摘 要：為滿足新時代城市建設與規(guī)劃要求，以哈爾濱市主城區(qū)為研究區(qū)，基于GIS技術對生活服務設施POI數(shù)據(jù)進行核密度、標準差橢圓、空間自相關等分析方法，探究哈爾濱市主城區(qū)生活服務設施的空間分布狀況。結果表明，哈爾濱市主城區(qū)各類生活服務設施主要分布在南崗區(qū)、道里區(qū)、道外區(qū)及香坊區(qū)，呈現(xiàn)出內(nèi)密外疏的分布形態(tài)；各類設施分布具有顯著方向性，中心點地理位置接近；POI數(shù)據(jù)在南崗區(qū)、道里區(qū)、道外區(qū)、香坊區(qū)以及4區(qū)交界處呈現(xiàn)顯著的空間自相關性。哈爾濱市主城區(qū)中心區(qū)域生活服務設施數(shù)量密集，配套充分，但周邊區(qū)域建設仍有待完善。

關鍵詞：POI數(shù)據(jù)；生活服務設施；空間分布；哈爾濱市主城區(qū)；GIS

中圖分類號：TP984 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）31-0080-04

Abstract： In order to meet the requirements of urban construction and planning in the new era， taking the main urban area of Harbin City as the research area， based on GIS technology， analysis methods such as core density， standard deviation ellipse， and spatial autocorrelation were used to explore the spatial distribution of living service facilities in the Main City of Harbin City. The results show that： various living service facilities in the Main City of Harbin City are mainly distributed in Nangang District， Daoli District， Daowai District and Xiangfang District， showing a distribution pattern of dense inside and sparse outside; the distribution of various facilities has significant directivity， and the center points are geographically close; POI data shows significant spatial autocorrelation in Nangang District， Daoli District， Daowai District， Xiangfang District and the junction of the four districts. The number of living service facildVfPXpmW+vYVcLwIqxrOzA==ities in the central area of the Main City of Harbin City is dense and equipped， but the construction of surrounding areas still needs to be improved.

Keywords： POI data; living service facilities; spatial distribution; Main City of Harbin City; GIS

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，服務業(yè)在其中的作用日漸凸顯，生活服務業(yè)作為現(xiàn)代服務業(yè)的重要組成部分，其發(fā)展直接影響國民基礎經(jīng)濟，因此需要重點關注生活服務設施空間布局的整體分析與優(yōu)化。POI（Point of Internet）數(shù)據(jù)具備獲取地物的種類、數(shù)量、地理坐標等信息的特點，已被廣泛應用于城市規(guī)劃、地理信息、時空分布等研究中。由于其具有數(shù)據(jù)量大、更新速度快、實時性強、分類明確和準確度高等特點，在研究設施空間布局中起重要作用[1]。如葛凱麗等[2]利用改進后的CRITIC等方法，分析得到杭州市的生活服務設施在主城區(qū)中心密集，并向周邊不斷縮減；張立群[3]根據(jù)交通設施POI數(shù)據(jù)研究合肥市交通設施的分布特征并進行對比研究，進而提出改進策略；汪章輝[4]利用中小學POI數(shù)據(jù)研究上海市教育資源的均衡性；趙哲等[5]利用GIS（Geographic Information Systems）工具與POI數(shù)據(jù)分析芝罘區(qū)文化設施分布狀況與其他類別設施相關關系，并提出優(yōu)化策略。劉瑩等[6]利用3年POI數(shù)據(jù)分析了哈爾濱市體育中心的選址與規(guī)劃。但目前POI數(shù)據(jù)在哈爾濱市的研究多集中于商業(yè)、交通、休閑設施[7-8]等方面，在生活服務業(yè)研究方面還不夠充足。

哈爾濱市地處中國北方，冰雪經(jīng)濟給其帶來新的產(chǎn)業(yè)轉型發(fā)展的可能性，在承接2025年第九屆“亞冬會”建設任務的背景下，更要抓住城市核心競爭力的建設，不斷提高生活服務設施的配套建設。因此，本文以哈爾濱市主城區(qū)為研究對象，基于GIS技術與POI數(shù)據(jù)研究生活服務設施的空間分布特征，旨在對哈爾濱市生活服務設施的規(guī)劃與發(fā)展提供一定參考。

