城市社区基于GPS技术的老年人日常生活空间调查方法研究

(1.天津城市建设管理职业技术学院建筑工程系，天津 300134；2.天津城建大学建筑学院，天津 300384)

本文着重探讨以GPS数据作为手段，采集老年人的日常生活区域和行为习惯的特征轨迹，量化分析得出其行为类型、行为目的和活动区域等信息。

一、老年人行为数据采集方法及内容

(一)老年人行为数据采集方法

在老年人行为研究中，传统方法通常有：观察法、问卷法、图示法和访谈法等。观察法是通过观察和记录老年人的日常行为活动，针对高频出现的活动区域及行为模式进行统计，将其归纳为行为上的固定模式，以此进一步推断出老年人群体的日常活动空间。此方法依赖调查者的长时间跟随调查，对老年人行为进行推断，其产生的统计数据常具备主观性。问卷法和访谈法是依靠老年人对自身活动进行回忆，此方法得出的时间空间信息常出现偏差。以上传统方法在统计对象及途径的选择上或多或少具有一些问题，不可避免地导致分析结果的准确性缺失。在前者的经验上，本研究着重依靠GPS技术的应用对老年人个体行为数据进行系统采集，辅以传统调查方法如访谈及问卷，进一步记录老年人日常生活空间和行为轨迹，以量化的手段进行表达。在GPS技术的应用上，西方学者早有研究和实践，国内部分学者也有所实用研究。柴彦威在1995-1998年通过活动日志对3个城市进行调查；阎小培、周素则以行为数据对居民的交通方式选择与态度进行分析；秦萧、甄峰在城市时空行为研究上，也以与时俱进的方式针对所处的大数据时代背景提出创新的研究方式并实践应用。研究对象多样、类型复杂，因而其数据的采集也是各不相同的。本研究以老年人活动空间为对象，更是决定了复杂多样的行为轨迹数据收集是其中的工作重点，借以大数据时代下的科技产物—GPS技术使研究对象数据采集的准确率和高效率得到有效保证。

(二)GPS实验设计及原理

老年人日常生活空间在使用收益、使用效果和使用效率三个方面的研究中，使用效率在其中的难点较为突出。而使用收益和使用效果则可以通过一些调研访谈和问卷观察等方法得出，并结合需要具体斟酌的部分空间结构对收益和效果作出评估，其中空间效率的研究依然存在一些难点，日常生活空间在数据方面的采集精确性难以保障，对于老年人的隐私保护存在缺陷，同时在实验过程中对使用者的干扰也会影响到实际调查成果。针对这些难点，研究团队为最终完成有效的数据采集，在完成对用户行为活动的调查研究后，形成行为地图，并通过使用GPS技术开发获取较为精确的大数据，组成关于老年人日常生活空间使用调查的大数据库。目前在城市规划设计领域将GPS数据作为采集信息的研究手段仍比较匮乏，其主要应用于城市交通方面，本研究则将GPS数据应用于老年人行为数据采集，从而实现个体行为信息的进一步分析与研究，同时为GPS技术在该领域的实用性发展提供经验。在实验中，居住于不同类型社区、年龄大于60岁的老年人将作为受访者携带GPS设备进行正常生活行动，将预先准备的无源GPS电子标签安装在参与实验的老年人轮椅中或是鞋垫内，每个电子标签对应每个参与者的个人信息。设备将受访者日常活动轨迹转换为实时坐标数据进行记录，每7天作为样本采集周期。GPS数据受到信号限制，其记录下的实时地理经纬度信息点也存在偏差或缺失，因此在记录坐标数据后对受访者进行关于每日活动情况的调查问卷，依靠受访者的再次回忆辅助修正所记录的GPS数据，最终实现研究的准确性与真实性。该实验方法有效减少了实验行为对参与者的干扰，同时也实现了实时获取实验数据。针对隐私问题，该实验方法也杜绝了对用户的视频监控，保护了用户隐私。为行为学方面的调查研究提供了新的更为准确的调研路线(图1)。

