體育設施空間分布格局及影響因素分析

摘要：本研究基于POI大數據，以公共基礎設施較為完善的北京市為研究區域，從地理空間的視角，分析體育設施的空間分布格局。在區域尺度上，使用地理探測器，從社會經濟和自然環境兩個角度，挖掘其空間分異背后的影響因素。結果表明：（1）2020年，北京市體育設施的空間分布存在明顯的空間異質性，主要分布在朝陽區和海淀區，分別占體育設施總數的30.34%和16.57%。門頭溝分布最少，占比僅為0.64%；（2）社會經濟因子整體的影響程度大于自然因子。其中，醫療保健場所的數量是影響體育設施空間分布的首要因子，q值為0.95，而高程影響程度最小，q值為0.3；（3）在因子之間的交互作用下，q值均得到了不同程度的提升。本研究對于北京市或者其他區域的體育設施的選址建設與布局優化具有重要參考價值。

關鍵詞：體育設施" 空間分布" 影響因素" 地理探測器" 北京市

中圖分類號：G818 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8902-（2024）-06-165-4-TBB

1、前言

“體育設施是指能夠滿足體育競賽、訓練、教學和群眾健身使用要求的場地、建筑物和相關固定附屬設備，是人們進行體育鍛煉相關活動的基本物質載體和落實全民健身的重要抓手。”加強對公共體育設施的投入和重視基礎性體育設施建設，為群眾提供更好的鍛煉環境，不僅有利于滿足文化建設的需要，也有利于堅持以人為本的基本要求以及聯合國可持續發展目標SDG3的實現。然而，當今社會體育設施空間分布、可達性不均等現象依然存在，居民的運動需求受到制約。為此，探究體育設施空間分布現狀，挖掘背后的潛在影響因素對于未來的體育設施規劃與管理具有重要意義。

已有研究從定性的理論探討視角，開展了體育設施空間分布和成因機制的分析，并取得了有價值的研究結論。徐洪濤等從公共體育設施與城市空間協同發展的視角出發，提出“公共體育設施發展需要堅持均衡化、便捷化、集約化、人性化的基本原則，通過場所拓展、空間容量拓展、功能復合和文化拓展，為人們打造理想的生活場景”；曾建明等通過文獻和實地調研相結合的方式，“從經濟條件、城市形態、人口等社會經濟視角，分析了我國大型體育場館的空間布局特征”。上述研究，為體育設施的合理布局與規劃管理提供了重要的理論指引。然而，難以從精細尺度的空間視角，獲取體育設施的空間分布信息和背后的驅動力。

在理論分析的基礎上，海量地理大數據的出現，尤其是POI數據，為進一步精細尺度上體育設施空間格局的研究帶來了機遇。賈宇使用POI數據，在市級、區級、街道三種行政單元上，多尺度評估了太原市體育設施空間分布的均等性。湯宇錕等基于北京市體育設施地理空間分布數據，使用多種空間分析方法，發現影響北京市公共體育空間分布因素最大的是交通通達性，其次是人口密度。

然而，現有的基于地理空間數據的研究，多偏重于社會經濟因素與體育設施空間分布的關聯分析。而對于體育設施的空間分布來說，平坦的地形、優質的環境質量也會在一定程度上影響體育設施的選址和建設。當前仍未有研究從精細尺度的地理空間視角，綜合顧及社會經濟和自然因素，系統定量地解釋體育設施的空間分布格局。

因此，本文以中國的政治、文化中心的首都北京為研究區域，使用對地觀測的遙感數據產品、對人觀測的社會感知數據以及政府部門的統計數據等多源數據，從社會經濟和自然兩個維度，系統地構建影響體育設施空間分布的潛在因子指標體系，使用地理探測器模型，旨在實現地理空間視角下對于城市體育設施空間分布的格局分析及背后的影響因素的挖掘。

2、研究方法

本文的研究流程如圖1所示。首先，在數據收集方面，根據研究目標，融合使用遙感、統計年鑒和社會感知多源地理數據；其次，在此基礎上，結合前人研究經驗和影響體育設施布局的可能因素，從社會經濟和自然兩個方面選取影響體育設施空間分布的潛在指標；最后，使用核密度分析方法對體育設施POI進行空間可視化展示。結合所選取的潛在因子指標，從地理空間分異的視角，在區域尺度上，使用地理探測器定量分析北京市體育設施空間分布的影響因素。

