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        一種POI數(shù)據(jù)驅(qū)動的商業(yè)點(diǎn)空間分布分析

        2021-09-27 03:11:02張燕旋
        經(jīng)緯天地 2021年4期
        關(guān)鍵詞:常寧市耒陽市衡陽市

        雷 靂 錢 佩 張燕旋

        (廣東省國土資源測繪院,廣東 廣州 510500)

        0.引言

        在城市的快速建設(shè)和穩(wěn)定發(fā)展中,商業(yè)起到了不可替代的作用。商業(yè)活動涉及社會經(jīng)濟(jì)生活的各個方面,例如,農(nóng)業(yè)與工業(yè)、農(nóng)村與城市、生產(chǎn)與消費(fèi)等領(lǐng)域。研究商業(yè)點(diǎn)群的空間分布對于城市發(fā)展、資源分配等具有重要意義。

        21世紀(jì)以來,國內(nèi)眾多專家對商業(yè)興趣點(diǎn)的分布進(jìn)行了一定研究,許學(xué)強(qiáng)等以國內(nèi)一線城市為研究范圍,以區(qū)域內(nèi)的大型商業(yè)超市、大型購物中心等大規(guī)模的零售場所為研究對象[1-6],研究了其空間分布;王堃等對北京市的農(nóng)林牧漁企業(yè)、商業(yè)房屋、交通設(shè)施類型的城市設(shè)施興趣點(diǎn)(POI)數(shù)據(jù)建立了針對居民農(nóng)業(yè)源、生活源、交通源等非點(diǎn)源的排放清單分配方法,研究表明:利用POI數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分配可以更直觀地反映出排放源的空間分布特征[7];龍濤利用上海市的POI數(shù)據(jù)對上海市的中心游客分布特征進(jìn)行分析,為研究游客的空間分布特征與時空分布特征提供了新的方法[8]。焦耀等利用POI數(shù)據(jù)的特征,構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫,分析多種要素相互影響下廣州市商業(yè)的空間布局[9];趙曉彤在濟(jì)南市零售業(yè)發(fā)展與演變的基礎(chǔ)上,利用POI數(shù)據(jù)并運(yùn)用多種定量分析方法,研究濟(jì)南市零售業(yè)總體以及各業(yè)態(tài)空間布局特征,并對其影響空間布局的因素進(jìn)行分析,為優(yōu)化濟(jì)南商業(yè)資源在城市內(nèi)部的空間合理配置和商業(yè)規(guī)劃提供參考[10]。然而現(xiàn)有的研究主要是以傳統(tǒng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的,主要以居民消費(fèi)行為的熱點(diǎn)值選擇商業(yè)圈層,研究方法也比較單一,較少涉及城市內(nèi)部不同商業(yè)形態(tài)空間集聚特征和熱點(diǎn)識別的實(shí)證研究。

        對于上述情況,為了對城市空間結(jié)構(gòu)布局和商業(yè)資源的合理配置提供專業(yè)化建議,本文以衡陽市為主要研究區(qū)域,并將研究對象確定為研究區(qū)域內(nèi)廣大公眾選擇商業(yè)的興趣點(diǎn)詳細(xì)數(shù)據(jù),將以此為基礎(chǔ)深入分析城市內(nèi)部商業(yè)聚居點(diǎn)及其主要的空間分布狀況。

        1.數(shù)據(jù)來源及研究方法

        1.1 數(shù)據(jù)來源

        POI(Point of interest)是利用實(shí)際位置的數(shù)據(jù)所獲得的點(diǎn)狀數(shù)據(jù),該類數(shù)據(jù)中集合了實(shí)際地理位置的經(jīng)緯度等。本文研究的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù),從高德地圖上獲取衡陽市的商業(yè)POI數(shù)據(jù)。

        1.2 研究方法

        1.2.1 核密度分析法

        核密度估計(Kernel Density Estimation-KDE)是目前使用最廣泛的無參數(shù)概率密度函數(shù)估計方法,該方法最大的特點(diǎn)就是能夠根據(jù)實(shí)際收集到的數(shù)據(jù)分析出數(shù)據(jù)的實(shí)際分布。該計算方法核心思路是地理學(xué)第一定律,即距離越近的空間地物相似度越高,其計算結(jié)果與距離的長度之間呈反比。

