城市活力測定與分析
——以南昌市主城區為例

朱茜茜

（江西理工大學）

1 引言

城市是城市生活的容器，城市區域的內部結構布局與外在環境布置共同影響了城市的發展潛力[1]。“城市活力”作為城市發展潛力的主要衡量尺度之一，這一主題在城市建設各領域中都得到了廣泛重視，“城市活力”常用來指代城市空間這一范圍內的居民聚集所展現的生命力。如何對城市活力進行合理測算、研究城市活力營造的影響因素是當前城市規劃、城市建設領域的重要問題[2]。

2 研究區域

南昌市是江西省的省會，也是江西省的政治、經濟、文化、科技和交通中心。本文選擇南昌市作為研究城市活力的典型城市，對南昌市主城區區域進行街區尺度上的城市活力相關研究。

3 數據預處理

3.1 街區劃分

本文以街區作為研究城市活力的基本單元，將道路、河流、鐵路、行政邊界、水系等作為劃分街區的依據。涉及的數據類型包含：南昌市的OSM路網數據、南昌市行政邊界與南昌市水系圖層數據、Landsat8高清遙感影像數據。對南昌市行政邊界數據進行處理，利用OSM路網數據找到南昌市主城區分割依據所屬的道路，分割出南昌市主城區區域。其次，使用OSM 路網數據，開始對研究區域進行街區劃分。

先對原始數據進行預處理，保留了與道路相關的圖層后，對道路數據進行刪除斷頭路、重讀路、延長不完整道路等處理。又由于街區是由道路包圍而成區塊，道路不包含在街區范圍內，對預處理后的路網線狀圖層數據進行緩沖區設置，形成面屬性后合并各級道路，最終獲得南昌市主城區區域的面狀路網圖層數據（見表1）。

表1 緩沖區設置依據

對水系圖層數據進行類似操作，對水系圖層中的線狀圖層數據同樣建立緩沖區，針對線狀河流，以線狀元素為中線向兩側各形成10m 的緩沖區，再將形成緩沖區的河流面狀圖層與原有的水體面狀圖層合并，就形成了南昌市主城區內的水系面狀圖層。

通過將南昌市主城區面狀路網圖層與南昌市主城區水系面狀圖層從原有的南昌市主城區區域的矢量圖層中進行刪除處理，再通過肉眼檢查所得到的圖像效果，獲得了南昌市主城區的城市街區劃分數據。劃分共得到單獨街區762個。

3.2 百度熱力圖處理

百度地圖熱力圖注重直觀數據感受且優勢明顯，它相較于手機信令等運營商數據更易于獲取，在規劃設計領域得到了大量的應用探索。基于百度地圖熱力圖，研究南昌主城區區域在不同類型日（即周末、節日、工作日）的城市活力時空分布與演變情況。

現有文獻指出工作日的百度熱力圖往往存在相似性特征，而周末兩天內城市居民的活動聚集情況也存在一定相似性[4]，考慮到傳統節日帶來的小長假可能會產生與以往周末或工作日不同的空間效應，因此，獲取了南昌市主城區內2022年6月3日（端午節即節假日）、2022年6月7日（星期二即工作日）、2022年6月12日（星期日即周末）三天內的熱力圖原始數據，這三天的獲取數據不存在重大事件的發生與極端天氣的影響，具有一定代表作用。每日獲取的數據時間均為早晨7 點至夜間23 點，每小時內隨機獲取一張，每日17個時刻點，共51張。

本文所獲取的百度地圖熱力圖原始數據為png.格式，在ArcGIS軟件中共含有4個通道，而通道四是不受純白純黑干擾的、用灰度值表示圖片信息的Alpha通道[72]，數據的灰度值則體現出了各坐標位置數據點的人群聚集情況，灰度值的范圍為[0，255]。

在ArcGIS 軟件中對熱力圖原始數據進行預處理：首先，將三類日所有熱力圖數據的第4通道數據導入，進行空間坐標轉換、投影變換和批量地理配準等步驟，從而得到了帶有坐標信息的熱力圖tif數據；其次，重新導入數據，基于街區劃分得到的矢量圖層數據，利用分區統計工具分別計算各時刻各街區單元的熱力平均數值；又將各時刻的附帶三類日街區單元熱力平均值的柵格圖像進行轉為整型操作，從而獲取整型數據；再次，利用柵格轉面工具將各時刻街區的熱力平均值整型柵格數據轉換為矢量數據。最后，利用空間連接工具分別將三類日各時刻街區熱力平均值連接至同一街區屬性表，便于后期進一步計算。

通過上述幾個步驟，可以得到研究范圍內所有街區在三類日各時刻的熱力平均值矢量數據，熱力平均值則表示了所有街區在各時刻的居民集聚程度，即為各街區在各時刻的城市活力值。

4 城市活力測定與時空演變分析

4.1 城市活力強度測度模型

本文基于人群活動建立城市活力強度測度模型，從而表現城市活力這一變量在研究區域內的空間分布與時間維度演變特征，建立以街區為基本研究單元的活力強度測量模型，用以計算每個街區單元不同時段內的活力強度值，從而進行可視化分析。活力強度IV的計算公式為：

