公共圖書館的空間可達性與資源冗余
——英國利茲市公共圖書館空間規劃案例分析

0 引言

公共圖書館不同于非公共圖書館，其服務對象的住址往往較為分散，如果選址不佳，以至于空間可達性下降，將會抑制民眾前往公共圖書館的興趣，導致利用率下降

。

英國作為全世界公共圖書館利用率最高的國家之一，在公共圖書館及其分支機構的空間規劃方面積累了大量經驗和教訓，其公共圖書館的空間分布不僅在空間可達性、服務有效性等地理信息要素方面具有合理性，在圖書館資源區域分配上也做到了一定的公平性。

本文選取英國利茲市（Leeds）作為分析對象，通過運用地理信息系統的量化分析與可視化功能，結合利茲市的基礎地理數據及公共圖書館的區位分布特征，形象且細致地歸納了利茲市公共圖書館選址在空間規劃方面的經驗，希望能夠為我國公共圖書館及其分支機構的空間規劃、選址建設等提供一些經驗性建議。

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1 數據獲取、研究工具和方法

利茲是英格蘭西約克郡首府，是英國重要的經濟、商業、工業和文化中心。利茲在英國城市的重要程度，類似我國經濟較發達地區的省會城市，如廣州、南京、杭州。因此，利茲建設公共圖書館的經驗在我國具有一定的適用性。

為了緩解上述方法的缺點，本研究使用引力法來計算可達性指數，更加全面且接近現實地反映了所有供給設施點的可達性。本文將處于位置i處的引力可達性表示為：

多環緩沖區是以輸入要素為圓心，多個指定距離為半徑周圍的同心圓

。本研究將利茲市的各個公共圖書館及其分支機構設為輸入要素。根據已有的地理分析文獻，一般設定慣例

，將各個公共圖書館及其分支機構的多環緩沖區的內圈設為500米、中圈設為1000米、外圈設為1500米，分析結果的專題地圖如圖1所示。

為了更清晰地展現利茲市公共圖書館的空間可達性，本文運用空間可達性分析這一常用的地理分析工具，通過量化可達性指標進行直觀展示。已有文獻主要使用最小距離法、高斯兩步移動搜尋法（Ga2SFCA）、供需比例法等在公共圖書館服務領域進行空間可達性分析

。然而，最小距離法因對距離的定義不一而容易產生歧義，如歐式空間距離、路網距離、地理距離、經濟距離等都有著不同的意義；而應用Ga2SFCA法時，需要實現劃定一個可達與不可達區域之間的閾值邊界，但是閾值的設定具有一定程度的主觀隨意性，而且對閾值邊界的所有供應設施點都平等對待，不考慮實際通勤的時間和路程，不太符合現實情況。此外，供需比例法至少有兩個不容忽視的缺點：一是無法解釋較大區域內部的詳細空間差異，二是假設邊界是完全絕緣的，認為不同地區之間不存在供需交換。因此，供需比例法并不符合現實

。

2 利茲市公共圖書館空間分析

通過細致的空間分析，筆者認為利茲市在空間規劃方面有一個重要經驗——提高空間可達性來提高公共圖書館利用率；也同樣有一個值得吸取的教訓——避免公共圖書資源冗余，確保公共圖書館得到充分利用。

2.1 合理規劃公共圖書館選址，提高空間可達性

本研究利用ArcGIS10.2的鄰域分析工具中的多環緩沖區（Multiple Ring Buffer），以及路網分析（Network Analysis）功能，分析市民從各個居民點出發到利茲市的各公共圖書館的步行距離與駕車通勤時間。同時，以利茲市各個公共圖書館館藏數量進行降序排列，選取排名前八位的重點公共圖書館為樣本，使用路網分析的位置分配分析功能來探討重點公共圖書館的規劃合理性。

霉菌是飼料中的有害微生物，它能夠導致青貯飼料好氣性變質，它常存在于飼料的表層和邊緣與空氣接觸的部分，使飼料被污染，導致適口性下降，從而降低了飼料的營養價值。通常采用降低飼料的pH值和保證厭氧環境來抑制霉菌的生長。本試驗中，5種不同比例混合青貯飼料中霉菌數量均迅速減少至105數量級，其中0%的青貯飼料中的霉菌在青貯的第60 d左右幾乎檢測不到，75%和100%的青貯飼料中的霉菌數量在青貯發酵的第30 d左右幾乎檢測不到，25%的青貯飼料在青貯發酵的第45 d幾乎檢測不到。

