基于POI数据的城市群公园绿地规模效益评价——以闽三角城市群为例

田洁玫

(华侨大学 政治与公共管理学院，福建 泉州 362021)

公园绿地是城市公共绿地的一种类型，住建部2017年公布的《城市绿地分类标准》将其定义为：以游憩为主要功能，兼具生态、美化和防灾等作用，向公众开放的城市公共活动场地[1]，其中包含4个中类和6个小类，一般可划分为综合性公园、社区公园和专类公园[2]。公园绿地兼具公共服务功能与生态维护作用，能够节制过分都市化、缓和互相冲突的城市土地用途分区[3]。近年来，党和国家做出“大力推进生态文明建设”的战略决策，十分重视城市的绿色发展，公园绿地在生态文明建设中不可替代的地位，使其成为备受社会各界关注的热点问题[4]。

公园绿地属于城市绿地系统。根据资源优化配置理论，公园绿地布局需要考虑区域自然禀赋、社会经济等方面因素[5]；由于存在比较优势，在资源配置过程中应依据区域比较优势来进行[6]。可见，公园绿地发展需要考虑其与所处区域的社会经济条件是否相符。根据规模经营理论，公园绿地处于最优规模时会产生边际效用最大化，通过对规模效益的评价，可以判定公园绿地与所处区域发展的一致性[7]。因此，分析和评价公园绿地规模效益对城市管理相关研究将有所助益。

当今社会，城市群日益成为区域经济发展与国家参与全球竞争的重要地理单元。闽三角城市群是由厦门市、泉州市和漳州市共同组成的海湾型城市群[8]。闽三角城市群GDP总量常年接近福建全省的50%，是中国东部地区最具活力的经济区域之一，同时也是福建省经济发展战略的核心区与新型城镇化的主体区，是中国经济重心转移的承载地[9]。随着“厦漳泉一体化”进程不断推进，闽三角城市群也不断受到社会各界的着重关注。通常认为，厦门是闽三角城市群的中心城市，泉州具有重要的经济支撑与文化积淀作用，漳州具备农业经营的优越条件[10]。经济水平与自然条件上的优势性，使对该区域公园绿地规模效益的研究具有一定的理论与现实意义。本文在大数据背景下获取与运用公园绿地POI数据，通过DEAP软件的相关模型应用，实现多尺度的闽三角城市群整体与内部区域公园绿地规模效益评价研究，并进一步探讨整体与内部一致性与差异性问题，以期为闽三角城市群生态文明建设与城市群公共资源均衡发展提供有益建议。

一 研究区域及数据来源

(一)研究区域概况

闽三角城市群位于福建省东南部，其是“十三五规划”的19个城市群中海峡西岸城市群的重要组成部分，素有“闽南金三角”之称。

图1 闽三角城市群区位示意

研究区域从行政区划上看包括厦门市、泉州市和漳州市3个设区市及所辖县区，其中：厦门市下辖6个市辖区；泉州市下辖4个市辖区、5个县(金门县〔待统一〕)并代管3个县市级；漳州市下辖2个市辖区，8个县和1个县级市。

(二)研究数据来源

文中社会经济数据来源于统计资料，包括：福建省、厦门市、泉州市和漳州市的2018年统计年鉴数据；2019年3月国家统计局发布的福建省、厦门市、泉州市和漳州市的2018年国民经济和社会发展统计公报。行政区划数据来自于中国科学院地理科学与资源研究所网站提供的行政边界shp文件。

文中POI数据来源于2019年百度地图，依据公园绿地的定义与分类，借由百度地图开放平台提供的地点检索服务，从19个一级行业类型中选择“旅游景点”，并在其包含的10个二级行业类型中选择“公园”作为检索条件，按照经纬度范围爬取到闽三角城市群区域内所有公园类型的POI数据。其后对数据进行去重、筛选和匹配，并通过空间坐标纠正将BD09类型的加密百度坐标系转为常用的WGS84国际经纬度坐标系。最终取得的POI数据包含公园名称、公园位置、经度、纬度、所属市(县区)等信息。

二 研究方法

数据包络分析方法(Data Envelopment Analysis，简称DEA)，是由著名学者A.Charnes，W.W.Cooper和 E.Rhodes在1978年提出的，主要用来测度规模效益[11]。其基本原理是把每一个被评价单位作为一个决策单元(DMU)，再由众多DMU构成被评价群体，通过对投入和产出比率的综合分析，以DMU的各个投入和产出指标的权重为变量进行评价运算，采用多目标线性规划方法，确定有效包络面(生产前沿面)(Production Technology Frontier)将数据包络起来，依据包络面计算出效率测度，并以每个DMU到有效生产前沿面的距离为度量,测定每个DMU是否为DEA有效。DEA无需将多目标函数转变为单目标函数，因此在操作上具有客观性。

