國(guó)土空間規(guī)劃視角下的城市空間結(jié)構(gòu)研究
——基于多源數(shù)據(jù)的宿州實(shí)證分析

韓勝發(fā)，劉歡迎，申 彪

引言

在國(guó)土空間規(guī)劃編制如火如荼推進(jìn)的背景下，作為國(guó)土空間規(guī)劃編制重要基礎(chǔ)的第三次全國(guó)土地調(diào)查數(shù)據(jù)（以下簡(jiǎn)稱“三調(diào)數(shù)據(jù)”），主要通過(guò)圖像識(shí)別的方式進(jìn)行用地性質(zhì)判斷，導(dǎo)致出現(xiàn)中心城區(qū)用地性質(zhì)不準(zhǔn)確、分類不精細(xì)且無(wú)法反映城市空間結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。如何科學(xué)合理地編制國(guó)土空間規(guī)劃、優(yōu)化完善城市空間結(jié)構(gòu)、精準(zhǔn)識(shí)別城市中心體系的等級(jí)與分類、明確城市功能區(qū)的范圍與類別，成為國(guó)土空間規(guī)劃編制的重要議題。

城市空間結(jié)構(gòu)和居民活動(dòng)相互作用、相互影響、相互制約。城市空間結(jié)構(gòu)對(duì)城市居民生產(chǎn)和生活活動(dòng)、城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要影響，居民活動(dòng)是城市空間結(jié)構(gòu)的重要表征。基于人群活動(dòng)的時(shí)空規(guī)律，可以識(shí)別城市空間問(wèn)題并優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)。本研究以三調(diào)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用手機(jī)通訊基站位置數(shù)據(jù)、興趣點(diǎn)（以下簡(jiǎn)稱“POI”）數(shù)據(jù)、企業(yè)位置和相關(guān)屬性數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確描述不同時(shí)段城市中人群活動(dòng)的密度格局和功能格局。在國(guó)土空間規(guī)劃編制的背景下和各類空間信息數(shù)據(jù)的支持下，豐富利用城市人群時(shí)空活動(dòng)規(guī)律來(lái)表征城市空間結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究。

本研究的理論前提是城市各類功能區(qū)對(duì)應(yīng)不同的用地類型與設(shè)施類型，用地和設(shè)施在不同時(shí)段承載的人群活動(dòng)類型和密度呈現(xiàn)出不同的時(shí)空規(guī)律，圍繞“用地-設(shè)施-時(shí)間-人群”四要素之間的互動(dòng)構(gòu)造出城市功能格局和人群活動(dòng)密度格局，利用人群活動(dòng)與功能服務(wù)之間的關(guān)系表征城市空間結(jié)構(gòu)。如何基于三調(diào)數(shù)據(jù)結(jié)合多源數(shù)據(jù)識(shí)別城市空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而支撐國(guó)土空間規(guī)劃的編制，目前的研究還較為匱乏。本研究以安徽省宿州市為例，提出綜合運(yùn)用三調(diào)數(shù)據(jù)、手機(jī)信令數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)識(shí)別宿州現(xiàn)狀城區(qū)的城市空間結(jié)構(gòu)的方法。