2.1、北京市體育設施研究現狀

北京，作為中國的首都，是政治文化以及國際創新交流中心。悠久的歷史孕育了多樣的體育活動，自21世紀以來，北京先后于2008年舉辦了奧運會，于2022年舉辦了冬奧會，體育事業以及相關產業蓬勃發展，鳥巢、水立方、五棵松等大型的體育場館廣泛分布，大中小體育設施健全。研究區域圖見圖2。

2.2、潛在因子選取

（1）社會經濟因子。

人口密度大、眾多居民聚集的地方，可以形成對體育設施及場館建設的集中需求。一個地區的國內生產總值（GDP）也能夠在一定程度上反映該地區的體育產業發展狀況；體育科研所附近的體育配套設施建設需要完整齊全。近年來，我國“體醫融合”蓄勢待發，體育運動離不開醫療保障，而醫療保健也需要體育手段的配合；便利的交通會促進人們抵達相關體育設施地點，更加方便地從事體育相關的活動。綜上，我們選取人口密度、GDP、科教文化場所數量、醫療保健場所數量和路網密度作為影響體育設施空間分布的5個潛在的社會經濟因子。

（2）自然因子。

公園、生態園等植被覆蓋度較高的場所，得益于其空氣質量等環境優勢；較多的體育設施會沿河流建造布局，由于河流沖積導致的河流附近地勢低平的特點，視野開闊；由于海拔的不同，人體的運動機能也會產生變化。在平坦地面上開展建筑活動相對較為適宜，大多數運動項目其體育設施建設均分布在較為平坦的地面。綜上，我們選取植被覆蓋度、距河流距離、高程以及坡度作為影響體育設施空間分布的4個潛在的自然因子。

2.3、地理探測器

“地理探測器”是由王勁峰等提出，是一種探測空間分異性并揭示其背后驅動因子的統計學方法。共包含因子探測、生態探測、風險探測、交互探測4種探測器。本研究使用因子探測器和交互探測器，分析影響體育設施空間分布的內在機制。因子探測器公式如下：

式中，q值的取值范圍是[0，1]，越接近于1，表明因子對空間分異的解釋力越強，反之，越接近于0，解釋力越弱。h是因子X或者Y變量的分層，范圍是（1，L）。Nh是層h的單元數，N為全區的單元數，和指層h與全區Y的值之間的方差。SSW指層內方差的總和，SST指全局總方差。

交互探測器通過比較Xa、Xb兩類因子共同作用下的q（Xa∩Xb）與q（Xa）、q（Xb）、q（Xa）+q（Xb）之間的大小關系，旨在評估兩類因子的共同作用能否會對因變量Y解釋力起到增強、減弱或者相互獨立的作用。具體分類見表2。

2.4、數據獲取及預處理

表3展示了本文體育設施空間布局研究和社會經濟、自然影響因子所涉及的具體數據，包括POI、DEM、歸一化植被指數（NDVI）、路網、水系、人口和GDP共7種類型，時期均為2020年。其中，POI數據基于高德地圖API，通過爬蟲軟件獲取。包含體育設施類（8494個）、醫療保健類（23277個）和科教文化類（58500個）3種類型。體育設施類的POI主要由網球場、籃球場、足球場、滑雪場等大中小運動場館組成。DEM數據本身具有高程屬性，坡度是通過ArcGIS軟件的坡度計算工具得到。在NDVI數據的基礎上，本文通過植被覆蓋度計算公式，得到具體的植被覆蓋度的數值。使用核密度分析工具，計算路網數據的核密度值，生成路網密度柵格圖。借助河流水系數據，通過歐氏距離工具，得到距水系距離的柵格圖。最后，人口和GDP通過屬性表鏈接的方式與北京市各區建立連接。

3、結果與分析

3.1、北京市體育設施空間分布格局

圖3和表4展示了北京市體育設施POI空間分布格局和數量。在空間位置上，北京市體育設施主要分布在中部和東南部區域，北部以及西部分布相對較少。在數量配置上，北京市體育設施總數為8491個。其中，朝陽區的體育設施數量遠超北京的其他區域，達到了2576個，占總數量的30.34%。海淀區的分布數量次之，為1407個，占總數量的16.57%。門頭溝區、平谷區、密云區和延慶區的體育設施分布數量相對較少，在100個以下。因此，我們可以發現北京的體育設施的空間分布存在顯著的空間異質性，北京市各區的體育設施資源配置不均現象較為明顯。

