劉 鵬，殷青軍

(青海師范大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院，青海西寧810008)

基于大數(shù)據(jù)的鄭州城市活動(dòng)空間特征研究

劉 鵬，殷青軍*

(青海師范大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院，青海西寧810008)

摘要借助新浪微博開(kāi)放平臺(tái)提供的基于位置服務(wù)，獲取微博簽到大數(shù)據(jù)，通過(guò)地理信息系統(tǒng)技術(shù)將鄭州市區(qū)活動(dòng)空間可視化，分析鄭州市群體活動(dòng)空間的總體特征，比較基于活動(dòng)頻次與基于人口規(guī)?？臻g的等級(jí)體系，討論鄭州市城市活動(dòng)空間的極化原因，發(fā)現(xiàn)城市活動(dòng)空間依然對(duì)人口等級(jí)存在依賴(lài)性，地理距離的作用仍然是導(dǎo)致空間極化的最主要原因。

關(guān)鍵詞大數(shù)據(jù)；城市活動(dòng)空間；等級(jí)；微博簽到；鄭州

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的大發(fā)展使得“大數(shù)據(jù)”的迅速波及社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，并提供了全新的研究方法與視角。隨著移動(dòng)智能終端設(shè)備和高速移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，由此而產(chǎn)生的大量附加位置信息的數(shù)據(jù)開(kāi)始被廣泛關(guān)注。由于智能移動(dòng)設(shè)備、無(wú)線(xiàn)信息通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，各種數(shù)據(jù)發(fā)生爆炸式增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為重要的生產(chǎn)要素并應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)[1-2]?！按髷?shù)據(jù)”使人們能從宏觀(guān)的角度更好地揭示事物間的關(guān)系發(fā)展規(guī)律。LBS(Location-based service，基于位置服務(wù))技術(shù)在社會(huì)中取得廣泛的應(yīng)用，受到學(xué)界的關(guān)注[3-6]。Naaman[7]通過(guò)研究29個(gè)城市的Twitter簽到數(shù)據(jù)，分析這些城市網(wǎng)民的活動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)而劃分城市等級(jí)體系；甄峰[8]通過(guò)對(duì)分析中大城市間微博用戶(hù)的好友關(guān)系，分析城市間的聯(lián)系以及城市的等級(jí)；Ratti等[9]利用用戶(hù)手機(jī)位置信息，分析城市活動(dòng)的強(qiáng)度和時(shí)空分布特征。新浪微博是國(guó)內(nèi)用戶(hù)最多的微博網(wǎng)站，提供的基于LBS的簽到服務(wù)是其最熱門(mén)的功能之一[10]。簽到數(shù)據(jù)中包括了用戶(hù)的地理位置、時(shí)間、圖像、文本信息等相關(guān)內(nèi)容。基于此，該文引入LBS大數(shù)據(jù)，通過(guò)地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)將鄭州市區(qū)活動(dòng)空間可視化，并比較基于活動(dòng)頻次與基于人口規(guī)模的空間等級(jí)體系，從而進(jìn)一步討論鄭州市城市活動(dòng)空間的極化原因。

1研究區(qū)域概況

鄭州市位于河南省中部偏北，北臨黃河、西接嵩山，地處中原腹地，是河南省政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，全國(guó)重要的交通樞紐[11]。行政轄區(qū)包括金水、管城、二七、中原、惠濟(jì)等5個(gè)核心城區(qū)，以及上街區(qū)、滎陽(yáng)市、鞏義市、新鄭市、新密市、登封市、中牟縣等衛(wèi)星城區(qū)。截止2014年底，市區(qū)總面積1 010.3 km2，建成區(qū)面積412.7 km2，總?cè)丝?37.8萬(wàn)人(圖1)。

2數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1數(shù)據(jù)來(lái)源以新浪微博用戶(hù)的簽到數(shù)據(jù)為研究對(duì)象。利用用新浪微博官方提供的位置服務(wù)動(dòng)態(tài)讀取接口獲取附近地點(diǎn)(place/nearby/pois)接口，獲取截止2014年11月的某個(gè)點(diǎn)位(經(jīng)緯度坐標(biāo))周邊2 000 m范圍內(nèi)的微博LBS簽到信息。通過(guò)重復(fù)設(shè)置搜索中心點(diǎn)，達(dá)到整個(gè)鄭州市的全覆蓋，利用ArcGIS將非本市的點(diǎn)和重復(fù)采集的點(diǎn)刪除，最終得到有效的簽到數(shù)據(jù)，記錄共計(jì)20 601條，總簽到次數(shù)1 186 370次。