可以看到，在利茲市較為繁華的西南方向，多環緩沖區覆蓋了大部分的居民點，這意味著利茲市的公共圖書館及其分支機構能夠在居民步行可達范圍內提供服務。特別是在利茲市中心地區，多個公共圖書館的多環緩沖區相互交疊，構成連續的同距等高線，這意味著居住在市中心的居民可以在步行可達范圍內享受到多個公共圖書館提供的服務，極大地提升了居民的閱讀體驗。經計算，步行距離在500米以內可達居民點有65個，步行距離在1000米距離以內可達居民點有117個，步行距離在1500米距離以內可達居民點有136個。如果按照正常步速1米/秒計算，能夠在8.3分鐘、16.7分鐘、25分鐘內步行到達公共圖書館的居民點分別占全部居民點總數的36.72%、66.1%、76.83%。經加權平均計算，平均步行時間為18.1分鐘。由于步行時間是衡量公共圖書館便利性的一個重要標準，利茲通過在居民點密集區域建設多個公共圖書館提升步行便利性，不僅方便了市民獲取圖書資源，更重要的是提供了一種便利的文化消遣活動

，有利于提升城市文化品味和公民素質，對提高公共圖書館資源利用率也頗有助益

。

值得一提的是，利茲的城市化情況與我國有很大差異，主要呈現出中低收入者聚居在城市中部，而高收入者往往在城市郊區的“再城市化”特征。因此圖1中分布在城市西北角、東北角和東南部分的居民點是利茲市的“富人區”，而中部和西南部密集的居民點往往是中低收入者的居住地。對此，利茲市政府在中低收入者居住地大力建設公共圖書館，希望以此來縮小兩者之間的文化資源鴻溝。這在客觀上能夠幫助中低收入者通過獲取文化資源實現階層流動，弱化階層矛盾，促進社會公平，但是在一定程度上犧牲了公共圖書資源的區域分配合理性，畢竟對于城市郊區而言，公共圖書館的數量幾乎為零，而對于市中心而言，公共圖書館的數量顯得過多。這一點可以從地圖上清晰地看到，位于利茲市東南方向和東北方向的居民點不在步行可達范圍內，這部分的居民點占全部居民點的比例達23.17%。然而，這并不必然意味著這部分富裕的居民不在公共圖書館的服務范圍之內。考慮到英國具有較高的私家車保有量，英國家庭也往往通過私家車出行，那么公共圖書館及其分支機構自然可以通過廣泛覆蓋的交通路網來擴大其服務范圍和覆蓋面積，使其可以為居住在城市郊區的居民提供服務。

路網分析是空間優化的重要分析工具，用于分析在給定供給設施點位置、數量、服務條件、出行阻抗及其他交通信息的情況下，規劃從需求事件點到供給設施點的最優路徑

。本研究設定公共圖書館及其分支機構為供給設施點，各居民點為需求事件點。由于距離和時間是地理可行性研究中常用的出行阻抗設置，本研究分別將這兩者作為出行阻抗，相互印證，以提高可達性的計算精度。對于出行時間的計算，通過調用谷歌地圖API獲得了駕車前往最近公共圖書館的實際時間；對于出行阻抗為距離的情況，基于二維歐幾里得平面，結合利茲市路網數據，設定汽車平均時速30公里/小時，運用ArcGIS的路網分析功能最優規劃了從居民點到最近公共圖書館的最短通勤時間的駕車路徑，如圖2所示。

經ArcGIS計算的最短通勤時間的駕車距離和由谷歌地圖API導出的實際通勤時間的對應的描述性統計如表1所示。

如果進一步考察公共圖書館及其分支機構的區位因素，還可以發現利茲市公共圖書館之所以具有較高的空間可達性，不僅是因為公共圖書館及其分支機構的數量較多，而且與其地理上的區位分布密切相關。本文通過路網分析的節點提取功能發現，利茲市的公共圖書館及其分支機構中87.1%位于路網節點（交通路口）半徑500米之內。這意味著，公共圖書館及其分支機構往往位于交通主干道交會處附近，居民前往公共圖書館會極為方便，極大地減少了居民前往公共圖書館的通勤時間。同時，利茲市的公共圖書館資源也達到了英國政府對公共圖書館服務半徑的相關規定——85%的家庭能在2英里范圍內到達圖書館，固定圖書館覆蓋不到的人口和區域，以流動圖書館和“其他圖書館服務形式”作補充

