基于POI数据与ArcGIS空间分析技术的城市公交站点现状容量评价方法

姚光远

摘 要：基于通过百度地图API提取的兴趣点（POI）数据，结合城市道路网与人口统计数据，借助ArcGIS平台的空间分析能力，提出了一种城市公交站点现状容量评价的方法。以洛阳市整个中心城区为案例，通過分析评价，找出了公交站点乘客容量集中的地区，以此结果可以指导公共交通线网规划、站点规划以及帮助优化各线路发车频率，以实现社会资源的最大化利用。

关键词：兴趣点；公交站点；洛阳市

城市公交站点的优化布局有助于提高公共交通的可达性，能够合理分配公共交通服务资源，降低车辆的空载率，提升公交服务的服务质量，使社会资源得到最大化的利用，提高居民的生活水平和幸福感，而公交服务的便利反过来又会刺激周边区域人口的聚集，提高站点服务范围内的人口容量。传统的站点规划方法根据人口集聚的区域与出行的主要流向，采用市级枢纽站、一般枢纽站、一般首末站、一般中途站的分级方法，根据城市结构进行规划，在运营过程中根据主管判断进行调整，很难做到精细化设计。本文所提出的基于兴趣点（POI）数据以及现状路网与人口数据的公交站点现状容量评价方法可以对现状站点乘客容量进行更加科学的评价，并识别需求与供给不匹配的区域，以便于优化调整公交站点布局，具有一定的客观性和可操作性。

一、相关研究

在公交站点服务区域研究、站点布局评价、布局优化方法等方面，许多学者已经积累大量的研究成果，例如李苗裔等人通过提取高德地图路网数据与导航数据对全国各大城市的公交站点的服务范围及站点周边建设用地类型进行了识别；朱鲤通过对上海市现状各级公交站点的功能与客流流向的梳理，对公交站点进行了评价；刘环宇等人建立了公交运营费用最优模型、乘客出行时间成本最小模型、票价收入最优等多个数学模型，用于评价公交站点的社会福利最大化程度；孟庆艳等人通过对上海市公交站点分布与人口分布特征讨论了城市公交设施布局与人口空间分布的关系。

二、评价方法与影响因素选择

公交站点的现状容量不仅与居住人口有关，商业网点、行政办公聚集区域等，作为居民出行的主要吸发源同样对站点容量有着较大的影响，同时，区域的交通便利性也是影响乘客出行的主要因素之一。因此，本文所讨论的现在容量评价方法将各类影响因素均进行了量化，通过叠加分析来确定站点服务范围现状乘客的真实容量。

随着地理信息技术的发展，结合百度地图提供的数据开放API，利用ArcGIS的空间分析技术，使大数据的获取与分析变得更加的便捷高效。本文所描述的方法，提取了百度地图的公交站点，根据交通出行吸发源的特征选取了一系列影响因素作为评价指标，在对站点服务范围进行分区后，通过把各影响因素的空间分析结果进行叠加分析，最终对各站点的服务范围内乘客容量做出了量化的评价结果。

由于公交站点与人口的空间分布、居民的出行特征、交通起止点分布（OD分布）、道路网可达性等因素相关性较大，因此提取了百度地图居住区、商业网点、办公地点等POI信息，整理了统计年鉴中人口统计信息，梳理了城市现状道路网信息，作为评价的影响因素。

三、服务能力评价

（一）数据的获取与处理

1.兴趣点（POI）数据的获取与处理

目前，百度地图、高德地图、腾讯地图等地图公司均为开发者提供了API接入服务，可以调取其开放的各类型数据。本文借助第三方软件对百度地图POI数据进行提取，并利用坐标转换工具进行坐标纠偏与转换，最终得到包含坐标、名称、位置描述等一系列信息的数据集。将公交站点、居住区、商业网点、办公地点分别导入ArcGIS软件中，将坐标系转化为西安80投影坐标系。

2.城市行政区及路网数据的获取与处理

本文所用行政区划采用市民政局提供的行政区划界限，洛阳市中心城区分为7个行政区，将行政区范围导入ArcGIS软件中并转换为西安80坐标系。

城市路网数据的获取，是将控规全覆盖路网进行拼合作为基础，叠加最新卫星影像图，并结合现场实地勘探的方法，提取出现状道路信息，并将中线层导入ArcGIS中并转化为西安80坐标系。

3.人口数据的获取与处理

通过查阅最新的统计年鉴，提取其中各行政区的人口数据，在ArcGIS中利用属性表的编辑功能，将人口数据添加至行政区图层中对应的行政区。

（二）评价模型的建立

1.公交站点服务分区的建立

公交站点服务分区的划分主要从可达性与易达性两方面进行区划。可达性即公交站点步行可达的范围，本次研究根据《城市道路交通规划设计规范》将站点周边800米范围内划为可达区域，利用分析工具中的“缓冲区”工具划分出公交站点的可达范围。易达性即在可达范围内，乘客会就近选择更加易达的站点乘车，根据分析工具的特性，选择泰森多边形工具生成站点的易达范围。利用空间处理工具将两个范围进行相交处理，最终得到公交站点服务分区。

2.单因子评价

交通吸发点评价方法主要是对几类POI数据分别计算其在各服务范围内的分布情况进行统计。利用空间连接工具，统计出各服务范围内各类POI的数量，并通过分级作为几类影响因素的评价结果。

交通通行能力评价方法是将现状道路网数据与服务分区进行相交处理，并利用属性表的计算几何功能与字段计算功能，计算出各服务区域内的道路网密度，并将其进行分级作为评价结果。

站点服务人口数量的评价方法是利用空间连接工具将各区的人口数据分解到各服务范围分区内，利用字段计算功能，计算出各服务分区内人口容量，并将其分级作为服务人口数量评价结果。

3.评价结果叠加分析

在对各个单因子评价结果进行叠加计算之前，为消除评价指标的量纲并消除数量级差别过大对结果产生的影响，采用归一化公式■ 对评价指标数据进行归一化处理。归一化后的评价结果通过叠加分析工具，进行叠加，最终得到站点现状容量的评价结果。

（三）站点现状容量评价结果讨论

根据图二中叠加分析结果来看，洛阳市公交站点在中州路与九都路沿线、涧西区、洛南城区东南部附近现状容量较大，与现实情况基本吻合。然而涧西区西部谷水区域与西环路区域，存在容量较大而现状此区域为生态廊道以及城市外环路。分析其原因是人口数据是基于行政区进行统计的，当本案例进行人口指标分解时采用了单位密度法进行分解，而此区域现状公交站点少，各站点服务范围较大，甚至存在未覆盖的情况，因此出现评价结果与现实不符的情况。改善此现象，可以通过收集更加细化的人口分布数据来消除此现象对评价结果产生的影响。

四、结语

本文提出了一种评价现状城市公共交通站点服务容量的方法，此方法的评价结果可以更好地指导公交站点的优化布局，并且可用于合理分配不同公交线路的发车频率，也对公共交通线路选址有一定的指导作用。然而，由于POI数据的特性，该方法的评价结果的准确度不尽理想，需获取更加准确详实的基础数据以得到更优的结果。

参考文献：

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[3]孙宗耀，翟秀娟，孙希华，乔治.基于POI数据的生活设施空间分布及配套情况研究——以济南市内五区为例[J].地理信息世界，2017，（01）.

作者单位：

洛阳市规划建筑设计研究院有限公司交通规划研究中心