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1、基于GIS的武漢市公共服務設施空間分布及可達性研究 摘? 要? 城市公共服務設施布局與人口分布高度相關(guān)， 兩者相互影響。目前國內(nèi)現(xiàn)有的公共服務設施布局調(diào)整大多是自上而下供應驅(qū)動的規(guī)劃，“千人指標”仍是規(guī)劃決策的主要方法，盡管部分學者運用GIS技術(shù)對公共服務設施布局規(guī)劃進行了一定研究，但由于所掌握人口數(shù)據(jù)的粒度大、分類粗，研究成果仍有待深入。本文以武漢市第六次人口普查數(shù)據(jù)為重要數(shù)據(jù)源，運用空間分析等GIS相關(guān)技術(shù)，結(jié)合人口空間分布，分析中心城區(qū)公共服務設施布局特點。在此基礎(chǔ)上，研究公共服務設施布局與人口分布的關(guān)系，研究各類公共服務設施的交通可達性、服務可達性，為城市規(guī)劃管理、項目選址、公共

2、服務設施配套規(guī)劃提供重要支撐。 關(guān)鍵詞? GIS? 人口? 公共服務設施? 空間分析 ????? 1．引言 ????? 隨著城市化進程的加快，城市人口不斷集聚。在此背景下，合理設計城市、建設城市，成為許多國家的重要議題。美國、德國、丹麥、加拿大、日本等發(fā)達國家非常重視人口、經(jīng)濟、設施之間人與城市的協(xié)調(diào)性與可達性，強調(diào)基礎(chǔ)設施建設的配套發(fā)展。英國“地方發(fā)展框架”通過詳細的人口數(shù)據(jù)，對城市的區(qū)域設施進行詳細規(guī)劃和分類，建立規(guī)劃格網(wǎng)，通過相關(guān)的地理數(shù)據(jù)進行網(wǎng)上項目的選址與審批，對城市進行科學管理和規(guī)劃，真正體現(xiàn)規(guī)劃“以人為本”的思想。國內(nèi)該方面的研究起步較晚，只有北京、上海、武漢、重慶等大城市

3、將人口分布與相關(guān)設施規(guī)劃布局相結(jié)合，開展了相關(guān)研究工作。 ????? 城市公共服務設施作為重要的社會公益資源正受到國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注，其空間布局的可達性目前已成為公共服務設施空間研究中的重點領(lǐng)域。自1959年美國學者Hansen 在用重力方法研究城市土地利用時首次正式提出可達性的概念以來，諸多國外學者對此已開展了大量深入細致的研究工作，其研究內(nèi)容幾乎涵蓋了所有的公共服務設施門類。隨著GIS技術(shù)的普及和眾多數(shù)理方法的引入，公共服務設施可達性研究改變了傳統(tǒng)的實地調(diào)研和問卷調(diào)查的方法，開始更多地依托GIS分析平臺，可達性研究的測度與評價工具愈加精確、有效。與國外相比，當前國內(nèi)研究的主要方向與國外

4、大體相同，研究的焦點基本上也都集中在公共設施的布局與選址，以及公共設施的空間可達性與公平性等方面，但由于起步較晚，其思想體系尚不成熟，研究的理論和方法都還處在探索階段。同時，由于人口數(shù)據(jù)的獲取難度大，致使國內(nèi)長期以來的公共服務設施規(guī)劃布局研究一直處于人口與設施的半分離狀態(tài)。 ????? 2．研究背景 ????? 當前武漢市正處于快速發(fā)展時期，人口大規(guī)模增長，人口結(jié)構(gòu)及人口空間變化日益加快。2010年第六次人口普查數(shù)據(jù)顯示，武漢市常住人口979萬人，相比于1990年的667萬，二十年間增長了312萬人，年綜合增長率達到15.6萬人/年。從人口空間分布來看，武漢市外環(huán)以內(nèi)集中了全市近八成的人口