本文运用DEAP软件，采取产出主导型测算方法，并引入两个数据包络模型，即规模收益不变的CRS-CCR模型和规模收益可变的VRS-BCC模型[12]。

由于闽三角城市群所处区域范围内自然禀赋差异较小，因此主要基于生产力三要素的角度，可以从投入和产出两方面来反映城市群公园绿地规模效益情况，具体可分为4项指标：input1人口的投入用“区域人口”表示，单位为“万人”；input2资本的投入用“区域GDP”表示，单位为“亿元”；input3土地的投入用“区域面积”表示，单位为“km2”；output产出用“区域公园数”表示，单位为“座”。最终构建出适用DEAP软件的“三输入，一输出”城市群公园绿地规模效益评价指标体系。

(一)CRS-CCR模型

CRS-CCR模型是基于规模收益为常量的假设，即不考虑规模收益的模型。它判断决策单元是否为“总体有效”(即技术和规模同时有效)，所谓“技术有效”既指在现有资源投入前提下决策单元实现了最大的产出；“规模有效”既指当各投入同时增加X倍，则产出也随之增加X倍。

假设对每个决策单元有N个投入、M个产出数据。对第i个决策单元，用pi和qi分别代表它的投入和产出。也就是说，Npi的投入矩阵P和Mqi的产出矩阵Q代表了I个决策单元的所有数据。则CRS-CCR模型可表示公式(1)为：

Minθ,λθ

(1)

(二)VRS-BCC模型

VRS-BCC模型基于规模收益可变的假设，它判断决策单元在现有规模下的“纯技术有效性”，即在现有的规模情况下，各项投入均达到最充分的利用，此模型可以避免技术有效性受规模有效性的影响。VRS模型如公式(2)所示，其中λ同样是一个Npi的常数向量，σ为该决策单元的“纯技术效率”。当σ=1时，表明在当前的规模效益水平下，投入和产出在技术上已经达到最优。

Minσ,λσ

(2)

式中：σ表示该决策单元的“纯技术效率”，其他符号含义同公式(1)。当σ=1时，表明在当前的规模效益水平下，投入和产出在技术上已经达到最优。

(三)DEA规模效益模型

同时采用CRS-CCR和VRS-BCC的DEA方法可以对一个决策单元的规模效率进行测量。如果对同一个决策单元，CRS-CCR和VRS-BCC的技术效率值不同，就说明该决策单元存在规模无效率。在此基础上还可进一步对决策单元的DEA“规模效率”ρ进行求解。模型如公式(3)。规模效率ρ=1说明规模相对最佳。若“综合效率”=“纯技术效率”=“规模效率”=1，则说明规模效益水平高。

(3)

式中：ρ表示“规模效率”；θ表示“综合效率”；σ表示“纯技术效率”。

最终的规模收益结果中会出现3种情况：(1)规模效益不变(-)，也即是在既定投入情况下和最佳规模效益水平下，可以获得最大的产出效果；(2)规模收益递减(drs)，也即是如果全部投入的数目以过小的百分比增加，使得产出增加的百分比相对于投入百分比减少，此时为非DEA有效；(3)规模收益递增(irs)，也即是如果全部输入的数目以过大的百分比增加，使得产出增加的百分比相对于输入百分比增加，此时也非DEA有效。

三 分析与讨论

(一)城市群整体公园绿地规模效益分析

1.针对地市级的整体分析

将闽三角城市群中厦门市、泉州市和漳州市整体的输入输出数据代入CRS-CCR和VRS-BCC模型，使用DEAP2.1软件进行规划求解，得到结果如下表1。

表1 闽三角城市群整体决策单元评价结果

泉州市和漳州市的规模性呈现相反态势，泉州市为“drs”递减状态，而漳州市则是“irs”递增状态。从闽三角城市群整体上看，泉州市和漳州市公园绿地布局均有可改进的空间。泉州市公园绿地布局上产出的增加小于投入的增加，出现了资源投入冗余，在部分区域应尽量避免公园绿地的无序扩建，提高绿地资源的利用率；漳州市公园绿地布局的产出增加幅度大于投入的增加幅度，因此可以进一步加大公园绿地规模，满足市民的实际需求。

