【专题研究5】基于 FCD 数据的厦门城市旅游基础设施空间布局

 

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【编者按】2016年，全球大数据峰会、中国大数据应用大会和中国国际大数据大会等会议陆续召开，这意味着大数据受到了广泛的关注。但随着大数据时代的到来，传统的空间规划也面临着巨大的变革。如何响应大数据时代的要求，充分发挥大数据在数据获取与分析技术方面的优势，促进传统的空间规划向动态过程规划、综合规划转型，实现城市空间品质的提升，成为规划领域亟待研究的课题。为此，《规划师》杂志2017年第1期特设“专题研究”栏目，以“大数据运用与空间规划”为主题刊发一组文章，对运用大数据进行城镇体系等级结构测度、城市中心体系识别与优化、城市商业用地评价与商业网点规划、城市旅游基础设施空间布局、城市圈动态发展研究等内容进行系统阐述，以期为读者提供参考借鉴。

【专题研究5】基于 FCD 数据的厦门城市旅游基础设施空间布局

随着国内城市旅游业的快速发展，旅游期间城市旅游景点及旅游基础设施周边出现大量人流、车流的聚集现象。出租车作为城市公共交通的重要组成部分，在旅游节假日期间承担了大量游客的出行需求。作者华侨大学建筑学院讲师高悦尔，华侨大学建筑学院硕士研究生郑承于，华侨大学建筑学院教授边经卫，华侨大学建筑学院硕士研究生陈舒婷在《规划师》2017年第1期撰文，文章以旅游城市厦门为例，借助成熟的浮动车数据采集和处理技术，采用核密度估计法，对浮动车数据进行处理，分析出租车在节假日、工作日及双休日的空间聚集特征，并进一步挖掘旅游基础设施的空间布局特征，以期为城市规划管理提供依据。

[ 关键词] FCD；旅游基础设施；空间布局；核密度估计法；节假日；旅游城市

[ 文章编号]1006-0022(2017)01-0080-05

[ 中图分类号]TU984.11+9

[ 文献标识码]B

[ 引言格式] 高悦尔，郑承于，边经卫，等．基于 FCD 数据的厦门城市旅游基础设施空间布局 [J]．规划师，2017(1)：80-84.

  一  研究区概况及数据  

（一） 研究区概况

厦门市作为第一批全国优秀旅游城市，由厦门本岛、鼓浪屿及其众多小岛屿和同安、集美、海沧、翔安等部分组成，2014年“十一”黄金周期间旅游总收入为17.55亿元，排名全国第17位，福建省第1位。由于厦门市主要旅游景点和对外交通设施(如鼓浪屿、厦门大学、厦门高崎机场等)集中在厦门本岛内，本文选取厦门本岛作为研究范围(图1)，对其进行旅游活动集聚程度的分析。

（二）数据来源

厦门市浮动车系统目前拥有出租车5000余辆，GPS数据回传间隔为10～ 30s，每天采集GPS数据约8000万条，数据内容包括车辆编号、当前日期、当前时刻、经纬度坐标、瞬时车速、方向角和载客标志等，数据涵盖厦门市市域范围内高速公路、快速路、主干路、次干路和支路共计11696个路段，覆盖率达到 90％。

二  研究方法

（一）浮动车数据的处理

提取厦门本岛10月1～31日每天24小时所有出租车的行驶信息，包括运营时间、载客起始点坐标、载客终止点坐标、载客里程和空驶里程等。另外，在样本选择方面，因厦门市于2014年10月2～5日进行交通管制，故选取10月1日作为本研究的样本对象，并在确定节假日样本的基础上，随机选取一个典型工作日 (2014 年 10 月 14 日，周二)和双休日(2014年10月18日，周六 ) 作为参照对象。

利用出租车GPS数据，从每辆出租车的第一条数据开始记录车辆的空间位置与载客状态，当载客状态发生变化时，完成一次记录，得到出租车的OD点坐标与对应的时间信息，即一次上下客的坐标与时间信息。出租车的OD数据能够很好地体现节假日游客出行的目的地(如景点的选择)，因此利用出租车上下客载客数据能够得到节假日游客旅游活动的聚集倾向，从而得到旅游活动高峰的空间分布。