。顯然，僅就圖2所示的固定公共圖書館而言，利茲市完全達標。考慮到流動圖書館、流動借還書站這類非固定圖書館服務形式具有流動性和時效性，筆者并未將其繪制在圖2中。可以想見，如果考慮了這些非固定圖書館服務形式，利茲市的圖書資源的可得性和圖書館服務的可達性將更高。

另外，已有文獻在評估公共圖書館分布合理性方面主要是從公共圖書館的空間可達性和資源分布合理性的角度進行評估

。例如，為數不多使用量化分析工具對空間可達性進行評估的文獻都使用了多種空間可達性分析方法，如2FSCA。但是，在資源分布合理性方面，絕大多數的研究主要通過定性分析的方法進行分析，如區域資源分布合理性、種族平等、階級平等的角度對公共資源分布合理性進行研究。為了彌補合理性研究在量化方面的不足，本文通過ArcGIS的空間量化分析工具和可視化功能對公共圖書資源的冗余進行研究，探討利茲市公共圖書資源區域分布的合理性。

本研究通過谷歌地圖API（地理應用程序接口），以英國利茲市為搜索范圍，以公共圖書館為搜索關鍵詞，獲取了包括公共圖書館及其分支機構在內的地理數據。同時，通過訪問英國國家統計局獲取了利茲市城市特征數據，如人口分布、醫療機構數量、教育機構數量等；通過訪問全球開源地理信息數據網站（OpenStreetMap）獲取利茲市行政境界、公路交通等地理矢量數據。經過數據清洗后，篩選出有準確經緯度信息且為公共圖書館及其分支機構（不包含流動服務站等非固定設施點）32個；取居民點小區入口處為定位點，居民點數量共計177個，共有成年居民人口60.08萬人。運用ArcGIS的可視化功能，結合上述數據對英國利茲市公共圖書館進行空間分析。

按設計確定的井位進行鉆機就位，開孔前進行安裝質量驗收，孔口埋設了加長鋼制護筒并用優質黏土回填密實，做好了保護好井口的工作。

由引力法計算所得的引力可達性指數與按照2SFCA法計算的可達性指數的實際意義相似。它們本質上都是用供給設施點和需求事件點之間的交通距離或時間的負指數計算兩者之間的比值。因此，總的可達性得分最終都等于總供給規模。換言之，所有需求事件點的可達性指數的加權平均等于整個研究區域范圍內的供需比

。

從圖3中可以發現，利茲市八個館藏圖書數量位居前列的重點圖書館的空間位置分布有一定的合理性，如城市的西北、西南區域的重點圖書館分布很好地覆蓋了市郊居民點的公共圖書服務需求，市中心的重點圖書館完全滿足了市中心分布密集的居民點的公共圖書服務需求。但是在城市的東北和東南區域出現了局部失衡，一些重點公共圖書館的服務范圍過大，顯示出空間可達性缺陷。這一點值得我國引以為戒，要避免因公共圖書館及其分支機構的空間分布不均，而造成重點圖書館服務范圍過大所帶來的資源短缺問題。

在灌水期間需要合理控制灌水量，促進日常溫室中的番茄快速生根發芽。冬春期間番茄移苗、定植后和緩苗前要保水保墑，緩苗后，緩苗水為植株營造良好的生長環境。秋冬季節，移苗和定植期間氣溫和地溫較高，需要結合植株生長需要適當增加澆水量，促進緩苗。在生長旺盛期間，適當增加灌水次數和澆水量。合理控制澆水時間，以晴天為最佳，盡可能避免陰天澆水，中午高溫期間澆水可以有效提升地溫。灌水后棚室密封處理，溫度升高到30℃后通風換氣，可以營造良好的溫室生長環境。