2.针对县(市区)级的整体分析

将闽三角城市群中厦门市、泉州市和漳州市28个县(市区)各自的输入输出数据代入CRS-CCR和VRS-BCC模型，使用DEAP2.1软件进行求解，综合效率θ、纯技术效率σ、规模效率ρ(以堆积柱状图主坐标体现)以及规模性(以散点图次坐标体现，递减状态设置为-1，不变状态设置为0，递增状态设置为1)结果如图2所示。

图2 闽三角城市群整体公园绿地规模效益评价

从闽三角城市群整体上看，公园绿地具备较强的规模效益递增状态，这说明对公园绿地的投入获得了比正常情况更高的产出。基于规模报酬递增理论，也说明从闽三角城市群整体规划上看，未来进一步增加公园绿地的布局，对区域社会经济、生态环境的发展都助益良多。

3.针对县(市区)级的改进

表2 闽三角城市群整体非DEA有效区域改进情况表

由表2可知，闽三角城市群整体上共有19个县(市区)需要改进。厦门市2区公园绿地规模效益主要改进因素是人口。泉州市丰泽区与石狮市需改进人口因素；德化县何永春县需改进土地状况；安溪县、惠安县和南安市需要从人口和土地两方面改进；泉港区需改进GDP状况和土地投入；晋江市的情况最为复杂，人口、资本、土地因素均成为改进因素。漳州市东山县、芗城区、云霄县、诏安县需改进人口因素；南靖县、长泰县需改进土地因素；龙海市、漳浦县则需改进人口与土地两项。

从闽三角城市群整体上看，人口与公园绿地之间的不均衡是最大的问题所在，公园绿地的占地不足情况也不容小视。

(二)城市群内部公园绿地规模效益分析

1.厦门市内部分析与改进

虽然从闽三角城市群整体来看，厦门市的公园绿地规模效益已达到均衡状态，但仍有必要探究厦门市下辖6个区域内部比较时，各自公园绿地的规模效益情况(图3)。

图3 厦门市内部公园绿地规模效益评价

由图3可知，厦门市公园绿地规模效益的内部分析中，思明区、同安区和翔安区达到“强规模有效”，其规模效益和闽三角城市群整体分析时一致，仍为不变状态，各投入指标能够比较好的满足公园绿地的规模效益需求。海沧区和湖里区的公园绿地规模效益虽然为递增状态，经过改进模型的计算，不需要修正，但仍需预防区域未来公园绿地不足的倾向性。

厦门市的集美区公园绿地的规模性为递增状态，经过计算需要进行非DEA有效的改进。改进后各项皆为DEA有效，结果如表3所示。

表3 厦门市非DEA有效区域改进情况

本文基于投入量可变的前提下，分析如何达到产出规模最优。可知，集美区目前仍有22.183万人无法很好地享受到公园绿地公共资源，应考虑加大投入并提高该区域公园数量，此时集美区公园绿地规模效益最优，人口、GDP和土地与公园绿地布局可达成均衡状态。

2.泉州市内部分析与改进

考虑到从闽三角城市群整体来看，泉州市公园绿地的规模效益处于“drs”递减状态。从城市内部分析，泉州市11个市(县区)的具体情况如图4所示。

图4 泉州市内部公园绿地规模效益评价

由图4可知，作为泉州市主城区的鲤城区、丰泽区、洛江区，以及石狮市和永春县均处于规模效益不变状态，这些区域的公园绿地分布与各项资源投入状况产生了强有力的“规模有效性”。而经过改进模型的计算，非DEA有效的区域则包括，处于递增状态的泉港区和德化县，处于递减状态的惠安县、安溪县和南安市。其改进情况如下表4所示。

表4 泉州市非DEA有效区域改进情况

由表4可知，泉州市主要改进因素在人口和土地两个方面。递增状态的区域中，泉港区比较特殊，其区域GDP有冗余。相较于泉州市其他区域，泉港区的GDP水平并不算最高，但就目前经济的贡献情况来说，未来需增加向公园绿地的资本投入量，增加该区域公园绿地布局水平，才能与GDP的发展相适应。

3.漳州市内部分析与改进

考虑到从闽三角城市群 整体来看，漳州市公园绿地的规模效益处于“irs”递增状态。从城市内部分析，漳州市11个市(县区)的具体情况如图5所示。

由图5可知，作为漳州市城市中心区域的龙海市、龙文区、芗城区以及平和县、长泰县均处于规模效益不变状态，这些区域的公园绿地分布与区域资源配比情况均衡，产生了较强的“规模有效性”。而经过改进模型的计算，非DEA有效的区域包括：处于递增状态的云霄县和诏安县，处于递减状态的南靖县和漳浦县。其改进情况如表5所示。