圖1　鄭州市簽到點(diǎn)的總體布局(a)與核密度(b)分析Fig.1　The general distribution(a) and core density analysis (b) of check-in spots in Zhengzhou City

2.2數(shù)據(jù)處理采用Kernel核密度分析法對(duì)鄭州市區(qū)城市活動(dòng)空間進(jìn)行分析，搜索半徑默認(rèn)為30 m，并通過(guò)自然斷點(diǎn)(Jenks)進(jìn)行分類(lèi)(圖2a)。對(duì)核心城區(qū)的城市活動(dòng)空間分析則是在進(jìn)行核密度分析的基礎(chǔ)上，再利用ArcScene 建立3D立體圖(圖2b)，從而更直觀(guān)的表現(xiàn)出空間分布差異程度。顏色越深代表核密度越大，活動(dòng)越密集，反之則相反。

圖2　鄭州市核心城區(qū)核密度空間布局(a)與3D立體圖(b)Fig.2　The core density spatial layout(a) and 3D graph(b) in core city of Zhenghzou

3城市活動(dòng)空間分布

3.1“一核多點(diǎn)”的等級(jí)集聚特征由圖1可知，鄭州市的活動(dòng)空間分布呈現(xiàn)“一核多點(diǎn)”等級(jí)集聚特征，核心城區(qū)是市內(nèi)活動(dòng)頻度最高的地區(qū)，是城市活動(dòng)空間的中心。連霍高速公路、鄭少洛高速和107國(guó)道等交通干線(xiàn)及沿線(xiàn)城鎮(zhèn)活動(dòng)頻度遠(yuǎn)低于核心城區(qū)市中心。以核心城區(qū)為中心，外圍組團(tuán)和中等城市為區(qū)域次中心，存在較為明顯的集聚特征。上街—滎陽(yáng)組團(tuán)、鄭汴—中牟組團(tuán)、航空港組團(tuán)等3個(gè)組團(tuán)代表了城市地域性的重要活動(dòng)空間次中心，表明活動(dòng)頻率隨人口密度增加而增加的特點(diǎn)。西南沿鄭少洛高速一線(xiàn)、新密市、登封市少林大道及嵩山少林景區(qū)，龍子湖和龍湖鎮(zhèn)大學(xué)城由于人口密度相對(duì)較大，使得該區(qū)域的信息活動(dòng)頻率較高。

從核心城區(qū)內(nèi)部來(lái)看(圖2)，空間分布存在較明顯“鐵路分割”的分布特點(diǎn)。由于鐵路“京廣線(xiàn)”與“隴海線(xiàn)”的交匯分割作用，核心城區(qū)空間活動(dòng)的集聚區(qū)被分為東北和西南兩大部分。具體來(lái)看，市人民公園東側(cè)的金水路附近的密集商業(yè)住宅區(qū)是活動(dòng)最為集聚的地區(qū)，其次是火車(chē)站和二七廣場(chǎng)地區(qū)，再次是綠城廣場(chǎng)和市政府附近街區(qū)，這3個(gè)區(qū)域幾乎構(gòu)成了核心城區(qū)范圍內(nèi)的主要活動(dòng)區(qū)域。此外，西部的高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)、北部的大學(xué)城、東部的鄭東新區(qū)CBD和龍子湖地區(qū)構(gòu)成了核心城區(qū)內(nèi)部的次一級(jí)活動(dòng)集聚區(qū)域。

3.2沿交通干線(xiàn)的帶狀布局特征由圖1可見(jiàn)，鄭州市區(qū)活動(dòng)空間布局也呈現(xiàn)出明顯的沿交通走廊的帶狀布局特征。具體來(lái)看，主要形成了以鄭汴大道和連霍高速為東西向橫軸，以107國(guó)道為南北向縱軸，以鄭少洛高速為西南向軸，以繞城高速公路環(huán)線(xiàn)及沿連霍高速公路、鄭云高速公路、京港澳高速公路、鄭民高速公路等多條區(qū)域性對(duì)外聯(lián)系通道的空間布局。從市區(qū)內(nèi)部來(lái)看，東西向沿隴海線(xiàn)、鄭汴大道和連霍高速公路與南北向沿京廣線(xiàn)、京港澳高速公路兩條主要軸線(xiàn)一直是城鎮(zhèn)發(fā)展的主要軸線(xiàn)，沿線(xiàn)布局鄭州市區(qū)主要的城鎮(zhèn)發(fā)展組團(tuán)。因此，城鎮(zhèn)組團(tuán)集聚了大量的居民居住、就業(yè)等日?；顒?dòng)，組團(tuán)間的通勤活動(dòng)也比較頻繁，從而形成相對(duì)明顯的帶狀布局。鄭少洛高速公路至嵩山文化旅游景區(qū)的簽到記錄活動(dòng)表明登封市的旅游業(yè)發(fā)展對(duì)鄭州市核心城區(qū)的依賴(lài)性很強(qiáng)。

