和特色村鎮類的農業博覽園、示范村等傾向于分布在鄭州市的邊緣區;而以農業科技為主的科技產業園、農業示范園和種植基地會受到空間區位的“雙重約束”，既要利用核心區技術、人才和消費潛力的優勢，同時又要保證生產和發展規模，所以多集中分布于核心區與邊緣區的中間交界面上。

3.3 空間分布格局

在ArcGIS軟件中對鄭州市休閑農業POI進行核密度分析，生成核密度柵格圖（圖4），并利用自然間斷點分級法將其具體密度值劃分為高值區、較高

值區、中值區、較低值區和低值區5個等級。根據鄭州市休閑農業總體核密度中值以上分布區域可歸納為呈“一軸兩帶多核”分布，“一軸”是指貫穿鄭州市域南北的滎陽市與三區（惠濟區、中原區、二七區）交界處和新密市與新鄭市交接處連接而成的休閑農業帶;沿嵩山、箕山南部的山前平原帶和背依黃河自然風景區的鞏義市、滎陽市及惠濟區北部的沿黃休閑農業旅游帶為“兩帶”;“多核心”指分散分布的局部熱點區域，如惠濟區的古滎鎮、二七區的侯寨鄉、新鄭市的郭店鎮及滎陽市的北邙鄉等地。整體來看，鄭州市休閑農業分布表現出緊密環繞都市圈外圍分布，以自然風景區為依托和以農業為基礎的分異規律。

將休閑農業5個主類的核密度結果與各鄉鎮點位疊加（圖4-b至圖4-f），進一步探究其微觀的分布特征。休閑觀光類空間分布形態上呈“人”字形，具體由滎陽市與鞏義市交界處米河鎮-劉河 鎮- 廟子鄉-尖山鄉密集區組成的西部帶，新密市和新鄭市交界處賈峪鎮-侯寨鄉-龍湖鎮-郭店鎮-辛店鎮密集區組成的南部帶和沿黃河的北邙鄉-古滎鎮-花園口鎮-雁鳴湖鎮的北部帶，而西南部則形成以嵩山景區輻射外圍的集聚中心;農事體驗類的分布與休閑農業總體的分布態勢大體一致，其主要原因是由于在現階段鄭州市以農事體驗為主的農家樂、采摘園等休閑農業初級產品形式還占主要成分;農業科技類核密度高值及較高值區空間分布初步形成近中心區聚集分布，邊緣片區“孤島”式密集分布中心也在逐步形成，如鞏義市的康

店鎮、登封市的君召鄉、中牟縣的姚家鎮等;而鄉村文化類和特色村鎮類分布則具有顯著的邊緣特征，由于鄉村文化村落區位選擇的特殊性，決定了其分布現狀，典型的分布區域有鞏義市的河洛鎮、登封市的潁陽鎮和新鄭市的觀音寺鎮等。

3.4 圈層結構分析

利用回轉半徑法分析鄭州市休閑農業旅游資源分布的圈層結構（圖5）。在ArcGIS 10.2中，用Multi-distance buffer工具以鄭州火車站為圓心，10 km 為半徑增量生成多級緩沖，統計每個圈層內擁有各類休閑農業旅游資源的數量（圖6）。可以看出，鄭州市休閑農業主要分布于以火車站為圓心的30 km圈層范圍內，且總體上由中心向外圍逐漸減少，在70 km處由于登封市嵩山風景區和鞏義市孟寨嶺等景點的輻射帶動作用，形成了鄭州市休閑農業的外圍旅游圈層，總體上構成了20～40 km的一日游圈層和60～80 km的二日游或多日游圈層。從各主類的圈層分布數量來看，20～40 km范圍內農事體驗類分布數量占比達到最大;30 km范圍內休閑觀光類和農業科技類分布較為集中;70 km處特色村鎮類和鄉村文化類分布數量占比達到最大。

另外，圈層內休閑農業的分布現狀與路網結構也有著密切的關系。用ArcGIS 10.2軟件中的Near工具計算出每個休閑農業點與鄭州市道路交通（高速、國道和省道）的歐式距離，并統計每個距離范圍內所擁有的各類型休閑農業主類數量（圖7）。結果表明，鄭州市休閑農業總體分布在距離道路交通的0～3 km范圍內， 占比達到78.51%， 說明鄭州市休閑農業具有明顯的沿交通軸線分布的特征。從各個類型上看，在0～3 km距離范圍內，農事體驗類和農業科技類對交通的依賴性最高，其數量占同類的85.47%和79.49%;休閑觀光次之，占比為 76.17%;而鄉村文化類和特色村鎮類對交通依賴性占比最少，分別為68.42%和71.05%。

4 結論與討論

采用POI地理空間矢量數據，運用Ripleys K函數、核密度估計和回轉半徑等空間分析方法，從資源類型、多尺度空間聚類、分布密度和圈層結構方面，對鄭州市休閑農業區位分布特征進行了多方位探究，主要結論如下：（1）從資源類型分布上看，鄭州市休閑農業資源中，以體驗園、采摘園及農家樂等形式的農事體驗主類旅游產品占比最多，休閑觀光類和農業科技類次之，而以農業文化園、民俗園和生態文化村等關鍵字段的鄉村文化與特色村鎮主類占比最小。（2）從多尺度空間聚類特征上，鄭州市休閑農業總體分布類型上表現為凝集型分布，農事體驗類受空間距離的干擾較小，區位選擇自由性更大;休閑觀光類區位布局的空間尺度閾值較小，多分布于鄭州市域邊緣區;農業科技類由于受“雙重約束”，在市區與邊緣的中間地帶環鄭州市繞城高速密集分布;而鄉村文化類和特色村鎮類則表現為隨機分布。（3）從空間分布格局上，鄭州市休閑農業總體呈“一軸兩帶多核”分布態勢;局部熱點區域分散分布，如惠濟區的古滎鎮、二七區的侯寨鄉、新鄭市的郭店鎮和滎陽市的北邙鄉等，整體來看，鄭州市休閑農業分布表現出緊密環繞都市圈外圍分布，以農業為基礎和以自然風景區為依托的分異規律。（4）從圈層結構上，鄭州市休閑農業形成了多圈層休閑農業旅游結構。分別為距中心城區20～40 km的一日游內部圈層;距中心城區60～80 km的二日游或多日游邊緣圈層。其次，鄭州市休閑農業POI多分布在距離公路0～3 km范圍內。

在鄉村振興的時代背景下與國家中心城市政策拉動鄭州市經濟快速增長中，由于特有的資源類型與旅游消費方式，鄭州市休閑農業的發展將迎來新的機遇。基于大數據的城市休閑農業的空間分布特征有助于更準確地揭示其分異規律，為今后鄭州市休閑農業的發展規劃、資源的合理配置提供科學依據。本研究僅著眼于鄭州市休閑農業的靜態布局特征，未來將采集不同年份的休閑農業POI數據進行分布對比，挖掘其時空演化規律及其影響因素。

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