多源數據下城市地鐵站域文化活力解析
——以天津為例

劉韋偉，李偉佳，蘇心悅，張鑫洋，楊晨，王婕潤

（1.天津大學 仁愛學院，天津 301636；2.天津大學 建筑學院，天津 300072）

一、引言

“十三五”期間我國城市地鐵迎來高峰建設期，大數據作為國家發展戰略及“文化自信”的提出是重要的時代背景。目前我國開通運營車站3394座，龐大的地下網絡和人流量使得軌道交通站域成為城市社會、經濟、文化的關鍵活力點。地鐵站域文化活力的研究將有利于為城市文化資源健康有序的發展提供新思路，提升城市文化特質。國內外已有學者對城市文化活力進行探討，如對城市公共市場文化活力的研究（Zakariya K，2016），從文化活力角度研究城市的可持續發展（Zbranca RM，2017），挖掘城市文化活力的理論資源（董慧，2011）、研究城市文化活力提升路徑（常東亮，2019），針對歷史街區文化活力營建模式的研究（秦川，2014）等。當前研究多偏向于理論與設計層面的探討，研究地鐵站域文化活力方面則較少，未形成系統性的理論和實踐研究。

文章在已有空間活力的分析方法基礎上，借助開源地圖、POI數據以及百度熱力圖等多源數據，以天津地鐵站域為例，運用ArcGis空間分析，對天津城市地鐵站域文化活力現狀進行解析，進而提出文化活力的提升策略。

二、研究范圍與數據來源

（一）研究范圍

文章以天津市中心城區的地鐵站域為研究對象，具體范圍為以外環線為空間邊界，包括和平區、南開區、河西區、河東區、河北區以及紅橋區等市內六區，以及西青區、東麗區、北辰區和津南區環城四區部分地域范圍，涉及地鐵線路有：地鐵1號線、地鐵2號線、地鐵3號線、地鐵5號線、地鐵6號線、地鐵9號線共6條線路，共103個地鐵站點。

（二）數據來源

1.百度熱力圖

百度熱力圖數據是基于智能手機使用者訪問百度產品（如搜索、地圖、天氣和音樂等）時所提供的分時段人口活動強度數據，計算區域內的人群密度和人流速度，計算結果用不同的顏色和亮度反映人流量的空間差異，能夠表征該時空范圍內城市區域的活力情況。本次研究對2018年12月21日至12月25日為期5天的天津中心城區范圍內百度熱力圖數據進行跟蹤，利用爬蟲工具對熱力圖數據進行定時截取，截取時間為上午7點至24點，以1小時為頻率，總計截取熱力圖85張，以此作為本研究的數據基礎。

2.POI數據

POI指興趣點，地理信息系統中，一個POI可以是一棟房子、一個商鋪、一個公交站等，每個POI包含四方面信息：名稱、類別、經度緯度、地址名稱。文章獲取數據來源于百度POI，能夠保證數據的準確性與實時性。研究通過對百度地圖LBS-POI的梳理統計，得出與文化活力相關的一級行業分類為旅游景點、教育培訓和文化傳媒三類。研究基于2018年12月的百度地圖獲取以上POI數據，數據量共計7149條，涵蓋了公園、植物園、博物館、文物古跡、高等院校、圖書館、科技館、藝術團體、美術館、展覽館等28類二級行業設施信息。

三、地鐵站域文化活力時空特征與提升策略

為了更好地識別城市地鐵站域文化活力的差異度，研究采用了數據轉換、GIS空間分析等方法，側重時空兩個維度的研究：一是時間活力特征，二是空間活力特征。

（一）時間活力特征

百度熱力圖是以超大數據為基礎，通過人群密度和人流速度，綜合計算出聚類地點的熱度，以高亮形式顯示，不同顏色、亮度代表不同人流量，數據定時更新，能夠反映區域內的人口聚集與分布情況。研究以百度熱力矢量圖為基礎，疊加天津地鐵線網，探究兩者的耦合關系，對了解地鐵站域空間活力具有重要參考價值。研究分別選取2018年12月21日（工作日早晚高峰）、2018年12月22日（周末早晚高峰）以及2018年12月24日（節假日早晚高峰）進行統計，基于ArcGis平臺對獲取的百度熱力圖數據進行預處理，將熱力圖信息標識為人群聚集程度，結合城市地鐵線網識別熱圖對應的區域，進而分析地鐵站域空間活力熱度。（表1）

>表1 經矢量化處理的百度熱力圖數據（部分）

如表1所示，從空間層面來說，活力分布特征呈現反距離模型，隨著遠離城市或區域中心，活力逐漸下降，大致呈同心圓分布規律；從時間分布來說，與工作日相比，由于周末或節假日通勤率低、出行活動減少，活力強度有所下降，同時，晚高峰相比早高峰時段聚集程度較高，這與夜間經濟時段變化、政策等社會因素有關。活力度較高的區域主要在天津老城區和商業中心區，地鐵站包括西南角站、鼓樓站、和平路站、營口道站、小白樓站、下瓦房站，這些站域與區域的人口密度、路網密度有正相關關系。另外，城市的交通樞紐站活力度也較高，如西站、天津站，是城市高鐵、公交、出租、私家車與地鐵換乘的大型樞紐集散地，作為城市對外門戶發揮著重要的運輸作用。

