CN106097222A - 顾及用户特征的公共设施空间可达性分析方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种顾及用户特征的公共设施空间可达性分析方法及装置，本发明在移动搜索法空间可达性分析方法的基础上，根据人们对同类公共设施的不同喜好（程度）和不同交通出行方式，将仅由空间位置约束的研究单元进一步划分为不同特征的人群，进而对不同特征人群分别计算对公共设施的可达性值，有利于从更多的视角和更深的层次分析公共设施的空间可达性问题。在不同人群可达性的计算过程中，利用调查和统计的居民到达公园的出行时间计算和拟合出不同交通出行方式下公园的服务范围或人群访问公园的空间范围，避免了经验法确定空间范围带来的主观性，从而获得与现实情况更为接近的公共设施空间可达性评价，更加准确的描述公共设施空间分布的合理性。
Description
技术领域
本发明涉及测绘科学与技术，具体涉及一种空间可达性分析方法，特别涉及一种顾及用户特征的公共设施空间可达性分析方法。
背景技术
公共设施的合理配置是社会公平的重要体现。公共设施的空间位置和分布，影响着需求人群访问这些公共设施的便利性和公平性。这种便利性可以借助空间可达性分析方法进行分析。空间可达性分析方法包括：比例法、最短距离法、潜力法等方法。其中，以基于潜力法的两步移动搜索法最为常用，该方法不仅仅考虑需求人群和公共设施邻近性，还将人群和公共设施的交互关系引入进来，以需求人群周围一定范围内可用的公共设施的数量，作为评价这些设施空间配置合理性的重要指标。这种方法是评价公共设施空间分布和配置合理性的重要方法，被广泛应用于医疗、教育及其他公共设施的等空间分配合理性评价。评价的结果可以反映出公共设施的空间分布情况、过剩及缺少区域，为评估公共设施供求情况、规划公共设施发展计划和公共设施选址等提供决策依据。
两步移动搜索法的实质是计算每个需求点（研究单元）在给定阈值范围内的供需比，计算一般分为两步，以计算公园的可达性为例，数学模型如下：第一步, ，第二步, ，代表公园j的提供服务的能力，如公园的面积；为研究单元k对给定公园j的需求，如以该研究单元的总人口数表示；和分别表示研究单元k和研究单元i与公园j之间的交通距离（时间），为交通距离（时间）阈值，即公园的最大服务范围或人们访问公园的最远距离。为公园服务能力或人们访问公园能力的距离衰减函数，数值范围在0~1，表明在最大阈值范围内，随着研究单元与公共设施距离的增加，公共设施的服务能力或人群访问公共设施的能力的下降。
计算过程如下：第一步计算结果。是公园j的面积与以j点为中心距离（时间）阈值（d）为半径内的所有研究单元总人数的比例。在考虑研究单元对公园j的需求时，认为随交通距离（时间）增大，需求将逐渐减小，因而在人口数上乘以一个0~1之间的小数，表示需求的减小。这样每个公园j都对应一个比值。第二步计算结果。是以研究单元i为中心，交通距离（时间）阈值（d）半径范围内的所有公园的之和。考虑供应能力随交通距离（时间）增大而衰减情况下，方法同第一步，每个需要乘以一个衰减系数。即为研究单元i对公园的空间可达性值，很显然值越大，可达性越好。
两步移动搜索法在评价空间可达性上的应用较为成熟，其考虑到供给和需求两个方面的交互作用，计算方便，得到了广泛的应用。但该方法在简化运算的同时也引入与现实不一致的误差，包括：（1）将最小研究单元的人群的需求或特征等同化，认为他们对于某种公共设施具有相同的需求偏好（程度），忽略了他们的差异性，采用一刀切的方式将最小研究单元的人群作为一个整体对待，只能考察最小研究单元对公共设施的综合可达性值，无法描述研究单元中不同特征人群对公共设施的可达性情况，而对于从而了降低了分析结果的分辨率和对现实情况的描述能力。（2）该方法对所有人群采用统一的交通方式，即假定所有人访问公共设施的空间范围是相同的，而现实情况中交通方式往往多于一种，每种交通方式克服空间阻隔的效力有所不同，这种忽略交通方式对服务阈值或访问能力影响的做法，降低了公共设施可达性结果的准确性。（3）该方法描述公共设施服务能力随距离衰减所使用的衰减函数及其参数，多数是根据经验主观判定，缺乏客观数据的支持，从而导致结果缺乏说服力。
