楊 勇，湯 軍，李志遠(yuǎn)，高賢君，李外賓

（長江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100）

文化設(shè)施作為文化服務(wù)與文化活動相互作用的物質(zhì)空間，是城市空間結(jié)構(gòu)的重要組成部分［1］。我國“十四五”規(guī)劃綱要提出，要繁榮發(fā)展文化事業(yè)和文化產(chǎn)業(yè)、提升公共文化服務(wù)水平、健全現(xiàn)代文化產(chǎn)業(yè)體系，表明當(dāng)前和今后一個時期，將是國家推動文化設(shè)施高質(zhì)量建設(shè)的關(guān)鍵期。文化設(shè)施空間布局對激發(fā)城市活力、凸顯城市特色、提升城市宜居指數(shù)有著不可或缺的效用。

國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于城市文化設(shè)施方面進(jìn)行了大量實證研究。國外研究最早可追溯到20 世紀(jì)70 年代［2］，關(guān)注公眾 與 文 化 設(shè) 施 的 關(guān) 系［3，4］，討 論 文 化 設(shè)施的規(guī)劃布局與管理模式［5，6］，注重文化設(shè)施的改造和多用途開發(fā)［7，8］。國內(nèi)大規(guī)模研究主要集中在近20年［9］，起步雖然較晚，但是受關(guān)注程度較高。具體表現(xiàn)為：一是研究對象多聚焦于公共文化設(shè)施或文化產(chǎn)業(yè)企業(yè)。如，陳麗霞、趙彪在梳理成都市公共文化服務(wù)設(shè)施發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，借助ArcGIS 軟件對其空間布局特征及其影響機(jī)制進(jìn)行了探討［10］；李留通、權(quán)東計、羅伊等從企業(yè)微觀視角出發(fā)，運(yùn)用空間分析工具深入研究了2018 年西安市核心區(qū)文化產(chǎn)業(yè)空間集聚特征及其影響因素［11］。二是研究范圍大多探究市—區(qū)或城市中心城區(qū)，較少涉及街道級、社區(qū)級基層文化設(shè)施。三是研究方法側(cè)重于運(yùn)用地理數(shù)學(xué)方法和空間分析工具對文化設(shè)施的空間分布格局進(jìn)行測度。如，何丹、張景秋、孟斌選取北京市中心六城區(qū)公共文化設(shè)施為研究對象，采用基尼系數(shù)、區(qū)（帶）別特化系數(shù)、區(qū)（帶）間差異系數(shù)測算其分布均衡狀況［12］；陸唐信、朱佩娟、崔樹強(qiáng)等選用平均最近鄰指數(shù)、核密度估計法、空間自相關(guān)法、Ripley′s K（d）函數(shù)、區(qū)位商指數(shù)等分析方法描述了長沙市文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的空間格局特征［13］。

近年來，隨著地理位置大數(shù)據(jù)的興起，利用興趣點（Point of Interest，POI）數(shù)據(jù)進(jìn)行城市地理研究已成為眾多學(xué)者關(guān)注的重要議題［14］。開源POI 數(shù)據(jù)作為地理點數(shù)據(jù)的抽象表達(dá)，具有空間屬性信息，且數(shù)據(jù)量大、準(zhǔn)確度高、覆蓋面廣、易于獲?。?5］。國內(nèi)學(xué)者基于POI數(shù)據(jù)對文化設(shè)施空間布局的研究主要集中在空間分異探討［16］、影響因素分析［17］、均衡性與可達(dá)性評價［2］3 個方面，但大部分研究基準(zhǔn)是單個時間節(jié)點，很少有長時間序列的動態(tài)分析。此外，研究區(qū)域多集中在北京、上海、深圳、西安等城市，對中部地區(qū)的研究較少。長沙市作為我國中部地區(qū)重要的中心城市，是國家首批歷史文化名城、楚文化和湖湘文化的始源地，人文資源豐富。近年來，長沙市城市化水平不斷提高，文化設(shè)施建設(shè)正處于蓬勃發(fā)展的階段。本文基于POI數(shù)據(jù)，以5 年為時間跨度，應(yīng)用空間分析方法探究了長沙市2010—2020 年間文化設(shè)施的數(shù)量變化和空間格局演變，以期為長沙市文化設(shè)施的布局規(guī)劃提供參考，更好地夯實文化設(shè)施建設(shè)。

