基于GIS的縣域旅游場強空間格局演變及驅動力研究

禹 真, 盧德彬,, 白 彬, 王祖靜

(1.銅仁學院 經濟與管理學院, 貴州 銅仁 554300; 2.華東師范大學 地理科學學院, 上海 200241)

?

基于GIS的縣域旅游場強空間格局演變及驅動力研究

禹 真1, 盧德彬1,2, 白 彬1, 王祖靜2

(1.銅仁學院 經濟與管理學院, 貴州 銅仁 554300; 2.華東師范大學 地理科學學院, 上海 200241)

為揭示銅仁市縣域旅游場強的空間分異特征和空間演化規律，基于GIS，以貴州省銅仁市為例，選取2005年和2014年影響銅仁市旅游經濟發展的6項指標，在對評價指標消除量綱的基礎上，應用主成分分析、空間變差函數、ESDA、小波分析和旅游場強方法綜合評價銅仁市縣域旅游場強變化規律及其驅動動力。結果表明：銅仁市各區縣旅游經濟發展水平普遍偏低，十個區縣中，碧江區、江口縣、石阡縣旅游經濟發展相對較好；銅仁市2005年縣域旅游場強平均值為21.66，2014年的旅游場強平均值為23.30，2005—2014年銅仁市縣域旅游場強平均值上升了1.64；銅仁市縣域旅游發展的空間自組織性較強，2005—2014年銅仁市各區縣的旅游場強極化作用不明顯，旅游場強變化較小，總體上城市的旅游場強比農村的場強大；在小尺度上(64 km以下)，閾值為64 km和大尺度(128～158 km)閾值為158 km，公路對旅游場強格局分異的作用明顯。

旅游場強; 空間演化; 縣域尺度; 銅仁市

旅游作為一種社會經濟現象[1]，因發展條件和外部環境的差異，面臨著區域非均衡發展的挑戰。適度的發展差距對旅游經濟總體水平提高具有一定的促進作用，但過大的發展差距將使旅游發展水平高的區域被旅游發展水平低的區域拖累，最終導致區域整體旅游經濟發展水平的降低[2]。因此，研究區域旅游經濟差異的空間格局及其演變對區域旅游發展具有重要的意義。在旅游經濟差距研究尺度上較早的研究成果主要集中在中大尺度[3-6]，近幾年學者開始關注縣域的旅游經濟發展差距。程玉申等[7]采用標準差、變異系數等經典統計方法和ESDA方法分析了2004—2013年浙江省縣域旅游經濟差異的時空演變特征，認為縣域旅游經濟發展水平整體提高的同時絕對差異逐漸加劇而相對差異逐漸縮?。魂愔遣┑萚8]以江蘇省為例，運用了區域經濟中的差異分析方法，分析了江蘇省的旅游經濟總體差異特征；李秀斌等[9]以廣東省清新縣為例，研究了旅游發展對該縣縣域經濟的拉動效應，認為發展旅游休閑業是縣域經濟發展的出路之一。目前旅游經濟差異研究方法采用標準差和變異系數、基尼系數和泰爾指數以及探索性空間數據分析方法(ESDA)[10-12]。傳統的經典統計方法在探索旅游經濟發展差異做出重要的貢獻，但卻忽略了空間因素，在解釋空間格局演變規律方面存在不足，而ESDA分析方法雖然能夠結合空間和數據，但只是探索旅游熱點區域，在分析尺度特征和影響因素方面能力較弱，因此本文嘗試從地理學場強[13-14]角度出發，選取2005年和2014年銅仁市旅游經濟發展的6項指標，在消除指標量綱和利用主成分分析法計算銅仁市旅游經濟發展綜合得分的基礎上，基于GIS軟件，采用半變異函數、ESDA小波分析和旅游場強法測算銅仁市縣域旅游場強，分析2005—2014年銅仁市縣域旅游場強的空間演化規律及驅動力，揭示銅仁市縣域旅游經濟的空間分異特征，以期為銅仁市縣域旅游經濟發展決策提供理論支撐。