本发明的目的主要是克服以上三个问题，顾及人群对公共设施需求特征和交通出行方式，利用调查和统计数据拟合公共设施服务范围及衰减函数，提高空间可达性值的准确性，使其计算结果能够更好的贴近公共设施实际的供求情况，为公共设施的空间配置、规划和选址提供更加准确的决策依据。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明在移动搜索法空间可达性分析方法的基础上，根据人们对同类公共设施的不同喜好（程度）和不同交通出行方式，将仅由空间位置约束的研究研究进一步划分为不同特征的人群，进而对不同特征人群分别计算对公共设施的可达性值，有利于从更多的视角和更深的层次分析公共设施的空间可达性问题。在不同人群可达性的计算过程中，利用调查和统计的居民到达公园的出行时间计算和拟合出不同交通出行方式下公园的服务范围或人群访问公园的空间范围，避免了经验法确定空间范围带来的主观性，从而获得与现实情况更为接近的公共设施空间可达性评价，更加准确的描述公共设施空间分布的合理性。
本发明的具体技术方案如下：一种顾及用户特征的公共设施空间可达性分析方法，其方法包括如下步骤：
（1）人口数据获取：
1）通过实地调查取样，获得研究区域实际访问公共设施的人群的特征，以年龄分布情况为例进行说明，如访问公共设施的各个年龄段人口的分布频率，利用聚类方法将访问特征相似的人群进行归类；
2）最小研究单元人口数据获取，通过实地抽样或查阅人口普查数据，获取研究区域最小研究单元各个年龄段人群的分布频率，并以1）中的归类为标准，计算每个最小研究单元中不同年龄人群的比例；
（2）道路矢量化及交通速度估算：
1）获取道路矢量数据：矢量道路数据是计算需求点和供给点交通距离的基础，采用栅格数据矢量化或是从有关部门申请使用研究区域的道路矢量数据；
2）估算平均交通速度：采用查阅文献或是实地抽样调查的方式估算不同交通方式的平均交通速度；
（3）获取公共设施的位置及属性数据：获取公共设施的空间位置数据，针对规划或评估的目的不同，选取适当指标作为公共设施评估的标准；
（4）交通方式的调查与统计：
1）通过实地调查的方式，调查实际访问公共设施人群的主要交通方式，并分类统计各种交通方式所占的比例；
2）通过人口普查或实地调查的方式，获取各个人口普查单元中采用各种交通方式访问公共设施的频率分布，在数据缺乏的情况下，可以使用上一步中获取的交通方式比例替代未知的各最小研究单元人群访问公共设施的交通方式的比例；
（5）拟合时间衰减函数：通过抽样调查不同交通出行方式人们访问公共设施时花费在住所至公共设施的时间，拟合出不同交通方式人们访问公共设施的时间衰减规律；
（6）拟合距离衰减函数：根据访问公共设施的时间衰减规律及不同交通方式的平均速度，拟合出不同交通方式人们访问公共设施的距离衰减函数；
（7）模型计算：
1）计算出每个公共设施对周边年龄段n以交通方式v出行的人群的供需比：对于每一个公共设施j，求D jn v 即计算公共设施j的服务能力（如面积）与距离小于交通方式v的最大距离阈值所有最小研究单元中年龄段n且采用交通方式v访问公共设施的人群的总和的比例，考虑到人群访问能力随距离的衰减，将人口总数乘以衰减函数，具体计算模型为：；
2）计算每个研究单元中年龄段n以交通方式v出行的人群对公共设施的可达性值：对于每个研究单元i，搜索所有与其距离小于交通方式v的最大距离阈值的公共设施j，对步骤1）中计算的D jn v 进行累加，得到研究单元i中年龄段n且采用交通方式v的人群对公共设施的可达性值A in v ，考虑到供公共设施能力随距离的衰减，将D jn v 乘以衰减函数，具体计算模型为：；
