空间可达性及其应用

1、空间可达性应用领域研究热点：人文地理学、城乡规划、地球信息科学、交通运输、园林绿化、经济学等学科。交通运输(人文地理、城市规划）①交通网络空间格局演变对区域发展影响:区域的演化与交通网络的发展是一种空间互动过程，度量交通网络结构；②新建交通基础设施的区域经济效应评价：可达性变化引起区域内相对区位价值的变化，交通路线站点的规划。园林与建筑设计、景观规划基于景观（大众、视觉）等，城市绿色开放空间、公园绿地、旅游景点与潜力研究。南京师范大学地理科学学院选址分析与区位评价包括工业、商业、服务业、房地产、金融业等社会\城市公共服务设施，依据距离各类影响因子的接近程度，对各类设施进行选址分析、设施布局、人居环境等进行区位评价，空间布局的合理性、规划方案的优劣。边缘区或弱势群体研究关注社会中处于边缘区的人群或弱势群体的可达性及其社会影响。可达性与犯罪(尤其是经济犯罪)率成反比。研究关注低收入工人、老年人和残疾人的可达性、关注的问题与社会学家类似，以达到社会公平。1、空间可达性应用领域南京师范大学地理科学学院城市空间结构地理学的核心内容之一区位论（杜能、韦伯、克里斯泰勒），如果只存在一种交通网络和一种克服空间阻隔的方式时,这些理论无疑正确。随着交通和通讯技术的发展,居民到达市场地有多种方式且难易程度各不相同时,经典的同心圆和六边形的空间结构理论将不再适应。不同的人使用不同的交通系统,计算出来的可达性也不相同,因而也就会呈现迥异的城市空间结构。1、空间可达性应用领域2、空间可达性概念与特征（1）空间可达性概念起源：源于古典区位论，1931年Reilly提出的用于描述商业分布的引力模型。在古典的区位论中，可达性被看作反映交通成本的基本指标。旨在对空间上某一要素实体(点、线或区域)的位置优劣程度进行度量。本质：指“从一个地方到达另一个地方的容易程度，通过最小的付出，获取尽可能多的资源和服务。定义：可达性是一个灵活的概念---指个人参与活动的自由度；---指在一定的交通系统中,到达某一地点的难易程度;---指在合适的时间选择某种交通设施到达目的地的能力;---指不同空间分布的点或区域之间相互影响的潜力;---指城市用地在时空上可接近的方便程度。南京师范大学地理科学学院（2）可达性的主要特征空间：反映空间实体之间克服距离障碍的难易程度，与区位、空间相互作用和空间尺度等相关，表达了空间实体之间的疏密关系。时间：空间实体相互作用是通过交通系统来完成，时间是交通旅行中最基本的阻抗因素，交通成本在很大程度上依赖于通行时间的花费，因此通常用时间单位来衡量空间距离。价值(社会和经济)：较高水平的可达性与高质量的生活和满意度、吸引力以及经济发展等相关联。元素③：起点、终点和交通系统。例如（公共服务设施）起点指公共服务的获取者（人），影响因素(客观：性别、年龄、支付能力等)和(主观：个人感知、性格喜好、价值取向等)；终点是各类设施（属性：类型、区位、规模等）；连接形式则是交通系统，由交通路网和出行方式共同构成。2、空间可达性概念与特征南京师范大学地理科学学院（1）基于空间阻隔（克服空间阻隔的难易程度）节点间的空间阻隔(可用距离、出行时间或出行费用表示)作为可达性的数值。距离法：相对可达性和总体可达性，前者两点之间的距离来度量；后者某点到其兴趣点集的距离之和度量该点。不足：没有考虑距离的衰减以及各点的作用力和规模等因素，没有考虑城市规划的重要研究对象——人的活动。（2）基于机会累积（单位时间内所能接近的发展机会数量）定义一个时间阈值或费用阈值，把从该点出发在阈值容许范围内到达的所有机会作为某一特定区位的可达性。累计机会法：在某一个出行成本(距离、时间、费用)的前提下，将从某地点出发能接近的机会（就学、就业、医疗、购物、休闲等）的多少作可达性指标。3、空间可达性测度等值线法：对出行成本进行分级，同成本等级分别累计可到达的吸引点的数量。不足：上述两种方法未考虑度量点和吸引点之间的相互作用及其空间效应随距离的衰减。只要出行距离足够长，就能到达区域范围内的所有点，能接触到所有的发展机会；但是随着给定范围的不同，可达性会发生变化，因而，要确定这个给定的出行范围受主观影响很大。