3.2、體育設施空間分布的影響因素

地理探測器需要將自變量轉換為類型量。因此，我們將選取的9類影響體育設施分布的潛在因子通過ArcGIS分區統計工具以北京市各個區為統計單元計算均值，再使用經典的自然斷裂法將每種因子分為5種類型，并進行空間可視化展示，可視化結果如圖4所示。可以發現，各因子的空間分布存在顯著的差異。

圖5展示了地理探測器的單因子探測結果。結果顯示，社會經濟因子相較于自然因子對體育設施空間分布的影響更強。其中，在社會經濟因子中，q值由大到小排序依次為醫療保健場所數量（0.95）＞科教文化場所數量（0.90）＞GDP（0.86）＞人口密度（0.74）＞路網密度（0.69），平均值為0.83。在自然因子中，q值由大到小排序依次為植被覆蓋度（0.64）＞距河流距離（0.62）＞坡度（0.39）＞高程（0.35），平均值為0.50。

表5展示了地理探測器的交互因子探測結果。可以看出，各因子發生了交互作用之后，q值均得到了不同程度的增強。其中，醫療保健場所數量和GDP、科教文化場所數量、坡度因子交互之后的q值均達到了1.00。坡度與科教文化場所數量因子交互之后q值同樣達到了1.00。

3.3、體育設施布局啟示

（1）社會經濟層面。

①應完善體育設施周圍的醫療保健場所的配置，在醫療保健場所附近盡可能地修建供居民運動的體育設施；

②合理建設和布局科研機構或者學校周邊的體育設施。為學生和科研人員提供齊全的配套體育設施，能夠在鍛煉中激發學習和研究熱情的同時，也能夠充分發揮體育教育和研究的作用；

③在經濟發展較快的地方應當分布較為高端齊全的體育設施供一些高消費人群使用，在促進經濟發展的同時又能提高人們的生活質量；

④現如今，人們對自己身體健康情況的關注愈發強烈，越來越多的人意識到健康的重要性。體育設施建設規劃應當堅持以人為本，將城市公共體育資源向街道、社區傾斜；

⑤堅持共建共享，倡導體育設施與各類服務設施兼容共享；堅持多規合一，落實總體規劃，銜接各分區規劃和專項規劃。

（2）自然因子層面。

①植被覆蓋率會影響到場地的環境和景觀，從而影響到體育設施的選址和分布。首先，在植被茂密的地方，場地環境質量優良，能夠吸引更多的人們前來鍛煉和休閑；

②體育設施建設也應當考慮距河流的距離。據調查，沿河分布主要為公園綠地、觀光旅游等居民休閑娛樂設施，針對其旅游資源豐富、整體環境舒適的特點，可以加強對城市空間的復合利用，在河岸修筑沿河步道等，還可以沿河舉辦如馬拉松比賽等體育賽事去傳播普及體育文化，居民可以在此鍛煉身體、娛樂活動等，促進身心健康；

③坡度會影響到體育設施場地的設計和使用效果。非地勢平坦地區上建設特定專業的體育設施對于體育愛好者、專業運動員等人群進行體育運動有著較好的鍛煉效果，如高山滑雪、越野騎行、坡度滑板等運動項目利用坡度進行練習；

④高程與體育設施選址之間也有著密切的關系。高程是選址的重要因素之一，它會影響到設施的可達性和視覺效果。如果設施建在一個高程較高的地方，可以提供更廣闊的視野和更好的景觀，同時也可以減少周邊環境的干擾。

（3）“社會經濟—自然”交互層面。

在經濟發展較好的地區，其醫療場所附近更應完善體育設施建設。在醫療場所和科教文化場所距離較近的地方，及其地勢較為平緩的情況下，加強體育設施的修繕與配套的齊全。因此，也需要不同區域之間的資源整合，多方協調，齊抓共管，實現體育設施利用效益最大化。

4、結論

（1）北京市體育設施空間分布不均，主要集中于朝陽區和海淀區，分別占比為30%和17%。門頭溝區、平谷區、密云區和延慶區等區域的體育設施分布數量相對較少；

（2）社會經濟因子的排名為：醫療保健場所數量（0.95）＞科教文化場所數量（0.90）＞GDP（0.86）＞人口密度（0.74）＞路網密度（0.69）。自然因子的排名為：植被覆蓋度（0.64）＞距河流距離（0.62）＞坡度（0.39）＞高程（0.35）；

（3）醫療保健場所數量和GDP、醫療保健場所數量和科教文化場所數量、科教文化場所數量和坡度、醫療保健場所數量和坡度這四組因子之間產生交互之后，q值均達到了1.00。

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