        核密度分析工具通常被用于分析周圍鄰域中出現(xiàn)要素的可能性(即密度)。在實(shí)際計算過程中,通過一個移動的單元格對該區(qū)域內(nèi)實(shí)際密度進(jìn)行近似的計算,設(shè)實(shí)際選擇的樣本變量為x1,x2,…xn,根據(jù)上述的核心估計能夠計算出數(shù)據(jù)分布量,計算二維數(shù)據(jù)時取d的值為2,其公式如式(1)所示:

        式(1)中,K為核函數(shù);(x-xi)2+(y-yi)2為點(diǎn)(xi,yi)和(x,y)之間的距離;h為帶寬;n為范圍內(nèi)的點(diǎn)數(shù),其中,樣本xn的維度為2。實(shí)際計算過程中h為上述所述的自由參數(shù)。

        1.2.2 全局空間自相關(guān)

        全局空間自相關(guān)用來判斷空間現(xiàn)象是否具有聚集特性的方法。通常情況下,會使用莫蘭指數(shù)計算衡量該指標(biāo),該參數(shù)也是整個評級體系中最重要的一個要素。莫蘭指數(shù)(Moran’s I)可以利用式(2)進(jìn)行計算:

        其中,n為格網(wǎng)單元總數(shù);xi為單元i的值;xj為單元j的值為格網(wǎng)單元的平均值;Wij為權(quán)重,當(dāng)Wij=1表示i區(qū)域與j區(qū)域相鄰,反之,Wij=0。I∈[-1,1],其中,I>0時,表明鄰域區(qū)域之間存在正相關(guān)相似屬性值,反之,表示該區(qū)域與其鄰域間的屬性差異較大。

        1.2.3 局部空間自相關(guān)

        通常情況下,局部空間自相關(guān)是用來反映聚集空間單元與整體之間的關(guān)系的一個重要衡量指標(biāo),根據(jù)其相關(guān)性分析其顯著性。LISA(Local Indications of Spatial Association)模型是空間熱點(diǎn)分析的主要指標(biāo),這個標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)前研究空間熱點(diǎn)聚集性的指標(biāo),LISA圖是將空間內(nèi)的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行整合處理。當(dāng)?shù)趇空間進(jìn)行密度計算時,可以采用LISA公式,如式(3)、式(4)所示:

        其中,n為樣本數(shù)量;wij為權(quán)重矩陣系數(shù);xi為觀測值;x為格網(wǎng)單元的平均值。

        2.結(jié)果與分析

        利用ArcGIS軟件將網(wǎng)絡(luò)爬取的POI數(shù)據(jù)疊加到衡陽市行政圖上,衡陽市POI數(shù)據(jù)的分布圖(如圖1所示)。可以大致看出:衡陽市商業(yè)POI點(diǎn)群的分布情況,以此為基礎(chǔ),運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)的相關(guān)方法對POI數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,得到相應(yīng)的計算結(jié)果。

        圖1 衡陽市POI數(shù)據(jù)

        從圖1中看,衡陽市的商業(yè)點(diǎn)分布整體較為均勻,局部有聚集現(xiàn)象。衡陽市中心的聚集現(xiàn)象較為明顯,祁東縣、衡南縣POI商業(yè)點(diǎn)群分布較為均勻。

        2.1 商業(yè)分布的核密度分析

        以衡陽市的POI數(shù)據(jù)為研究對象,運(yùn)用ArcGIS核密度分析工具得到衡陽市核密度值(如圖2所示):

        圖2 衡陽市核密度值圖

        從圖2中可以看出:衡陽商業(yè)點(diǎn)高度集聚分布區(qū)域主要集中在衡陽市中心和耒陽市的中心主城區(qū),衡陽市主要商業(yè)點(diǎn)多分布在中山路和解放路等城市主要交通干道。衡陽市解放大道是衡陽市城區(qū)交通路網(wǎng)最密集的區(qū)域,主要是因?yàn)榻夥怕肥呛怅栕钣凭玫纳虡I(yè)集散地,昔日道路兩旁聚集了國營、集體和個體近百個商店,其中,最為氣派的是衡陽百貨大樓。昔日的百貨大樓舊址處變成了繁華的商業(yè)街區(qū),解放路商圈重新煥發(fā)出蓬勃生機(jī),更多充滿現(xiàn)代氣息的商業(yè)集群紛至沓來。其中,中山路是衡陽歷史最悠久的商業(yè)街區(qū),是衡陽目前人流量最大的商業(yè)街,解放路是衡陽的交通動脈,沿線商鋪林立。耒陽市主要商業(yè)點(diǎn)多分布在五一東路、人民路等城市主要交通干道。商業(yè)點(diǎn)低度聚集區(qū)域主要集中在常寧市,常寧市商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)聚集主要在常寧市城區(qū),周圍主要是常寧市市政府、中學(xué)、小學(xué)。