（3）基于空间相互作用（可达性是相互作用的潜力）不仅与空间阻隔有关，与起点或终点活动规模的大小有关。重力模型法：通过计算某度量点以外的所有吸引点施加到该点的势能来评价该点的可达性，将空间上各吸引点的空间效应随距离而衰减与各吸引点自身的引力规模结合起来衡量可达性水平。常见的距离衰减函数包括指数函数、幂函数、线性函数、对数函数等。4、空间可达性计算方法南京师范大学地理科学学院（1）基于空间阻隔（克服空间阻隔的难易程度）相对可达性：指一点至另一点的空间阻隔;综合可达性：指一点至区域中所有点的空间阻隔，可计算其空间阻隔的总和或均值:式中:Cij为网络中一点至另一点的空间阻隔;Ai为i区的综合可达性。空间阻隔的指标:两点间的空间直线距离、交通网络距离、出行时耗、货币成本及综合成本等。可以应用阻隔衰减，即在Cij的基础上,引入阻隔衰减函数f(Cij)。衰减函数一般有幂函数、指数函数、高斯函数等。4、空间可达性计算方法南京师范大学地理科学学院（3）基于空间相互作用（机会相互作用的潜力，而不是指相互作用的难易程度）（1）Hansen势能模型式中:Ai为i区的可达性；Oj为分布在j区的发展机会；f(Cij)为i区至j区的空间阻隔衰减函数。（2）Shen供需势能模型(供给与需求两方面)式中：Dj为在j区寻找就业机会的潜力；Pk为k区寻找就业机会的居民数量。giA式中:为i区所有居民的总可达性;为住在i区内通过交通方式v的可达性;为在k区通过交通方式m寻找就业机会的居民数;为在i区使用交通方式v寻找就业机会的居民数；和分别指通过交通方式v和m的交通阻抗函数，v,m=1,2,…,M；Pi指在i区寻找就业机会的居民总数。VIAMKPVIP)(vijCf)(mkjCf5、应用实例_（1）基于交通可达性的港珠澳大桥时空压缩效应1、数据：路网数据行政边界土地利用数据DEM数据49.968公里（5）江苏省旅游要素空间分析江苏省路网结构现状与规划图----旅游交通的建设目标与实施措施根据江苏省各类交通的发展规划，以及旅游交通与旅游景区的空间关联分析，拟提出以下旅游交通的建设目标：第一、所有景区到机场的时间不超过1个小时（现状和规划达标率分别为78.98%和93.95%）。第二、所有景区到火车站时间不超过半个小时（现状和规划达标率分别为60.19%和83.76%）。第三、有A级景区至高速公路道口时间不超过15分钟（现状和规划达标率分别为70.71%和81.2%）。（2）旅游景区空间分析截止到2008年底，江苏全省拥有国家等级旅游区（点）314家，总数和5A级、4A级景区（点）均居全国第一；全国工农业旅游示范点总数达到166家，居全国第一；拥有旅游度假区8个，其中国家级旅游度假区2个，居全国第一；拥有世界文化遗产2个共10个景区，作为文化标本的昆曲、古琴被列为世界非物质文化遗产，表明江苏旅游产品已逐渐步入世界级旅游品牌的行列。(1)时间-空间可达性目前已有的可达性度量方法大多着眼于空间，如何整合时间与空间要素，进而改进可达性度量方法。(2)拓扑度量方法研究。目前可达性研究绝大多数采取几何度量方法。如园林与场馆设计、景区导游、景观规划等包含了心理认知因素的主观层面的可达性，有待于深入研究。6、可达性研究发展方向(3)可达性度量方法适宜性模型构建。可达性是涉及自然科学和社会科学的综合问题。各种可达性度量方法针对不同的应用领域提出，导致度量因子数目众、适宜性差别巨大。因此，需要对多种可达度量方法进行综合研究，在此基础上建立完善的可达性度量体系，以实现可达性度量方法的统一管理与度量因子的统一调用，并选取最适合的度量方式以解决实际问题等。(4)可达性分析与GIS集成。目前标准GIS工具难以直接用于各种条件下的可达性计算过程，已有的GIS集成工具也无法较为全面地涵盖各种可达性度量方法。在完善的可达性度量体系建立之后，可利用现有GIS软件提供的二次开发能力，将可达性度量方法的适宜性模型集成到GIS软件平台中。南京师范大学地理科学学院6、可达性研究发展方向