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Ga2CA下的公共图书馆可达性评价以重庆主城区为例
摘 要 文章以重庆主城区为例,从公共图书馆藏书量（供给）与街道（镇）常住人口（需求）的角度,引用随时间衰减的高斯两步移动搜寻法（Ga2CA）,分别选取30分钟、60分钟作为最大搜索范围,对研究区域内的公共图书馆可达性进行研究.研究表明,重庆主城区公共图书馆的人均资源拥有量不高,图书馆的规模、附近人口规模、交通便利性对其供需情况有一定的影响；公共图书馆可达性分布不均衡,大体呈现以中西部为高值中心,向四周辐射递减的单中心环状结构,且随着时间阈值的增大,整体可达性有变好的趋势,但公共图书馆可达性分布的均衡性仍然较差.为合理提升和有效配置公共图书馆的资源,提出扩大高校图书馆开放力度和完善交通建设等建议.
关键词 高斯两步移动搜寻法 公共图书馆 多模态道路网络 可达性 重庆主城区
引用本文格式 潘勇卓,周廷刚,沈敬伟. Ga2CA下的公共图书馆可达性评价——以重庆主城区为例[J]. 图书馆论坛,2017（1）：86-92.
Analysis of Accessibility of Public Library Based on Gaussian Two-step Floating Catchment Area Method
——A Case Study of the Nine Main Districts of Chongqing
PAN Yong-zhuo,ZHOU Ting-gang,SHEN Jing-wei
Abstract Taking nine main districts of Chongqing as an example,this paper introduces Gaussian two-step floating catchment area（Ga2CA） on time decay to analyze spatial accessibility of public libraries from public library collection（supply） and the streets and township resident population（demand） perspectives,selecting 30-minute and 60-minute as the maximum search range. The results show that library resource per capita for the nine main districts of Chongqing is not high,lower than national and world erage levels. Library supply and demand is influenced by library scale,size of nearby population,convenience of transportation. Generally,the accessibilities of public libraries vary,highest in the Midwest and decreasing outward. With the increase of time threshold,the overall accessibility tends to better off,but the equity of public library accessibility is still poor. Some suggestions such as enhancing the opening-up of university library and improving traffic facilities are presented,in order to develop public library resources rationally and effectively.
Keywords Gaussian two-step floating catchment area；public library；multi-modal rail road network；accessibility；Chongqing
随着国家公共文化服务体系建设不断加强,公共图书馆在普及科学文化、提升全民素质等方面发挥着更加重要的作用.对市民而言,能否快捷方便地享受到公共图书馆服务是衡量城市公共图书馆对公众贡献效力的指标之一.GIS的空间可达性分析技术是对资源空间格局合理评价的有力工具.可达性(accessibility)表示由一点到达另一点的方便程度[1],它从空间角度反映实体克服阻抗获得最近服务的难易程度,能够直观地衡量公共服务设施布局空间的公平性.近年对具有供需关系的可达性研究越来越受关注,其中两步移动搜索法使用最多.两步移动搜索法(Two-Step Floating Catchment Area,2CA)由Radke等提出[2],由Luo等改进并命名为两步移动搜寻法[3].相比传统的移动搜寻法,它综合考虑满足条件的多个供给点,同时提供服务,既计算供给点的供需比,又量化需求点的可获得性.近年来,国内相关学者对两步移动搜寻法做了一些研究,在医疗设施、应急避难、城市公园、停车场等公共设施可达性领域均有应用[4-7].以往研究大多以欧式距离为阻抗,而不同等级的道路对通行速度的影响不同进而时间的耗费也不同；路网的组成多为城市道路,但并没考虑轨道交通与路面交通构成的多模态路网；而原始的两步移动搜寻法模型认为,在一定空间范围内,供给点对需求点的吸引力是相同的,这与实际情况有一定差别.针对以上问题,本文选取重庆市主城区公共图书馆和各街道(镇)市民(常住)为研究对象,将时间耗费作为出行成本,引入高斯衰减的两步移动搜寻法(Gaussian Two-Step Floating Catchment Area,Ga2CA)构建研究模型,采用以不同等级城市道路和轨道交通组成的综合路网对研究区域内的公共图书馆可达性进行分析,探究城市公共图书资源的均衡性,以期为城市公共图书馆的布局提供数据支持.