1 基于大數(shù)據(jù)的城市空間結(jié)構(gòu)研究綜述

研究城市空間結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)類型包括單一數(shù)據(jù)和多元數(shù)據(jù)兩種。單一數(shù)據(jù)包括百度數(shù)據(jù)、手機(jī)信令數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)和110報(bào)警信息數(shù)據(jù)。吳志強(qiáng)等提出了基于百度地圖熱力圖提供的動(dòng)態(tài)人口分布數(shù)據(jù)進(jìn)行城市空間結(jié)構(gòu)研究的方法，鈕心毅等利用手機(jī)信令數(shù)據(jù)表征的用戶密度識(shí)別了上海中心城區(qū)的城市公共中心和城市功能區(qū)，魏海濤等運(yùn)用出租車GPS定位軌跡數(shù)據(jù)揭示了城市空間結(jié)構(gòu)并提出了優(yōu)化策略，吳慮等運(yùn)用110報(bào)警信息識(shí)別了城市犯罪的空間分布結(jié)構(gòu)。另一類是多種數(shù)據(jù)相結(jié)合的研究，韓昊英等利用公交刷卡數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)和居民出行行為數(shù)據(jù)識(shí)別北京城市各類功能區(qū)，梁立峰利用燈光遙感數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)和手機(jī)定位強(qiáng)度數(shù)據(jù)分析了3種數(shù)據(jù)空間耦合相同或相異區(qū)域，楊俊宴以上海市的建筑空間數(shù)據(jù)和手機(jī)信令數(shù)據(jù)表征的人群動(dòng)態(tài)遷移演化特征揭示了城市動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。

既有研究充分利用了大數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)、海量、易獲取的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合人群分布和行為特征，從不同角度、利用不同方法表征了抽象的城市空間結(jié)構(gòu)，但研究都局限于現(xiàn)狀城市功能分區(qū)劃分，沒(méi)有針對(duì)三調(diào)數(shù)據(jù)存在的精度問(wèn)題和無(wú)法反映用地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度的問(wèn)題進(jìn)行研究，導(dǎo)致現(xiàn)行的國(guó)土空間規(guī)劃編制缺少支撐。為提高城市空間結(jié)構(gòu)識(shí)別的科學(xué)性和國(guó)土空間規(guī)劃的編制效率，本研究提出以三調(diào)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，基于人群活動(dòng)的時(shí)空規(guī)律，疊合企業(yè)數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)來(lái)刻畫(huà)城市空間結(jié)構(gòu)的方法。

2 數(shù)據(jù)特征、人群活動(dòng)特征和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)特征——三調(diào)數(shù)據(jù)、手機(jī)數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)

三調(diào)數(shù)據(jù)特征。在第二次全國(guó)土地調(diào)查成果的基礎(chǔ)上，利用遙感、測(cè)繪、地理信息、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，統(tǒng)籌利用現(xiàn)有資料，以正射影像圖為基礎(chǔ)，形成地類分布與利用狀況。《市級(jí)國(guó)土空間規(guī)劃編制指南》要求三調(diào)數(shù)據(jù)是國(guó)土空間規(guī)劃編制的基礎(chǔ)，三調(diào)數(shù)據(jù)具有全域覆蓋的優(yōu)勢(shì)，但是精度較低，無(wú)法反映城市空間結(jié)構(gòu)和各類設(shè)施的能級(jí)，這對(duì)國(guó)土空間規(guī)劃編制提出了挑戰(zhàn)。

手機(jī)數(shù)據(jù)特征。研究范圍面積為204.13 km，通訊基站數(shù)量為7 314個(gè)，手機(jī)信令數(shù)據(jù)選取工作日和休息日各一天，工作日為2020年9月21日，信令數(shù)量為2 800萬(wàn)條，休息日為2020年9月27日，信令數(shù)量為2 700萬(wàn)條，時(shí)間粒度為小時(shí)級(jí)。研究獲取的手機(jī)信令數(shù)據(jù)是脫敏數(shù)據(jù)，不包含手機(jī)識(shí)別碼、時(shí)間戳、事件類型等字段。因此，本研究通過(guò)整體分析的方法來(lái)判斷人群活動(dòng)密度格局，無(wú)法進(jìn)行個(gè)體行為特征分析。

POI數(shù)據(jù)特征。從百度地圖平臺(tái)獲取2020年9月21日POI數(shù)據(jù)1 975條，涉及行政辦公設(shè)施、教育設(shè)施、商業(yè)設(shè)施、文體設(shè)施、交通設(shè)施、醫(yī)療設(shè)施和廠礦企業(yè)數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)有助于劃分城市功能區(qū)、識(shí)別城市中心、分析業(yè)態(tài)集聚和推薦興趣點(diǎn)，可以進(jìn)行設(shè)施空間布局分析，通過(guò)與手機(jī)信令反映的人群活動(dòng)密度格局相結(jié)合，進(jìn)行各類專業(yè)中心的能級(jí)劃分。