5、，內(nèi)環(huán)與三環(huán)之間地域的人口比重不斷上升，中心城區(qū)的人口密度一直處于上升狀態(tài)。 ????? 城市公共服務設施布局與人口分布高度相關(guān), 兩者相互影響?，F(xiàn)行的公共服務設施定額指標采用的是“分級制度”與“千人指標”控制相結(jié)合的辦法，未考慮不同年齡段人群的實際需求，容易造成設施的過剩與匱乏。在此背景下，有必要結(jié)合城市的經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃目標，摸清中心城區(qū)人口空間分布與公共服務設施分布現(xiàn)狀，建立能夠為城市建設、規(guī)劃管理、政府決策等各部門各組織所共享、資源豐富的人口與公共服務設施數(shù)據(jù)庫，運用GIS技術(shù)分析兩者內(nèi)在聯(lián)系，為城市規(guī)劃管理、項目選址、公共服務設施配套規(guī)劃提供重要支撐。 ????? 3．研究方法

6、 ????? 3.1 技術(shù)路線 ????? 在收集整理國內(nèi)各城市公共服務設施相關(guān)標準規(guī)范基礎(chǔ)上，建立一套評價指標體系，開展人口與公共服務設施數(shù)據(jù)庫建設，運用空間分析等GIS相關(guān)技術(shù)，分析中心城區(qū)規(guī)劃編制單元內(nèi)人口空間分布、公共服務設施布局特點。在此基礎(chǔ)上，研究公共服務設施布局與人口分布的關(guān)系，研究各類公共服務設施的交通可達性、服務可達性。 ????? （1）標準規(guī)范的收集整理。開展不同層次、不同領(lǐng)域的公共服務設施規(guī)劃布局標準的收集、對比等分析工作，歸納整理一套供決策分析的標準體系。 ????? （2）評價指標體系的建立。針對社會福利、教育、醫(yī)療、體育等各類公共服務設施服務人群和服務范圍的

7、不同，研究制定一套公共服務設施空間可達性及選址評價的指標體系。 ????? （3）人口數(shù)據(jù)庫建設。從市統(tǒng)計局獲取第六次人口普查數(shù)據(jù)，采用地址編碼技術(shù)，對人口數(shù)據(jù)進行離散化和均衡化，建立以人口總數(shù)、各年齡段為專題的數(shù)據(jù)庫。 ????? （4）公共服務設施數(shù)據(jù)庫建設。從民政、衛(wèi)生、教育等政府部門獲取社會福利、醫(yī)療衛(wèi)生、中小學等各類公共服務施信息資源，依托“數(shù)字武漢地理空間框架”建設成果，對各類公共服務設施的數(shù)量、種類、規(guī)模等方面進行統(tǒng)計分析，編制各類專題圖，建立相關(guān)專題數(shù)據(jù)庫。 ????? （5）人口及公共服務設施空間布局分析。依托建立完善的人口及公共服務設施數(shù)據(jù)庫，開展公共服務設施與人口分

8、布的關(guān)系研究，分析各類公共服務設施的服務范圍，評價各類服務的可獲得性。 ????? 圖1 技術(shù)路線圖 ????? 3.2 評價因子的選擇 ????? 公共服務設施的空間可達性，主要是指擁有相應需求的人群通過某種交通方式從某一給定區(qū)位到達目標設施的便捷程度，換言之，即人們到達設施供應地進行活動時所需花費的成本大小。其所反映的是不同地區(qū)的群體對特定社會服務的接近度是否公平，由此確定那些缺乏相應設施而應該加以關(guān)注的區(qū)域。本研究重點針對社會福利設施、教育、醫(yī)療衛(wèi)生等公共服務設施的空間可達性進行了研究。針對上述不同類型公共服務設施的特點，選取了人口密度、人口數(shù)量、交通因子、地域條件、規(guī)劃管理用途、

9、管理審批情況等不同評價因子，建立評價模型。 ????? （1）人口密度分布。人口密度在一定程度上決定著公共服務設施的分布情況,人口密度越大，設施利用率越高, 越能更好地展現(xiàn)出其服務周邊居民的能力。本研究中分別選取了0-6歲、7-12歲、13-18歲、19-59歲、60歲以上不同年齡段人口密度和人口數(shù)作為評價因子進行分析。 ????? （2）交通方便程度。交通因子是影響到達公共服務設施是否便捷的重要因子。交通條件比較好的公共服務設施,能縮短居民到達所花的時間,降低成本,吸引力強；而距離遠、交通不便的公共服務設施的吸引力則會降低。本研究中分別選取了5分鐘、10分鐘、15分鐘步行的出行模式，5分

