基于POI數據與ArcGIS空間分析技術的城市公交站點現狀容量評價方法

姚光遠

摘 要：基于通過百度地圖API提取的興趣點（POI）數據，結合城市道路網與人口統計數據，借助ArcGIS平臺的空間分析能力，提出了一種城市公交站點現狀容量評價的方法。以洛陽市整個中心城區為案例，通過分析評價，找出了公交站點乘客容量集中的地區，以此結果可以指導公共交通線網規劃、站點規劃以及幫助優化各線路發車頻率，以實現社會資源的最大化利用。

關鍵詞：興趣點；公交站點；洛陽市

城市公交站點的優化布局有助于提高公共交通的可達性，能夠合理分配公共交通服務資源，降低車輛的空載率，提升公交服務的服務質量，使社會資源得到最大化的利用，提高居民的生活水平和幸福感，而公交服務的便利反過來又會刺激周邊區域人口的聚集，提高站點服務范圍內的人口容量。傳統的站點規劃方法根據人口集聚的區域與出行的主要流向，采用市級樞紐站、一般樞紐站、一般首末站、一般中途站的分級方法，根據城市結構進行規劃，在運營過程中根據主管判斷進行調整，很難做到精細化設計。本文所提出的基于興趣點（POI）數據以及現狀路網與人口數據的公交站點現狀容量評價方法可以對現狀站點乘客容量進行更加科學的評價，并識別需求與供給不匹配的區域，以便于優化調整公交站點布局，具有一定的客觀性和可操作性。

一、相關研究

在公交站點服務區域研究、站點布局評價、布局優化方法等方面，許多學者已經積累大量的研究成果，例如李苗裔等人通過提取高德地圖路網數據與導航數據對全國各大城市的公交站點的服務范圍及站點周邊建設用地類型進行了識別；朱鯉通過對上海市現狀各級公交站點的功能與客流流向的梳理，對公交站點進行了評價；劉環宇等人建立了公交運營費用最優模型、乘客出行時間成本最小模型、票價收入最優等多個數學模型，用于評價公交站點的社會福利最大化程度；孟慶艷等人通過對上海市公交站點分布與人口分布特征討論了城市公交設施布局與人口空間分布的關系。

二、評價方法與影響因素選擇

公交站點的現狀容量不僅與居住人口有關，商業網點、行政辦公聚集區域等，作為居民出行的主要吸發源同樣對站點容量有著較大的影響，同時，區域的交通便利性也是影響乘客出行的主要因素之一。因此，本文所討論的現在容量評價方法將各類影響因素均進行了量化，通過疊加分析來確定站點服務范圍現狀乘客的真實容量。

隨著地理信息技術的發展，結合百度地圖提供的數據開放API，利用ArcGIS的空間分析技術，使大數據的獲取與分析變得更加的便捷高效。本文所描述的方法，提取了百度地圖的公交站點，根據交通出行吸發源的特征選取了一系列影響因素作為評價指標，在對站點服務范圍進行分區后，通過把各影響因素的空間分析結果進行疊加分析，最終對各站點的服務范圍內乘客容量做出了量化的評價結果。

由于公交站點與人口的空間分布、居民的出行特征、交通起止點分布（OD分布）、道路網可達性等因素相關性較大，因此提取了百度地圖居住區、商業網點、辦公地點等POI信息，整理了統計年鑒中人口統計信息，梳理了城市現狀道路網信息，作為評價的影響因素。

三、服務能力評價

（一）數據的獲取與處理

1.興趣點（POI）數據的獲取與處理

目前，百度地圖、高德地圖、騰訊地圖等地圖公司均為開發者提供了API接入服務，可以調取其開放的各類型數據。本文借助第三方軟件對百度地圖POI數據進行提取，并利用坐標轉換工具進行坐標糾偏與轉換，最終得到包含坐標、名稱、位置描述等一系列信息的數據集。將公交站點、居住區、商業網點、辦公地點分別導入ArcGIS軟件中，將坐標系轉化為西安80投影坐標系。

2.城市行政區及路網數據的獲取與處理

本文所用行政區劃采用市民政局提供的行政區劃界限，洛陽市中心城區分為7個行政區，將行政區范圍導入ArcGIS軟件中并轉換為西安80坐標系。

城市路網數據的獲取，是將控規全覆蓋路網進行拼合作為基礎，疊加最新衛星影像圖，并結合現場實地勘探的方法，提取出現狀道路信息，并將中線層導入ArcGIS中并轉化為西安80坐標系。

3.人口數據的獲取與處理

通過查閱最新的統計年鑒，提取其中各行政區的人口數據，在ArcGIS中利用屬性表的編輯功能，將人口數據添加至行政區圖層中對應的行政區。

（二）評價模型的建立

1.公交站點服務分區的建立

公交站點服務分區的劃分主要從可達性與易達性兩方面進行區劃。可達性即公交站點步行可達的范圍，本次研究根據《城市道路交通規劃設計規范》將站點周邊800米范圍內劃為可達區域，利用分析工具中的“緩沖區”工具劃分出公交站點的可達范圍。易達性即在可達范圍內，乘客會就近選擇更加易達的站點乘車，根據分析工具的特性，選擇泰森多邊形工具生成站點的易達范圍。利用空間處理工具將兩個范圍進行相交處理，最終得到公交站點服務分區。

2.單因子評價

交通吸發點評價方法主要是對幾類POI數據分別計算其在各服務范圍內的分布情況進行統計。利用空間連接工具，統計出各服務范圍內各類POI的數量，并通過分級作為幾類影響因素的評價結果。

交通通行能力評價方法是將現狀道路網數據與服務分區進行相交處理，并利用屬性表的計算幾何功能與字段計算功能，計算出各服務區域內的道路網密度，并將其進行分級作為評價結果。

站點服務人口數量的評價方法是利用空間連接工具將各區的人口數據分解到各服務范圍分區內，利用字段計算功能，計算出各服務分區內人口容量，并將其分級作為服務人口數量評價結果。

3.評價結果疊加分析

在對各個單因子評價結果進行疊加計算之前，為消除評價指標的量綱并消除數量級差別過大對結果產生的影響，采用歸一化公式■ 對評價指標數據進行歸一化處理。歸一化后的評價結果通過疊加分析工具，進行疊加，最終得到站點現狀容量的評價結果。

（三）站點現狀容量評價結果討論

根據圖二中疊加分析結果來看，洛陽市公交站點在中州路與九都路沿線、澗西區、洛南城區東南部附近現狀容量較大，與現實情況基本吻合。然而澗西區西部谷水區域與西環路區域，存在容量較大而現狀此區域為生態廊道以及城市外環路。分析其原因是人口數據是基于行政區進行統計的，當本案例進行人口指標分解時采用了單位密度法進行分解，而此區域現狀公交站點少，各站點服務范圍較大，甚至存在未覆蓋的情況，因此出現評價結果與現實不符的情況。改善此現象，可以通過收集更加細化的人口分布數據來消除此現象對評價結果產生的影響。

四、結語

本文提出了一種評價現狀城市公共交通站點服務容量的方法，此方法的評價結果可以更好地指導公交站點的優化布局，并且可用于合理分配不同公交線路的發車頻率，也對公共交通線路選址有一定的指導作用。然而，由于POI數據的特性，該方法的評價結果的準確度不盡理想，需獲取更加準確詳實的基礎數據以得到更優的結果。

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作者單位：

洛陽市規劃建筑設計研究院有限公司交通規劃研究中心