图5 漳州市内部公园绿地规模效益评价

表5 漳州市非DEA有效区域改进情况

规模性 区域区域人口/万人区域GDP/亿元区域面积/km2递减状态南靖县0.0000.000-727.413漳浦县-24.4780.000-6.582递增状态云霄县-8.3010.0000.000诏安县-22.9970.0000.000

由表5可知，漳州市主要改进因素在人口和土地两个方面。递增状态的区域中，云霄县和诏安县通过未来加大对公园绿地的投入，可以收获更高效的公园绿地资源配置效益，满足更多居民的需求。

(三)城市群公园绿地规模效益比较分析

1.城市群整体与部分一致情况

无论是基于闽三角城市群整体28个县(市区)公园绿地规模效益的评价，或是基于闽三角城市群内部3个城市各自县(市区)的情况，某些区域总是处于规模效益的某一阶段，这说明该区域公园绿地布局情况与闽三角城市群总体的协调度一致，也可以从侧面反映出其在城市群中的标杆地位。

公园绿地规模效益水平呈现“强规模有效”、规模效益为“不变”状态且不需进行改进的区域共有4个：厦门市占3个(翔安区、同安区、思明区)，漳州市占1个(平和县)。这4个区域公园绿地布局本身社会经济发展、人口与土地需求和区域的公园绿地数量相吻合，因此，其布局达到了DEA规模效益。

一致处于规模效益“递增”状态的区域共有9个：厦门市占3个(海沧区、湖里区、集美区)，泉州市占2个(德化县、泉港区)，漳州市占4个(东山县、华安县、云霄县、诏安县)。

一致处于规模效益“递减”状态的区域共有5个：泉州市占4个(安溪县、惠安县、晋江市、南安市)，漳州市占1个(漳浦县)。

2.城市群整体与部分差异情况

研究中出现闽三角城市群中某些区域，依据整体进行分析时呈现一种规模效益情况，而依据内部城市进行分析时呈现出另一种情况，这说明该区域公园绿地布局情况存在很强的内部特征，与闽三角城市群整体的协调度不高，为了区域协调发展，应在未来着重控制调整。

泉州市丰泽区、鲤城区、洛江区、石狮市、永春县在城市内部范围看均属于不变状态，然而从闽三角整体上看均处于递增状态，说明泉州市以上区域公园绿地布局的内在动力不足，为了适应闽三角城市群整体发展，还需不局限眼光，找好标杆，持续发力，推动城市生态文明建设。

漳州市龙海市在城市内部看属于不变状态，然而放在闽三角城市群的视角下，则处于递减状态，说明对于漳州市核心城区的公园绿地布局已臻完善，应放更多力量加强其他区域。龙文区、芗城区、长泰县在城市内部看属于不变状态，但在闽三角城市群整体情况下，则处递增状态，说明这三个区域是漳州未来公园绿地布局的重点所在，规模效益能极大发挥正向作用。南靖县的悖论情况则充分反映出漳州市内部公园绿地的不均衡发展。

四 结论与讨论

基于POI数据和DEA方法开展以闽三角城市群为例的城市群公园绿地规模效益研究，通过从城市群整体与城市群内部两个维度展开分析并加以比较讨论，可以得出结论如下：

使用DEA方法进行城市群公园绿地规模效益的分析，可以从一个侧面了解城市群发展的协调统一情况，根据不同区域公园绿地在城市群整体和内部规模效益的不同反映，可以推断出该城市在城市群中的地位。

处于城市群整体与内部一致“递增”状态的区域应加大各项投入力度，切实发挥其规模效益，从而创造更多生态效益，为市民生活谋福利。而处于一致性“递减”状态的区域则应考虑投入过剩情况，避免资源浪费。处于一致性“不变”状态的区域则宜保存目前情况，发挥最大效益。

对于城市群整体与内部的差异情况，应充分考虑区域协调发展目标，未来内部的公园绿地布局应更多着眼大局，依据城市群的考量标准做进一步调整与细化。特别对于内部为“不变”状态，而整体呈现“递增”状态的区域，还应考虑增加公园绿地的相应投入，提高城市群整体协调度。

本文中指标使用了较新的POI数据，但也存在其他指标未尽完善的情况，未来可尝试增删指标，以期更好的进行区域人口、资源与环境协调发展的相关研究。