图1 GPS实验的工作原理

(三)老年人行为数据调查内容

老年人日常生活行为轨迹数据和每日活动情况调查问卷是本研究中的主要内容，两项内容包含了老年人日常生活领域范围和行为模式特点。居住社区是老年人进行日常活动的主要场所，其作为城市的基本构成部分，决定将研究重点以步行方式所产生的行为时空数据为主。调查问卷内容包括个体家庭信息、社区类型、活动时间、活动区域等老年人生活基本相关信息。老年人日常活动轨迹信息包括被调查者在数据记录时段中以步行方式出行所产生的轨迹坐标数据。将周期性采集的GPS轨迹数据与同时段活动情况调查问卷相结合，进一步筛选合理性数据以反映老年人的基本信息、日常活动类型与时空轨迹数据，使最终研究数据具备全面性和科学性。

二、数据采集的处理及应用

(一)数据可视化处理步骤

老年人日常生活活动轨迹数据被GPS按照时空信息采集记录转存到仪器的存数设备中，将生成的轨迹数据整理成excel表格。运用仪器记录的坐标按照经纬度数据录入并转换成地图可识别的kml、gpx、kmz等格式，并按照不同研究类型设置数据的时间间隔，最后导出文件(图2、3)。将转换后的坐标信息文件导入地图软件中识别出轨迹信息，例如Google地图软件会将行为轨迹中的时段对应数据点标记下来，并连接形成老年人的行为轨迹。轨迹记录过程中，仪器设备将调查对象的行动出发点和截止点进行记录，并标注出轨迹中的若干个长时间停驻点，这些数据代表受访者的活动兴趣特征，且被显现在地图软件中(图2)。

图2 信息在谷歌地图的展现

此后对数据进行筛选和处理，将偏移点和非步行方式产生出的轨迹数据进行筛选剔除，将可用数据图形导入软件进行矢量化处理。通过访谈和问卷调查确定出受访者所在的社区地点，连接每日活动轨迹中的最远位置点，以半径绘制出能显示当日活动范围的闭合圆形。处理完所有数据信息后，选出每位受访者周期数据的某2天工作日和1天休息日的活动轨迹半径求出平均值，得出老年人的日常活动空间半径。

(二)老年人日常生活活动空间实例分析

从受访群体中选出4位来自不同社区的老年人，将4组活动数据命名为A、B、C、D作为样本，社区包括传统、单位、商品三种类型。对4位受访者所在的社区周边环境和相关生活设施进行分类统计，设施类型分为日常购物、户外活动、养老设施、卫生医疗4种。日常生活购物设施包括超市、商场、菜市场等；户外活动设施包括景观公园、运动场等；养老设施包括老年人活动中心、居家养老服务中心等；卫生医疗设施包括药房、医疗点、医院等。老年人个体基本属性与居住社区类型的不同导致老年人生活活动空间存在各种差异。

将4组样本数据中的生活活动空间范围和周边生活配套设施分布进行对比分析，可以发现老年人生活活动领域范围大小受到所在社区周边配置情况的极大影响。购物设施和活动场地分布最直接地影响老年人活动空间范围，比较4组样本发现，样本B所在社区周边的生活日常购物设施建设最为类型齐全、分布密集，因此B社区老年人日常生活基本需要在步行出行半径350m的空间范围即可满足。户外活动场地最明显地影响老年人活动空间范围，老年人在进行活动健身时对场地的选择往往依循就近原则，主要场所仍是公园和社区广场，如果社区周边建设了绿地公园或社区广场，则老年人的出行距离往往也较短。如在样本A中，受访者活动在半径700m的领域内，样本C和D社区周边较远距离处布置有大型户外活动场可作为居民日常活动场地，其活动领域半径则较大，分别为1350m和1200m。不同建造年代和类型的社区，其周边配套设施的建设也存在较大差异。建设年代较久的传统型社区周边生活设施较齐全，新时期建设的商品型社区周边生活设施仍在配置完善中，且设施位置分布不够密集。样本B和D正是因为所处社区类型的差异导致周边配套设施存在不同，更进一步导致了社区老年人日常生活活动范围的差异性(见图)。

图3 样本A (R=700m)

图4 样本B (R=350m)

图5 样本C (R=1350m)