企業(yè)數(shù)據(jù)特征。高新企業(yè)數(shù)據(jù)包括企業(yè)注冊(cè)地址、主要業(yè)務(wù)活動(dòng)、主要產(chǎn)品、科技活動(dòng)人員、科技活動(dòng)費(fèi)用和期末擁有有效專利數(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)空間布局和加權(quán)分析，可以得到科創(chuàng)企業(yè)的空間格局和能級(jí)，進(jìn)而判斷科創(chuàng)中心和科研創(chuàng)新區(qū)的分布。

2.2 人群活動(dòng)特征——居住時(shí)段、就業(yè)時(shí)段、游憩時(shí)段、高峰時(shí)段

人群活動(dòng)的規(guī)律與日常工作和生活內(nèi)容高度相關(guān)，某一時(shí)間統(tǒng)計(jì)單元的用戶密度空間分布，可反映城市居民活動(dòng)的空間分布特征和城市功能格局。根據(jù)就業(yè)、居住、游憩和混合4種活動(dòng)的時(shí)間特點(diǎn)，結(jié)合人群活動(dòng)規(guī)律和手機(jī)信令，將工作日和休息日一天24小時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，其中工作日1：00-4：00為居住時(shí)段，工作日7：00-11：00為就業(yè)時(shí)段，休息日14：00-16：00為游憩時(shí)段，工作日和休息日17：00-18：00為高峰時(shí)段（圖1）。

圖1 宿州市現(xiàn)狀城區(qū)工作日和休息日全天分小時(shí)信令統(tǒng)計(jì)

2.3 數(shù)據(jù)分析方法

2.3.1 三調(diào)數(shù)據(jù)分析方法

三調(diào)數(shù)據(jù)作為國(guó)土空間規(guī)劃的基礎(chǔ)，反映建成區(qū)的土地使用基本情況，研究使用網(wǎng)格分析方法，以150 m×150 m對(duì)三調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對(duì)網(wǎng)格內(nèi)的用地主導(dǎo)功能進(jìn)行判別，形成現(xiàn)狀城區(qū)用地功能底圖，成為空間研究和分析的基礎(chǔ)（圖2）。

圖2 三調(diào)數(shù)據(jù)網(wǎng)格分析

2.3.2 手機(jī)信令數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)和企業(yè)數(shù)據(jù)分析方法

手機(jī)信令數(shù)據(jù)可以表征人群密度格局，研究采用核密度和網(wǎng)格分析方法來(lái)描繪不同時(shí)段城市人群活動(dòng)的密度格局。在ArcGIS軟件中以800 m為搜索半徑進(jìn)行核密度分析來(lái)判斷城市主中心，以300 m為搜索半徑進(jìn)行核密度分析來(lái)判斷城市專業(yè)中心，將用戶端數(shù)量落位到50 m×50 m的柵格中，利用每個(gè)柵格的屬性值表達(dá)人群密度格局。

POI數(shù)據(jù)的核密度分析可以描繪人地要素的空間分布形態(tài)，量化人群活動(dòng)空間的范圍和強(qiáng)度。通過(guò)POI數(shù)據(jù)表征的人群空間活動(dòng)類型和強(qiáng)度與用地屬性等建成環(huán)境特征之間的耦合關(guān)系，判斷活動(dòng)的類型和城市專業(yè)中心的分類和能級(jí)；

通過(guò)對(duì)企業(yè)的專利數(shù)量、科研資金規(guī)模和科研人員數(shù)量進(jìn)行加權(quán)匯總，進(jìn)行空間點(diǎn)數(shù)據(jù)的密度分析，對(duì)科研資源現(xiàn)狀分布密度格局進(jìn)行刻畫(huà)，疊合三調(diào)數(shù)據(jù)用地分類，明確科研資源的空間分布，進(jìn)而為科創(chuàng)中心和科創(chuàng)片區(qū)的識(shí)別奠定基礎(chǔ)。