3）计算每个研究单元中年龄段n人群的可达性值：根据研究单元i中年龄段n交通方式v的人群比重，将步骤2）得到的A in v 进行加权平均，得到研究单元i中年龄段n人群对公共设施的可达性值A in ，具体计算模型为：；
4）计算每个研究单元的综合可达性值：根据研究单元i中年龄段n人群的比重，将步骤3）得到的A in 进行加权平均，得到研究单元i对公共设施的综合可达性值A i ，具体计算模型为：；
（8）可达性结果分析：对可达性结果进行分析，找出公共设施缺乏区域。
所述的步骤（7）模型计算中，代表公共设施j的提供服务的能力，如公共设施的面积，为研究单元k对给定公共设施的需求，如以街道为研究单元，则为街道k的总人口数，为实际访问公共设施人群中年龄段n人数占调查总人数的比例，是实际访问公共设施人群年龄段n中以交通方式v出行的人群占年龄段n人群的比例；、是研究单元k中对应的年龄段n比例和年龄段n中的交通方式v比例；和分别表示研究单元k和研究单元i与公共设施j之间的交通距离（时间），是交通方式v的距离（时间）阈值（即在交通方式v的前提下，公共设施的最大服务范围或人们访问公共设施的最远距离），是交通方式v下，公共设施服务能力和人们访问公共设施能力的距离（时间）衰减函数，是公共设施j的服务能力（如面积）与以j为中心以交通距离（时间）阈值（）为半径内的研究单元中龄段n交通方式v人群的总人数的比例，是研究单元i中年龄段n交通方式v人群的可达性，是研究单元i中年龄段n人群的可达性，r为交通方式的种类数；为研究单元i对公共设施的综合可达性，、的含义与、的含义类似，m为年龄段数，最后通过计算不同年龄段所占的权重，计算i街道的综合可达性。
一种顾及用户特征的公共设施空间可达性分析装置，包括：人口数据获取模块，用于确定每个最小研究单元中不同年龄人群的比例；
道路矢量化及交通速度估算模块，用于获取道路矢量数据和估算平均交通速度；
公共设施的位置及属性数据获取模块，用于获取公共设施的空间位置数据，针对规划或评估的目的不同，选取适当指标作为公共设施评估的标准；
交通方式调查与统计模块，用于统计各种交通方式所占的比例和利用该比例替代未知的各最小研究单元人群访问公共设施的交通方式的比例；
时间衰减函数拟合模块，用于拟合出不同交通方式人们访问公共设施的时间衰减规律；
距离衰减函数拟合模块：用于拟合出不同交通方式人们访问公共设施的距离衰减函数；
模型计算模块，包括：供需比计算单元，用于计算出每个公共设施对周边年龄段n以交通方式v出行的人群的供需比，具体计算模型为：，j对于每一个公共设施，求D jn v 即计算公共设施j的服务能力（如面积）与距离小于交通方式v的最大距离阈值所有最小研究单元中年龄段n且采用交通方式v访问公共设施的人群的总和的比例，考虑到人群访问能力随距离的衰减，将人口总数乘以衰减函数；一级可达性值计算单元，用于计算每个研究单元中年龄段n以交通方式v出行的人群对公共设施的可达性值，具体计算模型为：，对于每个研究单元i，搜索所有与其距离小于交通方式v的最大距离阈值的公共设施j，对步骤1）中计算的D jn v 进行累加，得到研究单元i中年龄段n且采用交通方式v的人群对公共设施的可达性值A in v ，考虑到供公共设施能力随距离的衰减，将D jn v 乘以衰减函数；二级可达性值计算单元，用于计算每个研究单元中年龄段n人群的可达性值，具体计算模型为：，根据研究单元i中年龄段n交通方式v的人群比重，将步骤2）得到的A in v 进行加权平均，得到研究单元i中年龄段n人群对公共设施的可达性值A in ，具体计算模型为：；综合可达性值计算单元，根据研究单元i中年龄段n人群的比重，将二级可达性值计算单元得到的A in 进行加权平均，得到研究单元i对公共设施的综合可达性值A i ，具体计算模型为：；
结果分析模块，用于对可达性结果进行分析，找出公共设施缺乏区域。
所述的道路矢量化及交通速度估算模块包括：