1 研究區(qū)域概況與研究數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)域概況

哈爾濱市是黑龍江省省會城市，位于東經(jīng)125°42′—130°10′與北緯44°04′—46°40′范圍內(nèi)。截至2021年，哈爾濱市轄9個市轄區(qū)、7個縣，代管2個縣級市。

其中7個主城區(qū)自上而下分別是呼蘭區(qū)、松北區(qū)、南崗區(qū)、道外區(qū)、道里區(qū)、香坊區(qū)和平房區(qū)[9]。由于哈爾濱市主城區(qū)人口密度較大，生活設施分布較密集，是哈爾濱市經(jīng)濟發(fā)展高速帶，因此選取其作為研究區(qū)域。

1.2 研究數(shù)據(jù)

POI數(shù)據(jù)來源于高德地圖及網(wǎng)絡收集，按照哈爾濱市經(jīng)緯度，借助計算機編程獲取并修正得到哈爾濱市全部POI數(shù)據(jù)，選取其中6個大類和若干個子類主要進行研究，總計164 620個有效數(shù)據(jù)，其中115 126個數(shù)據(jù)位于主城區(qū)研究范圍，占比約70%，由于主城區(qū)人口密度高，占地面積并不高，但POI數(shù)據(jù)密集分布，研究此區(qū)域能更好地滿足人們生活服務的需求，因此主要選取主城區(qū)數(shù)據(jù)進行研究，具體結果見表1。

2 研究方法

2.1 核密度分析法

在核密度估計中，每個數(shù)據(jù)點都被視為一個獨立的點，沒有考慮點與點的相關性，在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)集和復雜分布非常有效，可用于表現(xiàn)數(shù)據(jù)的空間集聚性，便于分析各設施的空間布局，具體計算公式如下

式中：f（x）為x所在位置的核密度函數(shù)；h為搜索半徑；d為研究數(shù)據(jù)維度數(shù)；K為距離的權重，n為在搜索范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)總量；（x-xi）為POI數(shù)據(jù)樣本點xi與x估計點間的距離[2]。

2.2 標準差橢圓分析法

標準差橢圓分析法可以體現(xiàn)各類生活設施在空間分布中的方向特征。橢圓的長軸、短軸方向分別表示設施分布的主要、次要趨勢方向；長短軸的長度表示各自方向上的離散程度[10]。具體計算公示如下

2.3 空間自相關法

莫蘭指數(shù)（Moran's I）基于地理學第一定律原理去分析空間設施的相關性，并可以分析全局與局部空間相關性[11]。因此通過全局Moran's I指數(shù)表示哈爾濱市主城區(qū)生活服務設施設施的空間關聯(lián)性，通過熱點分析識別其冷熱點區(qū)。計算公式如下

式中：I為莫蘭指數(shù)；n為數(shù)據(jù)數(shù)量；Wij為空間權重矩陣重中的設施；yi為數(shù)據(jù)在i位置上的值；為所有數(shù)據(jù)的平均值；S2為所有數(shù)據(jù)的方差；S0為所有數(shù)據(jù)的空間權重之和。研究使用GIS軟件空間統(tǒng)計工具進行計算，空間自相關分析結果由I值、P值、Z值組成，I值取值范圍為[-1，1]，當I值大于0，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)正相關；當I值小于0，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)負相關。當P值為0時，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)顯著性。Z值和I值的絕對值越大，代表數(shù)據(jù)的空間相關性越大。