1　研究區概況

銅仁市位于貴州省東北部，地處云貴高原向湘西丘陵和四川盆地過渡的斜坡地帶，土地總面積18 006.41 km2。東與湖南懷化市、湘西自治州接壤，南與黔東南州相鄰，西接遵義市，北靠重慶涪陵市。地勢西北高東南低，武陵山脈縱貫中部，地貌以低山丘陵和中低山山原峽谷為主，屬中亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明，雨熱同季，年平均氣溫16.5℃左右，年平均降水量1 100～1 400 mm，無霜期200～300 d，洪澇、旱災、凌凍和冰雹等是主要的自然災害。土壤類型主要有黃壤、石灰土、紫色土、水稻土、潮土以及少量的紅黃壤和山地黃棕壤。中部武陵山脈主峰梵凈山為東西兩部分水嶺，梵凈山以東屬沅江水系，以西為烏江水系，境內河長268 km，河網密度大，河流坡降陡，多年平均自然降水220億m3，年徑流總量127.9億m3，水能資源十分豐富。全市旅游資源豐富，有名山、溶洞、溫泉、石林、民族風情等。自然風景名勝有梵凈山、烏江山峽、錦江、石阡溫泉、九龍洞等40多處風景名勝點。歷史人文景觀有革命遺址、烈士故居、革命紀念建筑物80多處。銅仁市是多民族聚居地區，有漢、苗、土家、侗、仡佬、滿等民族，獨具特色的民族風情和絢麗多彩的民族藝術文化，豐富了人文風情旅游資源。2014年總人口415萬，GDP 647.73億元，旅游收入195.03億元，占GDP 30.11%。

2　數據來源與研究方法

2.1數據來源

研究區域為銅仁市10個區縣，根據相關文獻[11,15]，結合銅仁市的實際情況，選取2005年和2014年各區縣接待人數萬人)，旅游收入(億元)、入境游客(萬人)、外匯收入(萬美元)、地區景點數(個)星級飯店數(個)6項指標，構建銅仁市縣域尺度旅游經濟發展綜合水平評價指標體系。旅游經濟發展指標數據來源于銅仁市市旅游發展委員會統計數據。道路和行政區劃數據來源于銅仁市國土局第二次全國土地調查數據庫，比例尺為1∶10 000，而DEM則來源于地理空間數據云(http:∥www.gscloud.cn/)。

2.2研究方法

為了科學揭示2005—2014年銅仁市縣域旅游經濟的空間格局演變現象，本文選取極差標準化法、主成分分析法、半變異函數、探索性空間數據分析(ESDA)、小波分析和旅游場強法，由于前4種方法比較常用，可參考給出的參考文獻[7,11,16-17]，本文僅介紹小波分析和旅游場強的計算方法。

2.2.1小波分析法小波變換是時間(空間)頻率的局部化分析，反映格網要素在不同尺度上的特征及其相互關系，揭示空間格局的多尺度和等級結構特征[18]，計算公式為：

(1)

式中：W(a,xj)——格網要素在空間尺度為a時的波值；xj——窗函數的中值；g(xi-xj)——窗函數，對影響因子以及城市旅游場強的空間采樣序列進行小波方差和小波一致性分析[15]。

2.2.2旅游場強計算方法借鑒王祖靜等[19]測算路網距離的方法，在全市范圍內以2 km×2 km生成格網，共得到4 865個單元格，拼接后利用行政邊界裁切生成坡度，再對坡度要求重分類，生成4段坡度區間(圖1)，計算坡面距離，公式如下：

坡面距離=直線距離/cosθ(θ=0°,2°,5°,10°)

(2)

然后根據物理學中場強模型的概念測算城市旅游場強，公式如下：

(3)

式中：Fik——城市i在格網中心點k上的場強；Zi——縣區綜合規模值；Dik——區域i到格網點k的坡面距離；β>0——距離摩擦系數，其中i=1,2,…,5，k=1,2,…,4865。

圖1坡面距離和角度計算原理圖

3　結果與分析

3.1銅仁市旅游經濟綜合規模測算

為了消除量綱的影響，使得各指標之間具有可比性，采用極差標準化方法對指標進行標準化，并在此基礎上進行主成分分析。根據主成分分析計算結果，2005年、2014年計算出KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)值均為0.711，大于0.6，表明適合做因子分析，相伴概率均為0.000，小于0.001，說明所選因子進行主成分分析結果顯著。提取2005年3個累計貢獻率大于85%的主成分，其方差累計貢獻率達95.424%；提取2014年2個累計貢獻率大于85%的主成分，其方差累計貢獻率達94.742%。根據主成分旋轉因子載荷計算出各區縣的旅游經濟發展綜合水平值Z，并經歸一化并同時擴大后結果見表1。