        根據(jù)核密度估計法提取的商業(yè)中心在等級上與其商業(yè)發(fā)展水平基本一致。分析結(jié)果表明:隨著城市中心距離增加,商業(yè)中心的核密度值會相應(yīng)減少。商業(yè)中心在交通可達(dá)性、人文環(huán)境等商業(yè)活動影響因素上具有相對突出的區(qū)位優(yōu)勢。在交通因素方面,商業(yè)中心所處地段與城市別的商業(yè)中心的空間趨近性是城市商業(yè)點(diǎn)選址的重要因素。另外,考慮商業(yè)中心的距離總和是判斷商業(yè)點(diǎn)區(qū)位的其中一個重要標(biāo)準(zhǔn),總距離越短,其中,交通便捷度更高,表示匯集人氣的能力越強(qiáng)。從圖2中衡陽核密度值可以看出,衡陽市中心城區(qū)相對于衡陽市其他地區(qū)的核密度值最高。衡陽市與其他商業(yè)中心實(shí)際距離總和進(jìn)行比較,解放路和中山路交通便捷度最高,其次以火車站為中心的批發(fā)區(qū)域??梢姡行某菂^(qū)商業(yè)中心匯集人氣的能力強(qiáng),對周圍地區(qū)的商業(yè)輻射作用較大,外圍城區(qū)商業(yè)點(diǎn)分布受距離等其他因素的限制,不具備發(fā)揮成為城市化高等級商業(yè)中心的條件。

        2.2 商業(yè)分布點(diǎn)的莫蘭指數(shù)分析

        常寧市、耒陽市和衡陽市的POI值位于散點(diǎn)圖中的第一象限中,這個區(qū)域中的具體數(shù)值代表了高觀測值空間之間的具體聯(lián)系;第二象限中的衡陽縣是該區(qū)域內(nèi)低觀測值的區(qū)域代表。南岳區(qū)、祁東縣、衡東縣等位于低觀測值關(guān)聯(lián)區(qū)域的第三象限;而祁東縣與周圍低觀測值之間具有一定的空間聯(lián)系,它代表了高觀測值與低觀測值之間的空間聯(lián)系。在圖3中得到:莫蘭指數(shù)Moran’s I=0.453,即衡陽市的商業(yè)發(fā)展水平較高的區(qū)域在空間上趨于明顯集聚。其中,常寧市與耒陽市在空間分布上,都是屬于高觀測值,且數(shù)值接近于1,這是因?yàn)槌幨信c耒陽市兩市面積廣闊,人口眾多且經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),支柱性產(chǎn)業(yè)強(qiáng)硬,帶動當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展,因此,常寧市與耒陽市的商業(yè)點(diǎn)分布較多且主要集聚在中心城區(qū)。衡陽市中心在經(jīng)濟(jì)最繁榮位置,地理位置優(yōu)越,具有密集的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、完善的經(jīng)營服務(wù)功能、服務(wù)范圍廣,有著強(qiáng)大的內(nèi)聚力、輻射力、集聚力和交通力成為廣大消費(fèi)者首選的購物場所。所以,衡陽市、常寧市、耒陽市在Moran指數(shù)分析中都屬于高觀測值區(qū)域,其他縣級區(qū)域因?yàn)榻?jīng)濟(jì)相對于比較落后,沒有地理位置優(yōu)越的先天條件,以及多方面的影響,在分析結(jié)果圖中屬于低值觀測區(qū)域(如圖3所示):

        圖3 衡陽市各行政分區(qū)的商業(yè)點(diǎn)Moran散點(diǎn)圖

        2.3 LISA集聚圖分析

        根據(jù)Moran’s I散點(diǎn)圖來判斷衡陽各地區(qū)的關(guān)聯(lián)程度是否緊密,利用GeoDa軟件依據(jù)莫蘭指數(shù)來表示衡陽市商業(yè)點(diǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的LISA集聚圖。