3 研究結果

3.1 生活服務業(yè)數(shù)量分布

哈爾濱市主城區(qū)6類生活服務設施主要分布在南崗區(qū)、道里區(qū)、道外區(qū)、香坊區(qū)以及4區(qū)交界處，數(shù)據(jù)占比超80%，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)高度密集，并逐步hvuxRurDjSKuQjAIkJSWZA==向外縮減。通過分析生活服務設施數(shù)量得知，購物消費設施數(shù)量最多，餐飲美食設施次之；而酒店住宿設施數(shù)量最少。從區(qū)域來看，南崗區(qū)和道里區(qū)的生活服務設施數(shù)量較多，設施分布較為集中；道外區(qū)和香坊區(qū)設施數(shù)量居中，分布相對比較均衡；呼蘭區(qū)、松北區(qū)和平房區(qū)的生活服務設施分布相對較少，設施不夠完善，具體統(tǒng)計結果見表2。從各區(qū)整體POI數(shù)量分布可以看出主城區(qū)中南崗區(qū)和道里區(qū)為居民主要活動區(qū)，各類生活服務設施配備數(shù)量多，種類齊全，為主要發(fā)展區(qū)域；而呼蘭區(qū)、松北區(qū)和平房區(qū)作為后發(fā)展的區(qū)域，生活服務設施還較少，對于人民生活的便利度有所影響，未來可以加強這3區(qū)的生活服務配套設施，提升人們生活便利性。

3.2 生活服務業(yè)核密度分析

根據(jù)自然間斷法將哈爾濱市主城區(qū)6類生活服務業(yè)設施核密度分析數(shù)據(jù)進行分級，可知餐飲美食設施核密度值大于476.94的主要在南崗區(qū)、道里區(qū)、道外區(qū)和香坊區(qū)；購物消費設施核密度值大于903.52的主要在道外區(qū)和南崗區(qū)；交通設施核密度值大于87.21的主要在南崗區(qū)和道里區(qū)；科教文化設施核密度值大于77.04的主要在南崗區(qū)、香坊區(qū)；醫(yī)療保健設施核密度值大于126.27的主要在南崗區(qū)、道里區(qū)和道外區(qū)；酒店住宿設施核密度值大于14.35的主要在南崗區(qū)和道里區(qū)。

總的來看，6類生活服務設施主要分布在南崗區(qū)、道里區(qū)、道外區(qū)和香坊區(qū)，呼蘭區(qū)、松北區(qū)和平房區(qū)3區(qū)生活服務設施分布較分散，密度值均較低，數(shù)量偏少，體現(xiàn)出6類生活服務設施呈“內(nèi)密外疏”的空間結構。具體來看，餐飲美食設施在南崗區(qū)、道里區(qū)、道外區(qū)和香坊區(qū)具有高密度分布，高密度分布區(qū)域最多，呈現(xiàn)多點中心向外擴散，設施基礎良好；交通設施、科教文化、酒店住宿僅在南崗區(qū)和道里區(qū)具有高密度分布，分布較餐飲美食設施分布有所減少，未來還可以加強在其他區(qū)域的配備。此外南崗區(qū)同時具有6類生活服務設施高密度區(qū)，區(qū)域設施集中，配置為幾區(qū)之最，而松北區(qū)、呼蘭區(qū)、平房區(qū)具有較大的土地面積，但各類生活服務設施均呈現(xiàn)低密度，未來還要加大對此3區(qū)的生活服務設施建設。

3.3 生活服務設施方向分析

通過GIS軟件方向分布工具對主城區(qū)6類生活服務設施進行空間分布的標準差橢圓分析，并計算得到方位分布的參數(shù)，結果見表3。根據(jù)其結果得知6類生活設施長軸（Y軸）與短軸（X軸）均有差距，表明其具有明顯的方向分布；中心點位置接近，大多位于哈爾濱站附近，其中餐飲美食和科教文化的分布方向類似，均沿西北—東南方向；購物消費、酒店住宿、交通設施、醫(yī)療保健空間分布均呈東北—西南方向。在6類生活服務設施中，醫(yī)療保健設施分布長軸最長，交通設施短軸最長，購物消費設施長軸與短軸長度次之，這幾類設施分布范圍較廣泛，科教文化與餐飲美食設施的長軸與短軸分別為6類中最短，分布范圍較其他4類集中，具有更大的向心力。通過分析長短軸長度及旋轉角結果，可知餐飲美食與科教文化設施分布具有相似性，二者具有很好的相關性；購物消費與醫(yī)療保健設施分布具有相似性，通過此分布可以看到6類生活服務設施中心位于南崗區(qū)與道里區(qū)、道外區(qū)交界處，仍是圍繞原始發(fā)展中心布局，在后發(fā)展區(qū)表現(xiàn)欠缺，考慮城市區(qū)域面積與已開發(fā)的情況，未來還應該不斷擴大生活服務設施的建設范圍，不斷帶動周邊區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。