道路矢量数据获取单元，用于获取研究区域的道路矢量数据；
平均交通速度估算单元，用于估算不同交通方式的平均交通速度。
本发明具有如下的积极效果：首先，本发明对最小人口单元的人群根据访问公共设施的特征进行细分，将具有相同喜好的人群归为一类，单独计算公共设施对不同类人群的空间可达性，根据各类人群的比例，采用加权平均的方法求取最小研究单元对公共设施的综合空间可达性；其次，将人群出行特征引入到两步移动搜索计算过程，对采用不同交通方式出行的人群，根据调查和统计的时间数据，拟合公共设施的服务范围以及距离衰减函数（人群访问公共设施的范围及衰减函数），从而更加准确的模拟人群实际访问公共设施的情形，提高计算结果的可靠性；本发明提高了空间可达性计算结果的分辨率，原来仅能计算最小人研究元整体人群对公共设施的可达性，而本发明成果，分别计算最小研究单元中不同类人群对公共设施的可达性，为公共设施的配置提供更加准确的需求分析；通过利用调查和统计数据，拟合人群访问公共设施的空间范围以及衰减函数，使得计算结果更加贴近实际情形，提高了计算结果的准确性。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
图2为本发明实施例中主要街道分布情况。
图3为本发明实施例中人口分布特征图。
图4为本发明实施例中道路数据矢量存储图。
图5为本发明实施例中各个公园的中心、入口和面积数据图。
图6为本发明实施例中步行交通方式时间直方图。
图7为本发明实施例中步行时间拟合函数图。
图8为本发明实施例中步行交通距离衰减拟合函数图。
具体实施方式：
如图1所示，一种顾及用户特征的公共设施空间可达性分析方法，其方法包括如下步骤：
（1）人口数据获取：
1）通过实地调查取样，获得研究区域实际访问公共设施的人群的特征，以年龄分布情况为例进行说明，如访问公共设施的各个年龄段人口的分布频率，利用聚类方法将访问特征相似的人群进行归类；
2）最小研究单元人口数据获取，通过实地抽样或查阅人口普查数据，获取研究区域最小研究单元各个年龄段人群的分布频率，并以1）中的归类为标准，计算每个最小研究单元中不同年龄人群的比例；
（2）道路矢量化及交通速度估算：
1）获取道路矢量数据：矢量道路数据是计算需求点和供给点交通距离的基础，采用栅格数据矢量化或是从有关部门申请使用研究区域的道路矢量数据；
2）估算平均交通速度：采用查阅文献或是实地抽样调查的方式估算不同交通方式的平均交通速度；
（3）获取公共设施的位置及属性数据：获取公共设施的空间位置数据，针对规划或评估的目的不同，选取适当指标作为公共设施评估的标准；
（4）交通方式的调查与统计：
1）通过实地调查的方式，调查实际访问公共设施人群的主要交通方式，并分类统计各种交通方式所占的比例；
2）通过人口普查或实地调查的方式，获取各个人口普查单元中采用各种交通方式访问公共设施的频率分布，在数据缺乏的情况下，可以使用上一步中获取的交通方式比例替代未知的各最小研究单元人群访问公共设施的交通方式的比例；
（5）拟合时间衰减函数：通过抽样调查不同交通出行方式人们访问公共设施时花费在住所至公共设施的时间，拟合出不同交通方式人们访问公共设施的时间衰减规律；
（6）拟合距离衰减函数：根据访问公共设施的时间衰减规律及不同交通方式的平均速度，拟合出不同交通方式人们访问公共设施的距离衰减函数；
（7）模型计算：
1）计算出每个公共设施对周边年龄段n以交通方式v出行的人群的供需比：对于每一个公共设施j，求D jn v 即计算公共设施j的服务能力（如面积）与距离小于交通方式v的最大距离阈值所有最小研究单元中年龄段n且采用交通方式v访问公共设施的人群的总和的比例，考虑到人群访问能力随距离的衰减，将人口总数乘以衰减函数，具体计算模型为：；
