基于POI提取的大連市中心城區無障礙設施空間分布特征研究

魏楚天，楊翠霞，田 濤，杜學民

(1.大連工業大學 藝術設計學院，遼寧 大連 116034；2.住房和城鄉建設部標準定額研究所，北京 100835)

1 引言

據《2017年百城無障礙設施調查體檢報告》統計，無障礙設施的普及率達到40.6%，而我國殘障人士與65歲以上的老年人數量超過全國總人口的15%。因此，通過對無障礙設施空間分布進行分析，深入了解無障礙設施建設的現狀和問題，為今后無障礙設施的規劃提供空間信息基礎。隨著我國老齡化進程的加快，無障礙設施變得愈發重要，也成為各學科領域研究的熱點。對于老年人與殘疾人的研究一直是無障礙領域研究的重點，貫穿中國無障礙發展的全過程。無障礙設施是指對殘疾人、老人、孕婦、兒童等社會成員安全通行和使用便利且配套建設工程的保障服務設施[1]。目前，國內對于無障礙設施的研究主要集中在無障礙設施建設和管理兩個方面。無障礙設施建設方面，主要集中在公共交通設施、公共建筑和公園等無障礙設施的設計[2～4]、規劃方面[5]。無障礙設施管理方面，研究主要集中在行政管理[6]和法律法規建設[7]。老年人生活品質逐漸提升的情況下，需要結合“通用設計”“人性化”“適老化”等新理念積極探索老年人人居環境規劃設計，包括外部空間和內部環境的無障礙整體化與系統化研究，使得無障礙的研究領域變得更加多元，將無障礙環境與人居環境建設緊密結合起來，實現人文、社會、環境效益的統一。在當今大數據時代，POI 數據的應用為空間方面的研究提供了更多可能性，POI( Point of Interest) 可譯為“興趣點”，是地理信息中的基礎點要素數據，能較精確地反映出研究對象的空間分布。近些年來學者們將 POI 數據運用到不同的研究領域，浩飛龍等利用 POI 數據進行商業空間的研究[8]; 曹根榮等利用POI數據對上海市中心城區“三生空間”格局等進行分析[9]。而基于大數據的無障礙設施的空間分布研究較少，鑒于此，本文基于POI數據借助 GIS 手段對大連市中心城區無障礙設施空間分布展開研究，分析了空間布局特征，優化城市公共空間，提高民生保障與服務水平，為大連無障礙環境建設和城市宜居城市研究提供科學的參考依據。

2 研究對象

大連市位于遼東半島南部，是我國重要的中心城市，港口及旅游城市。截至2019年，全市人口598.7萬人，市域總面積12573 km2。甘井子、中山、西崗、沙河口四區人口占大連市總人口的36.94%，生產總值占全市的34.96%，面積則僅占全市的4.38%。是大連市主要經濟、人口活動承載地和城鎮體系的核心地區，承擔著大連市政治公務、金融貿易、醫療衛生、科研創新等重要功能。故以大連市4個區為研究對象，選取2020年11月從高德地圖中爬取POI數據， 涉及名稱、地址、坐標等相關信息共得到了430924個POI數據。結合《城市用地分類標準與規劃建設用地標準》(GB50137-2011)中的城市建設用地分類標準及《無障礙設計規范》[10]和相關文獻[11，12]進行篩選，最終篩選得出10946個POI數據，將無障礙設施分為公共交通建筑、行政辦公司法建筑、醫療康復建筑、主要商業超市及酒店賓館商業服務建筑、主要銀行及郵政電信商業服務建筑、教育建筑、福利及特殊服務建筑、文化體育建筑、公共空間設施、公共廁所、公共停車場、加油站12類(表1)。

表1 公共服務設施POI數量

3 研究方法

3.1 平均最近鄰指數

平均最近鄰比率(NNI)可以用來分析無障礙設施在空間上的分布狀態，計算公式如下：

(1)

3.2 Voronoi多邊形面積變異系數

由于最鄰近指數在測定點狀要素空間分布類型時的界定標準存在爭議，需通過測算Voronoi多邊形面積的變異系數進行再檢驗。Voronoi多邊形面積的變異系數(coefficientofvariation,CV)可體現出空間上的分布變化程度，Duyckaerts發現：CV 值<33%時，點 狀 要 素 為 規 則 分 布；CV值在33% ～64%之間時，點狀要素為隨機分布；CV值>64%時，點狀要素為集群分布。

3.3 核密度分析

通過對大連市中心城區無障礙設施點數據進行內插，用一個濾波窗口搜索臨近對象，越臨近網格搜尋區域中心的要素點權重越大，反之，權重越小，實現距離衰減效果，生成無障礙設施空間分布密度圖，實現可視化表達。

4 大連主城區無障礙環境建設評估

4.1 無障礙設施空間分布解析

4.1.1 空間分布類型

在ArcGIS10.2中計算大連市主城區無障礙設施分布的最近鄰指數NNI，得到結果(表2)。從表2可知，截至2020年12月，大連市主城區無障礙設施空間分布NNI為0.41，當NNI<1時研究對象為聚集分布，主城區分布較均勻。再利用Arcgis10.2生成10740個無障礙設施的Voronoi多邊形，并運用其統計分析功能得出CV值為15.97%，呈規則分布。因此判斷故大連市主城區無障礙設施呈聚集分布，與最近鄰指數判斷的空間布局特征不一致(圖1)。