（二）空間活力特征

核密度分析可以用來表征空間設施的密集程度，此方法是經四次核函數擬合而成平滑曲面，可視化分析結果中不同顏色、亮度代表設施的空間聚集度。本研究在收集數據過程中，對教育培訓和文化傳媒進行了匯總，統稱為科教文化設施類。通過ArcGis平臺對收集的7149條數據清理后進行核密度分析，分別計算科教文化與旅游景觀兩類設施的空間密度分布情況，進而通過單位網格內的POI密度值來估計其周圍密度，從而推演地鐵站域的文化網絡密度，進一步分析地鐵站域的空間活力。

如圖1所示，密度分布呈現從城市中心向城市外圍逐漸降低的趨勢。地鐵1號線西南角站至下瓦房站、地鐵3號線和平路站至紅旗南路站區間密度較高，5號線與6號線線網交叉圈層的密度次高，地鐵2號線沿線、9號線天津站至直沽站的科教文化設施密度分布較均勻，其余站點周邊科教文化密度較低。如圖2所示，旅游景觀設施密度分布相對科教文化設施較低，空間形態呈中心云團狀、周邊點狀分布，與地鐵線路走向一致，多集中于地鐵線路周邊，如2號線東南角站至天津站區間、3號線津灣廣場站至營口道站區間，其他區域呈現不規則點狀特征。綜上，天津地鐵空間活力呈現同心圓模型趨勢，自城市中心區向外輻射，活力逐漸降低，整體分布不均衡，與交通可達性、地鐵線網密度、便利性、設施數量、生活舒適性等因素相關，文化設施過于集中于中心區域，城市中環線以外的地鐵站域文化活力度較低。

（三）文化活力提升策略

基于以上定量分析，天津地鐵站域文化活力度高的區域主要集中于和平區、河西區等老城區，地鐵線網也聚集于1、2、3號線等運營多年的線路，對天津既有地鐵站域文化活力的提升，提出以下三個層面的應對策略。

1.打造站域空間文化品質

增加創意文化業態的多樣性以提升站域活力。不同站域文化資源類型帶來不同的活力屬性，如活力度較高的小白樓地鐵站域，采用多種靈活的零散小型體量形態布局，包含地下步行街、地上尺度較小的步行街，形成了地上地下有機組合的活力氛圍。文化資源分布特征與站域空間活力有著不可分割的內在規律，應注重站域周邊空間要素的設計，引入多種文化創意業態，增加開放、步行、復合等空間與站域入口位置的關聯度，發揮地鐵與周邊文化價值的疊加輻射效應，提升站域空間的文化品質，達到吸引公眾的目的。

>圖1 科教文化設施核密度分布圖

>圖2 旅游景觀設施核密度分布圖

2.發揮地鐵通勤的時效性

從熱力圖中可以發現，城市活力具有明顯的時效性，以24h為周期上升、波動和下降，變化規律與人們乘坐地鐵上下班通勤時間相一致。在天津，地鐵每天運載客運量達百萬人次，龐大的人流量與文化輸出不相匹配，應挖掘地鐵站內空間，尤其是綜合體空間的活力點，以“媒體+空間”的新方式激活地下空間，尤其注重工作日晚高峰具有文化價值的媒體激活功能，如津灣廣場站，盡管擁有極佳的站域資源優勢，但由于站內空間利用率較低，未成為展示天津特色的文化窗口，此站應結合海河文化等文化資源，空間以新穎的媒體形式著力打造城市特質形象，成為節假日活力的聚集地。

3.提升站域整體感知體驗

站域文化活力度的高低與空間的使用者息息相關，依據CTR權威發布的有關地鐵調研數據顯示，中國地鐵乘坐人群主體為白領階層，平均年齡31.7歲，男女比例均衡，平均月收入8211元，大專以上學歷占80.7%。可見，地鐵匯集了年輕化、高知化、消費力強的城市中堅力量和主流群體，具有探知、挑戰、可接受度高等特點。應根據地鐵人群特征，進一步完善細節，如尺度、綠化、景觀、障礙物、高差、休息設施、溫度、噪音、光線等，同時，在站域內合理布置立體交通綜合系統，促進形成多選擇性、流動性的、連續性、舒適性與吸引力同構的多樣化空間感知體驗。

四、結語

地鐵站域文化活力的相關研究是有關城市發展下人、環境、社會與文化關系的現實問題，也是城市問題中的重要一環。隨著研究方法和手段的不斷創新，定量研究如地理科學、街景圖像、三維可視化等數據形式的介入拓展了量化研究的廣度，隨著新技術、新方法、新數據源的涌現還將繼續深化。文章運用兩類大數據進行了空間可視化分析，討論了天津地鐵站域空間文化活力的整體現狀，并提出了提升文化活力的有效策略，為城市管理者提供營造高品質、高活力站域的量化解析。未來，有關城市文化活力的相關問題，應更加注重建成環境、社會環境、文化與人本之間的耦合關系，指導城市良性發展。