3.4 生活服務業(yè)空間自相關分析

通過莫蘭指數(shù)計算得到哈爾濱市主城區(qū)6類生活服務設施分布全局Moran's I值，其結果見表4。根據(jù)結果可得知6類生活服務設施P值均為0，且I值與Z值均大于0，表明各類生活服務設施空間分布呈顯著的正相關關系。其中交通設施的I值0.697與Z值205.962為表中計算最大值，表明交通設施具有較強的空間自相關性，在空間分布中具有明顯的分布特點。

為進一步探究各類生活服務設施的空間關聯(lián)特征，利用GIS軟件先創(chuàng)建研究范圍內(nèi)漁網(wǎng)，通過空間連接將各類生活服務設施要素進行連接，最后使用熱點分析工具，得到分析結果，并利用自然間斷法劃分等級，按順序得到熱點分析結果。根據(jù)結果可知，哈爾濱市主城區(qū)生活服務設施熱點區(qū)域主要分布于南崗區(qū)、道里區(qū)、道外區(qū)與香坊區(qū)的4區(qū)交界處，通過了顯著性試驗；其中餐飲美食、交通設施、醫(yī)療保健的聚集熱點區(qū)較為相似，除了在4區(qū)交界處為熱點區(qū)外，在呼蘭區(qū)西南方向區(qū)域、松北區(qū)東南區(qū)域、平房區(qū)西北方向區(qū)域也出現(xiàn)了不同程度的熱點區(qū)域，科教文化設施、購物消費設施、酒店住宿設施熱點區(qū)域類似，較前3種熱點區(qū)域范圍有減少。各類生活服務設施在哈爾濱市主城區(qū)分布具有明顯空間自相關性。

4 結束語

基于哈爾濱市主城區(qū)6類生活服務設施的POI數(shù)據(jù)，利用GIS軟件的空間統(tǒng)計等工具，分析主城區(qū)6類生活服務設施空間分布特征，得到如下結論：①空間分布數(shù)量及核密度分析方面，各類生活服務設施在南崗區(qū)、道里區(qū)、道外區(qū)和香坊區(qū)分布數(shù)量較多，核密度值相對較高，分布較為密集，具有更好的發(fā)展基礎；呼蘭區(qū)、松北區(qū)和平房區(qū)生活服務設施數(shù)量相對不足，核密度值相對較低，設施分布較為分散，發(fā)展程度較前4區(qū)略微不足。②空間分布方向方面，各類生活服務設施方向分布特征明顯，中心點地理位置接近，大多圍繞哈爾濱站所在位置分布，6類生活服務設施空間分布大致呈現(xiàn)西北—東南、東北—西南方向；根據(jù)長短軸結果分析可知，醫(yī)療保健、交通設施、購物消費設施分布較其他3類分布廣泛，酒店住宿、科教文化與餐飲美食設施分布更為集中。③空間自相關分析方面，各類生活服務設施空間分布具有顯著的相關關系，并在南崗區(qū)、道里區(qū)、道外區(qū)與香坊區(qū)的四區(qū)交界處出現(xiàn)熱點區(qū)域，各類生活服務設施在該區(qū)域產(chǎn)生聚集，且通過了顯著性檢驗，表明6類生活服務設施在熱點區(qū)域建設較為完善。

總體來說，哈爾濱市主城區(qū)目前主要發(fā)展區(qū)集中在南崗區(qū)、道里區(qū)、道外區(qū)、香坊區(qū)以及4區(qū)交界處，并向四周擴展，未來還要加大松北區(qū)、平房區(qū)、呼蘭區(qū)的生活服務設施建設，不斷擴大新發(fā)展區(qū)域的生活服務設施覆蓋范圍，不斷優(yōu)化各類生活服務設施的布局，探索建設生活服務設施的影響因素，滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枨螅瑸槲磥沓鞘薪ㄔO提供一定參考。

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