10、鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘公交的出行模式進行評價。 ????? （3）地域條件。新建公共服務設施時應選擇遠離現(xiàn)有設施的區(qū)域進行選址研究。 ????? （5）規(guī)劃管理用途。城市總體規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃中的居住用地、醫(yī)療衛(wèi)生用地、教育科研設計用地可作為新建中小學、醫(yī)院和社會福利設施的適宜性位置。 ????? （6）規(guī)劃審批信息。當前已核發(fā)選址意見書、用地許可證、建筑工程許可證等管理審批許可，且不屬于公共服務設施的區(qū)域，應從新建公共服務設施區(qū)域中予以扣除。 ????? 3.3 數(shù)據(jù)分析處理 ????? （1）人口數(shù)據(jù)。利用Oracle等數(shù)據(jù)庫處理軟件對武漢市第六次人口普查數(shù)據(jù)進行分類

11、匯總后，運用空間定位等GIS技術(shù)，將人口數(shù)據(jù)與普查小區(qū)進行空間掛接，實現(xiàn)人口數(shù)據(jù)的空間化，最后按照不同年齡、性別、受教育程度等進行人口數(shù)據(jù)的抽取，建立完善相關(guān)人口專題數(shù)據(jù)庫。 ????? （2）公共服務設施數(shù)據(jù)。依據(jù)從相關(guān)政府部門收集到的信息，通過內(nèi)業(yè)數(shù)字化和外業(yè)實地核查，對社會福利設施、教育、醫(yī)療衛(wèi)生等各類數(shù)據(jù)進行處理建庫。 ????? （3）交通數(shù)據(jù)。提取道路中心線、軌道中心線、公交站點、軌道站點等信息，劃分道路等級，并進行數(shù)據(jù)拓撲處理，為網(wǎng)絡分析提供前提。 ????? （4）規(guī)劃管理一張圖。對現(xiàn)有統(tǒng)一規(guī)劃管理用圖進行合并簡化，僅保留公共設施用地、居住用地、其他三大類用地。 ???

12、?? （5）管理審批信息。提取2008年以來核發(fā)一書三證等審批信息的地塊數(shù)據(jù)，并按照教育、醫(yī)療衛(wèi)生、其他公共設施用地、其他四類進行歸并。 ????? 4 空間布局分析 ????? 4.1人口分布特點 ????? 依據(jù)武漢市第六次人口普查數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，武漢市現(xiàn)有人口總數(shù)約1006.15萬，其中常住人口約978.54萬，暫住人口約27.61萬。6歲及以下人口約為48.2萬人，占4.86%；7至18歲人口約為115.21萬人，占11.45%；19至64歲人口約為762.33萬人；占75.77%；65歲及以上人口約為79.72萬人，占7.92%。規(guī)劃編制單元內(nèi)總?cè)丝诩s600萬人，平均人口密度10

13、929人/平方公里，其中漢正街、江漢關(guān)、新華路等片區(qū)人口密度最大，天興洲、四新、月湖片區(qū)人口密度最小。 ????? 圖2-1人口空間分布二維效果圖??????????? 圖2-2人口空間分布三維效果圖 ????? 4.2 公共服務設施分布特點 ????? 4.2.1社會福利設施分布 ????? 武漢市主城區(qū)養(yǎng)老設施的空間分布不均衡，青山區(qū)人口老齡化程度最高、增長速度最快，但市區(qū)級養(yǎng)老設施最少，街道、社區(qū)養(yǎng)老設施不僅配套不完善，而且數(shù)量少、分布不均衡。街道、社區(qū)級養(yǎng)老設施環(huán)境參差不齊，還存在建設規(guī)模小、床位偏少、配套設施不完善、衛(wèi)生條件較差等方面的問題，尤其是該類養(yǎng)老設施的服務水平遠遠低