由圖2可見(jiàn)，在核心城區(qū)內(nèi)也存在較為明顯的沿著文化北路、花園北路、中州大道、京廣快速路和嵩山南路的南北向，以及沿著隴海路、建設(shè)路、金水路和東風(fēng)路的東西向帶狀布局特征，這幾條主干道也是核心城區(qū)的主要空間發(fā)展軸線(xiàn)，沿線(xiàn)分布了大量的公共服務(wù)設(shè)施，匯聚了大量的居民日?；顒?dòng)。金水路和建設(shè)路、花園路和紫荊山路、地鐵1號(hào)線(xiàn)和2號(hào)線(xiàn)的走向，則是鄭州核心城區(qū)的主要的通勤路線(xiàn)。

4城市活動(dòng)空間的等級(jí)

城市是人類(lèi)活動(dòng)的密集場(chǎng)所，其內(nèi)部不斷地進(jìn)行著人員、物質(zhì)和信息的交換，區(qū)位的差異和距離的作用產(chǎn)生了城市空間等級(jí)的差異。

4.1城市活動(dòng)空間等級(jí)的依賴(lài)根據(jù)《鄭州市城市總體規(guī)劃(2008—2020)》，鄭州城市總體規(guī)劃分為核心城區(qū)和衛(wèi)星城兩個(gè)層次。由表1可知簽到比(某地區(qū)簽到次數(shù)與人口數(shù)的比例)也分為核心城區(qū)、衛(wèi)星城兩大等級(jí)，印證了居民空間布局在活動(dòng)空間形成中的重要作用。從數(shù)量上看，核心城區(qū)的總?cè)丝陔m然占全市總?cè)丝诘?4.8%，但簽到次數(shù)占到總體規(guī)模的80.4%，而非核心市區(qū)的人口占全市人口的45.3%，但簽到次數(shù)卻只占19.5%，說(shuō)明基于活動(dòng)頻次較人口布局的等級(jí)性更加明顯。

表1　鄭州市各區(qū)總?cè)丝诂F(xiàn)狀和微博簽到情況

值得注意的是，新鄭市以7.0%的人口占據(jù)了19.9%的簽到比例，在所有市區(qū)里面排名第2。究其原因是由于新鄭市擁有新鄭機(jī)場(chǎng)、航空港試驗(yàn)區(qū)和大學(xué)城等人口聚集區(qū)，是區(qū)域“流動(dòng)空間”中的重要活動(dòng)中心，因而微博簽到數(shù)據(jù)規(guī)模較大。說(shuō)明機(jī)場(chǎng)、高鐵站等城市中對(duì)外聯(lián)系的重要交通樞紐是“流動(dòng)空間”中區(qū)域性通勤活動(dòng)的集聚區(qū)。此外，由于航空旅客和高校大學(xué)生大多具有較高的信息化水平，是微博簽到等網(wǎng)絡(luò)功能使用頻繁的重要群體，從而導(dǎo)致了在信息空間中活動(dòng)的集聚。

4.2城市空間等級(jí)的極化距離衰減作用是地理學(xué)第一定律，空間節(jié)點(diǎn)對(duì)周?chē)鷧^(qū)域的影響力隨距離增加而逐漸減弱[12]。在當(dāng)今高度信息化的背景下，城市活動(dòng)空間等級(jí)體系大體上并沒(méi)有完全改變現(xiàn)有的城鎮(zhèn)等級(jí)體系(除了機(jī)場(chǎng)、高鐵站等交通節(jié)點(diǎn)等級(jí)的提升)。資源由于距離的作用仍在高等級(jí)城鎮(zhèn)中心聚集，傳統(tǒng)意義上的城市中心仍然是城市活動(dòng)的首要集聚區(qū)域，城市活動(dòng)空間等級(jí)體系對(duì)已有城鎮(zhèn)等級(jí)體系的依賴(lài)仍然明顯。信息化不但沒(méi)有使城鎮(zhèn)等級(jí)體系的扁平化，反而因?yàn)閷?shí)體地理空間凝聚作用，在虛擬網(wǎng)絡(luò)空間中距離的作用的弱化可能進(jìn)一步導(dǎo)致居民在高等級(jí)城鎮(zhèn)活動(dòng)的集聚，城鎮(zhèn)等級(jí)間的差距被進(jìn)一步拉大，呈現(xiàn)出空間等級(jí)極化的發(fā)展趨勢(shì)。