2）计算每个研究单元中年龄段n以交通方式v出行的人群对公共设施的可达性值：对于每个研究单元i，搜索所有与其距离小于交通方式v的最大距离阈值的公共设施j，对步骤1）中计算的D jn v 进行累加，得到研究单元i中年龄段n且采用交通方式v的人群对公共设施的可达性值A in v ，考虑到供公共设施能力随距离的衰减，将D jn v 乘以衰减函数，具体计算模型为：；
3）计算每个研究单元中年龄段n人群的可达性值：根据研究单元i中年龄段n交通方式v的人群比重，将步骤2）得到的A in v 进行加权平均，得到研究单元i中年龄段n人群对公共设施的可达性值A in ，具体计算模型为：；
4）计算每个研究单元的综合可达性值：根据研究单元i中年龄段n人群的比重，将步骤3）得到的A in 进行加权平均，得到研究单元i对公共设施的综合可达性值A i ，具体计算模型为：；
（8）可达性结果分析：对可达性结果进行分析，找出公共设施缺乏区域。
所述的步骤（7）模型计算中，代表公共设施j的提供服务的能力，如公共设施的面积，为研究单元k对给定公共设施的需求，如以街道为研究单元，则为街道k的总人口数，为实际访问公共设施人群中年龄段n人数占调查总人数的比例，是实际访问公共设施人群年龄段n中以交通方式v出行的人群占年龄段n人群的比例；、是研究单元k中对应的年龄段n比例和年龄段n中的交通方式v比例；和分别表示研究单元k和研究单元i与公共设施j之间的交通距离（时间），是交通方式v的距离（时间）阈值（即在交通方式v的前提下，公共设施的最大服务范围或人们访问公共设施的最远距离），是交通方式v下，公共设施服务能力和人们访问公共设施能力的距离（时间）衰减函数，是公共设施j的服务能力（如面积）与以j为中心以交通距离（时间）阈值（）为半径内的研究单元中龄段n交通方式v人群的总人数的比例，是研究单元i中年龄段n交通方式v人群的可达性，是研究单元i中年龄段n人群的可达性，r为交通方式的种类数；为研究单元i对公共设施的综合可达性，、的含义与、的含义类似，m为年龄段数，最后通过计算不同年龄段所占的权重，计算i街道的综合可达性。
一种顾及用户特征的公共设施空间可达性分析装置，包括：人口数据获取模块，用于确定每个最小研究单元中不同年龄人群的比例；
道路矢量化及交通速度估算模块，用于获取道路矢量数据和估算平均交通速度；
公共设施的位置及属性数据获取模块，用于获取公共设施的空间位置数据，针对规划或评估的目的不同，选取适当指标作为公共设施评估的标准；
交通方式调查与统计模块，用于统计各种交通方式所占的比例和利用该比例替代未知的各最小研究单元人群访问公共设施的交通方式的比例；
时间衰减函数拟合模块，用于拟合出不同交通方式人们访问公共设施的时间衰减规律；
距离衰减函数拟合模块：用于拟合出不同交通方式人们访问公共设施的距离衰减函数；
模型计算模块，包括：供需比计算单元，用于计算出每个公共设施对周边年龄段n以交通方式v出行的人群的供需比，具体计算模型为：，j对于每一个公共设施，求D jn v 即计算公共设施j的服务能力（如面积）与距离小于交通方式v的最大距离阈值所有最小研究单元中年龄段n且采用交通方式v访问公共设施的人群的总和的比例，考虑到人群访问能力随距离的衰减，将人口总数乘以衰减函数；一级可达性值计算单元，用于计算每个研究单元中年龄段n以交通方式v出行的人群对公共设施的可达性值，具体计算模型为：，对于每个研究单元i，搜索所有与其距离小于交通方式v的最大距离阈值的公共设施j，对步骤1）中计算的D jn v 进行累加，得到研究单元i中年龄段n且采用交通方式v的人群对公共设施的可达性值A in v ，考虑到供公共设施能力随距离的衰减，将D jn v 乘以衰减函数；二级可达性值计算单元，用于计算每个研究单元中年龄段n人群的可达性值，具体计算模型为：，根据研究单元i中年龄段n交通方式v的人群比重，将步骤2）得到的A in v 进行加权平均，得到研究单元i中年龄段n人群对公共设施的可达性值A in ，具体计算模型为：；综合可达性值计算单元，根据研究单元i中年龄段n人群的比重，将二级可达性值计算单元得到的A in 进行加权平均，得到研究单元i对公共设施的综合可达性值A i ，具体计算模型为：；