14、于老年人的基本生活需求，服務極不規(guī)范。 ????? 4.2.2醫(yī)療衛(wèi)生設施分布 ????? 武漢市主城區(qū)醫(yī)院、急救中心、婦幼保健院的空間分布過于集中，一些近年快速發(fā)展的區(qū)域，沒有進行相關(guān)醫(yī)療衛(wèi)生設施的配套，尤其是大型綜合醫(yī)院、急救設施、婦幼保健設施，在一些城市建設用地快速擴張、人口數(shù)量增加迅速的區(qū)域，沒有進行相應的布局和規(guī)劃。尤其沌口組團、關(guān)山組團缺乏大型的醫(yī)院、急救中心、婦幼保健院，而這些區(qū)域有大量的人口聚集，并且呈快速增長的趨勢。 ????? 4.2.3教育設施分布 ????? 武漢市現(xiàn)有基礎(chǔ)教育設施呈現(xiàn)從中心相外圍逐漸減少的狀況，中心區(qū)域中小學密集，在周邊區(qū)域，尤其是新開發(fā)區(qū)域，

15、如東湖高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)、武漢經(jīng)濟開發(fā)區(qū)等區(qū)域，中小學數(shù)量較少，布局較分散。 ????? 圖3-1 社會福利設施空間分布圖?????????? 圖3-2醫(yī)療衛(wèi)生設施空間分布圖 ????? 圖3-3 小學空間分布圖????????????????????? 圖3-4中學空間分布圖 ????? 4.3 服務范圍分析準則 ????? 4.3.1社會福利設施服務范圍分析準則 ????? 按照老年康樂設施和養(yǎng)老保障設施兩類進行其空間服務范圍的度量分析。其中又根據(jù)規(guī)模大小的不同，將養(yǎng)老設施分為床位大于500與床位小于500兩種類型，其分析準則如下。 表1 社會福利設施空間服務范圍分析準則 設施?

16、服務 半徑1?服務 半徑2?服務 半徑3?服務 半徑4?可達性 老年康樂設施?500米?-?-?-?10分鐘步行 床位大于500養(yǎng)老設施?1000米?2000米?3000米?5000米?- 床位小于500養(yǎng)老設施?500米?1000米?2000米?-?10分鐘公交 4.3.2醫(yī)療衛(wèi)生設施服務范圍分析準則 將醫(yī)療衛(wèi)生設施分為醫(yī)院設施、急救設施、婦幼保健設施、衛(wèi)生服務設施等類型，從服務半徑和交通可達性兩個方面入手，分析不同情況下，各類醫(yī)療衛(wèi)生設施的空間服務范圍，分析準則與具體流程如下。 表2醫(yī)療設施空間服務范圍分析準則 設施?服務半徑1?服務半徑2?可達性 醫(yī)院設施?100

17、0米?2000米?10分鐘公交 急救設施?1000米?2000米?5分鐘汽車 婦幼保健設施?1000米?2000米?10分鐘公交 衛(wèi)生服務設施?500米?800米?10分鐘步行 ????? 4.3.3教育設施服務范圍分析準則 ????? 根據(jù)各個年齡階段的不同特點，以及中小學類型的不同，分別對中小學的服務半徑和可達范圍的分析方法進行了確立，從服務半徑和可達范圍兩個方面進行分析和度量，其分析準則與具體流程如下。 表3 基礎(chǔ)教育設施空間服務范圍分析準則 設施?服務半徑?可達性1?可達性2?可達性3 小學?500米?5分鐘步行?10分鐘步行?20分鐘步行 中學?1000米?20分鐘

18、步行?10分鐘自行車?10分鐘公交 ????? 4.4 空間可達性分析 ????? 4.4.1社會福利設施空間可達性分析 ????? 通過對老年康樂設施500服務半徑和10分鐘步行可達范圍的綜合分析，可發(fā)現(xiàn)有部分老年人口密度比較大的區(qū)域（見圖4-1、圖4-2），如洪山片區(qū)A1105、塔子湖組團A0402、曬湖片A1108、古田組團A0602、洪山片區(qū)A1105等區(qū)域，沒有相應的老年康樂設施，但這些區(qū)域的60歲以上老齡人口都超過了10000人。 ????? 圖5-1 老年康樂設施500米服務范圍???????? 圖5-2 老年康樂設施10分鐘步行可達范圍 ????? 按床位大于500和