1 研究区域的概况和数据处理
1.1 研究区域的概况
重庆市主城九区是重庆市城乡总体规划中的都市区,是全市政治、经济、文化、交通、金融中心,下辖渝中区、江北、南岸、巴南、沙坪坝、九龙坡、大渡口、渝北、北碚等9个行政区,幅员面积5472.68km2,人口约共811.08万.
1.2 主要数据来源
需求力、服务力以及供需双方之间的出行成本是影响公共图书馆可达性的三个主要因素[8].本文选取重庆主城区148个街道(镇)为研究单元,以常住人口为需求模块,将每一个街道(镇)的行政中心作为需求点位置,15个公共图书馆作为服务点,以纸质藏书量作为服务模块.街道点位和图书馆点位均来源于百度POI,人口数量为街道(镇)的常住人口数据,图书馆纸质藏书量来源于各图书馆.此外,基础数据还包括重庆市区县级行政区数据、1∶2000道路数据、轨道交通数据(参见图1).
1.3 主要数据处理
利用ArcGIS软件合并道路数据和轻轨地铁数据建立拓扑关系,构成多模态的道路网络系统.由于地下交通不同于地面交通,研究对象只能从固定的出入口进入或离开路段,因此对轨道交通,本文将各站点节点作为网络分析的捕捉对象.在两步移动搜寻法中,供给点和需求点之间的出行成本是关键的变量,对交通路况、模式、限速不同的城市交通系统,选取时间耗费代替欧氏距离作为出行成本更具有实际意义.由于实际生活中,人们出行方式多种多样,交通路况对出行时间的影响无法精确度量,因此本文只研究理论上的时间耗费.根据文后参考文献[9][10],结合实际情况,确定各类型路段时速(参见表1、表2),计算各路段的通行时间.
2 具体算法
2.1 高斯型2CA
本文采用高斯型两步移动搜寻法(Ga2CA),即在传统2CA的基础上赋予随时间成本衰减的权重,以解决2CA原始形式中对搜寻半径内可达性的差异未予以区分的不足.该算法由Dai提出[11],其具体步骤如下：
第一步：以每个服务提供点j为中心,定义一个以d0为时间阈值的服务搜索范围,利用高斯方程对范围内的每一个需求点k的规模赋予相应的权重,并将所有需求规模加权求和后除以服务规模计算,即可得到j点的供需比Rj,Rj越大,说明该点的服务利用不够充分,但剩余服务能力越强.
公式中,Sj代表图书馆j的藏书量,Dk代表搜索范围内街道(镇)的人口,dkj表示人口单元k和图书馆j之间的出行时间,g(dij,d0)是k点的规模权重,可进一步表示为高斯时间衰减函数,计算公式如下：
第二步：对于每个需求点i,定义一个以d0为时间阈值的空间需求范围,同样利用高斯方程对范围内的每一个提供点j的供需比赋予相应的权重,将所有服务规模加权求和即可得到i点获得服务的可达性Ai .
公式中,dij表示人口单元i和图书馆j之间的出行时间,g(dij,d0)是j点服务能力的权重,计算方法与(2)式相同.Ai越大,则说明这个点获得服务的可达性越好,居民去图书馆的时空阻碍越低.
2.2 时间阈值d0的确定及可达性的计算
选择出行的时间阈值范围是Ga2CA的关键,由研究区域的特点确定,但在实际研究中,这一数据不易获取.考虑到市民日常出行的常规意愿,本文设定30分钟和60分钟作为极限出行时间.