5結(jié)語(yǔ)

該文借助新浪微博簽到大數(shù)據(jù)對(duì)城市活動(dòng)空間總體特征進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)城市活動(dòng)空間呈現(xiàn)出“一核多點(diǎn)”的等級(jí)集聚特征以及沿交通走廊的帶狀布局特征。諸如高校、工業(yè)集聚區(qū)、高鐵站、機(jī)場(chǎng)等由于信息化的快速發(fā)展而成為在線(xiàn)生活和商務(wù)出行等城市活動(dòng)空間的熱點(diǎn)區(qū)域，在信息時(shí)代飛速發(fā)展的背景下，居民通勤過(guò)程中的活動(dòng)內(nèi)容更加豐富。通過(guò)對(duì)比基于微博簽到數(shù)據(jù)與人口規(guī)模的空間等級(jí)數(shù)據(jù)，指出城市活動(dòng)空間等級(jí)體系對(duì)傳統(tǒng)劃分的城鎮(zhèn)等級(jí)體系的依然存在依賴(lài)性。機(jī)場(chǎng)、高鐵站等區(qū)域性交通樞紐的等級(jí)有所提升，信息時(shí)代下距離的因素是進(jìn)一步導(dǎo)致城市活動(dòng)空間極化的重要原因。

參考文獻(xiàn)

[1] MARTIN H，PRISCILA L.The world’s technological capacity to store，communicate，and compute information[J].Science，2011，332(6025)：60.

[2] 王波，甄峰，魏宗財(cái).南京市區(qū)活動(dòng)空間總體特征研究：基于大數(shù)據(jù)的實(shí)證分析[J].人文地理，2014(3)：14-21.

[3] ELWOOD S.Volunteered geographic information：Key questions，concepts and methods to guide emerging research and practice[J].Geojournal，2008，72(3/4)：133-135.

[4] ELWOOD S.Geographic information science：Emerging research on the societal implications of the geospatial web[J].Progress in human geography，2010，34(3)：349-357.

[5] GRAHAM M.Neogeography and the palimpsests of place： Web 2.0 and the construction of a virtual earth[J].Tijdschrift voor Economische en Sociale Geografie，2010，101(4)：422-436.

[6] HAKLAY M，SINGLETON A，PARKER C.Web mapping 2.0： The neogeography of the GeoWeb[J].Geography Compass，2008，2(6)：2011-2039.

[7] NAAMAN M，ZHANG A X，BRODY S，et al.On the study of diurnal urban routines on Twitter：[C]//Proceedings of the 6th international AAAI conference on weblogs and social media.ICWSM，2012.

[8] 甄峰，王波，陳映雪.基于網(wǎng)絡(luò)社會(huì)空間的中國(guó)城市網(wǎng)絡(luò)特征：以新浪微博為例[J].地理學(xué)報(bào)，2012，67(8)：1031-1043.

[9] RATTI C，F(xiàn)RENCHMAN D，PULSELLI R M，et al.Mobile landscapes： Using location data from cell phones for urban analysis[J].Environment and planning B： Planning and design，2006，33(5)：727-748.

[10] 楊育謀.LBS：“簽到”與精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)[J].上海經(jīng)濟(jì)，2011(6)：12-15.

[11] 賀振，趙文亮，賀俊平.鄭州市城市擴(kuò)張遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及驅(qū)動(dòng)力分析[J].地理研究，2011(12)：2272-2280.

[12] 胡兆量.地理學(xué)的基本規(guī)律[J].人文地理，1991(1)：9-13.

The Rescarch on Characteristics of Urban Activity Space Based on Mass Data in Zhengzhou

LIU Peng, YIN Qing-jun*

(College of Life and Geography Science, Qinghai Normal University, Xining, Qinghai 810008)

AbstractBy using location-based service(LBS) provided by Sina micro-blog open platform, check-in mass data was obtained. Based on GIS technology, visualization of the activity space of Zhengzhou was realized, general characteristics were analyzed. The hierarchy system on the basis of activity frequency and population scale space was compared. It was found that the urban activity space is still dependent on the population level, and the role of geographical distance is still the main reason for the spatial polarization.

Key wordsMass data; Urban activity space; Grade; Micro-blog check-in; Zhengzhou

作者簡(jiǎn)介劉鵬(1988- )，男，河南開(kāi)封人，碩士研究生，研究方向：地理信息系統(tǒng)和遙感應(yīng)用。*通訊作者，副教授，從事遙感技術(shù)應(yīng)用研究。

收稿日期2016-03-25

中圖分類(lèi)號(hào)TP 79

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)12-284-03