基于POI数据的沈阳中心城区学校空间分布特征分析

基于POI数据的沈阳中心城区学校空间
分布特征分析
摘要：本研究主要利用网络爬取的POI数据，通过GIS对沈阳市城区四环内的幼儿园以及中小学的现状分布做出可视化的表达。

利用核密度分析幼儿园及中小学的现状空间分布特征，利用缓冲区分析分别表示出中小学的服务范围，从而分析得出沈阳城区四环内的基础教育设施的覆盖范围。

最后对沈阳城区四环内的基础教育设施现状的问题进行分析与总结。

关键词：GIS；幼儿园；中小学；空间分布
0引言
中小学作为城市公共服务设施体系中教育设施的重要组成部分，其作用与意义重要程度可见一斑。

学校作为城市公共服务设施的一部分，是体现一个城市综合实力和服务能力的重要内容，随着沈阳城市建设的步伐加快，城市结构开始发生变化，老城区人口的外迁以及郊区人口的增加，学校的布局也会发生一定程度的变化。

在对学校的空间分布特征分析中，应用核密度分析、缓冲区分析及网络分析等GIS 空间分析功能，可以方便地对多个影响因素进行综合分析，使定量分析和定性分析相结合，为规划人员提供直观的可视化分析结果。

1研究区域概况
沈阳市是我国东北地区的重要中心城市，也是东北地区唯一的特大城市。

本次研究主要以沈阳市主城区为主，主要包括和平区、沈河区、大东区、皇姑区、铁西区，以及新城区苏家屯区、浑南区、沈北新区、于洪区、辽中区的大部分地区。

以沈阳市市区四环线以内城区的幼儿园及中小学作为研究对象，进行学校的现状空间布局特征分析研究。

2研究方法与数据准备
2.1研究方法
2.1.1核密度分析法
核密度分析法可从集聚和分散两个方面获取点数据的分布特征，从而直观地描述地理现象分布特征。

计算公式如下:
式中:K表示空间权重函数；h为阈值；n为阈值范围内的点数；(x-xi)²+(y-yi)²表示点(xi，yi)和点(x，y)之间的距离；d为数据的维度。

2.1.1缓冲区分析法
缓冲区分析是指以点、线、面实体为基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，进行分析而得到所需结果。

它是用来解决邻近度问题的空间分析工具之一。

邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度。

1、基于点要素的缓冲区，通常以点为圆心、以一定距离为半径的圆。

2、基于线要素的缓冲区，通常是以线为中心轴线，距中心轴线一定距离的平行条带多边形。

3、基于面要素多边形边界的缓冲区，向外或向内扩展一定距离以生成新的多边形。

2.2数据准备
1）本研究通过高德地图API接口，借助火车采集器获取高德地图后台沈阳市中心城区教育类设施的POI数据共计2114条，其中包括高等院校135项、幼儿园518项、小学263项、中学212项、职业艺术类学校135项、驾校68项、教育机构783项。

通过GIS对数据进行筛查，删除高等院校、职业学校、驾校、教育机构的相关兴趣点，将沈阳中心城区四环线内的幼儿园及中小学提取出来，得到本研究数据共计993项。

2）爬取沈阳市主要路网数据，并利用GIS中的合并工具将其合并到同一图层，作为分析所需的路网。

3学校现状空间分布特征
将爬取到的沈阳市中心城区教育设施POI数据进行整理与取舍，将小学及中学的相关数据导入ArcGIS中并进行核密度分析，可得出沈阳市中心城区学校核密度分析图（图3-1）。

从整体上看，沈阳市中心城区学校分布不均衡，主要集中在二环以内，包括浑南以北、
铁西区、皇姑区、大东区、和平区以及沈河区，三环及三环外地区学校数量逐渐减少，覆盖
程度相对较差。

其中各区的学校聚集密度也不相同，沈河区学校密度集中程度最高，其次是
大东区、铁西区密度相对较高。

从核密度分析图，可以直观地看出中心城区二环内的学
校呈多中心分布，二环外的学校数量相对较少，聚集程度较小。

沈阳市中心城区学校分布与其功能布局密切相关，学校集中的区域也是沈阳市中心城区居住
功能集中的地区，这也体现了教育设施与居住用地关系紧密，不可分割。

图3-1学校核密度分析图
3.1小学
将沈阳市中心城区内小学的POI数据进行单独整理，利用GIS将其现状的分布位置进行
表示。

对小学进行核密度分析，发现小学主要集中在中心城区的地理中心位置，主要集中在
沈河区北部与和平区北部，形成了一个较为明显的中心，作为中心城区小学空间分布的一个
主中心。

同样在铁西区密集程度较高，形成了一个相对明显的次中心。

二环内内其他区小学
成片状分布，三环及三环外的小学数量较少，仅少部分成片状分布，其余范围成离散分布，
无明显的聚集中心。

与学校整体的核密度分析不同之处是，小学空间布局的核心集聚区相对于幼儿园及学校
整体向西部移动了，且铁西区小学的密集程度要比幼儿园的密集程度高一些，从侧面反映出
中心城区幼儿园的数量不足。

以规范标准中对小学的服务范围的规定为准，以500米作为小学的服务半径，通过GIS
中的缓冲区工具，对小学进行缓冲区分析.可以发现，二环内中心城区的小学服务覆盖良好，但也存在部分服务不到的地区，主要是于洪区及沈河区东部。

3.2中学
将沈阳市中心城区内中学的POI数据进行单独整理，利用GIS将其现状的分布位置进行表示。

对中学进行核密度分析，可以发现中学的核密度分析图与小学的核密度分析图反映出的空间分布特征不同。

小学的空间分布都呈多中心集聚分布，而中学仅有一个中心，呈单中心集聚分布。

与小学主要中心一致，中学聚集中心也在中心城区的地理中心，主要集中在沈河区北部与和平区北部。

二环内内其他区中学成片状分布，三环及三环外的数量较少，仅少部分成片状分布，其余范围成离散分布，无明显的聚集中心。

以规范标准中对中学的服务范围的规定为准，以1000米作为中学的服务半径，通过GIS中的缓冲区工具，对中学进行缓冲区分析。

通过图可以发现，二环内中心城区的中学服务覆盖程度相对幼儿园及小学的覆盖程度更高一些，二环内的地区基本实现了全覆
盖。

4学校现状空间分布问题总结
通过对沈阳中心城区小学及中学现状数据的爬取、整合以及进行可视化表达，发现学校空间分布不均衡，小学呈多中心集聚分布，中学呈单中心集聚分布。

其中二环内的学校成集聚分布，聚集程度最高的是沈河区、其次是铁西区、和平区的部分地区，其余地区学校呈离散分布。

反映出沈阳市中心城区学校资源分布不均衡，各区之间产生的差异较大。

5结语
近几年，随着新城的规划和建设，新城人口的增加，可能造成学校的招生数量无法满足新增人口对学校的需求。

注重幼儿园及小学的学校调整，使得相应地区可基本实现全覆盖。

同时在沈阳市规划中，不仅要注重老城区的教育设施的布局，更应重视三环外的新城的教育资源的合理配置。

参考文献
[1]张磊, 陈蛟. 供给需求分析视角下的社区公共服务设施均等化研究[J].规划师,2014(4)：12-18.
[2]张晓明,汪淳,李明玉.县辖镇级市市域公共服务设施规划研究[J].规划师,2014(5):31-36．
[3]吉云松.地理信息系统技术在中小学布局调整中的作用[J].地理空间信息,2006(6)：62-64.
[4]李阿盟,张京祥.城乡基本公共服务设施均等化研究评述及展望[J].规划师,2011(11)：5-11.。