利用ArcGIS中的网络分析模块,根据多模态交通网络中路段的具体时速,首先以公共图书馆为中心,建立时间耗费的服务区范围和OD成本矩阵,根据图书馆与人口单元之间的时间成本计算每个人口单元对应的权重,分别提取出30分钟以内和60分钟以内的数据乘以每个人口单元的人口数并求和,即得到该图书馆对其周围所有人口单元的需求规模的总和.图书馆藏书量规模和周边需求规模的总和即为该图书馆的服务力Rj.然后,以街道(镇)点位为中心,以30分钟和60分钟作为搜索阈值,并用各图书馆的服务力乘以相应的权重,获得加权服务力求和,即可获得该街道(镇)的公共图书馆可达性Ai .最后对各街道(镇)点的可达性进行克里金插值,并根据自然分裂法得到可视化结果,同时对两种阈值产生的不同可达性结果进行分析.
3 结果与分析
3.1 公共图书馆服务概况
重庆市主城九区共有15个公共图书馆,纸质图书资源约747.7万册,人口共811.08万人,平均约每53.4万人拥有1个公共图书馆,每人拥有不足1本的纸质图书,这与国际图联公布的每5万人应有一个公共图书馆的标准相差甚远,与国内每个图书馆覆盖46.83万人的平均水平也存在一定差距.人口不断增多、公共图书馆建设的不足是造成这一差距的主要原因.
通过以上计算,获得重庆市主城九区公共图书馆30分钟和60分钟的服务覆盖区域(参见图2)和供需关系比统计数据(参见图3).
由图2可以看出,图书馆服务覆盖区域主要集中在主城区的中西部.当服务范围为30分钟时,图书馆覆盖了主城区的122个街道及乡镇,人口覆盖率为89.5%,其中,沙坪坝区、渝中区的服务能力最好,实现了服务区域全覆盖,其余各区主要覆盖该区的行政中心及附近的街道(镇),部分行政区城郊及农村无法覆盖.当服务范围为60分钟时,图书馆的服务区域在30分钟范围的基础上向四周的街道和乡镇扩大,覆盖大部分区域,覆盖的街道(镇)提高至146个,人口覆盖率提升至99.6%,整体上看覆盖度较好；然而北碚区东北部、巴南区东部的2个乡镇仍未被覆盖,其原因是图书馆主要集中在各区行政中心,而这些乡镇位于主城区边缘,交通不便,距离乡镇所在区的行政中心距离较远.
由图3可以看出,当时间阈值较小时(30分钟),供需比较好的图书馆有重庆大学虎溪图书馆(1.865)、北碚图书馆(1.065)、重庆图书馆(0.584),三馆均有较大规模的藏书规模,但三馆中藏书量最少的重庆大学虎溪图书馆的供需比却最高,这是由于交通不便利导致该图书馆的服务人口规模最小；当阈值较大时(60分钟),重大虎溪图书馆的供需比(0.149)不再是最高,而被最大藏书规模的重庆图书馆(0.349)超越,表明交通的便利提高了图书馆提供服务的范围,需求量变大,因此图书馆的藏书规模对供需比的影响变得更为明显.
3.2 可达性分析
以30分钟和60分钟为阈值,对可达性进行插值分析,结果参见图4.
整体而言,重庆市公共图书服务可达性分布相对集中,构成以沙坪坝区为中心,并向四周辐射递减的单中心特征,究其原因主要有：(1)作为重庆市科教文化中心的沙坪坝区,除了有区级图书馆和规模最大的重庆图书馆外,重庆大学4个图书馆的开放也扩大了公共图书资源的总量,使之拥有465.9万册的公共图书规模,占全市公共图书总量的62.3%；(2)全区人口94.8万,占全市人口的11.7%,街道(镇)人口较为适中,对公共图书资源的需求压力不大；(3)都市核心功能区交通发达,地铁1号线东西贯穿其中,便利的交通也提高了该区各街道(镇)享受各区图书资源的能力.反之,公共图书数量并不多,人口密度却最大,且部分乡镇交通不发达的巴南区和渝北区的可达性最低.