(三)轨迹数据应用领域

GPS技术的不断更新和完善，未来在老年人生活活动空间的研究将会更多地采用此技术，关于老年人空间行为研究的理想生活环境建设也有赖于GPS技术研究得出的养老设施活动空间特征。利用多学科交叉手段，将建筑学、城乡规划、地理学综合研究，在老年宜居环境研究中引入老年人活动空间研究成果，提出时空分布的GIS耦合数据，即“人口-行为-空间”关系，进而直观地分析老年人活动时空性特征和宜居环境建设在社区空间层面上的耦合关系，同时将进一步作为研究和建设养老设施和老年人宜居环境的规划设计依据。

1.老年人日常行为活动空间研究在老年人日常生活活动空间的调查中，根据GPS数据中时间与空间信息记录互相对应的特点可以较方便地得出老年人步行出行的时空数据和日常生活活动空间特征，对老年人活动空间的内涵和层次进行基本定义和划分。老年人周期时段的活动特征与出行数据通过GPS数据与活动调查日志一起结合反应出来，分析出老年人日常生活如休闲、购物、医疗等行为的时空关系分布、方式目分布和行为领域分布，整理建立关于城市社区老年人活动领域的空间动态数据库。综合GIS数据可视化与空间分析方式的方法运用，推导出基于老年人口居住社区位置静态分布和日常活动时空动态关系的“人口-行为-空间”耦合关系模式，实现基于时空间数据关系下的城市社区老年人日常行为活动时空特征与居住环境建设相匹配的深层次探索。

2.养老设施规划空间布局研究。老年人居住环境适老化建设着眼于养老服务设施规划建设，养老设施建设关系到城市社区老年人日常生活的质量，同时养老设施建设具有养老服务水平提高、促进服务公平的作用，科学地规划建设养老设施保障了城市养老服务水平和均等化的完善。老年人对于养老服务设施的可达性直接受到养老设施建设布局情况的影响。但当今城市发展在养老设施规划和服务半径的设置时明显缺少对老年人居住活动方式特殊性的考虑，普遍存在着安排养老设施空间位置时未能考虑到社区老年人日常活动空间的服务全覆盖。老年人生活活动空间半径与养老设施设置半径二者是否具有一定的相关性，老年人生活活动空间半径研究是否可以帮助提高养老设施的使用效率，这些问题都有待在老人生活空间的研究中进一步探讨与论证。

三、结论与展望

只有科学了解城市社区老年人日常活动的时空特征和空间规律性，从老人自身生活需求的角度出发，明确城市社区物质空间建设对老年人生活活动的规划要求，才能为建设老年人宜居环境提供理论和实践研究支撑，最终指导城市社区适老化的规划与建设实践。本研究基于GPS数据与调查问卷相结合的方法，以天津市社区老年人日常生活活动空间调查为例，进行老年人周期时段活动时空间数据收集与处理。本实验采用了突破传统的调查研究方式，结合实测数据与软件分析进行数据收集和处理。以调查问卷辅助GPS轨迹数据收集老年人日常活动时空信息、个人基本信息、日常出行方式等相关数据，力求分析出老年人日常生活活动空间与出行活动空间范围的影响因素，建立活动日志与问卷调查以进行实验数据的筛选与处理，最终实现调查分析结果的科学性与完整性。

相比于传统调查方式，利用GPS技术采集数据的方式有以下特点：(1)比传统调查方式更清晰客观，减少受访者主观判断造成的误差；(2)比传统调查方式收集轨迹数据更加直观、准确和有效，且能够观察时段内的数据变化趋势；(3)采用量化的数据收集方式，使后期的数据分析更方便、有效、易懂。(4)实验数据和结论对设计师更好地理解老年人的空间使用需求，也为养老设施设计提供了依据。

同时，本研究的调查方式仍存在一定程度的局限性，GPS数据收集受设备信号强度的影响。在调查进行前需寻找联系有意愿的合适受访者并培训其学习使用仪器，调查结束后需回收仪器设备与调查问卷。因此，受限于个体成本控制，如样本选取不够全面，没有涵盖所有人群。实验选取的时间周期与老人的行为活动之间存在相互影响，使得老年人生活活动空间的调查受到影响。这种实验方式带来的误差还来自于机构收费和管理情况、参与者的个人状况以及环境的突发情况，本调查方式的普及与推广仍需进行评价与完善。本文寄望于在GPS技术下研究数据收集和处理方式的阐述，对未来进行老年人的生活空间研究与时空行为研究提供调查方式的有益参考。