基于GIS的小城鎮交通可達性研究

劉青++程希++謝利娟++李楠

摘要：指出了可達性是影響一個地區社會經濟文化發展的重要因素，如何量化和確定可達性仍然是交通均衡性發展的核心問題。以提高區域交通可達性的均衡性為研究目標，從小城鎮到其最鄰近縣級經濟中心的可達性和到其周圍農村聚落的可達性出發，采用潛能模型，構建了小城鎮綜合可達性模型；利用GIS中網絡分析工具，測算了重慶市巫山縣24個小城鎮的綜合可達性指數，明確了巫山縣小城鎮交通可達性的均衡性及影響因子。結果顯示：巫山縣小城鎮的可達性受其距行政規劃的縣級經濟中心的距離影響較大，且隨著距離的增加可達性減小明顯；但距離并不是唯一影響因素，在巫山縣邊界的某些偏遠小城鎮由于受到其他縣輻射作用而表現出較好的可達性。

關鍵詞：地理信息系統（GIS）；可達性；網絡分析；潛能模型

中圖分類號：TU984

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）12019604

1引 言

隨著我國城鎮化建設步伐的加快，交通網絡成為影響一個區域內經濟發展的重要因素。近幾年，“可達性”在城市與交通、無障礙設計、IT等領域的學術期刊等文獻資料中出現的頻率愈來愈高，成為評價交通網絡狀況最具說服力的綜合性指標。

在以往的城市土地利用規劃過程中，城市綜合交通規劃往往成為城市規劃的從屬專項規劃，城市交通矛盾難以從規劃源頭得到最大限度的緩解，導致后續的交通設施建設難以引導城市規劃的實施。本文旨在利用GIS網絡分析技術，綜合研究小城鎮到周邊縣級行政中心及農村聚落的可達性，構建小城鎮綜合可達性模型，并結合小城鎮社會經濟發展現狀數據，分析小城鎮交通可達性與地區發展的關系，為小城鎮交通建設和城鎮規劃提供科學依據。

2小城鎮可達性研究概述

2.1可達性概述

可達性（Accessibility）可以簡單地理解為從一個地方到另一個地方的容易程度。城市交通規劃領域首次出現了“可達性”這一概念，用來描述某場所和周邊場所的遠近程度，從而進一步反映某一場所滿足人類某項活動的需求的容易程度。

地理學中，農業和工業區位論、中心地理論等研究均涉及到了土地位置與交通的關系，但是這些理論中均假設研究對象的交通條件為均值，與實際情況有較大的差別。因此研究可達性對區域的發展有重大意義。

2.2利用GIS研究的特點與優勢

近些年來，GIS的迅速發展，越來越多的研究學者利用它特有的對海量數據的管理以及處理能力來對空間數據進行編輯、分析、計算、查詢和可視化顯示。GIS信息量大，使用方便，可以清晰地反映區域狀況的各種空間信息，并建立揭示區域結構特征和發展規律的模型；可以提供查詢檢索、空間分析、修改補充、距離測量、數據計算等多種功能；對于變化的指標能夠進行動態監測和預測評估。

3小城鎮可達性的研究和分析

3.1小城鎮綜合可達性模型的構建

小城鎮在地區發展中有著承上啟下的作用，連接縣級政治經濟中心和低一級的農村聚落。因此，其綜合可達性包括兩方面，即小城鎮到其最鄰近縣級經濟政治中心的可達性和到其周邊農村聚落的可達性。本文參考了計算交通可達性的潛能模型，構建了綜合可達性模型對小城鎮的可達性進行分析：

A=（Mi×Ai+Mj×Aj）/100（1）

Ai=1/Tbi（2）

Aj=1/Tbj（3）

式（1）～（3）中：A為小城鎮綜合可達性；Ai和Aj分別為小城鎮到其最鄰近縣級中心和農村聚落的可達性；Mi和Mj分別表示縣級中心i和農村聚落j的權重，這里綜合考慮縣級經濟中心和農村聚落對于小城鎮交通的重要程度，取縣級中心權重0.6，村鎮權重為0.4；Ti和Tj分別為小城鎮到其最鄰近縣級中心和農村聚落的最短旅行時間；b為衰減系數，這里取值為1。

3.2最短旅行時間的計量分析

3.2.1小城鎮到最鄰近縣級中心最短旅行時間計算

以巫山縣整個區域的交通網絡為基礎，將24個小城鎮鎮級政府所在地作為起點，巫山縣政府所在地為終點，利用ArcGIS10.2中的Network Analyst加載網絡分析模塊，添加網絡數據，并根據道路等級及速度等限制條件增加障礙后生成最佳路徑；利用Closest facility模塊統計小城鎮到最鄰近縣級經濟中心的最短旅行時間。如圖1所示為巫峽鎮的交通網絡圖導入ArcGIS10.2里設置站點和相關屬性等后進行空間網絡分析，生成的耗時最短的最佳路徑。