圖1 無障礙設施Voronoi多邊形

表2 主城區最鄰近指數

4.1.2 多距離空間分布

為進一步對大連市無障礙設施的空間分布類型進行說明，對大連市主城區的無障礙設施進行多距離空間聚類分析。多距離聚類分析結果(圖2)顯示，截至2020年12月大連市主城區范圍內，無障礙設施分布的觀測K值的變換值L(d)不斷上升，L(d)曲線高于HiConf曲線(上包絡線，即高置信區間)，因此空間分布為聚集。

圖2 多距離空間聚類分析

4.2 空間分布密度

分布密度是衡量無障礙設施分布均衡性的一個重要指標，在進行核密度分析過程中，將聚類程度最高的數據用于計算核密度區域。對大連主城區無障礙設施及劃分的12個類型分別進行核密度分析(圖3)。從圖3可知，截至2020年12月，從大連市主城區來看，無障礙設施密度分布的中心主要位于中山區西北部的葵英街道，沙河口區東部的西安路街道，其他地區如西崗區日新街道、沙河口區南沙河口街道和黑石礁街道，以及甘井子區南關嶺街道、中華路街道、甘井子街道、辛寨子街道和陵水街道分布密度次之，而分布密度最低的地區多分布在甘井子區大連灣街道、辛寨子街道、營城子街道、革鎮堡街道。無障礙設施形成了向中山區西北部的葵英街道、沙河口區東部的西安路街道為中心熱點的空間布局，中心城區西部、北部和東北部(以甘井子區為主)無障礙設施還有待完善，總體呈“多核分布”的態勢，空間分布存在較大差異。

圖3 無障礙設施核密度分析

圖4 公共交通建筑核密度分析

公共交通建筑分布密度如圖4所示，分布密度最高區域主要集中在中山區西北部的葵英街道、北部的人民路街道及西崗區日新街道。其他地區如中山區南部老虎灘街道、甘井子區東北部大連灣街道以及西崗區西北部香爐礁街道分布密度次之，而西崗區南部八一路街道和甘井子區西北部的營城子街道、北部革鎮堡街道、南部機場街道、西南部紅旗街道、東部泉水街道以及沙河口李家街道、馬欄街道、黑石礁街道密度最低且零散分布。

行政辦公司法建筑分布密度如圖5所示，中山區西北部葵英街道分布密度最高，西崗區日新街道和甘井子區辛寨子街道次之，其中甘井子區營城子街道、革鎮堡街道和大連灣街道密度最低。

醫療康復建筑分布密度如圖6所示，密度最高區域主要集中在中山區西北部的葵英街道、西崗區的日新街道、沙河口區北部的李家街道、春柳街道和西部的馬欄街道。沙河口區東北部的西安路街道和甘井子區西北部的泡崖街道分布密度次之，甘井子區西南部紅旗街道、北部革鎮堡街道、東北部大連灣街道和南關嶺街道密度最低。

圖5 行政辦公司法建筑核密度分析

圖6 醫療康復建筑核密度分析

主要商業超市、酒店賓館商業服務建筑分布密度如圖7所示，分布密度最高區域主要集中在中山區西北部的葵英街道、西崗區日新街道、沙河口區東部的西安路街道、南部的星海灣街道，甘井子區東部的中華路街道次之，甘井子區西南部紅旗街道、北部革鎮堡街道、東北部大連灣街道密度最低且零散分布。主要銀行、郵政電信商業服務建筑分布密度如圖8所示，密度最高區域主要集中在中山區西北部的葵英街道、西崗區的日新街道以及沙河口區東北部的西安路街道，而甘井子區西部辛寨子街道、東部泉水街道、沙河口區北部春柳街道、泉水街道、南部黑石礁街道中山區老虎灘街道次之，其中甘井子區西南部紅旗街道密度最低。

教育建筑分布密度如圖9所示，甘井子區凌水街道分布密度最高，沙河口區南部黑石礁街道和沙河口區西部的馬欄街道次之，其他地區分布密度較低，主要以甘井子區東南部以及中山區、西崗區和沙河口區北部呈片區分布和甘井子區其他各區域零散分布兩種形式。福利及特殊服務建筑分布密度如圖10所示，密度最該區域主要集中在西崗區的日新街道，甘井子區的中華路街道、泡崖街道和泉水街道，甘井子區營城子街道、革鎮堡街道和中山區海軍廣場街道分布密度次之，密度最低區域主要在中山區西南部桃源街道和甘井子區西南部的紅旗街道。