表1　旅游經濟發展綜合水平

從表1可以看出銅仁市各區縣旅游經濟發展水平普遍偏低。2005年研究區綜合得分大于1的僅有碧江區、江口縣和石阡縣，最小的是松桃，為0.673 7，2014年得分最高是依然是碧江區，為2.586 1，大于其他區縣，得分在1以上的由2005年的3個區縣增加到5個區縣，分別為碧江區、江口縣、玉屏縣、石阡縣和思南縣，大部分區縣的分值有所增加，但增幅普遍不大；萬山的分值有所減少，下降了大約0.2，反映了萬山資源枯竭型城市的特點。

3.2銅仁市旅游場強計算

按照計算出的路網距離求解各城市的旅游場強，根據公式(3)，首先分別計算10個區縣對其范圍內所有格網的場強，再疊加各區縣對所有格網的10個矢量文件，按“取大”原則找出格網對城市的場強最大值，生成旅游場強圖。

按照4 865個單元格的旅游經濟場強生成頻率分布圖(圖2)，x軸代表場強值，y軸代表格網個數。可以看出，2014年和2005年格網旅游場強相比，旅游場強值分布更加集中，并且整體向右平移，說明在同一格網中2014年的旅游場強值普遍大于2005年。2014年峰值位置的場強為2.12，比2005年的1.61多出28個格網；旅游場強值為1以下，格網個數變化上下波動，當達到1時個數急劇上升，到2左右達到峰值，而后緩慢下降；2005年旅游場強平均值為21.66，小于2014年的23.30。綜合說明2005年銅仁市縣域旅游場強小于2014年，場強值呈上升趨勢。

圖2旅游經濟場強得分

3.3銅仁市旅游場強空間變異性分析

為揭示各區縣旅游場強的空間分布特征，將兩個年份的格網中心點數據作為空間變差分析的樣方，定義采樣步長為300 km，并將場強賦予格網中心點，采用球狀模型，分別計算試驗變差函數，生成銅仁市各區縣2個年份的方差圖及Kriging插值圖(表2，圖3)。

表2　場強值的半變異模型及其參數

從表2可以看出擬合決定系數均為0.606，精度良好，說明兩個年份旅游經濟發展數據連續性和穩定性相對顯著，旅游發展的空間自組織性較強，但經過9 a沒有明顯的變化。變程a基本不變，說明2 a中銅仁市旅游場強在區縣間相互影響的相對程度變化不大。基臺值(C0+C)和塊金值(C0)不斷增大，但塊金系數[C/(C0+C)]從2005年的0.337 8下降為2014年的0.320 6，這表明在旅游發展的空間差異中,其數據變異的隨機成分在不斷降低,而由空間相關引起的結構化分異的機理越來越顯著。

圖3旅游場強變差函數演化

圖3中值越低說明場強越小，可以看出銅仁市旅游主要依托城市開展的，受山區的地形的影響，交通便利的地區，其場強值越大。2005年和2014年相比，銅仁市各區縣的旅游場強極化作用不明顯，旅游場強變化較小，總體上城市的旅游場強比農村的場強大。

3.4銅仁市旅游場強ESDA分析

3.4.1Moran散點圖為揭示各區縣旅游場強在不同時間段在空間上的集聚和分散，利用Geoda軟件分別測算2個年份銅仁市各區縣的格網旅游場強的全局和局部空間自相關指數，根據計算結果Global Moran′sI均為0.146，說明銅仁市各區縣的旅游經濟發展在總體上差距沒有縮小，在顯著性檢驗值p=0.01下大部分格網處于L—L(“低低”)區域和H—H(“高高”)區域中，很少有格網分布在L—H(“低高”)區域，在H—L(“高低”)區域無格網分布，表明區域內某一格網的旅游經濟場強與其相鄰格網存在著很強的正空間相關性，空間負相關區域很少。

3.4.2LISA空間分布從圖4可以看出，銅仁市區縣格網的旅游場強LISA集聚圖空間分布規律和Moran散點圖相似，由于單個格網與其周邊單元的趨同性較強。處于Low值區的格網主要分布在銅仁市的西南、西北部和中部，而以各區縣縣城為中心，在其周邊形成了高值集聚區，主要為H—H區域和L—L區域，沒有形成H—L區域和L—H區域，即旅游經濟熱點區，其余地區未形成空間自相關分布。從以上的結果可以看出，由于受地形和交通條件的影響，銅仁市區縣尺度的旅游活動主要是依托各區縣開展的。像梵凈山旅游熱門景點在分析過程中未表現出高值，是因為山體較大，入口離縣城很近，真正用于開展旅游活動的區域范圍較小，因此在縣級尺度未表現出來。

