基于GIS 的公共服務設施服務區分析評價
——以魏縣中心城區為例

■ YU Bo XU Shiyu

1 概述

1.1 研究背景

為響應自然資源部關于建立國土空間規劃體系并監督實施的要求，按照自然資源部關于市縣國土空間總體規劃編制工作的總體思路，需要對資源環境承載能力和國土空間開發適宜性進行評價（以下簡稱“雙評價”），而對公共服務設施的評估作為開展“雙評價”中評估的一個要素方面，對摸清現狀、深入分析公共服務設施的現狀問題，查找主要問題具有重要意義。

1.2 可達性含義

公共服務設施的可達性，是對公共服務設施有需求的人群在空間上獲得相應公共服務時的交通便捷程度[1]。道路交通便捷程度是影響公共服務設施可達性好壞的一個重要因素。因此，要想評價某個區域的公共服務設施好壞，首先要確定其道路交通網絡的便捷程度。

基于GIS 出行范圍的公共服務設施可達性，是指在給定的時間范圍內（如步行10min、車行15min 等），從各個方向能到達該設施點構成的范圍[2]。該范圍的大小與交通便捷程度呈正相關，該方向上的交通越方便，能到達的范圍面積就越大，則出行的可達性就越好，反之，則可達性就越差。

2 研究區域及數據來源

2.1 研究區域

魏縣隸屬于河北省邯鄲市，地處河北省南端，冀豫兩省交界處，華北平原腹地，邯鄲、安陽、聊城、濮陽4 市輻射中心地帶。本文研究區域選取魏縣中心城區的范圍進行研究，中心城區的范圍以魏縣城鄉總體規劃（2013—2020）劃定的中心城區開發邊界范圍為依據進行劃定。

根據中心城區的現狀可知，魏縣中心城區的教育、醫療設施建設與其他公共服務設施相比相對完善，文化公益設施明顯不足，因此，本文僅對魏縣的教育、醫療設施進行研究分析。

2.2 數據來源

本文研究的數據包括：魏縣中心城區道路網絡現狀、公共服務設施點數據。所有研究數據均來源于全國第三次土地調查數據（以下簡稱三調數據）。

3 研究方法

3.1 基礎數據的處理

將中心城區的道路網絡按照道路的不同等級分層設置。具體步驟為：①以三調數據中的道路網絡數據為基礎，提取中心城區的道路中心線，并將其按照道路等級劃分為主干路、次干路和支路三個等級，以此形成道路網絡分級。②在GIS 中將同類道路合并為一個整體后，將所有道路在交叉口處打斷，將打斷的道路網絡建立拓撲檢查并修正其存在的錯誤。③為道路網絡添加“車行時間”“步行時間”兩個字段屬性并計算出其值。

3.2 構建道路交通網絡

在基礎數據處理好的前提下，對道路交通網絡現狀構建交通網絡并進行模擬，交通網絡的模擬，包括對道路單行線的模擬、路口轉彎的模擬、地鐵的模擬等。

首先，新建一個交通網絡數據集，并為交通網絡數據集設置路口轉彎、道路連通性、高程建模、路程成本等屬性，添加道路交通網絡的通行成本，這里的通行成本選擇設置為車行時間。將以上交通網絡數據集的屬性設置完成后，即建立了一個簡單的道路交通模擬圖（圖1）。然而，在實際的道路交通網絡中，還有更為復雜的交通情況，例如，有些道路只允許單向通行，有些道路不允許路口轉向，這就說明在構建交通網絡時模擬單行線和路口轉彎具有重要意義。當然，在構建交通網絡模型時還包括由地鐵、地面交通、高架橋組合而成的立體交通網，地鐵口、高架橋出入口是與地面交通的匯合處，因此，也會對地面道路交通產生影響，所以，在有地鐵的城市還要對地鐵情況進行模擬。考慮到魏縣只是一個縣級城市，沒有地鐵交通，所以本文不對其進行模擬。

3.3 公共服務設施的服務區分析

利用GIS 的服務區分析功能，可分析得出公共服務設施在通行成本下所實際覆蓋的服務范圍，這個通行成本可以設置為路程、車行時間和步行時間等。分析得出的結果，可對公共服務設施的服務空間分布特征進行分析評價。

利用GIS 的擴展模塊NetworkAnalyst 工具條，啟動新建服務區分析。將公共服務設施點加載后，設置服務區分析屬性，然后進行服務區的求解，即可得到公共服務設施的服務范圍。本文將小學設施的服務范圍設置為步行時間10min，中學設施的服務范圍設置為步行時間15min，社區級醫療設施的服務范圍設置為步行時間10min，縣級綜合醫院的服務范圍設置為車行時間15min。

3.4 基于設施服務區范圍的可達性分析

在分析得出的各個公共服務設施的服務區范圍基礎上，計算每個公共服務設施服務區的覆蓋面積，然后按照計算得出的服務區覆蓋面積的大小，將可達性分為9 個等級：＜1萬m2、＞1～1.5 萬m2、＞1.5～2萬m2、＞2～2.5 萬m2、＞2.5～3 萬m2、＞3～3.5萬m2、＞3.5～4 萬m2、＞4～4.5萬m2、＞4.5～5萬m2分別對應的可達性為1～9 級。覆蓋面積越大，說明可達性越好。最后利用GIS 的“插值”工具生成公共服務設施的可達性分析圖。