式（1）中：Vi指該街區i時刻對應的活力值均值（i=1，2，...，n），活力均值在百度熱力圖的數據預處理時已獲取；n為參與計算的時刻數（n=17，即早晨7點至夜間23點），IV是計算得到的該街區對應的城市活力強度值。計算得到的活力強度值IV數值越大，則表明該街區參與計算的人群聚集強度越高，即街區的城市活力水平越高。

為了數據分析的便利與更明顯地將其分布情況與數值可視化并進行分析，考慮在ArcGIS 10.2軟件中采用自然斷點法，將計算出的活力強度數值分為五個等級，分別為高熱、次熱、較熱、一般、普通。

4.2 城市活力強度空間分布

根據活力強度測量模型，計算三類日的全天城市活力強度值（根據百度地圖熱力圖計算出的城市活力值），同時繪制出城市活力強度空間分布圖，用以反映三類日全天的城市活力強度空間分布狀況，如圖1所示。

圖1 三類日活力強度分布圖

總的來說，研究區內城市活力強度特征是：活力水平高的區域從城市中心擴散至研究區邊緣，且活力強度值逐漸降低。

南昌市東湖區中的活力高熱型的街區數量最多；西湖區、青云譜區和紅谷灘區的高熱型街區數量較多，而南昌縣和新建區的城市活力強度較低；東湖區中的高熱型活力街區的分布面積占比最高，且高熱型街區呈片狀形態分布，總體看來二環內活力程度高，同時也有個別次級活力區正在緩慢形成；青山湖區的部分區域活力較強，考慮到此處部分區域高校聚集，學生人數多、日常活動范圍廣，會一定程度激發此區域活力水平。

從環路角度看，南昌市一環區域內大部分區域活力強度高，為居民最聚集的區域，同時街區功能混合、設施完善，形成以滕王閣、八一公園、南昌時代廣場、萬壽宮為典型地標的大型活力中心；而二環區域的活力程度也并不低，二環內除去一環的區域，剩余區域主要以次熱型活力與較熱型活力、一般型活力的街區為主，也有少量零散高熱地區，存在少量活力普通的區域，分別位于二環西南側的梅嶺大道以南處和二環東北側的碧流路的周邊。由于這些街區主要以植被、水系、空曠地等土地類型為主，因此對應街區的功能混合度、各類設施密度較低，所以對居民的吸引作用較差；而在二環之外地區，以普通型活力為主，這些區域的人口聚集程度較差、居民活動頻率較低，但也存在較少的次熱型活力街區分布在南昌大道中部以南、蓮塘北大道以西的周邊街區，包含了象湖濕地公園、南昌縣政府、江西信息應用職業技術學院等。

4.3 城市活力強度時間特點

比較三個類型日的活力差異，不難從顏色分布與各種熱度的面積占比上發現，工作日的總體活力強度>周末的總體活力強度>節日的總體活力強度。工作日時高熱活力中心主要集中于東湖區的八一廣場、象山文化廣場、紅谷灘區的紅谷灘金街萬達廣場周邊與天使金融廣場周邊、青山湖區的高新大道周邊的江西藝術中心等區域，這些區域多位于二環內，且帶動周邊區域形成商業、居住中心。周末相比于工作日，個別區域的活力強度有所減退，不如工作日時一樣呈現出持續高熱度，例如天使金融廣場活力減少，考慮到天使金融廣場是高新寫字樓，周末時工作人數減少，因此熱度下降；節日與工作日、周末相比，活力強度更低，高熱區域的面積減少，主要活力區域集中在滕王閣、八一廣場區域，其他區域高熱占比較少，原因可能是在法定節假日時，大部分居民休息在家且時間多由個人調動，因此居民休閑娛樂時間占比增加，從而使居民聚集程度增加，形成一定數量的高熱、次熱、較熱型活力地區（見圖2）。

圖2 各類熱度面積對比

可知研究區內大部分區域的活力值都是處于普通的狀態，但在周末（6月12日）和節日（6月3日）時，普通類活力水平所對應的面積占比還是要多于工作日（6月7日）時的，且周末與節日時的次熱類、較熱類、一般類熱度的面積占比均低于工作日時，考慮到類型日的性質，工作日的通勤是不可缺少的活動，會給城市帶來一定的活力，而休息日（周末和節日），很多居民可能會選擇在家休息，城市活力一定程度下降。這些現象均體現出：在休息日時，城市居民的活動聚集程度與地點的取向性不像工作日時較為一致，在休息日時則有多種活動類型可以進行選擇，如待在家中或者進行休閑、娛樂等活動；因此商業、餐飲、服務業等區域在非工作日時面積占比更高。

5 結語

總體來看，城市活力強度從南昌市主城區的中心區域擴散至外圍區域呈現出一種逐漸降低的趨勢。三種類型日活力強度基本相似，但不同等級熱度面積存在差異，工作日時的高熱類、次熱類面積占比均高于周末與節日時的對應占比，而周末與節日時的普通類與一般類熱度的面積占比則略大于工作日時。