基于POI数据的城市功能区划分和识别——以泉州市主城区为例
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间及其相应产生的分类子区域各异. 它们受自然、历史、经济、社会等诸多因素的影响ꎬ随着城市的发
展而产生、演进、并与时俱进地变化.
传统的城市功能区划分主要依赖于人工手段ꎬ周期长、误差大、工作量也大. 随着信息技术的飞
速发展ꎬ大数据成指数级增长ꎬ基于大数据的信息挖掘也越来越多的用于解决各种科学问题. 兴趣点
ＷＵ ＴｉｎｇꎬＴＡＮＧ Ｚｈｉ￣ｗｅｉ
( Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ＳｃｉｅｎｃｅꎬＦｕｊｉａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ
Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＦｕｚｈｏｕ ３５０００２ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｏｃｉａｌ ｅｃｏｎｏｍｙꎬ ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ ｕｒｂａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｒｅａｓ ａｎｄ
第 １ 期 毋 亭ꎬ 等: 基于 ＰＯＩ 数据的城市功能区划分和识别
２９
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ＰＯＩꎻｋｅｒｎｅｌ ｄｅｎｓｉｔｙ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎꎻｕｒｂａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｚｏｎｉｎｇꎻｓｐａｔｉａｌ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
０ 引言
城市的功能区ꎬ是指城市内部按一定标准和功能类型划分的不同属性的分区ꎬ各区域的分布空
(ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔꎬＰＯＩ) 是对空间实体的位置描述ꎬ在一定程度与角度上能够反映城市空间生产与生
活活力. 基于兴趣点的城市功能区划分能够克服传统划分方法周期长、误差与工作量大等弊端ꎬ因
此ꎬ近年来被越来越多的相关学者所接受与应用. 但此类研究目前仍存在一些待解决问题ꎬ比如:研
究区域的划分只停留在了相对单一的层面ꎬ对于混合区域、无数据区域较少涉略ꎻ由于受到噪点的干
ｕｒｂａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｒｅａ ｚｏｎｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｉｒｒｅｇｕｌａｒ ｇｒｉｄ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｕｎｉｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ
ｒｏａｄ ｎｅｔｗｏｒｋꎬａｎｄ ｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｐｏｉｎｇ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ( ＰＯＩ) ｄａｔａ ａｎｄ ａｓｓｉｇｎ ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ
ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｒｅａｓ ｐｌａｙ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ
ｒｏｌｅ ｉｎ ｕｒｂａｎ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ￣ｍａｋｉｎｇ. Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｄｏｐｔｓ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ
基于 ＰＯＩ 数据的城市功能区划分和识别
———以泉州市主城区为例
毋 亭ꎬ汤志伟
( 福建农林大学 资源与环境学院ꎬ福建 福州 ３５０００２)
摘 要: 随着社会经济发展ꎬ识别城市功能区ꎬ理解城市功能区的空间分布特征ꎬ对城市的科学规划和政府决
策具有非常重要的作用. 采用一种新型的城市功能区分区模型ꎬ利用城市路网划分出不规则格网作为研究单
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辽宁大学学报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＡＯＮＩＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
自然科学版
Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｅｄｉｔｉｏｎ
第 ４８ 卷 第 １ 期 ２０２１ 年
Ｖｏｌ. ４８ Ｎｏ. １ ２０２１
扰ꎬ还存在混合功能区的识别精度较小的问题ꎻ由于区域过大ꎬＰＯＩ 数量不充足时会导致功能区划分
准确度不高的问题.