19、小于500分別對養(yǎng)老設施的空間可達性進行分析，可看出有一些老年人口密度比較大的區(qū)域沒有相應的養(yǎng)老設施（如圖5-1、圖5-2），而這些地區(qū)60歲以上人口大多超過10000人，如珞瑜組團A1301、珞瑜組團A1303等區(qū)域，需要增加相應的養(yǎng)老設施。 ????? 圖5-1 床位大于500的養(yǎng)老設施?????????????? 圖5-2 床位小于500的養(yǎng)老設施 ????? 不同服務半徑覆蓋范圍??????????????????? 不同服務半徑及公交可達范圍 ????? 4.4.2醫(yī)療衛(wèi)生設施空間可達性分析 ????? 通過對醫(yī)療機構(gòu)1000米、2000服務半徑和10分鐘公交可達范圍的分析，

20、可看出在醫(yī)院1000米的服務半徑內(nèi)，沙湖片區(qū)A1102，楊園組團A0901、青山組團A0803等人口總數(shù)雖然大于7萬人，但大部分地區(qū)不在醫(yī)院1000米的服務半徑之內(nèi)。而古田組團A0601、古田組團A0603人口均超過5萬，也不在醫(yī)院1000米和2000米的服務范圍之內(nèi)。按照平均時速20公里每小時的公交車速，計算現(xiàn)有醫(yī)院10分鐘公交車程的可達范圍，可以看出南湖組團A1407、沌口組團A1903等區(qū)域人口總數(shù)均超過6萬，但是大部分區(qū)域不在醫(yī)院10分鐘公交的可達性范圍內(nèi)，這些區(qū)域醫(yī)院設施的方便度相對不足。而十升組團A1803、關(guān)山組團A1205等區(qū)域人口均大于2萬，區(qū)域內(nèi)沒有相應的醫(yī)院，且不在現(xiàn)有醫(yī)

21、院10分鐘公交車程的可達范圍之內(nèi)，這些區(qū)塊距離最近的醫(yī)院直線距離也超過5公里。 ????? 4.4.3基礎(chǔ)教育設施空間可達性分析 ????? 通過對小學500米服務半徑和5分鐘、10分鐘、20分鐘的步行可達范圍進行分析，可以得出南湖組團A1406、沌口組團A1905、古田組團A0603等區(qū)域沒有一所相配套的小學，在沌口組團A1903、塔子湖組團A0403、后湖組團A0402、南湖組團A1401等區(qū)域，7到12歲的人口數(shù)量都大于2500人，但是只有一所小學相配套，其中有的區(qū)域存在學校班級不足，規(guī)模不足的問題?，F(xiàn)有小學20分鐘步行可達的范圍內(nèi)，沌口組團A1905、南湖組團A1406，四新組團A

22、1704等區(qū)域沒有配套相應的小學，需要在今后的規(guī)劃和布局中，對這些區(qū)域進行重點的考慮，或者通過公交優(yōu)化、配備校車等措施，解決這些區(qū)域適齡人口入學難問題。 ????? 500米服務范圍??????????????? 5分鐘步行可達??????????? 10分鐘步行可達?????????? 20分鐘步行可達 ????? 圖7-1 小學空間可達性分析 ????? 從服務半徑和可達性兩個角度出發(fā)，通過對現(xiàn)有中學1000米的服務半徑，以及在20分鐘的步行、10分鐘自行車、10分鐘公交車的不同條件下中學的可達范圍進行了分析和計算，結(jié)合13歲到18歲之間的人口數(shù)量空間分布信息，分析了現(xiàn)有中學空間布局

23、中存在的問題和不足，發(fā)現(xiàn)關(guān)山組團A1202、關(guān)山組團A1204等區(qū)域盡管適齡人口數(shù)量大于4500人，但缺乏相應中學教育設施的配置，應當在今后的規(guī)劃中進行重點考慮。 ????? 1000米服務范圍????????????? 20分鐘步行可達??????????? 10分鐘自行車可達?????????? 10分鐘公交可達 ????? 圖7-2 中學空間可達性分析 ????? 4.5 選址適宜性分析 ????? 4.5.1養(yǎng)老設施的選址適宜性分析 ????? 通過對現(xiàn)有養(yǎng)老設施的服務半徑與可達性的分析（見圖8-1），可以發(fā)現(xiàn)珞瑜組團A1301、南湖組團A1401、關(guān)山組團A1203這三個光