2.4 研究方法對(duì)城市空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃的影響

本研究采用的數(shù)據(jù)和方法對(duì)城市空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃具有三方面的重要影響：一是從微觀個(gè)體行為的角度出發(fā)，分析城市中不同時(shí)段人群活動(dòng)的規(guī)律和特征，將以人民為中心的理念融入城市空間結(jié)構(gòu)研究，使得抽象的規(guī)劃研究體現(xiàn)出豐富的人文理念；二是研究分析利用手機(jī)數(shù)據(jù)表征復(fù)雜的人群活動(dòng)密度格局，并利用各類設(shè)施數(shù)據(jù)模擬人群活動(dòng)類型和城市功能，將平面的用地功能和人群活動(dòng)密度統(tǒng)一起來(lái)，對(duì)識(shí)別城市功能的級(jí)別和時(shí)空分布具有重要意義；三是該方法基于現(xiàn)狀人群活動(dòng)規(guī)律和密度格局，對(duì)未來(lái)城市空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行趨勢(shì)性判斷，因而對(duì)提升空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃的科學(xué)合理性具有重要的支撐作用。

3 人群活動(dòng)時(shí)空規(guī)律和城市空間結(jié)構(gòu)識(shí)別

3.1 人群活動(dòng)分時(shí)段特征和活動(dòng)類型

3.1.1 人群活動(dòng)分時(shí)段密度格局特征

居住時(shí)段用戶密度分布格局總體均衡，居住用地的高密度區(qū)位于高層居住區(qū)，非居住用地上的高密度區(qū)位于職業(yè)學(xué)院學(xué)生宿舍、工業(yè)區(qū)職工宿舍、綜合醫(yī)院、火車站等地區(qū)（圖3）。居住時(shí)段人群活動(dòng)在各類用地上的分布數(shù)量和密度表明大量人口分布在非居住用地上，這一現(xiàn)象應(yīng)在中心城區(qū)的公共服務(wù)設(shè)施規(guī)劃、交通設(shè)施規(guī)劃中引起高度重視，尤其需要對(duì)以居住用地為核心的公共服務(wù)設(shè)施規(guī)劃配置方法進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。

圖3 工作日（左）和休息日（右）居住時(shí)段用戶密度分布

就業(yè)時(shí)段用戶密度分布格局呈現(xiàn)出“中心+軸帶+多點(diǎn)”的特征（圖4），總體格局呈現(xiàn)出兩方面的特征：一方面，服務(wù)業(yè)就業(yè)在城市中心區(qū)較為集中，且呈現(xiàn)出逐漸向外圍擴(kuò)散的態(tài)勢(shì)，尤其是外圍的一些大型文體設(shè)施、商業(yè)綜合體等功能節(jié)點(diǎn)的建設(shè)，引導(dǎo)就業(yè)崗位向外擴(kuò)散；另一方面，位于城市北部和南部的產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)的服務(wù)業(yè)人群密度明顯低于中心城區(qū)的服務(wù)業(yè)人群密度，對(duì)于正處在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展階段的宿州而言，需要加強(qiáng)二產(chǎn)的發(fā)展和空間保障。

圖4 工作日（左）和休息日（右）就業(yè)時(shí)段用戶密度分布

游憩時(shí)段用戶密度分布格局呈現(xiàn)出“中心+多點(diǎn)”的特征。“中心”為城市中心地區(qū)，體現(xiàn)出文化娛樂(lè)、商業(yè)休閑功能高度集中的特征。“多點(diǎn)”為宿州古城、三角洲公園、港口路和汴河?xùn)|路相交處等城市休閑游憩功能節(jié)點(diǎn)（圖5）。游憩時(shí)段人群活動(dòng)在各類用地上的分布數(shù)量和密度反映出居民活動(dòng)多發(fā)生在公共管理與公共服務(wù)用地和商業(yè)服務(wù)業(yè)用地，居民休閑活動(dòng)以購(gòu)物、娛樂(lè)和文體活動(dòng)為主，公園綠地上的用戶數(shù)量較少，表明公園的數(shù)量和服務(wù)質(zhì)量有待加強(qiáng)。