文化體育建筑分布密度如圖11所示，密度最高區域在沙河口區南部的黑石礁街道，沙河口區西安路街道、中山區西北部的葵英街道、甘井子區辛寨子街道和南關嶺街道次之且呈零散分布，其他區域密度較低均呈“組團式”分布。公共空間設施分布密度如圖12所示，高密度地區主要集中在西崗區的日新街道、沙河口區南部黑石礁街道、甘井子區辛寨子街道和泉水街道，其他低密度地區主要分布在甘井子區西南部紅旗街道、北部革鎮堡街道、東北部大連灣街道，呈零散分布。

圖7 主要商業超市及酒店賓館商業服務建筑分析

圖8 醫療康復建筑核密度分析

圖9 教育建筑核密度分析

圖10 福利及特殊服務建筑核密度分析

圖11 文化體育建筑核密度分析

圖12 公共空間設施核密度分析

公共廁所的分布密度如圖13所示，中山區西北部的葵英街道和沙河口區的西安路街道分布密度最高，甘井子區的凌水街道次之，其他低密度區域主要集中在甘井子區南部，中山區、西崗區和沙河口區的北部和南部沿海地區，呈“組團式”分布。公共停車場的分布密度如圖14所示，密度最高區域主要集中在中山區西北部的葵英街道，西崗區的日新街道以及沙河口區東北部的西安路街道次之，其他低密度地區呈“條帶式”分布。

圖13 公共廁所核密度分析

圖14 公共停車場核密度分析

5 結論

本文基于POI數據并利用ArcGis工具，采用最近鄰指數、Ripleys K函數和核密度估計等方法研究大連市中心城區無障礙設施的空間分布特征，截至2020年12月，大連市中心城區無障礙設施呈以下結論：中心城區無障礙設施呈聚集分布；在多距離空間尺度下范圍內無障礙設施聚集程度隨空間尺度增大而增強；分布密度估計結果顯示總體呈“多核分布”的態勢，空間分布存在較大差異。從整體來看，無障礙設施形成了向中山區西北部的葵英街道、沙河口區東部的西安路街道為中心熱點的空間布局，中心城區西部、北部和東北部(以甘井子區為主)無障礙設施還有待完善，應加強甘井子區無障礙設施建設，優化中山區無障礙設施，包括增設加油站，解決教育服務不均衡等問題。公共交通建筑的高密度區集中在中山區西北部的葵英街道、北部的人民路街道及西崗區日新街道，低密度集中在西崗區南部八一路街道和甘井子區西北部的營城子街道、北部革鎮堡街道、南部機場街道、西南部紅旗街道、東部泉水街道以及沙河口李家街道、馬欄街道、黑石礁街道。行政辦公司法建筑的高密度區集中在中山區西北部葵英街道，甘井子區營城子街道、革鎮堡街道和大連灣街道密度最低。醫療康復建筑的高密度區集中在中山區西北部的葵英街道、西崗區的日新街道、沙河口區北部的李家街道、春柳街道和西部的馬欄街道；甘井子區西南部紅旗街道、北部革鎮堡街道、東北部大連灣街道和南關嶺街道密度最低。主要商業超市、酒店賓館商業服務建筑分布密度最高區域主要集中在中山區西北部的葵英街道、西崗區日新街道、沙河口區東部的西安路街道、南部的星海灣街道，甘井子區西南部紅旗街道、北部革鎮堡街道、東北部大連灣街道密度最低且零散分布。主要銀行、郵政電信商業服務建筑密度最高區域主要集中在中山區西北部的葵英街道、西崗區的日新街道以及沙河口區東北部的西安路街道，甘井子區西南部紅旗街道密度最低。教育建筑分布密度最高區域主要集中在甘井子區凌水街道，甘井子區東南部以及中山區、西崗區、沙河口區北部以及甘井子區東南部分布密度最低。福利及特殊服務建筑密度最該區域主要集中在西崗區的日新街道，甘井子區的中華路街道、泡崖街道和泉水街道；中山區西南部桃源街道和甘井子區西南部的紅旗街道密度最低。文化體育建筑分布密度最高區域在沙河口區南部的黑石礁街道，甘井子區范圍內南部以外其它地區密度最低。公共空間設施高密度地區主要集中在西崗區的日新街道、沙河口區南部黑石礁街道、甘井子區辛寨子街道和泉水街道，甘井子區西南部紅旗街道、北部革鎮堡街道和東北部大連灣街道密度最低。公共廁所的分布密度最高區域主要集中在中山區西北部的葵英街道和沙河口區的西安路街道，其他低密度區域主要集中在甘井子區南部，中山區、西崗區和沙河口區的北部和南部沿海地區。公共停車場密度最高區域主要集中在中山區西北部的葵英街道，甘井子區西部分布密度最低。加油站密度最高區域主要集中在甘井子區的大連灣街道、泉水街道、中華路街道，沙河口區的春柳街道及西崗區的日新街道，甘井子區西部和北部分布密度最低。

大連市中心城區無障礙設施建設不均衡，空間分布差異較大，甘井子區無障礙設施建設有待加強，對葵英街道、西安路街道和日新街道等高密度區域無障礙設施進行優化，采用多核心方式穩步發展，逐漸完善其周邊設施，提高城市民生保障與服務水平，優化城市公共空間，為大連構建全球海洋中心城市無障礙設施規劃的軟環境提供科學參考。