類似地，分別計算其他鎮到其最鄰近縣級中心的最短旅行時間，統計分析得出：24個小城鎮到其最鄰近縣級中心的最短旅行時間的最大值為240 min，最快的可以在8 min左右到達。根據數值，將最短旅行時間劃分為劃分為5個等級：0～4 min、4～10 min、10～60 min、60～100 min、100～240 min，各等級內的小城鎮數量分別是1、3、7、13，可達性在第四等級的小城鎮最多，占總數的54.2%，其中，第一等級的小城鎮只有巫峽鎮，巫峽鎮是巫山縣人民政府駐地、巫山縣的政治經濟和交通中心所在，有國道、高速路及多條省道經過，附近村落經濟發達程度較其他地區高，因此巫峽鎮的交通可達性遠高于其他鄉鎮。

根據最短旅行時間計算巫山縣24個鎮到其最鄰近縣級中心的交通可達性，得到小城鎮到縣級中心的可達性分布如圖2所示。

3.2.2小城鎮到農村聚落最短旅行時間計算

由于巫山縣經濟發達程度比較落后，其轄區內農村聚落間的道路等級較低，不容易搜集資料并矢量化，導致交通網絡不完善。為此，小城鎮到其周邊農村聚落的最短旅行時間采用如下方式計算：

Tj=D/V（4）

式（4）中：Tj表示小城鎮到其周邊農村聚落的最短旅行時間，D表示小城鎮到各個農村距離的平均值，設定（城鄉公交平均速度）。

周邊農村聚落到小城鎮的平均距離使用的是小城鎮下屬分配區內所有農村聚落到小城鎮鎮政府距離的平均值。按照歐氏距離最短的原則，結合巫山縣各小城鎮及其周圍農村聚落分布區的情況，利用ArcGIS10.2平臺計算巫山縣內24個小城鎮臨近分配區（圖3）的歐氏距離。

經過計算，巫山縣各小城鎮到其周邊農村聚落的最短旅行時間最大值為90.8 min，最小為9.2 min，大部分小城鎮均在50 min以下，僅有大昌鎮和雙龍鎮的第二級可達性較低，通過分析該區的地形等自然和經濟條件，發現這兩個鎮的地形高差較大、區域內有河流等天然屏障阻隔，致使該鎮鎮政府到某些農村聚落的最短旅行時間與其他地方相比差別較大，從而拉大了整個區域的平均最短旅行時間。

2017年6月綠色科技第12期

根據計算小城鎮到其周邊農村聚落的可達性并在ArcGIS10.2平臺里對數據進行處理，得到巫山縣24個小城鎮到其周邊農村地區的可達性分布如圖4所示。

3.3小城鎮綜合可達性計算與分析

小城鎮綜合可達性是小城鎮到縣級中心可達性及小城鎮到農村聚落可達性的加權和。這里的權重綜合考慮最鄰近縣級經濟中心和村鎮對于小城鎮交通的重要程度，取縣級中心權重0.6，村鎮為0.4計算，然后通過式（1）計算巫山縣24個小城鎮的綜合可達性。

ArcGIS10.2提系統供了6種分類方法，本文綜合考慮各種影響因素，選擇可對跨度大的數值進行較好分類的自然斷裂點分級法進行分類，將24個小城的綜合可達性分為可達性優（>48）、良好（35-48）、中等（27-35）、較差（14-27）和差（9-14）五個等級，多數的小城鎮綜合可達性處在14-27的區間內，這些小城鎮占總數的79%左右（圖5）。

4結語

本研究運用潛能模型研究重慶市巫山縣交通可達性可達性，選擇了現在研究較少的小城鎮作為研究對象，而GIS作為一種精確的空間分析工具，為研究提供技術支撐。運用其網絡分析功能，分別研究了小城鎮到縣級中心與低一級農村的交通可達性，并運用GIS的疊加分析功能，生成小城鎮的綜合交通可達性圖，進行綜合分級評價分析。

國家“十三五”規劃中明確提出將特色小城鎮建設作為國家未來城鎮化發展的重心，因此，交通對小城鎮的發展至關重要。交通路網是城市的結構骨架，是城市發展的基礎、對小城鎮未來的發展方向起引導作用。所以，無論是為了響應國家政策的號召，還是出于對未來城鎮化發展的要求，研究小城鎮的交通可達性，都是必要的。

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