基于熱力圖監測的服務區活力狀態及相關規劃研究

胡洽

摘要：隨著我國經濟和城鎮化的快速發展，TOD和公共交通站點服務區（PTSSA）逐漸深入人心，PTSSA的城市活力研究也受到更多重視。文章基于熱力圖采集數據，以某一城市軌道站點進行測試和分類，并對兩種典型的站點類型進行相關實際案例分析，從環境角度解釋測試結果，得到如下結論：（1）城市人口密度具有站點效應，占地面積只有15%左右的PTSSA白天能聚集全市45%左右的人口;（2）土地建設強度和均衡化對于測試結果影響最為顯著，低平衡成熟型服務區人口密度表現為工作日明顯高于周末，且波動較大的特點，而高平衡孕育型服務區人口密度表現為工作日和周末分布特征相似，均為密度低且波動較小;（3）孕育型服務區可用軌道交通間接帶動和引導土地開發，為TOD開發提供助力，城市活力發展的時間差可引導周邊土地向合理的強度及均衡度發展;（4）本文所用研究方法對TOD的戰略制定和實施具有指導意義，相關動態調整，對TOD一體化建設具有輔助作用。

關鍵詞：站點服務區;熱力圖;人口密度;一體化建設

0 引言

隨著我國經濟和城鎮化的快速發展，“公交都市”的概念逐漸深入人心，我國“十三五”期間有高達50個城市入選“公交都市”的行列，TOD和公共交通站點服務區（PTSSA）的概念和發展逐漸受到重視[1]。Cervero等[2]提出的3D原則表明PTSSA現階段的研究主要在建成環境，該環境也擁有較為成熟的TOD評價系統。隨著PTSSA的研究環境由環境建設向居民需求轉變，PTSSA的城市活力也是重點研究的對象[3-4]。國內目前的研究只強調軌道站點活力的重要性，但是關于其研究仍然處于起步階段[5-6]。

城市活力即人群流量隨著時間變化的保持度，這個概念最先由Jacobs提出[7]。以往對于城市活力的研究數據來源包含了人群信息和活動等信息，但是也存在樣本小和主觀性強等缺點[8]。隨著社會的發展，大數據時代使得城市活力的研究更加的精細和準確[9-10]，如通過熱力圖可以實時準確地獲取人群流量的信息[11]，因此，通過熱力圖等大數據功能能有效地彌補城市活力研究上的不足。

基于上述情況，本文利用熱力圖等大數據，以某“公交都市”示范城市為研究背景，通過人群流量的變化衡量PTSSA的城市活力，從而建立熱力測度體系。通過收集目標城市某一工作日和某一天周末的實時數據，進行PTSSA活力測度，最終通過數據分析，揭示環境與活力測度的內在聯系。

1 區域概況及測試方法

1.1 區域概況

本文的研究區域城市是一個經濟中心城市。據相關統計，2018年該研究區域的人口密度高達6 000人/km 2左右，該區域地鐵開通運營，到2018年乘坐地鐵人數占總人數的48%左右。

本文研究的數據來源主要包含以下三個方面：

（1）高德地圖的熱力圖相關數據。其采集數據的原理是通過收集移動信號的無線電網絡，獲得終端所在位置，再通過地圖色塊，用不同顏色代表人群聚集的情況。本文通過選取某周周三和周六7：00-23：00的高德熱力圖數據，采集頻率為1 h/次。

（2）來自該城市規劃和國土資源的建筑普查和土地利用數據。

（3）服務區站點數據來自高德地圖的POI數據。

通過ArcGIS數據處理軟件對以上途徑獲取的數據進行地圖配準，隨后通過特征文件和最大似然法進行數據歸類，用不同顏色代表不同密度人群聚集的情況，得到最終的柵格圖像，最后通過ArcGIS軟件中的統計工具計算不同時間的熱力密度值。