3.5銅仁市旅游場強多尺度關聯效應分析

為找出影響旅游場強空間格局的控制性因子，選取公路作為主要研究路線，提取路線經過的格網，對兩年的數據進行小波一致性分析。從圖5可以看出圖中的值向1趨近，說明2個年份有較高的一致性。在大尺度(158 km以上)和中尺度(64～128 km)區域上二者大小的作用不明顯，且在不同區域存在著兩者位相關系相反的現象；在小尺度上(64 km以下)，閾值為64 km和大尺度(128～158 km)閾值為158 km，2個年份公路的作用明顯，反映出公路沿線是形成旅游場強格局分異的主要控制因子，且位相關系沒有出現差別，也說明當尺度小于某個閾值時，公路對于旅游場強的空間分布格局的作用不明顯。

圖4綜合得分LISA集聚圖

圖5不同路線旅游場強的小波一致性分析

3.6銅仁市旅游場強空間格局演變驅動力分析

銅仁市地形復雜，交通不發達，遠離貴陽市、重慶市和長沙市、周邊地區經濟發展水平相對落后，雖然旅游資源豐富，但因經濟落后，旅游經濟也不發達。從旅游場強分析可以看出，分值高的主要集中在銅仁市的區縣所在地。相對于農村和其他地區而言，區縣所在地公共基礎設施和交通條件相對較好，有利于提供旅游服務，因此，旅游場強的分值高。2005年、2014年碧江區的旅游收入分別為1.99億元，42.97億元，星級酒店數量分別2個和12個，公路總長度為334.53 km(2009年數據)，位居前列，而排名靠后的萬山區2005年、2014年旅游收入分別0.07億元和2.04億元，星級酒店數量分別0個和1個，公路總長度為144.30 km(2009年數據)。旅游收入、星級酒店數量以及公路總長度高的區縣，旅游場強值相對較高，而旅游收入、星級酒店數量以及公路總長度低的區縣，旅游場強相對較低，說明了旅游場強與旅游經濟發展水平、星級酒店數量以及公路總長度相關性很高。因此，交通條件、旅游服務設施和經濟發展水平是影響銅仁市旅游場強變化的主要驅動力。碧江區作為市政府所在地，人口相對集中和數量較大，對外交流和出行方便，周邊的旅游景點多，政府對旅游基礎設施建設投入要高于其他區縣，所以旅游場強明顯高于其他區縣。與省內其他地市相比，旅游發展潛力尚可挖掘，因此，對于銅仁市的旅游發展應加強這幾方面的投入，促進旅游經濟發展。

4　結 論

本文選取2005年、2014年影響銅仁市旅游經濟發展的6個指標，在對評價指標消除量綱的基礎上，應用主成分分析法對旅游經濟發展水平進行分析，測算銅仁市10個區縣的旅游經濟綜合規模，基于ArcGIS軟件，計算各區縣的旅游場強，并運用空間變差函數、ESDA和小波分析方法綜合評價城市旅游場強的空間格局演變規律及驅動力，研究結果表明：

(1) 銅仁市各區縣旅游經濟發展水平普遍偏低，十個區縣中，碧江區、江口縣、石阡縣旅游經濟發展相對較好。

(2) 銅仁市2005年縣域旅游場強平均值為21.66，2014年的旅游場強平均值為23.30，2005—2014年銅仁市縣域旅游場強平均值上升了1.64。

(3) 銅仁市縣域旅游發展的空間自組織性較強，2005—2014年銅仁市各區縣的旅游場強極化作用不明顯，旅游場強變化較小，總體上城市的旅游場強比農村的場強大。

(4) 在小尺度上(64 km以下)，閾值為64 km和大尺度(128～158 km)閾值為158 km，公路對旅游場強格局分異的作用明顯。

(5) 由于經濟發展水平落后，政府的旅游基礎設施投資力度較弱，沒有具有較強吸引力的相關設施，因此從2005—2014年銅仁市旅游經濟發展過程未出現極化現象。建議銅仁市在旅游經濟發展過程中注重增長極的培養，同時加強基礎設施的投資建設，完善交通網絡，促進區縣旅游的合作開發和發展。

[1]周玉翠,齊清文,馮燦飛.近10年中國省際經濟差異動態變化特征[J].地理研究,2002,21(6):781-790.

[2]孫盼盼,戴學鋒.中國區域旅游經濟差異的空間統計分析[J].旅游科學,2014,28(2):35-48.[3]Tosun C, Timothy D J, ?ztürk Y. Tourism growth, national development and regional inequality in Turkey[J]. Journal of Sustainable Tourism,2003,11(2/3):133-161.