圖5 工作日（左）和休息日（右）游憩時(shí)段用戶密度分布

高峰時(shí)段用戶密度分布格局呈現(xiàn)出“一核三軸”的特征。“一核”為城市中心區(qū)的行政、商業(yè)、辦公和醫(yī)療綜合服務(wù)中心，“三軸”為汴河路、拂曉大道和淮海路3條主要功能軸（圖6）。高峰時(shí)段人群活動(dòng)在不同用地上的分布數(shù)量和密度呈現(xiàn)出全天活動(dòng)最為活躍的特征，體現(xiàn)出下班高峰期和晚餐在居民日常生活中的高頻性和重要性。居住用地用戶數(shù)最高這一現(xiàn)象表明居家生活是該地區(qū)的主導(dǎo)生活方式，這一出行規(guī)律和生活規(guī)律為職住平衡、緩解交通擁堵提供了一定的研究基礎(chǔ)。

圖6 工作日（左）和休息日（右）高峰時(shí)段用戶密度分布

3.1.2 人群活動(dòng)分布強(qiáng)度與用地耦合分析

4個(gè)特征時(shí)段的人群總量分布和密度分布呈現(xiàn)出如下特征：在各類用地中，用戶總量高低排序依次為居住用地、交通運(yùn)輸用地、公共管理與公共服務(wù)用地、商業(yè)服務(wù)業(yè)用地、工礦用地和倉(cāng)儲(chǔ)用地，各類用地的用戶密度排序依次為公共管理與公共服務(wù)用地、商業(yè)服務(wù)業(yè)用地、交通運(yùn)輸用地、居住用地、文化用地和綠地與開(kāi)敞空間用地（表1）。居住用地用戶總量最大，一方面是因?yàn)榉蔷蜆I(yè)人口比例高、老齡化程度高，另一方面是因?yàn)槿{(diào)數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)，將一些沿街商業(yè)服務(wù)業(yè)用地劃歸為居住用地，導(dǎo)致人群活動(dòng)性質(zhì)判斷有誤。交通運(yùn)輸用地、公共管理與公共服務(wù)用地和商業(yè)服務(wù)業(yè)用地的用戶密度大，體現(xiàn)了非居住類人群活動(dòng)高度集聚的特征，這對(duì)判斷各類用地的服務(wù)績(jī)效和公共安全性具有重要的支撐作用。

表1 宿州市工作日和休息日特征時(shí)段人群活動(dòng)分布統(tǒng)計(jì)

3.2 城市中心體系識(shí)別——城市主中心和城市專業(yè)中心

3.2.1 基于手機(jī)信令數(shù)據(jù)的城市主中心識(shí)別

對(duì)工作時(shí)段和高峰時(shí)段的手機(jī)信令進(jìn)行核密度分析形成人群活動(dòng)密度格局，結(jié)果顯示城市主中心為“一心一帶”的格局。“一心”為淮海路和汴河路相交處，是城市人群活動(dòng)最密集的地區(qū)。結(jié)合POI數(shù)據(jù)，該地區(qū)主導(dǎo)功能顯示為行政、商業(yè)、醫(yī)療服務(wù)功能。“一帶”為拂曉大道和磬云路南北向帶狀空間，結(jié)合POI數(shù)據(jù)顯示該軸帶為交通、游憩、教育、居住、商業(yè)密集區(qū)，是城市逐漸擴(kuò)展形成的以居住功能為主導(dǎo)的生活服務(wù)帶，拂曉大道兩側(cè)密布高層小區(qū)導(dǎo)致人口較為密集。