（二）核密度估计

核密度估计法(Kernel Density Esti-mation，简称“KDE”)是在概率论中用来估计未知的密度函数，属于非参数检验方法之一，以二次核函数为基础，可准确反映点要素的分布特性，其公式为：

在GIS中运用核密度估计法的分析原理，即假设每个点上方均覆盖着一个平滑曲面，在点所在位置处表面值最高，随着与点的距离的增大，表面值逐渐减小，在与点的距离等于搜索半径的位置处表面值为零。曲面与下方的平面所围成的空间的体积等于此点的值，每个输出栅格像元的密度均为叠加在栅格像元中心的所有点的值之和。

研究采用核密度估计法分析出租车OD数据在空间上的聚集特征，研究游客旅游活动的空间特征，并进一步挖掘旅游基础设施的空间布局。

三  研究结果  

（一）出租车的空驶率分析

出租车行驶分为载客与空驶两个阶段。在载客阶段，其出行起点和终点服从于乘客的出行目的；在空驶阶段，是指出租车在乘客下车后搜索新乘客的过程，该搜索行为具有随机性与不确定性。在每天的不同时段，乘客对出租车的需求量是在不断变化的，为了反映不同时段不同出行目的对出租车需求的变化，将一天分为24个时间单位来统计出租车各个时段的平均空驶率，结果如图2所示。

在节假日 1：00 ～ 9：00 时段内，出租车空驶率较高，均在30%以上，最高值出现在 7：00 ～ 8：00(44%)。在8：00之后，空驶率开始逐步下降，在9：00～10：00下降到了30%以下，之后略有波动，但基本保持在20%～25%。在 16：00 ～ 18：00 空驶率上升较为明显，18：00 ～ 19：00 空驶率又大幅下降并达到全日最低值(17%)，之后直到凌晨1：00空驶率变化不大，保持在 20% ～ 25%。

将节假日与工作日、双休日的空驶率数据进行对比后发现，大多数时段内，节假日空驶率低于工作日，略高于双休日，表明节假日乘客的出行需求较工作日有一定增长，但并未明显造成出租车供应不足。相比工作日与双休日，节假日空驶率开始下降的时段明显靠后，乘客在节假日出行的时段普遍在9：00之后，一方面是因为游客旅游出行比城市居民通勤出行的时间要晚，另一方面外地游客通过飞机、火车到达厦门的最早时间在 9：00 前后，使该时段出租车需求量大幅增加。此外，在16：00～18：00时段内，工作日与双休日的空驶率也出现较为明显的上升，这与这一时段出租车集中交接班，大量出租车空驶换班有关。

（二）旅游基础设施空间布局

选取节假日小时平均空驶率值最低的 18：00 ～ 19：00、最高的 7：00～ 8：00、最接近平均数的 9：00 ～10：00三个时段进行核密度分析，分别反映节假日出租车运营高峰、低峰及平峰阶段的出租车OD分布特性，并选取工作日和双休日的同时段进行对比分析。提取出租车载客OD点进行分析，得到的核密度值分布在0～3000000之间，按照相等间隔分类分为等级 1(密度小)、等级2(密度较小)、等级3(密度一般)、等级4(密度较大)和等级 5( 密度大 ) 五个等级，等级越高说明出租车载客OD点集聚程度越高，而同一等级分布范围越大则说明达到该密度值的区域范围越大(表1)。不同样本日、不同时段的出租车载客 OD点核密度空间分布呈现出明显区别。

依照核密度分析的结果，对核密度等级在工作日、休息日和节假日的时空分布规律进行总结，大致划分为A、B、C、D四种类型点，将其与城市旅游基础设施进行关联，并探索各类设施的空间布局：

(1)A 类型区域：旅游交通枢纽。

该类区域在节假日、双休日与工作日的高、平、低峰均保持较大的核密度等级，故推测全天有此类特征的旅游基础设施可能为交通枢纽设施，因为交通枢纽全天对出租车有较大的需求。选择其中一个核密度等级较高的点进行时空变化特征分析，如图3所示，A01区域在工作日与双休日的平峰时段核密度等级达到5，其他时段的最高核密度等级也在3～4之间。通过地图检索，A01区域为厦门高崎国际机场，符合数据分析的推测结果。

