基于GIS的西安市圖書館空間分布特征分析

何紅 呂璐 施紅雁

摘?要：基于ArcGIS空間分析工具，用標準差橢圓、核密度分析和平均最近鄰指數對西安市圖書館的空間分布特征做了量化分析，結果表明：（1）研究區內圖書館的分布呈現明顯的集聚特征，主要分布區內呈“三核心、多點”分布;（2）圖書館的分布呈東北—西南走向;（3）圖書館和高等院校的分布有較強的相似性。本文通過研究西安市圖書館的空間分布，以期為未來圖書館的長遠規劃和布局提供借鑒，同時也為人們選擇最佳的圖書借閱場所提供參考。

關鍵詞：空間分布;集聚特征;參考

Abstract：Based?on?ArcGIS?spatial?analysis?tool，the?spatial?distribution?characteristics?of?Xi'an?libraries?are?quantitatively?analyzed?by?standard?deviation?ellipse，kernel?density?analysis?and?average?nearest?neighbor?index.The?results?show?that：（1）the?distribution?of?Libraries?presents?obvious?agglomeration，and?the?main?distribution?area?presents?"three?core?and?multipoint";（2）The?distribution?of?libraries?is?northeast?southwest;（3）There?is?a?strong?similarity?between?the?distribution?of?libraries?and?universities.This?paper?provide?reference?for?the?longterm?planning?and?layout?of?the?library?in?the?future，and?also?provide?reference?for?people?to?choose?the?best?book?borrowing?place.

Keywords：Spatial?Distribution;Agglomeration?Characteristics;Reference

一、概述

圖書館作為公共文化設施的重要組成部分，肩負著重要的思想教育職能、文化素質教育職能和豐富廣大群眾文化生活教育的職能等。公共圖書館在傳播文化、活躍群眾業余文化生活方面具有很重要的地位和作用;高校圖書館被譽為“大學的心臟”，直接承擔培養人才的重任;其他類型圖書館，如少兒圖書館，重視對兒童進行閱讀指導，幫助他們掌握利用圖書和圖書館獲取文化科學知識的能力，養成良好的閱讀習慣。隨著社會經濟的不斷發展，人們更加追求精神層次的滿足，基礎文化設施的建設與發展顯得尤為重要。我國公共圖書館法規定，縣級以上人民政府應當設立公共圖書館，地方人民政府應當充分利用鄉鎮（街道）和村（社區）的綜合服務設施設立圖書室，服務城鄉居民。

圖書館對城市文化的促進和提高有極其重要的作用。由于圖書館和人口的分布具有高度的不均勻性和空間特征，圖書館的空間分布對人們的閱讀習慣和借閱有著重要影響，如何為人們的圖書借閱提供快捷且準確的信息具有重要的研究價值。書籍的借閱有很大一部分是通過圖書館完成的，因此通過分析圖書館的分布，可以為人們的圖書借閱和選擇閱讀場所提供指導。

ArcGIS是對地理空間信息進行采集、存儲、分析、處理、輸出的一個地學統計軟件[1]，可以將地理空間要素的分布特征可視化。Koontz?C最早將GIS運用在圖書館選址研究上，通過分析圖書館服務地區的人口密度，來確定圖書館的最佳地理位置[2]。袁浩等[3]人基于GIS，對南京市公共圖書館的可達性進行了分析，較好地反映了該市各個圖書館的可達性水平。本文選取西安市圖書館的分布數據，對其空間分布進行定量分析，以期為西安市未來圖書館的規劃和布局提供借鑒，并為人們就近選擇閱讀場所提供參考。

二、研究區概況、數據來源及研究方法

（一）研究區概況

西安有著“天然歷史博物館”的美譽，是國家重要的科研、教育和工業基地。市轄區有新城、碑林、蓮湖、雁塔、長安等11個區，還有藍田、周至2個縣。總面積約1.01萬平方千米，總人口約922.82萬，主要分布在長安區（13.2%）、雁塔區（12.8%）、未央區（9.7%）、蓮湖區（7.9%）和臨潼區（79%）。本文研究區域包括西安市除周至縣外的其他區縣。

（二）數據來源

本文數據來自極海數據庫，該數據庫是由數據驅動的地理信息服務平臺。作者搜索得到西安市圖書館的有效數據158個，包括西安市各高校圖書館、省市區公共圖書館、工會圖書館、兒童圖書館和文化科普圖書室等。然后在百度地圖拾取坐標系統里獲取158個圖書館的經緯度。同樣方法得到西安市91個高等院校分布點。

（三）研究方法

（1）核密度分析：該方法常用于表征某地理要素在空間分布上的特征，計算出點要素在其周圍領域中的密度。其公式為：

SR=0.9*minSD，1In（2）×Dm*n-0.2

式中：SR為搜索半徑（帶寬），SD為標準距離，Dm為中值距離，n為要素總個數。

（2）標準差橢圓（方向分布）：該方法常用于表達某要素在特定地理空間分布的方向特征，橢圓的大小體現了該要素在空間上的集中程度，其扁率越大，說明方向性越明顯。標準差橢圓的圓心公式為：