1 研究區(qū)域、數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)處理

長沙市是湖南省的省會，地處湘江下游，轄6 區(qū)1 縣2 縣級市，共計94 個街道67 個鎮(zhèn)7 個鄉(xiāng)。中心城區(qū)屬于城市緊密層范圍內(nèi)的區(qū)域［18］，依據(jù)2020 年最新行政區(qū)劃圖和《長沙市城市總體規(guī)劃（2003—2020）》都市區(qū)界定，涵蓋芙蓉區(qū)、開福區(qū)、雨花區(qū)、天心區(qū)全區(qū)和岳麓區(qū)、望城區(qū)、長沙縣部分街道。截至2019年，長沙市常住人口為839.45 萬人，總面積達(dá)11819km2，其中建成區(qū)面積567.32km2，城鎮(zhèn)化率為79.56%。近年，長沙市以文立城、創(chuàng)業(yè)興文，先后獲得“世界媒體藝術(shù)之都”和“東亞文化之都”的稱號，文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展走在全國省會城市前列。公開數(shù)據(jù)顯示，長沙市現(xiàn)有文化產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破3000 億元，產(chǎn)業(yè)增加值占GDP 比重達(dá)9%，成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的支柱性產(chǎn)業(yè)，引領(lǐng)城市創(chuàng)新升級。

關(guān)于文化設(shè)施用地的分類，當(dāng)前國內(nèi)還沒有形成統(tǒng)一的規(guī)范，根據(jù)不同的學(xué)科和研究目的有所不同［19］。本文以《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》（GB50137－2011）和《文 化 及 相 關(guān) 產(chǎn) 業(yè) 分 類（2018）》為指導(dǎo)，并結(jié)合地理空間和文化產(chǎn)業(yè)研究視角，將長沙市文化設(shè)施主要劃分為4 大類：文化傳媒類、文化旅游類、文娛消費類和文藝平臺類。通過百度地圖API 獲取2010 年、2015 年和2020 年長沙市POI數(shù)據(jù)，包含名稱、設(shè)施類型、地址和經(jīng)緯度等信息，對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、去重和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得到可準(zhǔn)確分類的數(shù)據(jù)共5731 個。其中，2010 年848 個、2015年1855 個、2020 年3028 個（表1）。影響分析中的2015年GDP和人口空間分布數(shù)據(jù)來自于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心［20，21］，路網(wǎng)數(shù)據(jù)來源于Open Street Map（OSM）歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)地理坐標(biāo)系均采用WGS－1984。

表1 長沙市文化設(shè)施POI數(shù)據(jù)具體分類

1.2 研究方法

標(biāo)準(zhǔn)差橢圓：創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)差橢圓可準(zhǔn)確識別長沙市總體文化設(shè)施及各類文化設(shè)施的空間分布重心及擴(kuò)張方向等趨勢，以揭示其空間分布形態(tài)。計算公式為：

式中，（Xi，Yi）為文化設(shè)施POI 的空間區(qū)位；SDEx，SDEy為文化設(shè)施POI 的分布重心；σx和σy為橢圓長短軸的標(biāo)準(zhǔn)差，分別反映文化設(shè)施POI 在二維空間上的分布趨勢和離散程度。

平均最近鄰：以歐氏公式計算文化設(shè)施POI 間的實際平均距離與假設(shè)隨機(jī)分布模式下的期望平均距離進(jìn)行比較，判斷區(qū)域內(nèi)文化設(shè)施POI分布模式。計算公式為：

式中，di為點到最近鄰點的距離；n 為文化設(shè)施POI點個數(shù)；A為研究區(qū)面積；ND 為實際平均距離；PD為期望平均距離。最近鄰指數(shù)（NNI）若大于1，表現(xiàn)模式趨于離散；若小于1，表現(xiàn)模式為聚類，且NNI值越小，聚集程度越高。