24、谷的核心區(qū)域，人口密集，人口增長迅速，60歲老齡人口數(shù)量大于5000人，但目前沒有任何的養(yǎng)老設施，因此重點在這三個區(qū)域內(nèi)，進行新建養(yǎng)老設施的選址適宜性分析。 ????? 綜合考慮現(xiàn)有的土地利用現(xiàn)狀、規(guī)劃管理數(shù)據(jù)、老齡人口數(shù)與人口密度，以及分析得出的現(xiàn)有養(yǎng)老設施的服務半徑和可達范圍，針對多種因素進行選址評價。利用不同的圖層，通過疊加與柵格計算，得出最優(yōu)結(jié)果，圖8-3中紅色地塊即為適宜新建養(yǎng)老設施的區(qū)域。 ????? 圖8-1 養(yǎng)老設施服務可達范圍?????? 圖8-2 選址分析流程???????? 圖8-3 選址適宜性分析 ????? 4.5.2中小學選址適宜性分析 ????? 根據(jù)現(xiàn)狀

25、分析結(jié)果，對基礎(chǔ)教育設施缺乏的區(qū)域進行新建設施的選址適宜性分析。在充分考慮了現(xiàn)有中小學的位置、土地利用現(xiàn)狀、規(guī)劃管理信息，結(jié)合人口數(shù)量、交通等影響因素，得出圖中深藍色區(qū)域分別是進行小學、中學規(guī)劃的最佳選址地區(qū)。 ????? 圖9-1 小學選址流程及適宜性地圖?????????????? 圖9-2 中學選址流程及適宜性地圖 ????? 5 結(jié)論及建議 ????? 公共服務設施的服務對象是人，從居民的實際需要來設計、建設公共服務設施，是設施供給的實質(zhì)。本研究運用GIS等空間分析技術(shù)，充分利用第六次人口普查的詳細人口信息，重點開展了社會福利、醫(yī)療、教育等公共服務設施的空間布局分析和選址研究，研

26、究結(jié)果可為規(guī)劃選址決策提供重要參考。今后需要進一步與規(guī)劃管理相結(jié)合，從戶數(shù)、年齡比率等方面拓展人口應用領(lǐng)域，開展人口模擬預測和人口疏散研究；提高交通網(wǎng)絡數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性，細化道路級別，深化交通可達性研究。 參考文獻 [1]?陸化普,王繼峰,張永波.城市交通規(guī)劃中交通可達性模型及其應用, 清華大學學報( 自然科學版),2009 年第49 卷第6 期 [2]?劉賢騰，顧朝林.南京城市交通方式可達性空間分布及差異分析，城市規(guī)劃學刊，2010年第2期，總第187期 [3]?華晨，馬倩.基于用地復合的中小城市居民出行可達性的優(yōu)化，2010年第5期，總第190期 [4]?李晶，劉天應.基于GIS的西安

27、市人口空間分布變化研究，陜西師范大學學報（自然科學版），2011年5月，第39卷第3期 [5]?江東，楊小喚，王乃斌，劉紅輝.基于RS、GIS的人口空間分布研究，地球科學進展，2002年10月，第17卷第5期 [6]?李曌.基于老齡化社會的城市社區(qū)公共服務設施研究，重慶科技學院學報（社會科學版），2010年第13期 [7]?《城市用地分類與規(guī)劃建設用地標準》 GBJ 137-90 [8]?《城市居住區(qū)規(guī)劃設計規(guī)范》(2002版) GB50180-93 [9]?《土地利用現(xiàn)狀分類》 GBT21010-2007 [10]?《武漢市城市總體規(guī)劃 公共服務設施體系規(guī)劃說明書》2010年3月 [11]?《武漢新建地區(qū)公共服務設施配套規(guī)劃標準》 郵箱：zhhy820@