结果分析模块，用于对可达性结果进行分析，找出公共设施缺乏区域。
所述的道路矢量化及交通速度估算模块包括：
道路矢量数据获取单元，用于获取研究区域的道路矢量数据；
平均交通速度估算单元，用于估算不同交通方式的平均交通速度。
实施例：以焦作市公园可达性计算为例：
1、研究区概况：本研究以焦作市中心区域为研究范围，面积约80 km2，包括解放区、中站区、马村区、山阳区4个行政区。研究区域人口约77.99万，公园绿地的总面积有659.1265公顷。市民日常出行方式有步行、自行车、电动车和私家车等方式，公共巴士以公共交通车为主。
2、数据获取：
（1）人口数据：1）人口数据：本实例，以街道作为最小人口单元，以人口普查数据作为基础，统计各个街道的人口数据。同时，本实例将各个街道的街道办所在地作为街道中心位置，记录其位置信息，如图2所示。2）访问公园的人口数据：本实例，以网上和实地调查问卷形式，统计实际访问焦作市各大公园的人口数据，人口分布特征如图3。根据人口分布的情况不同，本文将人口按照年龄分为：0-24岁、25-44岁、45-59岁、60岁以上四个年龄人群。
（2）道路数据：本实例，以焦作市区基本道路数据作为计算两地交通距离的基础数据，该道路数据以矢量形式存储如图4，可以计算道路网上任意两点之间的沿着道路的最短距离。
（3）交通数据：以调查、统计方式，分别获取各种交通出行方式人口的比例。经过调查，焦作市市民到达公园绿地主要采用公共汽车、私家车、自行车、步行等方式。根据实际访问公园人口的调查统计，访问公园的人群中各年龄阶段的各交通方式的出行比例，如下表1。
表1 访问公园人群交通方式调查汇总表
| 年龄 | 步行(%) | 自行车(%) | 公交车(%) | 自驾(%) |
| 0-24 | 48.63 | 16.47 | 30.59 | 4.31 |
| 25-44 | 52.75 | 20.88 | 14.29 | 12.09 |
| 45-59 | 76.97 | 12.36 | 8.43 | 2.25 |
| 60-99 | 85.36 | 6.43 | 6.43 | 1.79 |
（4）公园数据：本实例，利用焦作市旅游地图、土地现状图等为基础，利用GIS技术获取各个公园的中心、入口和面积数据，如图5。该数据需要与（1）的人口数据和（2）的道路数据采用相同的投影坐标系，以便利用道路计算公园与街道中心的距离。
（5）时间衰减函数：本实例，通过调查问卷的形式，统计了各种交通出行方式人群从居住地到达公园的时间数据，并对时间规律利用函数进行模拟。以步行交通方式为例，采用步行方式到达公园人口的统计数据如图6所示，其中高柱直方图是随着时间增加实际访问公园人数的衰减情况。经过比较多种函数，最终拟合结果如图7所示。
（6）交通距离衰减函数：根据统计的步行平均速度，结合上述的时间拟合函数，得到交通距离衰减函数，如图8所示，其他交通方式的距离衰减函数计算同步行交通方式。
（7） 计算结果利用本案的方法计算得出了各个街道的可达性，计算结果包括街道中4个年龄段以及街道的总可达性。结果见表2。
表2 各街道的可达性值
从各个年龄段可达性的平均值来看，60岁以上的可达性最好，远远高于其他三个年龄段，平均的可达性值为25.5321，这个年龄段的人群多数已经退休，它们愿意花更多的时间用于休闲和段炼身体。在公园使用情况的实地调查中，这个年龄段的人群对于公园的使用人数最多、需求最大，占到调查人口的31%，而该年龄段的实际人口仅占研究区域总人口的11%，从而算的该年龄段人群可达性最好。同时，可以看出该年龄段数据的标准差为17.94518，最大值为71.5065，最小值仅为3.4277，说明数据存在较大的离散性，区域间的差异性较大。25-44年龄段可达性最差，平均的可达性值5.2985；实际人口居第二的他们，是访问公园中比例最少的，他们是工作单位和家庭的主力军，他们更多的时间花费在工作上。这可能是导致该人群对公园可达性差的主要原因。45-59年龄段可达性位居第二，与综合可达性水平差不多，但与60以上年龄段的差距仍然很大，该年龄段的人均孩子基本已经成年，事业也基本稳定，同时开始注重身体的健康，逐步开始利用公园进行休闲和身体锻炼。0-24岁年龄段的人群的可达性位于第三名，从图中可以看出15-24岁的是他们的主要人群，这些人多处在学生阶段，游玩是他们来公园的主要目的。