處理過后的熱力圖只反映了地圖使用者的位置信息，數據的有效性還需進一步驗證，將該數據與人口普查數據進行整合，進行相關性檢驗，發現相關系數高達0.92，所以暫時認為獲取的數據具有較強的代表性。

1.2 活力測度方法

根據對研究城市的相關研究表明，在站點附近1 km范圍內無論是地價還是容積率都存在明顯的導向性，因此，本文將服務區的范圍定義為距離站點1 km的區域。將每個時刻站點附近的熱力人口數值除以整個城市在該時刻的熱力人口數值，得到服務區人口比例的折線圖，如圖1所示。

從圖中可以看出，站點服務區在研究時間段內人口數占全市人口數量的36%～50%，總體呈現夜間人口較少，白天人口較多的特點，但是服務區的總體面積只占整個城市的15.7%，因此，足以說明人口聚集呈現明顯的站點導向型。

1.3 測度指標

假設研究城市的總人口不變，以某一工作日23：00的人口為基礎，對每個時刻的服務區人口密度進行校正，計算公式如式（1）所示。

2 測度結果及分析

通過對研究城市一共166個服務區進行熱力平均值的計算，得到總體值為4.3 人/hm 2。因此，可以將該城市服務區劃分為高平衡孕育型和低平衡成熟型，分別占比為63%和37%。選取兩個典型的代表進行分析，如下頁圖2所示。

低平衡成熟型服務區主要是各個行政區中心的位置，這些地區早期交通擁堵，建立軌道交通較為困難，服務區存在土地使用混合度較低等情況，城市活力主要的特征表現為人口密度高但是波動性較大。選取一個典型的低平衡成熟型服務區站點進行分析，如下頁圖2（[WTBZ]a）所示，從圖中可以看出，該類服務區工作日和周末的人口密度分布特征完全相反，即工作日白天的人口密度很高，而周末白天的人口密度較低。由于該類服務區人口流量較大，但是土地資源較少，為了增加服務區活力穩定性，可通過更新改變和增加土體混合度或者加入多元化功能，抑或是通過立體化設計從空間角度解決交通擁擠和土地資源有限的矛盾，如建設立體交通網絡和接駁網絡。

高平衡孕育型服務區存在諸如周邊配套設施不夠完善的特點，且我國大部分城市在軌道規劃和建設的過程中，容易出現“人口密度隨地鐵走”的現象，軌道站點服務區公示將進一步促周邊的土地開發，政府也可以通過該現象調整土地溢價，從而獲得財政上的收入。該類服務區雖然早期的人口密度較低，但是后期能有效地增強活力，并且能為未開發的土地向TOD開發提供助力。如圖2（[WTBZ]b）所示，從圖中可以看出，該類服務區工作日和周末的人口密度分布特征非常相似，均表現為波動較小且人口密度較低的情況。對于該類服務區，建議在具體實施的過程中，一方面可以將地鐵和地上相關產業進行一體化管理;另一方面，可以通過市場管理手段，鼓勵相關開發商參與TOD建設。以上做法能使城市站點服務區的建設成效在公眾利益中得到體現。

3 結語

本文基于熱力圖采集數據，以某一城市軌道站點進行測試和分類，并對兩種典型的站點類型進行相關實際案例分析，從環境角度解釋測試結果，得到如下結論：

（1）土地建設強度和均衡化對于測試結果影響最為顯著。低平衡成熟型服務區人口密度表現為工作日明顯高于周末，且波動較大的特點;高平衡孕育型服務區人口密度表現為工作日和周末分布特征相似，均為密度低且波動較小。

（2）孕育型服務區可用軌道交通間接帶動和引導土地開發，為TOD開發提供助力，城市活力發展的時間差可引導周邊土地向合理的強度及均衡度發展。

（3）本文所用研究方法對TOD的戰略制定和實施具有指導意義，相關動態調整，對TOD一體化建設具有輔助作用。

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