        通過衡陽市商業(yè)點(diǎn)分布LISA集聚圖(如圖4、圖5 所示),衡陽市商業(yè)點(diǎn)分布與經(jīng)濟(jì)具有不同的局部空間自相關(guān)特征,耒陽市呈現(xiàn)出高—高的空間自相關(guān)特征;南岳區(qū)呈現(xiàn)出低—低的空間自相關(guān)特征,常寧市的該特征則表現(xiàn)為高—低的空間分布。LISA集聚圖的繪制方法是從空間角度分析其是否通過了專業(yè)化的顯著性水平檢驗(yàn)。通過分析圖4得到:各地區(qū)中的貿(mào)易交易較頻繁的區(qū)域有多有少,呈不同狀態(tài)。首先,耒陽市及其周邊區(qū)域明顯地呈現(xiàn)出貿(mào)易交易頻繁,這種現(xiàn)象成為熱點(diǎn)分布,其特征為高—高分布;南岳區(qū)及其周邊區(qū)域明顯地呈現(xiàn)出當(dāng)?shù)刭Q(mào)易交易量少,這種現(xiàn)象稱為冷點(diǎn)分布,其特征是低—低分布;常寧市及其周邊區(qū)域具有低—高空間自相關(guān)特征,與常寧市相鄰的有耒陽市、衡南縣、祁東縣,說明常寧市與其周圍市區(qū)的商業(yè)點(diǎn)分布的系統(tǒng)協(xié)同性相差較大。

        圖4 衡陽市商業(yè)點(diǎn)分布LISA集聚圖

        圖5 衡陽市商業(yè)點(diǎn)分布的LISA集聚圖的POI值

        城市各級商業(yè)中心所在地與其人口密度呈正相關(guān)。耒陽市城區(qū)地理面積約36km2,為全省最大的縣級城市。從衡陽市人口分布圖(如圖6所示)可以看出:耒陽市人口最多,人口超過11萬。從LISA圖中分析結(jié)果來看:耒陽市是屬于熱點(diǎn)區(qū),呈現(xiàn)高—高空間自相關(guān)性。說明人口與商業(yè)點(diǎn)的地理聯(lián)系較為密切,其空間分布較為類似。南岳區(qū)常住人口約為5.4萬,地理面積約181.5km2,是衡陽市最小的區(qū)域面積,南岳區(qū)地理位置優(yōu)越,南岳衡山人文旅游資源和自然旅游資源都十分豐富,在全國乃至世界都有一定的知名度。南岳區(qū)每年春節(jié)接待的游客數(shù)量達(dá)到75.87萬人次,旅游業(yè)的發(fā)展帶動經(jīng)濟(jì)發(fā)展,因此,衡陽市南岳區(qū)的商業(yè)點(diǎn)分布比較集中,商業(yè)網(wǎng)店較多。但是南岳區(qū)區(qū)域面積較小,旅游景點(diǎn)資源過于單一,導(dǎo)致南岳區(qū)與衡陽其周圍的聯(lián)系度不高。

        圖6 衡陽市人口數(shù)量圖

        3.結(jié)束語

        本文基于POI數(shù)據(jù)對衡陽市商業(yè)點(diǎn)空間布局特征及其影響因素進(jìn)行研究,從空間上看商業(yè)點(diǎn)呈現(xiàn)出不同布局特征,商業(yè)點(diǎn)分布在地理空間內(nèi)不是均勻分布的,其空間分布特征趨向于地理集中的區(qū)域。商業(yè)點(diǎn)分布高度集中的區(qū)域可視為城市商業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)區(qū)域,同時也是城市內(nèi)部不同等級的商業(yè)中心。優(yōu)化商業(yè)資源在城市內(nèi)部空間的配置,摸清不同商業(yè)經(jīng)營形態(tài)企業(yè)的集聚特征,對城市商業(yè)點(diǎn)空間規(guī)劃與開發(fā)有重要的實(shí)踐意義。

        根據(jù)衡陽市的商業(yè)區(qū)域的密度的空間分布結(jié)果,清晰地展示了衡陽市的熱點(diǎn)分布情況以及冷點(diǎn)分布情況,為衡陽市商業(yè)個體分布研究提供了思路,為政府部門前期對商業(yè)規(guī)劃和商業(yè)點(diǎn)選址研究提供參考依據(jù)和科學(xué)的決策。

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