3.2.2 基于人群活動(dòng)密度格局和POI數(shù)據(jù)的城市專業(yè)中心識(shí)別

城市專業(yè)中心識(shí)別采用人群活動(dòng)密度格局和POI數(shù)據(jù)疊合分析的方法（表2）。行政中心識(shí)別采用就業(yè)時(shí)段人群活動(dòng)密度格局和行政設(shè)施POI數(shù)據(jù)疊合分析的方法，科創(chuàng)中心識(shí)別采用就業(yè)時(shí)段密度格局和高新技術(shù)企業(yè)空間位置數(shù)據(jù)、專利數(shù)據(jù)、科研資金規(guī)模數(shù)據(jù)、科研人員規(guī)模數(shù)據(jù)和科研設(shè)施POI數(shù)據(jù)疊合分析的方法，文化中心識(shí)別采用游憩時(shí)段、就業(yè)時(shí)段用戶密度格局和文化設(shè)施POI數(shù)據(jù)疊合分析的方法，產(chǎn)業(yè)中心識(shí)別采用就業(yè)時(shí)段用戶密度格局和三調(diào)數(shù)據(jù)中的工礦用地和商業(yè)服務(wù)業(yè)用地疊合分析的方法，游憩中心識(shí)別采用游憩時(shí)段人群活動(dòng)密度格局和文體設(shè)施、商業(yè)設(shè)施、公園POI數(shù)據(jù)疊合分析的方法。

表2 城市專業(yè)中心識(shí)別方法矩陣

3.3 基于手機(jī)數(shù)據(jù)的城市功能軸線體系識(shí)別

以工作日和休息日就業(yè)時(shí)段手機(jī)信令密度格局為分析對(duì)象，城市軸線體系呈現(xiàn)出“十字+一縱”的結(jié)構(gòu)。“十字軸線”以城市商業(yè)中心為原點(diǎn)沿汴河路和淮海路向四周輻射，該軸線隨著城市規(guī)模的擴(kuò)張，形成了以城市商業(yè)、醫(yī)療、教育等基本功能為核心的城市功能軸（圖7）。

圖7 工作日（左圖）和休息日（右圖）就業(yè)時(shí)段用戶密度格局

3.4 基于三調(diào)數(shù)據(jù)、人群活動(dòng)時(shí)段、人群活動(dòng)密度的城市功能區(qū)識(shí)別

3.4.1 居住生活區(qū)——三調(diào)數(shù)據(jù)+居住時(shí)段+人群活動(dòng)密度格局

居住生活區(qū)的識(shí)別采用居住時(shí)段的人群活動(dòng)密度格局和三調(diào)數(shù)據(jù)疊合分析的方法。研究采用工作日和休息日凌晨3：00-4：00時(shí)段內(nèi)的手機(jī)信令數(shù)據(jù)，工作日居住用地內(nèi)的用戶數(shù)為24.7萬(wàn)個(gè)，非居住用地用戶數(shù)為38.2萬(wàn)個(gè)，總計(jì)62.9萬(wàn)個(gè)；休息日居住用地用戶數(shù)為19.2萬(wàn)個(gè)，非居住用地用戶數(shù)為30.2萬(wàn)個(gè)，合計(jì)49.4萬(wàn)個(gè)（表3）。數(shù)據(jù)顯示了兩方面的特征：一是居住時(shí)段大量人口分布在非居住用地上，且工作日總?cè)藬?shù)大于休息日，表明休息日有大量人員外出度假或旅游，城市自身的吸引力較弱；二是高密度居住生活區(qū)的分布與高層住宅區(qū)高度相關(guān)，主要位于城市外圍，尤其是三角洲公園周邊和城市主要道路兩側(cè)。

表3 居住生活區(qū)用戶數(shù)和密度分級(jí)統(tǒng)計(jì)

3.4.2 就業(yè)功能區(qū)（二產(chǎn)+三產(chǎn)）——三調(diào)數(shù)據(jù)+就業(yè)時(shí)段+人群活動(dòng)密度格局