当时间阈值为30分钟时,各街道(镇)对公共图书馆的整体可达性差,可达性分布极其不均衡且差异极大.可达性值最小为0,包括巴南区丰盛镇、北碚区金刀峡镇、江北区郭家沱镇等在内的26个乡镇居民无法享受到公共图书资源；在可达范围内,可达性最小值为渝北区石船镇的0.010,次最小值为巴南区惠民街道的0.012,他们的可达性跨度为0.002,而最大值与次最大值分别为沙坪坝区西永镇的2.449和陈家桥镇的2.375,他们的跨度为0.074.最大值超出最小值的30多倍,且仅有36个街道(镇)的可达性(含最大值)达到中间值1.230,仅占街道(镇)总数的24.3%,这说明重庆市九个主城区公共图书馆空间分布的公平性差.重庆大学虎溪图书馆附近的街道(镇)可达性与其他各地区的可达性差异巨大,这是由于以30分钟为极限时间的居民大都就近选择图书馆,且重庆大学虎溪图书馆藏书量较大,人口较少,附近的街道(镇)交通能力较差,形成少数人享受富足资源的现状.
当阈值时间为60分钟时,交通网络的作用得到更好发挥,此时各街道(镇)对公共图书馆的整体可达性增强,能享受到公共图书服务的街道(镇)数量从122个提升至146个,可达性最大值为沙坪坝区小龙坎街道和沙坪坝区渝碚路街道的1.173,次最大值为沙坪坝区沙坪坝街道的1.171,其跨度为0.002,且最大值与其他相邻值差距不大,可达性指标的连续性较好,空间位置上体现为各街道(镇)的可达性更为均衡.可达性最小值为巴南区姜家镇的0.001,次最小值为巴南区双河口镇的0.005,跨度为0.004.最大值跨度与最小值跨度之比仅为1∶2,共有118个街道(镇)的可达性(含最大值)达到中间值0.587,占街道(镇)总数的79.7%.相比30分钟的出行时间阈值,60分钟阈值下的重庆市九个主城区公共图书馆空间分布的公平性明显提高,且由于60分钟更能满足轻轨地铁的全程运营时间,地面交通与地下交通的综合出行力更强,因此可达性最好的街道(镇)空间分布不再集中于沙坪坝区西永镇、陈家桥镇、虎溪镇和土主镇,而变成可达性最好的街道(镇)空间分布更广,其中心位置更靠近主城政治、经济、文化等方面更发达的都市核心功能区.说明以60分钟为出行时间阈值时,交通便利的重要性更为明显,公共图书馆空间分布的公平性得以提高,图书馆资源能发挥最大效益.但在60分钟阈值可达范围内,可达性最大值超出最小值1千多倍,其分异性仍然巨大,表明研究区公共图书馆的可达性分布仍然不够均衡.较大的时间阈值下,公共图书馆的空间服务能力和可达性分布特点更符合实际情况,但阈值的改变并不能从根本上改变可达性的格局.
4 结论与讨论
本文利用Ga2CA,从供需角度探讨重庆市主城区公共图书馆的空间可达性,综合考量多模态道路网络对不同时间阈值下的影响和变化.研究结果表明,重庆市主城区公共图书馆的人均资源拥有量不高,交通便利且附近人口密集的图书馆供需较为紧张；图书馆可达性分布不均衡,大体呈现以中西部为中心,向四周辐射递减的单中心环状结构,这与中西部区域“科教文化中心”的定位、地理位置与交通便利性、人口分布情况具有一定的契合性,且随着时间阈值的增大,整体可达性有变好的趋势,但公共图书馆可达性分布的均衡性仍然较差,主城区东部、北部以及东北部边缘仍有部分街道(镇)难以享受公共图书馆的图书资源.针对重庆市主城区公共图书馆的可达性研究结果,提出以下几点建议：
(1)在公共图书资源的规模上,各区政府应对人口相对集中的街道(镇)加强公共图书馆的建设投入,主要加强对北碚区北部、渝北区东北部、巴南区北部的乡镇投入新的图书馆建设,以提高重庆主城区60分钟出行范围内的公共图书资源全覆盖率.此外,主城区内各大高校的图书馆本身也是很好的图书资源,有必要向社会公众开放,以提升主城区整体的公共图书服务能力,例如渝北区的重庆工程职业技术学院(藏书量88.2万余册),其开放将提升渝北区东北部街道(镇)的公共图书覆盖率；北碚区的西南大学图书馆(藏书量438万余册),其开放将极大促进整个北碚区以及渝北区西北部街道(镇)的公共图书覆盖率,重庆主城区公共图书资源的利用率将提升约58.6%.