本文基于核密度和融合数据构建模型 [１] ꎬ对泉州市市区进行功能区划分ꎬ与传统的城市功能区
划分方法相比ꎬ本论文的改进之处在于:
１) 对不规则路网进行拓扑处理ꎬ以处理后形成的封闭区域为研究单元进行功能区的识别ꎬ增加
ｔｈｅｉｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｒｅａ ａｎｄ ｐｕｂｌｉｃ ａｗａｒｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ＰＯＩ. Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈａｔꎬｋｅｒｎｅｌ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ＰＯＩ ｉｓ
ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｎ ａｓｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｉｒｒｅｇｕｌａｒ ｇｒｉｄ ｔｏ ｍａｋｅ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓꎬｂａｓｅｄ ｏｎ ｗｈｉｃｈꎬ
元ꎬ根据 ＰＯＩ( ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｍｔｅｒｅｓｔ) 的建筑面积、公众认知度对 ＰＯＩ 数据进行重分类和权重赋值. 在此基础上使用
核密度估计方法ꎬ并利用格网分割核密度ꎬ进而定量分析ꎬ实现城市功能区的划分和识别. 最后将研究结果与
泉州市地图进行对比ꎬ验证实验的准确率.
关键词: ＰＯＩꎻ核密度估计ꎻ城市功能分区ꎻ空间识别
中图分类号: Ｐ ２０８ 文献标志码: Ａ 文章编号: １０００￣５８４６(２０２１)０１￣００２８￣１０
Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ａｒｅａｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ
ＰＯＩ￣ｔａｋｅ Ｍａｉｎ Ｕｒｂａｎ Ａｒｅａ ｏｆ Ｑｕａｎｚｈｏｕ ａｓ ａｎ Ｅｘａｍｐｌｅ
收稿日期:２０２０ － ０４ － ２４
基金项目:福建省本科高校教改研究一般项目(１１１４１９００５)
作者简介:毋亭(１９８８ － ) ꎬ女ꎬ博士ꎬ讲师ꎬ研究方向:土壤有机碳模拟与预测、基于大数据的城市可持续发展评估研究ꎬＥ￣ｍａｉｌ:
ｔｗｕ＠ ｙｉｃ. ａｃ. ｃｎ.
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ｄｉｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｒｅａｓ ｉｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ. Ｆｉｎａｌｌｙꎬｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ
ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍａｐ ｏｆ Ｑｕａｎｚｈｏｕ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｉｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ.
展而产生、演进、并与时俱进地变化.
传统的城市功能区划分主要依赖于人工手段ꎬ周期长、误差大、工作量也大. 随着信息技术的飞
速发展ꎬ大数据成指数级增长ꎬ基于大数据的信息挖掘也越来越多的用于解决各种科学问题. 兴趣点
ＷＵ ＴｉｎｇꎬＴＡＮＧ Ｚｈｉ￣ｗｅｉ
( Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ＳｃｉｅｎｃｅꎬＦｕｊｉａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ
Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＦｕｚｈｏｕ ３５０００２ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｏｃｉａｌ ｅｃｏｎｏｍｙꎬ ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ ｕｒｂａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｒｅａｓ ａｎｄ
第 １ 期 毋 亭ꎬ 等: 基于 ＰＯＩ 数据的城市功能区划分和识别
２９
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ＰＯＩꎻｋｅｒｎｅｌ ｄｅｎｓｉｔｙ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎꎻｕｒｂａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｚｏｎｉｎｇꎻｓｐａｔｉａｌ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
０ 引言
城市的功能区ꎬ是指城市内部按一定标准和功能类型划分的不同属性的分区ꎬ各区域的分布空
(ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔꎬＰＯＩ) 是对空间实体的位置描述ꎬ在一定程度与角度上能够反映城市空间生产与生
活活力. 基于兴趣点的城市功能区划分能够克服传统划分方法周期长、误差与工作量大等弊端ꎬ因
此ꎬ近年来被越来越多的相关学者所接受与应用. 但此类研究目前仍存在一些待解决问题ꎬ比如:研
究区域的划分只停留在了相对单一的层面ꎬ对于混合区域、无数据区域较少涉略ꎻ由于受到噪点的干
ｕｒｂａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｒｅａ ｚｏｎｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｉｒｒｅｇｕｌａｒ ｇｒｉｄ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｕｎｉｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ
ｒｏａｄ ｎｅｔｗｏｒｋꎬａｎｄ ｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｐｏｉｎｇ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ( ＰＯＩ) ｄａｔａ ａｎｄ ａｓｓｉｇｎ ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ
ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｒｅａｓ ｐｌａｙ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ
ｒｏｌｅ ｉｎ ｕｒｂａｎ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ ｄｅｃｉｓｉｏｎ￣ｍａｋｉｎｇ. Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｄｏｐｔｓ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ
基于 ＰＯＩ 数据的城市功能区划分和识别
———以泉州市主城区为例
毋 亭ꎬ汤志伟
( 福建农林大学 资源与环境学院ꎬ福建 福州 ３５０００２)
摘 要: 随着社会经济发展ꎬ识别城市功能区ꎬ理解城市功能区的空间分布特征ꎬ对城市的科学规划和政府决
策具有非常重要的作用. 采用一种新型的城市功能区分区模型ꎬ利用城市路网划分出不规则格网作为研究单
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ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＡＯＮＩＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
自然科学版
Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｅｄｉｔｉｏｎ
第 ４８ 卷 第 １ 期 ２０２１ 年
Ｖｏｌ. ４８ Ｎｏ. １ ２０２１
扰ꎬ还存在混合功能区的识别精度较小的问题ꎻ由于区域过大ꎬＰＯＩ 数量不充足时会导致功能区划分
准确度不高的问题.
本文基于核密度和融合数据构建模型 [１] ꎬ对泉州市市区进行功能区划分ꎬ与传统的城市功能区
划分方法相比ꎬ本论文的改进之处在于:
１) 对不规则路网进行拓扑处理ꎬ以处理后形成的封闭区域为研究单元进行功能区的识别ꎬ增加
ｔｈｅｉｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｒｅａ ａｎｄ ｐｕｂｌｉｃ ａｗａｒｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ＰＯＩ. Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈａｔꎬｋｅｒｎｅｌ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ＰＯＩ ｉｓ
ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｎ ａｓｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｉｒｒｅｇｕｌａｒ ｇｒｉｄ ｔｏ ｍａｋｅ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓꎬｂａｓｅｄ ｏｎ ｗｈｉｃｈꎬ
元ꎬ根据 ＰＯＩ( ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｍｔｅｒｅｓｔ) 的建筑面积、公众认知度对 ＰＯＩ 数据进行重分类和权重赋值. 在此基础上使用
核密度估计方法ꎬ并利用格网分割核密度ꎬ进而定量分析ꎬ实现城市功能区的划分和识别. 最后将研究结果与
泉州市地图进行对比ꎬ验证实验的准确率.
关键词: ＰＯＩꎻ核密度估计ꎻ城市功能分区ꎻ空间识别
中图分类号: Ｐ ２０８ 文献标志码: Ａ 文章编号: １０００￣５８４６(２０２１)０１￣００２８￣１０
Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ａｒｅａｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ
ＰＯＩ￣ｔａｋｅ Ｍａｉｎ Ｕｒｂａｎ Ａｒｅａ ｏｆ Ｑｕａｎｚｈｏｕ ａｓ ａｎ Ｅｘａｍｐｌｅ
收稿日期:２０２０ － ０４ － ２４
基金项目:福建省本科高校教改研究一般项目(１１１４１９００５)
作者简介:毋亭(１９８８ － ) ꎬ女ꎬ博士ꎬ讲师ꎬ研究方向:土壤有机碳模拟与预测、基于大数据的城市可持续发展评估研究ꎬＥ￣ｍａｉｌ:
ｔｗｕ＠ ｙｉｃ. ａｃ. ｃｎ.
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ｄｉｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｒｅａｓ ｉｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ. Ｆｉｎａｌｌｙꎬｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ
ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍａｐ ｏｆ Ｑｕａｎｚｈｏｕ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｉｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ.