基于地理信息技術的城市公共體育設施服務輻射能力分析

張 欣

(武漢體育學院體育經濟管理學院，湖北武漢 430079)

基于地理信息技術的城市公共體育設施服務輻射能力分析

張 欣

(武漢體育學院體育經濟管理學院，湖北武漢 430079)

為了提高城市公共體育服務能力，滿足城市居民便捷、個性化的健身需求，建立了公共體育設施服務的內在指標體系。并以公共體育設施地理位置為中心，結合周圍社會、經濟、人口等經濟技術指標，考慮城市交通的通行能力，建立公共體育設施綜合服務模型。同時利用地理信息及可視化技術，展現城市公共體育設施服務的綜合輻射范圍，分析城市公共體育輻射真空地帶，為科學規劃和布局城市公共體育設施提供科學的參考依據。

公共體育設施;輻射能力;地理信息系統

公共體育設施是城市綜合功能的重要載體，能夠滿足居民開展體育活動、進行運動休閑等方面的生活需求，是現代城市必須具備和完善的重要功能。公共體育設施的規劃和建設更是實行全民健身計劃、進一步改善國民體質與健康狀況、提高中華民族整體素質必不可少的保障條件。中共中央《關于進一步加強發展體育運動的通知》中指出:“各地要認真落實國家對體育場地建設的要求和城市規劃關于運動場地面積的定額指標。”國務院印發的《全民健身計劃綱要》也明確提出“體育場地設施要納入城鄉建設規劃，落實國家關于城市公共體育設施用地定額和學校體育場地設施的規定。”

1 公共體育設施服務輻射能力分析

為滿足國家倡導的全民健身的需要，我國現階段需要大力發展城市公共體育設施。但是，公共體育設施建設該如何滿足某一區域的城市居民進行體育健身的需求，如何提高公共設施服務水平是擺在政府面前的主要問題。公共體育設施服務是政府為滿足社會公共體育健身需求，通過建立公共體育設施并提供體育活動項目與服務的總稱［1］。換個角度考慮，城市居民能否根據個人興趣，方便快捷地找到公共體育設施，是進行公共體育設施布局和選址的重要影響因素。通過研究若干公共體育設施的分布情況，表明城市公共體育設施自身存在一定的服務區域。如果對公共體育設施的服務區域進行界定，可體現出公共體育設施服務輻射能力，成為政府衡量和評價公共體育設施的重要指標。

地理信息系統(Geographic Information System，GIS)，是一門介于計算機科學、地理學、測繪遙感學、空間科學、環境科學和管理科學之間的新興學科。該系統集地理信息采集、管理、查詢、顯示、分析、操作于一體，能夠分析和處理海量地理數據，分析地理空間分布及位置特征，并為特定的地理要素提供多種信息分析方法和手段。公共體育設施的輻射能力是由體育設施自身的內部因素，加上地理環境、人口分布、交通通達能力等外部條件，在一定區域內滿足城市居民進行體育活動的需要所體現的公共體育服務覆蓋范圍。因此，政府在對公共體育設施進行布局和規劃時，可利用GIS的空間分析技術手段，綜合分析體育設施周圍人口、環境等因素，計算公共體育設施服務綜合輻射能力指標，從而為合理布局和規劃城市公共體育設施提供決策依據。

2 城市公共體育設施服務指標體系

影響公共體育設施布局的因素包括自然、社會、經濟及技術因素等。自然因素主要表現在體育設施的建設方面，即在選址上應考慮利用天然地形和自然條件，保證一定的建筑面積，充分利用市政設施管網和交通道路條件，以利于相關配套設施的建設。影響體育設施布局的社會因素主要表現在人口方面。體育設施及場館的興建主要是為了滿足人們體育活動的需要，所以體育設施一般興建在人口密度相對較大的區域。影響體育設施布局的經濟因素主要表現為經濟發展水平、市場需求和經濟區位。經濟發展水平和市場需求分別影響著體育設施的供求，所以經濟發展水平較高、對體育設施需求旺盛的地區往往會布局更多的公共體育設施，同時考慮經濟區位，即包括交通、信息及設施間的相互合作和聚集效應［2］。因此，進行公共體育設施服務輻射能力分析，能夠有效地反映出設施布局的科學性和合理性。輻射分析的基礎條件是建立公共體育設施的指標體系，包含三個方面的指標:

2.1 公共體育設施的服務能力指標

公共體育設施服務能力指標包括體育項目類型、規模、配套服務等。主要是反映公共體育設施自身的特性。運動項目類型越多，所容納的參與運動的人數越多。配套服務越完善，說明設施的覆蓋區域越大，吸引城市居民到此體育設施進行體育運動的機會也越大，公共體育服務輻射能力也越強。反之，服務輻射能力則越弱［3］。

表1 公共體育設施的服務能力指標

2.2 體育人口指標

體育人口指標包括公共體育設施周邊的體育人口分布狀況、人口類型、性別、年齡結構、體育偏好、人均收入等，這些指標也是影響設施輻射能力強弱的重要因素。首先，居民性別、年齡結構、職業類型、區域分布直接與體育設施規模密切相關。據調查結果表明，我國長期以來男性參加體育活動的人數比例高于女性。不同職業人群對體育服務的需求強度不同，居民的文化程度越高，對體育服務的需求也越強烈;居民的人均收入越高，對體育服務的需求會日趨旺盛［4］。體育設施服務輻射區域內的體育人口狀況與體育設施規模數據、體育人口的運動偏好和體育設施的運動項目應當吻合。體育人口的人均收入能夠滿足體育設施的消費水平，才能吸引人們在此體育設施從事體育活動。

表2 體育人口指標

2.3 設施地理位置及通達能力指標

設施地理位置及通達能力指標主要是考慮城市交通道路網絡的連通性、體育設施所屬地理位置情況、附近的道路通行能力、公共交通發達程度等。體育設施的地理位置越繁華，所處的交通道路越寬，能夠承載機動車和行人的數量越大;所經過的公交線路越多，體育設施的服務輻射能力越強。反之，輻射能力則越弱。

表3 公共體育設施的地理位置及通達能力指標

3 基于GIS的公共體育設施服務輻射分析模型

充分運用GIS及可視化技術，結合區位配置模型(Location Allocation Model，LA模型)，解決公共體育設施最佳選址問題，實現體育設施在空間上的優化配置［5］。筆者研究體育設施空間優化配置的主要方法，是結合體育設施的服務指標體系，利用GIS空間分析手段獲取設施服務輻射能力范圍。通過體育設施的輻射范圍分析和控制，盡可能將體育設施服務范圍覆蓋城市區域。隨著不同體育設施的地理位置、服務指標、環境指標和交通指標的差異，動態分析城市各個體育設施的輻射范圍，以達到最優化的配置效果。

3.1 公眾體育設施服務輻射分析建模過程

在體育設施LA模型中，把公眾體育設施看作是供應點(supply centers)，將位置已經固定的用戶群(即體育設施服務的對象)看作是需求點(demand points)。用戶群(需求方)在空間上很可能是散布和蔓延的(比如有一定規模的鄰里社區、人口統計區等)，可以用線狀或面狀表示，但為了計算方便，往往用點來表示，即需求呈點狀分布。設施(供應方)的空間位置，大多數情況下也都是以點的形式來表達［6］。

在公眾體育設施服務分析建模中，了解現有城市居民從事體育活動的現狀和需求，建立體育人口分布與設施服務的匹配關系子模型，參考需求點和供應點的交通通達能力，動態分析體育設施服務的覆蓋范圍。具體建模步驟如下:第一步:社會居民出行從事體育活動，花在路上的時間上限為T，一般為20分鐘，最大容忍距離為R，一般不超過1 500米。當然也可根據實際需要調整初始值。第二步:以體育設施為圓心，以初始輻射距離為半徑畫圓，計算與城市交通網絡的n個交點，利用GIS空間分析功能，確定這些交點在一定圓域范圍內的人口數量、年齡結構、職業類型三種指標，記作(p1，p2，p3)。通過每種指標分配一定權重記為(ω1，ω2，ω3)，計算通往體育設施的交通網絡交點的區域所從事體育活動的人口數量。記作:

n個交點從事體育活動的人口數量為:(PN1，PN2，…，PNn)，如圖1所示:

圖1 體育設施初始輻射范圍示意圖

第三步:按照所確定區域內在此體育設施從事體育活動偏好項目的人口數量(SP1，SP2，…，SPn)，與從事體育運動人口數量(PN1，PN2，…，PNn)進行對比，計算吻合百分比，定義為“偏好指數”，記作:

第四步:根據交通通達能力指標體系，確認從交通網絡交點到體育設施點的連通性，并計算兩點之間的通行時間(t1，t2，…，tn)，與時間上限 T相比。再根據公交線路的數目、是否有高架橋等設施周邊特征，加以權重(φ1，φ2，…，φn)。定義為“通達指數”，記作:

第五步:參考偏好指數、消費指數和通達指數，重新計算體育設施與各個交通網絡交點的空間距離。記為:

第六步:根據空間距離重新確定交通網絡交點的空間位置，將這些交點擬合連接起來，形成體育設施服務的輻射能力范圍。并可求解體育設施與交通網絡交點的空間距離的平均值作為體育設施的輻射能力指數。記為:

分析計算得到的公共體育設施的服務輻射能力，如圖2所示。相比初始的圓域范圍，按照體育設施不同的方向，由于各項指數不同，得到輻射的距離也不同。因此在示意圖上形成了一個不規則區域，表明在地理空間和環境的影響下，體育設施各個方向的輻射能力也不相同。體育設施輻射能力客觀反映了體育設施的服務強度，有助于城市體育設施的科學規劃和布局，也能為已建的體育設施進行有效的評估，反映各種體育設施的服務能力和公眾影響力。

圖2 基于GIS的體育設施輻射能力范圍示意圖

3.2 基于GIS的體育設施服務輻射分析可視化表達

利用地理信息技術，為設施區位分析提供必要的空間地理數據和相關數據的支持、分析結果的可視化表達等。首先，建立多專題的圖層信息，利用GIS技術，將空間信息劃分為城市地圖、體育人口分布、城市交通網絡、體育設施布局等多個圖層信息;其次，收集不同性別、不同職業、不同年齡層次的人群從事體育活動的信息，在一定范圍內利用GIS空間疊加分析功能，搜索出區域內的體育人口分布信息。再利用城市交通網絡最短路徑算法功能，求解每一區域到達體育設施的最短距離，并評估網絡連通性要求，綜合評定通達能力指數，最后在城市地圖上確定不同體育設施的輻射范圍邊界點，擬合連接形成體育設施的輻射區域。如圖3所示，可以發現在城市繁華區域，由于交通網絡密集，體育設施的服務輻射范圍相對較大，而且由于體育設施周邊地理環境、體育人口等指標的不同，形成了不規則的輻射區域，體現了不同體育設施由于人口分布、設施服務和交通網絡的差異，導致輻射的范圍存在差異。

3.3 城市公共體育設施服務布局體系建設

在城市公共體育設施服務布局體系中，政府及體育行政部門、非營利性體育組織和營利性的體育組織作為公共體育設施服務的供給主體［1］，提供市場必須的體育設施和體育項目。享有體育權利的城市居民有著廣泛的公共體育需求，可作為公共體育設施服務的需求客體。由于公共體育需求的多樣化，必然要求供給主體提供豐富的公共體育設施服務，不同的公共體育設施的輻射能力也會不同。可通過建立城市公共體育設施服務布局體系，保證城市公共體育服務的合理化供給，如圖4所示。

圖3 體育設施服務輻射范圍結果

圖4 公共體育設施服務布局體系

收集城市公共體育設施服務指標，建立公共體育設施服務輻射分析模型。通過模型計算，得出城市或者某一區域的公共體育設施服務的輻射范圍，并對城市公共體育設施布局進行評價，建設完善的公共體育設施服務布局體系。一方面提高城市公共體育設施供給水平，另一方面為城市公共體育設施的合理規劃提供決策依據。

4 結論

本文旨在兼顧公平與效率原則的基礎上，為體育設施的空間分布探索一種合適的空間布局模式。將GIS與LA模型結合起來研究公共體育設施空間布局優化問題［1］。其基本思想是將LA模型在解決最優區位問題方面的空間分析能力與GIS的數據處理、地圖顯示功能相結合，直觀、清晰地表達模型運算結果，有利于決策者對公共體育設施布局規劃方案的比較、選擇和評價。分析結果表明，設施服務輻射范圍分析在一定程度上能夠改善公共體育設施空間布局的合理性，滿足了城市居民休閑健身的需求，客觀地實現了政府對城市公共體育設施的規劃目標。

［1］肖林鵬，李宗浩，楊曉晨.公共體育服務概念及其理論分析［J］.天津體育學院學報，2007(2):97－101.

［2］原玉杰，靳英華.體育場館布局的影響因素分析［J］.北京體育大學學報，2007(11):1490－1492.

［3］馬云超，孫晉海.基于GIS技術的城市體育設施信息系統的設計與開發［J］.北京體育大學學報，2010(4):27－30.

［4］姜大勇，王玉珠.影響城市社區居民體育服務需求的人口結構因素分析［J］.體育科學，2009(12):45－48.

［5］唐少軍.基于GIS的公共服務設施空間布局選址研究［D］.長沙:中南大學碩士論文，2008.

［6］Church R.Location modeling and GIS［C］//Longley P，Goodchild M，Maguire D and Rhind D，(ed).Geographical information Systems，Vol 1，Printciples and Technical Issues，Second Edition.New York:John Wiley and Sons，1999:293 －303.

［7］陳 旸.基于GIS的社區體育服務設施布局優化研究［J］.經濟地理，2010(8):1254 －1258.

Radiation Ability of Urban Public Sports Facilities Service Based on GIS

ZHANG Xin
(Dept.of Sports Economics ＆ Management，Wuhan Inst.of PE，Wuhan 430079，Hubei，China)

In order to improve urban public sports facilities service，meet the convenient，personalized fitness demand of urban residents.The text has established a public sports facilities service index system and integrated service architecture on the economic and technical norms，which take geographical location of the public sports facilities as the centre，and combine the economy and technology indexes such as geographical location of the public sports facilities，social，economic and demographic.The use of GIS and visual technology performs a range of effective service radiation and vacuum area of urban public sports facilities，and simultaneously provides the basis for making scientific plans and a rational layout urban public sports facilities.

public sports facilities;radiation ability;GIS

G80－05

A

1004－0560(2012)02－0035－04

2011-12-09;

2012-01-12

國家社科基金青年項目(10CTY004)。

張 欣(1977－)，女，講師，碩士，主要研究方向為體育人文社會學、體育地理學。

責任編輯:劉紅霞

?體育人文社會學