(2) 在交通建设上,相关部门应加强建设,提高路网密度、完善道路设施尤为重要.作为山城的重庆,主城北部、东北部、东部偏远地区可达性远低于主城核心区域,交通的便利程度直接决定公共图书设施乃至其他各种社会基础设施的利用率.同时轨道交通极大地影响可达性的分布,目前重庆市主城九区共有5条在建的轨道交通线路,新的轨道线路的建成,必将极大的改善公共图书馆的服务可达性.
本研究仅从理论上利用已有的数据对重庆市主城区公共图书馆服务的可达性进行了尝试性研究,但仍有一些问题有待进一步深化,如阈值的设置是以人们日常意愿主观设定,然而对阈值设定的研究目前尚未成熟.在研究的基础人口单元中,只考虑常住人口而未考虑流动人口,这与重庆市主城九区的实际情况有一定的差异.由于各图书馆公布的数据不全,本文只选取藏书量作为公共图书馆的服务规模指标而略嫌不够全面.在时间成本的计算上,只是从理论上的行车速度来考虑道路的耗时,尚未考虑步行、等待交通工具、交通路况等因素,且时间量度面过于单一.
参考文献
[1] Johnston R J. 人文地理学词典[M]. 柴彦威,蔡运龙,顾朝林,等,译. 北京：商务印书馆,2004.
[2] Radke J,Mu Lan. Spatial Decompositions,Modeling and Mapping Service Regions to Predict Access to Social Programs[J]. Geographic Information Sciences,2000,6（2）：105-112.
[3] Luo Wei,Qi Yi. An Enhanced Two Step Floating Catchment Area （E2CA） Method for Measuring Spatial Accessibility to Primary Care Physicians[J]. Health & Place,2009,15（4）：1100-1107.
[4] 刘钊,郭苏强,金慧华,等. 基于GIS的两步移动搜寻法在北京市就医空间可达性评价中的应用[J]. 测绘科学,2007,32（1）：61-63.
[5] 周爱华,张景秋,张远索,等. GIS下的北京城区应急避难场所空间布局与可达性研究[J]. 测绘通报,2016,1（1）：111-114.
[6] 胡瑞山,杨振山,张婉莹. 北京市备案停车场供需空间格局分析[J]. 地球信息科学学报,2016,18（6）：779-786.
[7] 叶明武,王军,刘耀龙,等. 基于GIS的上海中心城区公园避难可达性研究[J]. 地理与地理信息科学,2008,24（2）：96-98.
[8] Wan Neng,Zhan F B,Zou Bin,et al. A Relative Spatial Access Assesent Approach for Analyzing Potential Spatial Access to Colorectal Cancer Services in Texas[J]. Applied Geography,2012,32（2）：291- 299.
[9] 2014重庆市主城区交通发展年度报告. 重庆市交通规划研究院[R/OL]. [2015-09-23]. http：//www.cqtpi.com/main.asp.
[10] 中华人民共和国交通部运输. 中华人民共和国公路工程技术标准（JT-GB-2003）[S/OL]. [2004-01-29].http：//www.moc.gov.cn/
[11] Dai D J. Black residential segregation,disparities in spatial access to health care facilities,and late-stage breast cancer diagnosis in metropolitan Detroit[J]. Health & Place,2010,16（5）：1038-1052.
作者简介 潘勇卓,男,西南大学地理科学学院硕士研究生；周廷刚,男,博士,西南大学地理科学学院教授；沈敬伟,男,博士,西南大学地理科学学院副教授.
收稿日期 2016-09-17
（责任编辑：沈丽霞）
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