ArcGIS空間統(tǒng)計：以街道（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）作為基本研究單元，將清洗處理后的各年份各類文化設(shè)施POI 數(shù)據(jù)通過ArcGIS 進(jìn)行空間連接，以街道單元包含的POI數(shù)量表征密度，利用自然斷點法由高到低分為3—5 類，在街道尺度上直觀分析長沙市文化設(shè)施空間分布格局。

地理探測器：地理探測器由中國科學(xué)院王勁峰研究員等研發(fā)，廣泛用于探究空間分異特征，并揭示其驅(qū)動因素，核心思想是對數(shù)值量有重要影響的類型量與數(shù)值量在空間分布上具有相似性［22］。探測器主要包括探測分異及因子、交互作用、風(fēng)險區(qū)和生態(tài)4 個模塊。運(yùn)用地理探測器工具可有效識別相關(guān)因素對文化設(shè)施POI空間布局的影響強(qiáng)度。

2 長沙市文化設(shè)施時空分布格局研究

2.1 整體發(fā)展動態(tài)分析

各區(qū)文化設(shè)施空間分布不均衡：通過長沙市各區(qū)縣文化設(shè)施POI 的數(shù)量對比（圖1），可以觀察到10年間雖然區(qū)縣文化設(shè)施總體擴(kuò)增明顯，但是空間分布一直不夠均衡，持續(xù)存在“中心城區(qū)分布較多，周邊城區(qū)分布較少”的特征。文化設(shè)施發(fā)展勢頭主要集中在中心城區(qū)的岳麓區(qū)、雨花區(qū)、開福區(qū)、芙蓉區(qū)，建設(shè)較早的天心區(qū)和中部的長沙縣發(fā)展較為平穩(wěn)。隨著城鄉(xiāng)區(qū)域一體化協(xié)調(diào)推進(jìn)，距離中心城區(qū)較遠(yuǎn)的望城區(qū)和瀏陽市的文化設(shè)施分布情況逐步改善，完全處于中心城區(qū)以外的寧鄉(xiāng)市則屬于典型的“洼地”。

圖1 長沙市文化設(shè)施POI分區(qū)縣統(tǒng)計

各類文化設(shè)施數(shù)量增幅有差異：2010—2020 年，長沙市4 類文化設(shè)施的總量增長不一（圖2）。10 年間，文化傳媒類設(shè)施呈指數(shù)型增加，占比從29%躍升至43%，“廣電湘軍”與“出版湘軍”保持積極向好的發(fā)展態(tài)勢；2010—2015 年文化旅游類設(shè)施的增幅大于2015—2020 年的增幅，但總量一直最少，占比不足10%；文娛消費類設(shè)施占比保持在50%左右，2010—2015 年設(shè)施數(shù)量增幅顯著，2015—2020 年略微下降，對比具體數(shù)據(jù)條目，發(fā)現(xiàn)這與24 小時自助圖書館和親子書店大力推行，但音像市場日漸衰落有關(guān)；文藝平臺類設(shè)施2015—2020 年的增幅明顯高于2010—2015 年的增幅，占比先降后升，2020 年總量占比達(dá)22%。

圖2 長沙市文化設(shè)施POI分類統(tǒng)計

2.2 空間分布形態(tài)變化分析

對2010 年、2015 年、2020 年長沙市總體文化設(shè)施分布進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析（圖3），結(jié)果顯示：其分布重心持續(xù)東移，但總體偏移幅度較小，重心仍在芙蓉區(qū)內(nèi)。橢圓長半軸在輕微外擴(kuò)的基礎(chǔ)上保持同行政區(qū)一致的“東—西”走向，表明2010—2020 年長沙市文化設(shè)施的總體布局結(jié)構(gòu)變化不大；橢圓短半軸下端點基本重合，橢圓形狀趨近規(guī)整，說明10 年間通過對望城區(qū)、長沙縣、瀏陽市的規(guī)劃建設(shè)，長沙市文化設(shè)施的整體覆蓋面有均衡分布的態(tài)勢。

圖3 2010—2020 年長沙市總體及各類文化設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)差橢圓

從2010 年、2015 年和2020 年各類文化設(shè)施空間分布形態(tài)對比來看，文化傳媒類設(shè)施橢圓長半軸大幅內(nèi)縮，反映出設(shè)施向中心城區(qū)聚攏的趨勢明顯；文化旅游類設(shè)施分布重心由雨花區(qū)與芙蓉區(qū)的交界處往東北方偏移至開福區(qū)，橢圓涵蓋范圍總體偏大，這是由于該類設(shè)施大部分由政府投資建設(shè)，在規(guī)劃建設(shè)時期首要考慮的是最大化滿足市民的文化需求，因此分布最為分散；文娛消費類橢圓分布重心、形態(tài)大小基本與長沙市總體文化設(shè)施分布類似，究其原因是研究樣本在數(shù)量上占明顯優(yōu)勢；文藝平臺類設(shè)施分布重心從開福區(qū)持續(xù)東移至芙蓉區(qū)，分布形態(tài)上大幅外擴(kuò)后輕微內(nèi)縮，表明2015 年以開展文化活動為特點的文化設(shè)施空間分布最為均衡，外擴(kuò)幅度明顯傾向?qū)庎l(xiāng)市、望城區(qū)、長沙縣、瀏陽市4 個區(qū)，這與2013 年起圍繞“美麗鄉(xiāng)村”進(jìn)行新農(nóng)村建 設(shè)，進(jìn)而帶動鄉(xiāng)鎮(zhèn)級基礎(chǔ)文化設(shè)施興起有關(guān)。

2.3 空間集聚特征變化分析

本文利用平均最近鄰指數(shù)測度了長沙市文化設(shè)施的聚集程度（表2）。

表2 2010—2020年長沙市各類文化設(shè)施的平均最近鄰指數(shù)

表2 結(jié)果顯示：2010 年、2015 年、2020 年3 個時點文化設(shè)施總體分布的NNI 值分別為0.26、0.23、0.27，均小于1，Z檢驗值的結(jié)果也均小于－2.58，在1%的顯著性水平下通過檢驗，說明文化設(shè)施的空間布局具有集聚性，2015 年集聚程度最高。

對各年份各類文化設(shè)施進(jìn)行最近鄰指數(shù)計算統(tǒng)計（圖4），發(fā)現(xiàn)NNI值大范圍落在0.2—0.6 區(qū)間，表現(xiàn)出較強(qiáng)的集聚特征。其中，文化傳媒類和文藝平臺類在2020 年聚集程度最高，而文娛消費類在2015年最為集聚。值得注意的是，2010 年文化旅游類設(shè)施的NNI 值為1.02，呈隨機(jī)狀態(tài)。一方面，可能與研究樣本數(shù)據(jù)過少有關(guān)；另一方面，2010 年大多數(shù)文化旅游類設(shè)施處于項目啟動建設(shè)階段。

圖4 2010—2020 年長沙市各類文化設(shè)施NNI統(tǒng)計

為了進(jìn)一步探究各類文化設(shè)施各年份具體空間集聚情況，將長沙市168 個街道（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）作為基本研究單元，采用ArcGIS 空間統(tǒng)計法對文化設(shè)施POI 進(jìn)行可視化處理，顏色深淺表示該區(qū)域內(nèi)文化設(shè)施數(shù)量的多少。從圖5 可見，2010—2015 年，長沙市文化設(shè)施空間格局總體上呈“核心集聚、邊緣分散，多中心發(fā)展”的分布格局，其聚集的高值區(qū)分別是以定王臺街道、桔子洲街道為核心的中心組團(tuán)和獨立在望城區(qū)、寧鄉(xiāng)縣、瀏陽市3 地城區(qū)形成的次中心區(qū)。2015—2020 年，各中心區(qū)集聚程度加劇，向城市外圍不斷蔓延，呈現(xiàn)連區(qū)成片的態(tài)勢。與其他區(qū)縣相比，位于西部的寧鄉(xiāng)市發(fā)展偏弱，變化幅度不顯著。10年間，長沙市總體文化設(shè)施空間分布特征由“內(nèi)密外疏”轉(zhuǎn)為“東密西疏”。

圖5 2010—2020 年長沙市總體及各類文化設(shè)施密度值

對比3 個時點各類文化設(shè)施的密度分布情況可知：①文化傳媒類設(shè)施在空間分布上一直表現(xiàn)出很強(qiáng)的中心城區(qū)集聚傾向，這與現(xiàn)代傳媒業(yè)要求高時效性、交通便捷最大化有關(guān)。具體表現(xiàn)為：10 年間高值區(qū)從核心繁華的定王臺街道周邊向可達(dá)性較好的麓谷街道和湖南廣電領(lǐng)銜的洪山街道兩側(cè)集聚分布。②文化旅游類設(shè)施涵蓋博物館、陳列館、科普中心等展館，基本規(guī)模大數(shù)量少，最具公益性質(zhì)。2010年，該類設(shè)施的空間分布非常零散，高值區(qū)落在中心城區(qū)的清水塘街道和侯家塘街道，周邊主要集中在以“紅色旅游”為專題的花明樓鎮(zhèn)、雷鋒鎮(zhèn)、黃興鎮(zhèn)、開慧鎮(zhèn)和中和鎮(zhèn)。隨著各區(qū)縣文旅項目的并行推進(jìn)，2015 年設(shè)施數(shù)量顯著增加，且呈均衡發(fā)展的特征，到2020 年高值區(qū)主要集中在岳麓區(qū)的桔子洲街道和望城區(qū)的銅官街道。③文娛消費類設(shè)施以書店、音像店、影劇院等營業(yè)性文娛休閑場所為主，與經(jīng)濟(jì)消費水平和教育資源高低密切相關(guān)。2010 年，設(shè)施在全市范圍內(nèi)分布較為分散，后因音像行業(yè)受到線上模式的強(qiáng)烈沖擊；2015—2020 年，設(shè)施分布明顯往各區(qū)縣經(jīng)濟(jì)中心塊狀聚攏，總體側(cè)重在長沙市中心城區(qū)內(nèi)擴(kuò)展。④文藝平臺類設(shè)施主要包括少年宮、文化站、文化活動中心等設(shè)施，其核心是搭建文化民生活動場所。該類設(shè)施建設(shè)與社區(qū)聯(lián)系最為緊密，分布范圍也最為廣泛，空間延展性上與行政區(qū)的“東—西”走向一致，從側(cè)面反映出城市發(fā)展注重基層文化需求，人居環(huán)境建設(shè)較好。以上表明，文化設(shè)施的空間分布與其自身特點和城市實際發(fā)展情況關(guān)聯(lián)密切。

（續(xù)圖5 2010—2020 年長沙市總體及各類文化設(shè)施密度值）

3 影響因素探究

根據(jù)數(shù)據(jù)典型性和可獲取性的原則，選取2015年長沙市GDP 密度、人口密度和路網(wǎng)密度3 項因子，通過地理探測器探究其對2015 年總體文化設(shè)施POI及各類文化設(shè)施POI 空間分布的影響力度（圖6）。由于地理探測器擅長分析分類變量，將自變量通過ArcGIS的自然斷點法離散為5—8 類，進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)定為8 類時交互作用解釋力最大（圖7），因變量為每個街道單元所包含的文化設(shè)施POI 數(shù)量。