SDEx=∑ni=1（Xi-X-）2n，SDEy=∑ni=1（Yi-Y-）2n

其中，Xi和Yi是要素i的地理坐標，X-和Y-表示要素的平均中心。

旋轉角θ的計算公式為：

tanθ=A+BC，A=∑ni=1xˇi2-∑ni=1yˇi2

B=（∑ni=1xˇi2-∑ni=1yˇi2）2+4（∑ni=1xˇiyˇi）2，C=2∑ni=1xˇiyˇi

式中：xˇi和yˇi為平均中心x和y的坐標差。

x軸和y軸的標準差為：

σx=2∑ni=1（xˇicosθ-yˇisinθ）2n

σy=2∑ni=1（xˇisinθ-yˇicosθ）2n

（3）平均最近鄰：根據每個要素與其最近鄰要素之間的平均距離計算其最近鄰指數，其表示方式為“平均觀測距離”與“預期平均距離”的比率，預期平均距離是假設隨機分布中的鄰域間的平均距離。如果指數小于1，所表現的集聚特征為聚類;如果指數大于1，則所表現的集聚趨向于離散或競爭。

三、西安市圖書館分布特征分析

（一）總體分布特征

西安市圖書館的總體分布如下圖1所示，可以看出，圖書館的分布呈現出很不均衡的特點，主要集中在市中心的碑林區、新城區和雁塔區。陜西省圖書館、西安市圖書館等公共圖書館多聚集于此，其他各個區分布數量明顯比較少。從標準差橢圓的大小和角度來看，圖書館的分布方向主要為東北—西南走向，并且圖書館和高校的分布呈現一定的相關性。

（二）集聚特征

1.核密度分析

總體來講，西安市圖書館主要分布在蓮湖區、碑林區、新城區和雁塔區，核密度指數過高，而核密度結果受區域面積影響。為了進一步說明主要分布區圖書館的分布特點，選取四個主要分布區和未央區、長安區、灞橋區的點再進行分析。結果見圖3，分布特征呈現“三核心，多點”分布，三核心主要為碑林區與蓮湖區的交界處、碑林區與雁塔區的交界處以及雁塔區內，多點主要分布在碑林區、雁塔區、灞橋區以及長安區南界周圍。

2.平均最近鄰指數

平均最近鄰分析結果如圖4所示，得到NNI值為029，Z得分為-16.93，p值為0。主要分布區的NNI為0.45，Z得分為-11.85，p=0，進一步說明西安市圖書館的空間分布為顯著的集聚模式。

（三）集聚模式分析

西安市中心圖書館分布相對比較集中，是因為中心城區經濟相對發達，商業和服務業更多集聚于此，交通也非常的便捷，為圖書館的布局提供了優勢條件。加之碑林區自明清以來就是西安的政治、經濟、文化和商業中心，集聚了很多學校和舊址。雁塔區有眾多高等院校和科研單位，圖書館分布也較為密集。2000年以后，隨著大學城和各個高校新校區的建設，圖書館的分布擴散至邊遠的區縣，如長安區的西北工業大學圖書館，鄠邑區的西安交通工程學院圖書館，閻良區的西安航空學院圖書館，藍田縣的華西大學向陽校區圖書館等，使距離市中心較遠的區域除了區縣圖書館，還有高校圖書館分布。隨著生活水平的提高，人們精神層面的追求也日益增長，各類專題圖書館如親子閱讀館的建設，使圖書館的分布更為廣泛。

四、討論

圖書館作為一項公共文化服務設施，其目的就是為周邊人們提供一個學習、閱讀的公共場所。它的分布與城市人口分布存在著一定的相關性。西安市中心城區區域面積小，人口密度大，圖書館的集聚程度也明顯高于周邊區域。按照各個區縣人口和圖書館數量的比例來看，它的集聚特征更為明顯，這也符合主城區在長久發展中具備比較完善的公共設施。

隨著《西安市建設“書香之城”實施方案》的出臺，西安市正在通過硬件配套設施建設和全民閱讀品牌的打造，推動全民閱讀持續化、常態化發展，明確今后加強圖書館建設，支持實體書店發展等主要工作任務。目前，西安已經擁有8家“自助智能社區智慧圖書館”，其他各區縣將繼續開展各種活動，共同努力將西安打造成書香之城、閱讀之城，讓書香在潛移默化中縈繞古城，未來西安市各類圖書館數量將繼續增加。本文對西安市圖書館空間分布分析，為西安市未來圖書館的規劃和布局提供借鑒，為人們在生活中很方

便地選擇最佳閱讀場所及圖書借閱服務提供個性化參考。

參考文獻：

[1]黎夏，劉凱.GIS與空間分析：原理與方法[M].北京：科學出版社，2006.

[2]Koontz?C.Library?facility?siting?and?location?handbook[M].Westport：Greenwood?Press，1997.

[3]袁浩，鄧雷，等.基于GIS的公共圖書館可達性分析——以南京市為例[J].圖書館研究，2020（1）：19.

作者簡介：何紅（1989—?），女，回族，新疆石河子人，碩士，助理館員，研究方向：圖書管理與信息化建設。