(2)B 类型区域：购物餐饮区。

该类区域在节假日与双休日的核密度等级明显高于工作日，但是在工作日的高峰时段也有较大的影响范围，同时节假日、工作日和双休日的低峰时间在该区域无法形成核中心，推测有此类特征的旅游基础设施可能为旅游购物餐饮设施。因为在节假日期间，位于城市内部的购物餐饮区域除了承担外地游客的需求，还需要满足本地居民的需求，所以造成节假日高峰期间旅游购物餐饮设施周边的交通拥堵。同时，在工作日的18：00 ～ 19：00，随着本地居民下班后购物餐饮活动强度的增加，该区域的交通需求也会增加。

选择其中一个点对其进行出租车核密度时空变化特征分析，如图4所示，B01区域在节假日高峰和平峰的核密度等级分别达到3和2，高于工作日和双休日同一时段，但该区域在工作日和双休日的 18：00 ～ 19：00 核密度影响范围也很大。根据地图检索，B01区域为SM城市广场，符合数据分析的推测结果。

(3)C 类型区域：混合功能区。

该类区域无明显的浮动车时空变化规律，推测该类区域可能存在多种功能复合。选择其中一个点进行出租车核密度时空变化特征分析，如图5所示。C01区域存在交通枢纽区域持续较高的核密度特征，但工作日和双休日的低峰核密度等级并不高。根据地图检索，C01区域在中山路步行街附近，该区域还有BRT总站与轮渡码头，存在较多功能混合。

(4)D 类型区域：其他。

该类区域在节假日和双休日的核密度等级明显高于工作日的同时段，且核密度等级在节假日平峰时段最高，推测该区域可能为旅游景点，因为在节假日高峰 (18：00 ～ 19：00) 旅游景点大部分已关闭。选择其中一个点进行出租车核密度时空变化特征分析，结果如图6所示。D01区域核密度等级在节假日和双休日比工作日高，但节假日、工作日、双休日在早高峰和晚高峰核密度范围很小。根据地图检索，D01为厦门大学，符合数据分析的推测结果。

通过对出租车载客 OD 点在空间上的聚集特征与城市旅游基础设施进行关联，并探索旅游基础设施的空间布局，具有一定的准确性。

  四  结论与讨论  

本文根据厦门市10月份的浮动车数据，选取10月1日、14日、18日作为节假日、工作日和双休日的样本，通过对出租车OD点在空间上的聚集特征与城市旅游基础设施进行关联，得到了三类旅游基础设施，并选取核密度等级高的点进行验证。研究发现，三类旅游基础设施出租车OD点核密度时空变化特征，可总结如下：①旅游交通枢纽区域在节假日、工作日、双休日全天均保持较大的交通需求；②购物餐饮区域在节假日、工作日和双休日的晚高峰交通需求较大，节假日的核密度等级最高；③混合功能区在节假日、工作日和双休日无明显的交通变化规律。此外，还发现旅游景点在节假日平峰交通需求最大，早晚高峰不明显。总体而言，利用浮动车OD数据在节假日、双休日与工作日的空间特征，探索旅游基础设施的空间布局具有可行性。研究结果能够帮助规划师更好地理解城市旅游活动与旅游基础设施之间的相关关系，对城市规划工作具有指导意义。

本研究还存在很多不足之处，需要在未来的研究中加以改进：①目前除了传统的出租车出行，还存在大量的网约车、顺风车等非传统的出行方式，将对本研究的数据结果产生影响，未来可以通过增加数据来源，对旅游活动的空间聚集特征进行综合考量；②城市的旅游基础设施存在特殊性，除了满足游客的公共服务需求外，还应承担本地居民的公共服务需求，因此会造成旅游活动聚集在时空上的复杂性，从而影响判断结果；③随着城市poi数据的开放，未来可以加入poi数据，探索旅游活动特征与旅游基础设施布局之间的关系。

文章全文详见《规划师》杂志2017年1期

《基于 FCD 数据的厦门城市旅游基础设施空间布局》

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