可见，对公园的需求基本是随着年龄增加而增加了，除了25-44这个特殊的人群。这一分析结果和实际情况也相吻合，日常使用公园的以年龄大的老年人居多。
从区域性来看，说明焦作市中心城区公园绿地可达性区域分布不均衡。解放区的公园绿地可达性较最好，可达性值为11.7229，山阳区和中站区次之，马村区的可达性值远远小于其他三个区，可达性值仅为2.3141。
Claims (4)
1.一种顾及用户特征的公共设施空间可达性分析方法，其特征在于，其方法包括如下步骤：
（1）人口数据获取：
1）通过实地调查取样，获得研究区域实际访问公共设施的人群的特征，以年龄分布情况为例进行说明，如访问公共设施的各个年龄段人口的分布频率，利用聚类方法将访问特征相似的人群进行归类；
2）最小研究单元人口数据获取，通过实地抽样或查阅人口普查数据，获取研究区域最小研究单元各个年龄段人群的分布频率，并以1）中的归类为标准，计算每个最小研究单元中不同年龄人群的比例；
（2）道路矢量化及交通速度估算：
1）获取道路矢量数据：矢量道路数据是计算需求点和供给点交通距离的基础，采用栅格数据矢量化或是从有关部门申请使用研究区域的道路矢量数据；
2）估算平均交通速度：采用查阅文献或是实地抽样调查的方式估算不同交通方式的平均交通速度；
（3）获取公共设施的位置及属性数据：获取公共设施的空间位置数据，针对规划或评估的目的不同，选取适当指标作为公共设施评估的标准；
（4）交通方式的调查与统计：
1）通过实地调查的方式，调查实际访问公共设施人群的主要交通方式，并分类统计各种交通方式所占的比例；
2）通过人口普查或实地调查的方式，获取各个人口普查单元中采用各种交通方式访问公共设施的频率分布，在数据缺乏的情况下，可以使用上一步中获取的交通方式比例替代未知的各最小研究单元人群访问公共设施的交通方式的比例；
（5）拟合时间衰减函数：通过抽样调查不同交通出行方式人们访问公共设施时花费在住所至公共设施的时间，拟合出不同交通方式人们访问公共设施的时间衰减规律；
（6）拟合距离衰减函数：根据访问公共设施的时间衰减规律及不同交通方式的平均速度，拟合出不同交通方式人们访问公共设施的距离衰减函数；
（7）模型计算：
1）计算出每个公共设施对周边年龄段n以交通方式v出行的人群的供需比：对于每一个公共设施j，求D jn v 即计算公共设施j的服务能力（如面积）与距离小于交通方式v的最大距离阈值所有最小研究单元中年龄段n且采用交通方式v访问公共设施的人群的总和的比例，考虑到人群访问能力随距离的衰减，将人口总数乘以衰减函数，具体计算模型为：；
2）计算每个研究单元中年龄段n以交通方式v出行的人群对公共设施的可达性值：对于每个研究单元i，搜索所有与其距离小于交通方式v的最大距离阈值的公共设施j，对步骤1）中计算的D jn v 进行累加，得到研究单元i中年龄段n且采用交通方式v的人群对公共设施的可达性值A in v ，考虑到供公共设施能力随距离的衰减，将D jn v 乘以衰减函数，具体计算模型为：；
3）计算每个研究单元中年龄段n人群的可达性值：根据研究单元i中年龄段n交通方式v的人群比重，将步骤2）得到的A in v 进行加权平均，得到研究单元i中年龄段n人群对公共设施的可达性值A in ，具体计算模型为：；
4）计算每个研究单元的综合可达性值：根据研究单元i中年龄段n人群的比重，将步骤3）得到的A in 进行加权平均，得到研究单元i对公共设施的综合可达性值A i ，具体计算模型为：；