二產(chǎn)就業(yè)功能區(qū)的識(shí)別采用工作日和休息日就業(yè)時(shí)段的人群活動(dòng)密度格局和三調(diào)數(shù)據(jù)疊合分析的方法，三調(diào)數(shù)據(jù)重點(diǎn)分析工礦用地和倉(cāng)儲(chǔ)用地。數(shù)據(jù)顯示工作日用戶數(shù)和用戶密度均高于休息日，中低密度區(qū)域占比高于80%（表4），表明二產(chǎn)就業(yè)吸納能力不強(qiáng)，工業(yè)用地崗位密度較低。

表4 就業(yè)（二產(chǎn)）功能區(qū)用戶數(shù)和密度分級(jí)統(tǒng)計(jì)

三產(chǎn)就業(yè)功能區(qū)的識(shí)別采用工作日就業(yè)時(shí)段（上午和下午）、休息日游憩時(shí)段人群活動(dòng)密度格局和三調(diào)數(shù)據(jù)疊合分析的方法。結(jié)果顯示商業(yè)服務(wù)業(yè)用地和其他用地手機(jī)用戶數(shù)基本持平，強(qiáng)度高低排序依次為工作日上午、工作日下午和休息日（表5），空間分布格局呈現(xiàn)出“中心-邊緣”的特征。

表5 就業(yè)（三產(chǎn)）功能區(qū)用戶數(shù)和用地面積統(tǒng)計(jì)

3.4.3 科研創(chuàng)新區(qū)——就業(yè)時(shí)段+專利數(shù)據(jù)+科研人員數(shù)據(jù)+科研資金數(shù)據(jù)+企業(yè)分布數(shù)據(jù)

科研創(chuàng)新區(qū)識(shí)別采用就業(yè)時(shí)段的人群活動(dòng)密度格局和三調(diào)數(shù)據(jù)、專利數(shù)量、科研人員數(shù)量和科研資金數(shù)量疊合分析的方法，三調(diào)數(shù)據(jù)分析商業(yè)服務(wù)業(yè)用地、科研用地、教育用地。識(shí)別結(jié)果顯示科研創(chuàng)新區(qū)主要位于北部高新區(qū)、南部經(jīng)開(kāi)區(qū)、淮海路和汴河路相交處、東南部化工園區(qū)和東部大學(xué)城，城市中心區(qū)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)的密度高于教育用地，表明高校的專利數(shù)量、科研資金數(shù)量低于高新企業(yè)，未來(lái)城市需要提升高等院校的科研水平和能級(jí)。高密度區(qū)占比為10.4%，中低密度區(qū)占比近90%（表6），表明高新企業(yè)中具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)較少，需要引入高新企業(yè)、高端技術(shù)人才，提升城市在科技創(chuàng)新方面的競(jìng)爭(zhēng)力。

表6 科研創(chuàng)新區(qū)用戶數(shù)和用地面積統(tǒng)計(jì)

3.4.4 交通樞紐區(qū)——高峰時(shí)段+人群活動(dòng)密度格局+三調(diào)數(shù)據(jù)+POI數(shù)據(jù)

交通樞紐區(qū)識(shí)別采用高峰時(shí)段的人群活動(dòng)密度格局和三調(diào)數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)疊合分析的方法，三調(diào)數(shù)據(jù)分析交通運(yùn)輸用地。識(shí)別結(jié)果顯示，交通樞紐區(qū)主要為宿州站周邊、客運(yùn)站和碼頭地區(qū)，工作日高密度區(qū)占比為12.50%（表7）。數(shù)據(jù)表明交通樞紐較為集中，最高密度區(qū)為宿州站，碼頭和客運(yùn)站在交通服務(wù)體系中處于較低密度區(qū)。

表7 交通樞紐區(qū)用戶數(shù)和用地面積統(tǒng)計(jì)

3.4.5 休閑游憩區(qū)——游憩時(shí)段+人群活動(dòng)密度格局+三調(diào)數(shù)據(jù)+POI數(shù)據(jù)