4 案例研究

4.1 魏縣中心城區公共服務設施的服務區分析評價

4.1.1 教育設施服務區評價

圖1 道路交通模擬圖

根據小學服務設施步行10min 服務范圍圖（圖2）可知，魏縣中心城區現有小學設施點共11 個，在空間分布上主要有以下特征：從中心城區范圍內來看，小學設施主要集中在中心城區用地的中部和北部，大致呈西北—東南向分布。服務覆蓋范圍分布特征：受道路網絡便捷程度影響，設施的服務覆蓋范圍差異較大，在城區用地范圍內，主要分布在覆蓋區域，可滿足大部分城區居民的需求，但在西南部、西北部和東南部仍存在覆蓋不足的問題；而從城區開發邊界范圍內考慮的話，東西部分布差異較大，小學設施主要集中在西部中心城區用地，而東部村鎮用地教育設施短缺嚴重。

由中學服務設施的步行15min服務范圍圖(圖3)可知，魏縣中心城區現有中學設施點共6 個，空間分布特征：呈南北縱向分布，線狀分布格局。從覆蓋范圍層面來看，城區用地的中部可以滿足城區居民要求，但在東南部、西北部仍有覆蓋不足；從城區開發邊界范圍內考慮，東部村鎮用地的中學服務設施也缺額較多，城區開發邊界內的村鎮居民就讀時間成本高，只能選擇到中心城區學校就讀。

綜上所述，魏縣中心城區的教育設施存在的主要問題是：空間分布主要集中在城區用地中部，周圍覆蓋范圍不足。具體表現在城區用地內相對充足，在東部村鎮用地中缺額較嚴重，在未來規劃建設中應考慮在東部配置教育設施，以滿足村鎮居民的教育需求。

4.1.2 醫療設施服務區評價

將魏縣中心城區的醫療設施分為兩級：①社區級醫療設施，主要為其鄰近的居住區居民提供醫療服務，例如：魏縣手足創傷醫院、魏縣肛腸醫院等；②縣級綜合性醫院，即可為全縣城的居民提供綜合醫療服務的綜合性醫院，例如：魏縣人民醫院、魏縣婦幼保健院、魏縣中醫院等。

由社區級醫療服務設施分析圖（圖4）可知，社區級醫療服務設施的空間分布特征為：在中心城區用地的南部呈片狀分布，中心城區用地的北部沒有社區級醫療服務設施，覆蓋范圍明顯不足，在北部還需考慮配置社區級醫療設施機構，以完善醫療設施服務體系。

圖2 小學設施服務范圍圖

圖3 中學設施服務范圍圖

圖4 社區醫療設施服務范圍圖

圖5 縣級醫院服務范圍圖

由縣級綜合醫院設施分析圖（圖5）可知，中心城區的縣級綜合性醫院共有5 家，在空間分布上有以下特征：大致呈南北縱向分布，在中心城區用地范圍內分布較均勻，其服務范圍基本能滿足全縣居民的醫療需求；但從城區開發邊界范圍來看，西北角、東北角和東南角有一部分無法滿足就醫需求。

綜上所述，中心城區醫療設施也存在空間分布不均問題，醫療設施10min 覆蓋范圍明顯不足，導致就醫時間成本高等。

4.2 基于設施服務范圍的可達性評價

4.2.1 教育設施可達性空間分布特征

由小學步行10min 可達性分析圖（圖6）可知，小學設施的可達性在空間上大致由東南—西北向越來越好，東南部可達性最差，在西北部可達性達到高峰

由中學步行15min 可達性分析圖（圖7）可知，中學設施可達性由南至北方向越來越好，東北部的可達性最差。

綜上所述，受城區西北部道路等級較高的影響，教育設施的可達性均在城區的西北部呈現最高值，可達性較好。因此，可說明道路網絡的通達程度影響了公共服務設施可達性的好壞。

4.2.2 醫療設施的可達性分析

由社區醫療設施步行10min 可達性分析圖（圖8）可知，其可達性等級大致呈現從南到北遞增的趨勢，但可達性等級的最低值出現在東南部，最高值出現在西北部。

由縣級醫院車行15min 可達性分析圖（圖9）可知，其可達性等級分布由中部核心區向四周遞減，最低值出現在西南部。

綜上所述，醫療設施的可達性，一方面，受現狀道路等級的影響，另一方面，也受醫療設施點的空間分布位置影響，可達性水平整體較低，仍有待提高。

5 結語

本文以魏縣中心城區的教育、醫療設施為研究對象，運用GIS 的網絡

圖6 小學可達性分析圖

圖7 中學可達性分析圖

圖8 社區醫療設施可達性圖分析

圖9 縣級醫院可達性分析圖

分析模塊，根據公共服務設施的服務區分析和基于服務區出行范圍的可達性評價，得出其公共設施現狀存在的問題，為以后的公共服務設施建設提出了布局優化建議。但不足之處是，對公共服務設施的可達性分析僅考慮了道路交通便捷程度這一個影響因素，且只針對公共服務設施實際服務范圍進行分析，對其他區域的可達性還缺少研究，有待進一步完善。