（8）可达性结果分析：对可达性结果进行分析，找出公共设施缺乏区域。
2.根据权利要求1所述的顾及用户特征的公共设施空间可达性分析方法，其特征在于：所述的步骤（7）模型计算中，代表公共设施j的提供服务的能力，如公共设施的面积，为研究单元k对给定公共设施的需求，如以街道为研究单元，则为街道k的总人口数，为实际访问公共设施人群中年龄段n人数占调查总人数的比例，是实际访问公共设施人群年龄段n中以交通方式v出行的人群占年龄段n人群的比例；、是研究单元k中对应的年龄段n比例和年龄段n中的交通方式v比例；和分别表示研究单元k和研究单元i与公共设施j之间的交通距离（时间），是交通方式v的距离（时间）阈值（即在交通方式v的前提下，公共设施的最大服务范围或人们访问公共设施的最远距离），是交通方式v下，公共设施服务能力和人们访问公共设施能力的距离（时间）衰减函数，是公共设施j的服务能力（如面积）与以j为中心以交通距离（时间）阈值（）为半径内的研究单元中龄段n交通方式v人群的总人数的比例，是研究单元i中年龄段n交通方式v人群的可达性，是研究单元i中年龄段n人群的可达性，r为交通方式的种类数；为研究单元i对公共设施的综合可达性，、的含义与、的含义类似，m为年龄段数，最后通过计算不同年龄段所占的权重，计算i街道的综合可达性。
3.一种顾及用户特征的公共设施空间可达性分析装置，其特征在于，包括：人口数据获取模块，用于确定每个最小研究单元中不同年龄人群的比例；
道路矢量化及交通速度估算模块，用于获取道路矢量数据和估算平均交通速度；
公共设施的位置及属性数据获取模块，用于获取公共设施的空间位置数据，针对规划或评估的目的不同，选取适当指标作为公共设施评估的标准；
交通方式调查与统计模块，用于统计各种交通方式所占的比例和利用该比例替代未知的各最小研究单元人群访问公共设施的交通方式的比例；
时间衰减函数拟合模块，用于拟合出不同交通方式人们访问公共设施的时间衰减规律；
距离衰减函数拟合模块：用于拟合出不同交通方式人们访问公共设施的距离衰减函数；
模型计算模块，包括：供需比计算单元，用于计算出每个公共设施对周边年龄段n以交通方式v出行的人群的供需比，具体计算模型为：，j对于每一个公共设施，求D jn v 即计算公共设施j的服务能力（如面积）与距离小于交通方式v的最大距离阈值所有最小研究单元中年龄段n且采用交通方式v访问公共设施的人群的总和的比例，考虑到人群访问能力随距离的衰减，将人口总数乘以衰减函数；一级可达性值计算单元，用于计算每个研究单元中年龄段n以交通方式v出行的人群对公共设施的可达性值，具体计算模型为：，对于每个研究单元i，搜索所有与其距离小于交通方式v的最大距离阈值的公共设施j，对步骤1）中计算的D jn v 进行累加，得到研究单元i中年龄段n且采用交通方式v的人群对公共设施的可达性值A in v ，考虑到供公共设施能力随距离的衰减，将D jn v 乘以衰减函数；二级可达性值计算单元，用于计算每个研究单元中年龄段n人群的可达性值，具体计算模型为：，根据研究单元i中年龄段n交通方式v的人群比重，将步骤2）得到的A in v 进行加权平均，得到研究单元i中年龄段n人群对公共设施的可达性值A in ，具体计算模型为：；综合可达性值计算单元，根据研究单元i中年龄段n人群的比重，将二级可达性值计算单元得到的A in 进行加权平均，得到研究单元i对公共设施的综合可达性值A i ，具体计算模型为：；
结果分析模块，用于对可达性结果进行分析，找出公共设施缺乏区域。
4.根据权利要求3所述的顾及用户特征的公共设施空间可达性分析装置，其特征在于：所述的道路矢量化及交通速度估算模块包括：
道路矢量数据获取单元，用于获取研究区域的道路矢量数据；
平均交通速度估算单元，用于估算不同交通方式的平均交通速度。
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