[4]陳秀瓊,黃福才.中國入境旅游的區域差異特征分析[J].地理學報,2006,61(12)：1271-1280.

[5]陸林,余鳳龍.中國旅游經濟差異的空間特征分析[J].經濟地理,2005,25(3):406-410.

[6]王良健,李晶晶,陳錦龍.中國省際旅游業發展演進的時空特征[J].地理科學進展,2010,29(10):1249-1255.

[7]程玉申,戴玲麗.浙江省縣域旅游經濟差異的時空演變分析[J].北京第二外國語學院學報,2015(3):8.

[8]陳智博,吳小根,湯澍,等.江蘇旅游經濟發展的空間差異[J].經濟地理,2008,28(6):1064-1067.

[9]李秀斌,劉少和,張偉強.旅游發展對縣域經濟的拉動效應分析:以廣東第一“旅游強縣”清新縣為例[J].熱帶地理,2008,28(3):271-276.

[10]方琰,卞顯紅.長江三角洲旅游經濟差異時空演變分析[J].旅游論壇,2014,7(2):50-56.

[11]蘇建軍.區域旅游經濟發展水平非均衡演變的時空差異研究:以山西省為例[J].技術經濟,2009,28(7):73-76.

[12]李巍,王祖靜.甘肅省城市旅游場強的空間格局演化分析[J].干旱區資源與環境,2015(2):034.

[13]許學強,周一星,寧越敏.城市地理學[M].北京：高等教育出版社,2003.

[14]張志斌,袁寒.西寧城市空間結構演化分析[J].干旱區資源與環境,2008,22(5):36-41.

[15]蔣國富,劉長運.河南省縣域經濟的空間分異[J].經濟地理,2008,28(4):636-639.

[16]麻永建,徐建剛.基于ESDA的河南省區域經濟差異的時空演變研究[J].軟科學,2006,20(5):51-54.

[17]孫奇奇,宋戈,齊美玲.基于主成分分析的哈爾濱市土地生態安全評價[J].水土保持研究,2012,19(1):234-238.

[18]潘韜,吳紹洪,何大明,等.縱向嶺谷區地表格局的生態效應及其區域分異[J].地理學報,2012,67(1):13-26.

[19]王祖靜,石培基,李巍.基于路網結構的甘肅省城市服務范圍優化研究[J].經濟地理,2012,32(9):67-73.

Spatial Pattern Evolution of Tourism Economic Field Strength and Driving Force at County Level Based on GIS

YU Zhen1, LU Debin1,2, BAI Bin1, WANG Zujing2

(1.SchoolofEconomicsandManagement,TongrenUniversity,Tongren,Guizhou554300,China;2.SchoolofGeographicSciences,EastChinaNormalUniversity,Shanghai200241,China)

In order to reveal the spatial differentiation characteristics and spatial evolution law of tourism economic field strength at county level, we took the case of Tongren City of Guizhou Province based on GIS, selected six indexes affecting the development of tourism economy in Tongren City in 2005 and 2014, used principal component analysis, spatial variation function, ESDA, wavelet analysis and tourism economic field strength method on the basis of the elimination of the dimension of the evaluation indexes to evaluate the change laws of tourism economic field strength and the driving forces of Tongren comprehensively at county level. The results show that the tourism economic development level of the counties of Tongren City is generally low; among the ten counties, Bijiang District, Jiangkou County and Shiqian County, their tourism economic developments are relatively good; the average value of the county tourism economic field strength was 21.66 in Tongren City in 2005, and was 23.30 in 2014, and the average values rose by 1.64 from 2005 to 2014. The spatial self-organization of the county tourism development in Tongren is strong. And the polarization effect of each county tourism economic field strength is not obvious, changes of economic field strength are smaller. Overall, the urban tourism economic field strength is stronger than the rural one. In the threshold for 64 km of small scale (64 km below) and the threshold for 158 km of large scale (128～158 km), the effect of highway on the differentiation of tourism economic field strength pattern is obvious.

tourism economic field strength; spatial evolution; county level; Tongren City

2015-11-08

2015-11-24

貴州科學技術資助項目“基于GIS技術的貴州東部山區旅游動力轉化期旅游發展研究”(黔科合J字LKT[2012]25號)

禹真(1971—),女,貴州銅仁人,副教授,主要從事旅游地理學教學與研究。E-mail:yuzhen7336@qq.com

P208; P901;TP79

A

1005-3409(2016)03-0150-05