休閑游憩區(qū)識(shí)別采用游憩時(shí)段手機(jī)用戶密度格局疊合三調(diào)數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，三調(diào)數(shù)據(jù)重點(diǎn)分析公園綠地。分析顯示高密度區(qū)面積占比僅為3.1%（表8），空間分布上位于三角洲公園，表明大型城市公園對(duì)人群的吸引力較大，未來(lái)城市應(yīng)結(jié)合人群需求設(shè)置綜合性城市公園，以滿足人民的休閑需求。

表8 休閑游憩區(qū)用戶數(shù)和用地面積統(tǒng)計(jì)

3.4.6 城市空間結(jié)構(gòu)生成

將城市主中心、城市專業(yè)中心、城市發(fā)展軸線和城市各類功能區(qū)疊合形成城市功能分區(qū)（圖8）和城市空間結(jié)構(gòu)（圖9）。該結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場(chǎng)踏勘、上版城鄉(xiāng)總體規(guī)劃的結(jié)論基本一致，差異是對(duì)于新增拂曉路發(fā)展軸的判定。拂曉路發(fā)展軸的出現(xiàn)是由于兩方面的原因：一方面是近年客運(yùn)站、大型公園、商業(yè)綜合體和高層居住區(qū)的建設(shè)布局在拂曉路沿線，另一方面是城市東部鐵路的限制和淮海路南北過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致城市重大設(shè)施向西布局，使得城市發(fā)展軸線偏離淮海路，向西移動(dòng)形成了與淮海路平行的一條南北軸線。由于城市西部京臺(tái)高速公路的限制，城市未來(lái)重大設(shè)施的布局和發(fā)展方向應(yīng)調(diào)整既有格局，以組團(tuán)化布局為目標(biāo)，形成更加生態(tài)、高效的空間格局。

圖8 城市功能區(qū)疊合

圖9 宿州城市空間結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

4 結(jié)語(yǔ)

本研究的核心邏輯是通過(guò)匯總微觀個(gè)體行為來(lái)刻畫(huà)和描繪城市空間結(jié)構(gòu)，以個(gè)體的時(shí)空行為規(guī)律研究為基礎(chǔ)，通過(guò)手機(jī)用戶時(shí)空分布密度格局確定城市空間結(jié)構(gòu)，在城市空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上疊合各類設(shè)施POI數(shù)據(jù)、三調(diào)數(shù)據(jù)和企業(yè)數(shù)據(jù)來(lái)判定手機(jī)用戶活動(dòng)類型和城市功能，形成了在大格局基礎(chǔ)上將局部職能的宏觀格局和微觀職能相結(jié)合的研究思路。

手機(jī)信令數(shù)據(jù)、POI數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)和三調(diào)數(shù)據(jù)在城市公共中心體系等級(jí)和職能類型識(shí)別、專業(yè)中心識(shí)別、軸線體系識(shí)別、城市功能區(qū)識(shí)別、用戶時(shí)空分布格局和變化趨勢(shì)研究方面具有普遍性和創(chuàng)新性。該方法的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大、動(dòng)態(tài)更新、精度高，尤其適用于大尺度的城市空間結(jié)構(gòu)分析。同時(shí)，該方法也有三方面的缺點(diǎn)：一是手機(jī)用戶數(shù)據(jù)信息保密程度高，數(shù)據(jù)獲取具有一定的難度，無(wú)法進(jìn)行個(gè)體時(shí)空行為的高精度分析；二是在中小城市的空間結(jié)構(gòu)識(shí)別方面優(yōu)勢(shì)不明顯；三是在多種類型數(shù)據(jù)相互疊加的過(guò)程中，對(duì)于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一計(jì)量還需要進(jìn)一步研究。在國(guó)土空間規(guī)劃全面展開(kāi)且要求很高的背景下，該方法和數(shù)據(jù)對(duì)于提高國(guó)土空間規(guī)劃編制的科學(xué)性和編制效率具有重要的支撐作用。