最后，本研究分析了利茲市重點公共圖書館空間位置分配的合理性，如圖3所示。

結果表明，引力可達性指數位于城市中部和西南部的中低收入者聚居區域最高，公共圖書館資源對于中低收入者而言十分便捷，與上文分析結果保持一致。對于居住在城市郊區的高收入者而言，公共圖書館的可達性并不高，利茲市可以在城市的東北、東南、西北區域投放公共圖書館的流動服務設施來提高這些區域的公共圖書館資源可達性。經計算，利茲市引力可達性指數在2～5區間的居民點個數為127個，這與本文通過多環緩沖區分析所得的步行便利性結果十分接近。通過一系列相互佐證的量化分析，可以認為本研究的可達性分析結果具有穩健性，很好地揭示了利茲市在公共圖書館資源分布的空間可達性特征。因此，通過在居民點密集區域從步行、駕車等出行方式綜合考慮公共圖書館選址，以提高公共圖書館可達性和便利性，進而提高公共圖書館資源的利用率，對于我國為數眾多類似于利茲的發達城市而言具有很強的借鑒意義。

從表3可以看出，在環境溫度基本相同的條件下，隨著環境相對濕度的不同，不同的煙草在制品經過風送設備時含水率的變化相差較大。混合絲由于試驗時環境相對濕度為56.8%，風送前含水率接近其在此相對濕度下的平衡含水率，因此經過煙絲風送后含水率變化不大，僅下降0.05個百分點。葉絲和梗絲由于環境相對濕度較低，分別為34.8%和33.6%，因此經過風送后含水率下降較大，其中葉絲下降0.18個百分點，梗絲下降0.41個百分點，但梗絲下降幅度大于葉絲，說明梗絲的保濕性能小于葉絲，在環境溫濕度變化時其含水率容易發生變化。

智慧建筑專委會堅持為行業服務、求真務實辦事的宗旨，在政府和會員單位之間積極發揮橋梁紐帶作用，努力為會員單位服務，維護會員單位的合法權益，促進行業技術進步和產業資源整合，推進產、學、研合作，推動國際交流與合作；推動智慧建筑事業健康、有序的發展。

2.2 避免公共圖書資源冗余，確保公共圖書館資源充分利用

雖然增加公共圖書館數量有利于提高公共圖書館資源的空間可達性，但是拋開建設費用高昂的問題，就資源配置來看，我們可以發現，如何避免增量公共圖書館與存量公共圖書館的資源冗余才是關鍵。由于發達國家的大都市大多進入了“后城市化”和“再城市化”時代——隨著大部分原先居住在城市的人口，特別是高收入人口、高新技術產業等逐步遷往市郊，出現了城市“空心化”、產業“空心化”等“后城市化”特征，導致原先建設的大量公共圖書館資源因市中心人口流失而閑置

。這就是“后城市化”給公共圖書館建設帶來的第一個難題。大部分城市的處理方式是關停或限制運營一些公共圖書館，減少公共圖書館日常維護給城市財政帶來的壓力

。第二個難題來自于緊接著發生的“再城市化”：隨著市中心人口的大量流失，分布在市中心的存量居住區房價和房租下跌，吸引了中低收入者重新進入原先繁華的市中心定居，居住人口大大超過初次城市化的規模，導致包括公共圖書館在內的眾多公共資源極度缺乏，也就是“再城市化”。在這一階段，即便市政府開放原先存在的公共圖書館也無法滿足市民需求，甚至出現因對公共資源的擠兌而導致公共資源加速流失等不良后果

。本文的研究對象利茲市便經歷了完整的“后城市化”和“再城市化”浪潮，并在“再城市化”的過程中，根據新增人口數量重新在市中心新建了較多的公共圖書館來滿足需求，但由于在城市中心建設了過多的公共圖書館，引起公共圖書館之間的過度競爭，而導致了公共圖書資源冗余，并出現部分公共圖書資源的閑置，這是值得我國吸取的教訓。

在這里， 為引力可達性指數；n和m分別為供給設施點和需求事件點的總數；為供給設施點j的供給規模； 為搜索區域內的需求事件點k的總需求規模； 為供需兩點之間的距離或通勤時間；β為交通摩擦系數，用于反映因道路擁擠、交通事故等導致的交通摩擦所帶來的通勤不便

。

本研究使用鄰域分析的泰森多邊形來尋求利茲市在避免公共圖書館資源冗余方面的教訓。泰森多邊形是一種平面幾何概念，其特點是在每個泰森多邊形內的任何位置距離其關聯點的距離都比其他任何多邊形外關聯點近，且每個多邊形內含且僅包含一個關聯點