圖6 地理探測器各項因子類型量分布

探究發(fā)現(xiàn)：①比對交互探測結(jié)果（表3），GDP 密度與人口密度對2015 年總體文化設(shè)施POI 的解釋力分別為0.29 和0.26，兩者共同對總體文化設(shè)施的解釋力達(dá)到0.31。依此類推，具體文化類別中任何兩種變量對文化設(shè)施空間分布的交互作用都要高于單變量的獨自作用，且大于二者中的最大值，交互作用類型為雙因子增強(qiáng)，表明長沙市文化設(shè)施的空間分布是受多重因素協(xié)同作用的結(jié)果。②統(tǒng)計各項因子解釋力（圖7），數(shù)值呈現(xiàn)“GDP 密度＞人口密度＞路網(wǎng)密度”的特征，說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對各類文化設(shè)施分布的影響強(qiáng)度最大。③在各類文化設(shè)施的因子解釋力中，文化傳媒類的數(shù)值最高，文娛消費類和文藝平臺類的數(shù)值和總體文化設(shè)施數(shù)值基本相接近，而文化旅游類的數(shù)值最低，這充分反映出文化傳媒類設(shè)施的空間布局受參考因素的約束較多；文娛消費類和文藝平臺類設(shè)施具有大眾性，所受影響強(qiáng)度相似；文化旅游類設(shè)施的區(qū)位選擇則更多地來自政府規(guī)劃決策。

表3 地理探測器交互探測結(jié)果

圖7 地理探測器各項因子解釋力

4 結(jié)論與討論

本文基于2010 年、2015 年、2020 年的長沙市文化設(shè)施POI數(shù)據(jù)和2015 年GDP、人口和路網(wǎng)數(shù)據(jù)，在對長沙市文化設(shè)施分類整理及數(shù)量統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，采用標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分析、平均最近鄰工具、ArcGIS空間統(tǒng)計方法對2010—2020 年間長沙市文化設(shè)施POI的空間分布形態(tài)、集聚特征等進(jìn)行了研究，并運(yùn)用地理探測器對影響文化設(shè)施POI空間分布的因素進(jìn)行了探究，得出以下主要結(jié)論：①從發(fā)展動態(tài)上看，長沙市文化設(shè)施總體一直呈現(xiàn)“中心城區(qū)分布較多，周邊區(qū)域分布較少”的特征，逐步往區(qū)縣均衡方向發(fā)展完善；各類文化設(shè)施的增幅差異顯著，2010—2015年文娛消費類增幅最明顯，2015—2020 年文化傳媒類增幅最明顯。②從分布形態(tài)上看，長沙市文化設(shè)施總體分布重心偏移幅度不大，主趨勢與行政區(qū)的“東—西”走向具有高度一致性；各類設(shè)施中，文化傳媒類向中心城區(qū)聚攏的趨向非常明顯，文化旅游類分布重心偏東北移動，文娛消費類橢圓的分布形態(tài)變化不大，而文藝平臺類發(fā)展速度快、覆蓋面廣。③從集聚特征看，總體文化設(shè)施由“核心集聚、邊緣分散，多中心發(fā)展”的分布，向城市外圍不斷蔓延，演變?yōu)檫B區(qū)成片的態(tài)勢，集聚程度也由“內(nèi)密外疏”轉(zhuǎn)為“東密西疏”，區(qū)間差異較大。在各類文化設(shè)施分布格局演變中，文化傳媒類高值區(qū)從核心繁華的定王臺街道周邊向可達(dá)性較好的麓谷街道和湖南廣電領(lǐng)銜的洪山街道兩側(cè)集聚分布，文化旅游類設(shè)施由隨機(jī)轉(zhuǎn)向集聚分布，文娛消費類設(shè)施則以各區(qū)縣的經(jīng)濟(jì)重心呈塊狀集聚，文藝平臺類設(shè)施建設(shè)與社區(qū)聯(lián)系最為緊密，分布逐漸均衡。④從影響分析看，交互探測結(jié)果顯示作用類型為雙因子增強(qiáng)，表明長沙市文化設(shè)施的空間分布是受多重因素協(xié)同作用的結(jié)果；數(shù)值呈現(xiàn)“GDP 密度＞人口密度＞路網(wǎng)密度”的特征，說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對各類文化設(shè)施分布的影響強(qiáng)度最大；比對各類文化設(shè)施因子解釋力發(fā)現(xiàn)，文化傳媒類設(shè)施的空間布局受參考因素的約束較多，文娛消費類和文藝平臺類設(shè)施具有大眾性，所受影響強(qiáng)度相似，文化旅游類設(shè)施的區(qū)位選擇則更多地來自政府規(guī)劃決策。