。由于泰森多邊形在空間劃分上具有等分性的特征，因此可用于解決最近點、最小封閉圓等問題，以及許多空間分析問題，如可達性分析等。它的數學描述則更加簡明易懂

：

設歐幾里得平面上有n對離散點（X

，Y

），（i, j = 1,2,3,…,n；），若將該平面用一組直線分成K個相鄰多邊形，使得每個多邊形內有且僅有一個離散點，則：

由此，我們可以得到泰森多邊形，泰森多邊形劃定的范圍是距離競爭范圍。離散點表示供給設施點，常用于衡量相鄰供給設施點之間的競爭范圍而被用于分析各點的供給冗余程度

。

采用混凝土H型立柱裝配式圍墻方案。圍墻柱采用鋼筋混凝土柱，柱距為4 m，基礎采用現澆混凝土基礎，預留400 mm×400 mm杯口基礎。基礎間設寬240 mm、高300 mm的連梁。

本研究將公共圖書館設為供給設施點，每個公共圖書館對應一個泰森多邊形，分析泰森多邊形內居民點的可達性，并通過ArcGIS進行相應的描述性統計如表2，同時將其可視化為圖4。

從描述性統計中可以看到，新增和存量圖書館之間平均覆蓋人口數約為4.7萬人，但從方差的角度看，新增圖書館和存量圖書館之間覆蓋人口數量有較大波動，覆蓋的居民點個數也有所波動。從圖4中可以看到，城市中部有著為數眾多的公共圖書館及其分支機構，表征相鄰公共圖書服務冗余程度的距離競爭范圍在城市中部急劇縮小，能夠覆蓋的居民點個數和居民人數都大大降低，存在一定程度的過度建設，導致公共圖書館之間存在過度競爭，進而導致公共圖書資源存在部分閑置。然而，對于位于城市郊區的城市東北和東南地區，則因為公共圖書館較少而出現了大范圍的距離競爭真空，這在圖4中表現為沒有任何一個公共圖書館及其分支機構的泰森多邊形覆蓋到城市的東北和東南地區，意味著沒有一個公共圖書館在這些地區存在與其他公共圖書館的競爭關系。從平面幾何的視角來說，沒有公共圖書館向這些地區提供服務。顯然，這是一種公共圖書資源短缺的體現，與市中心的過度競爭形成鮮明對比。這不利于公共圖書資源的充分利用。

（3）邊界劃定。以市（縣、區）為單位，根據點位評估情況、重點污染源，按照上述地理單元的對應關系，結合實際地勢、地貌、農用地分布等情況，劃定評價單元。

可以看出，利茲市并未很好地平衡存量公共圖書館和增量公共圖書館之間的相互競爭關系。雖然利茲市在滿足“再城市化”引致的公共圖書服務需求增加過程中，避免了由于增量圖書館過多而導致公共圖書資源出現極大冗余的問題，但是利茲市卻在“后城市化”階段因為郊區居民點分散而沒有建設足夠的公共圖書館，導致城市郊區的公共圖書資源出現短缺。即利茲市在市中心和市郊出現了公共圖書資源的區域分配不平衡。因此，我國不僅需要避免過度建設帶來的資源冗余和閑置，更需要注意促進區域公共資源分配平衡

。

3 結語

本文通過ArcGIS的量化分析和地理可視化功能，結合英國利茲市的地理數據和谷歌地圖API的相應數據，總結了該市在公共圖書館建設過程中的經驗和教訓。其一，是合理規劃公共圖書館選址，滿足空間可達性。對于正在經歷初次城市化的我國大部分城市而言，需要學習英國利茲市在居住點密集地區建設公共圖書館的經驗，提高公共圖書館的空間可達性和便利性來滿足居民文化消遣的需求，進而提高公共圖書館的利用率。其二，是避免公共圖書資源冗余，確保公共圖書館資源充分利用。雖然我國大部分城市仍然處于初次城市化階段，但是一些發達城市已經進入了“后城市化”階段，以及在不久的將來會進入“再城市化”階段。我們需要吸取英國利茲市在“后城市化”中忽視郊區公共圖書館建設和“再城市化”階段在市中心過度建設公共圖書館導致的資源冗余帶來的教訓，切實在城市化進程中提高我國公共圖書館的利用率。

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