基于GIS 的公共服务设施服务区分析评价——以魏县中心城区为例

■ YU Bo XU Shiyu

1 概述

1.1 研究背景

为响应自然资源部关于建立国土空间规划体系并监督实施的要求，按照自然资源部关于市县国土空间总体规划编制工作的总体思路，需要对资源环境承载能力和国土空间开发适宜性进行评价（以下简称“双评价”），而对公共服务设施的评估作为开展“双评价”中评估的一个要素方面，对摸清现状、深入分析公共服务设施的现状问题，查找主要问题具有重要意义。

1.2 可达性含义

公共服务设施的可达性，是对公共服务设施有需求的人群在空间上获得相应公共服务时的交通便捷程度[1]。道路交通便捷程度是影响公共服务设施可达性好坏的一个重要因素。因此，要想评价某个区域的公共服务设施好坏，首先要确定其道路交通网络的便捷程度。

基于GIS 出行范围的公共服务设施可达性，是指在给定的时间范围内（如步行10min、车行15min 等），从各个方向能到达该设施点构成的范围[2]。该范围的大小与交通便捷程度呈正相关，该方向上的交通越方便，能到达的范围面积就越大，则出行的可达性就越好，反之，则可达性就越差。

2 研究区域及数据来源

2.1 研究区域

魏县隶属于河北省邯郸市，地处河北省南端，冀豫两省交界处，华北平原腹地，邯郸、安阳、聊城、濮阳4 市辐射中心地带。本文研究区域选取魏县中心城区的范围进行研究，中心城区的范围以魏县城乡总体规划（2013—2020）划定的中心城区开发边界范围为依据进行划定。

根据中心城区的现状可知，魏县中心城区的教育、医疗设施建设与其他公共服务设施相比相对完善，文化公益设施明显不足，因此，本文仅对魏县的教育、医疗设施进行研究分析。

2.2 数据来源

本文研究的数据包括：魏县中心城区道路网络现状、公共服务设施点数据。所有研究数据均来源于全国第三次土地调查数据（以下简称三调数据）。

3 研究方法

3.1 基础数据的处理

将中心城区的道路网络按照道路的不同等级分层设置。具体步骤为：①以三调数据中的道路网络数据为基础，提取中心城区的道路中心线，并将其按照道路等级划分为主干路、次干路和支路三个等级，以此形成道路网络分级。②在GIS 中将同类道路合并为一个整体后，将所有道路在交叉口处打断，将打断的道路网络建立拓扑检查并修正其存在的错误。③为道路网络添加“车行时间”“步行时间”两个字段属性并计算出其值。

3.2 构建道路交通网络

在基础数据处理好的前提下，对道路交通网络现状构建交通网络并进行模拟，交通网络的模拟，包括对道路单行线的模拟、路口转弯的模拟、地铁的模拟等。

首先，新建一个交通网络数据集，并为交通网络数据集设置路口转弯、道路连通性、高程建模、路程成本等属性，添加道路交通网络的通行成本，这里的通行成本选择设置为车行时间。将以上交通网络数据集的属性设置完成后，即建立了一个简单的道路交通模拟图（图1）。然而，在实际的道路交通网络中，还有更为复杂的交通情况，例如，有些道路只允许单向通行，有些道路不允许路口转向，这就说明在构建交通网络时模拟单行线和路口转弯具有重要意义。当然，在构建交通网络模型时还包括由地铁、地面交通、高架桥组合而成的立体交通网，地铁口、高架桥出入口是与地面交通的汇合处，因此，也会对地面道路交通产生影响，所以，在有地铁的城市还要对地铁情况进行模拟。考虑到魏县只是一个县级城市，没有地铁交通，所以本文不对其进行模拟。

3.3 公共服务设施的服务区分析

利用GIS 的服务区分析功能，可分析得出公共服务设施在通行成本下所实际覆盖的服务范围，这个通行成本可以设置为路程、车行时间和步行时间等。分析得出的结果，可对公共服务设施的服务空间分布特征进行分析评价。

利用GIS 的扩展模块NetworkAnalyst 工具条，启动新建服务区分析。将公共服务设施点加载后，设置服务区分析属性，然后进行服务区的求解，即可得到公共服务设施的服务范围。本文将小学设施的服务范围设置为步行时间10min，中学设施的服务范围设置为步行时间15min，社区级医疗设施的服务范围设置为步行时间10min，县级综合医院的服务范围设置为车行时间15min。

3.4 基于设施服务区范围的可达性分析

在分析得出的各个公共服务设施的服务区范围基础上，计算每个公共服务设施服务区的覆盖面积，然后按照计算得出的服务区覆盖面积的大小，将可达性分为9 个等级：＜1万m2、＞1～1.5 万m2、＞1.5～2万m2、＞2～2.5 万m2、＞2.5～3 万m2、＞3～3.5万m2、＞3.5～4 万m2、＞4～4.5万m2、＞4.5～5万m2分别对应的可达性为1～9 级。覆盖面积越大，说明可达性越好。最后利用GIS 的“插值”工具生成公共服务设施的可达性分析图。

4 案例研究

4.1 魏县中心城区公共服务设施的服务区分析评价

4.1.1 教育设施服务区评价

图1 道路交通模拟图

根据小学服务设施步行10min 服务范围图（图2）可知，魏县中心城区现有小学设施点共11 个，在空间分布上主要有以下特征：从中心城区范围内来看，小学设施主要集中在中心城区用地的中部和北部，大致呈西北—东南向分布。服务覆盖范围分布特征：受道路网络便捷程度影响，设施的服务覆盖范围差异较大，在城区用地范围内，主要分布在覆盖区域，可满足大部分城区居民的需求，但在西南部、西北部和东南部仍存在覆盖不足的问题；而从城区开发边界范围内考虑的话，东西部分布差异较大，小学设施主要集中在西部中心城区用地，而东部村镇用地教育设施短缺严重。

由中学服务设施的步行15min服务范围图(图3)可知，魏县中心城区现有中学设施点共6 个，空间分布特征：呈南北纵向分布，线状分布格局。从覆盖范围层面来看，城区用地的中部可以满足城区居民要求，但在东南部、西北部仍有覆盖不足；从城区开发边界范围内考虑，东部村镇用地的中学服务设施也缺额较多，城区开发边界内的村镇居民就读时间成本高，只能选择到中心城区学校就读。

综上所述，魏县中心城区的教育设施存在的主要问题是：空间分布主要集中在城区用地中部，周围覆盖范围不足。具体表现在城区用地内相对充足，在东部村镇用地中缺额较严重，在未来规划建设中应考虑在东部配置教育设施，以满足村镇居民的教育需求。

4.1.2 医疗设施服务区评价

将魏县中心城区的医疗设施分为两级：①社区级医疗设施，主要为其邻近的居住区居民提供医疗服务，例如：魏县手足创伤医院、魏县肛肠医院等；②县级综合性医院，即可为全县城的居民提供综合医疗服务的综合性医院，例如：魏县人民医院、魏县妇幼保健院、魏县中医院等。

由社区级医疗服务设施分析图（图4）可知，社区级医疗服务设施的空间分布特征为：在中心城区用地的南部呈片状分布，中心城区用地的北部没有社区级医疗服务设施，覆盖范围明显不足，在北部还需考虑配置社区级医疗设施机构，以完善医疗设施服务体系。

图2 小学设施服务范围图

图3 中学设施服务范围图

图4 社区医疗设施服务范围图

图5 县级医院服务范围图

由县级综合医院设施分析图（图5）可知，中心城区的县级综合性医院共有5 家，在空间分布上有以下特征：大致呈南北纵向分布，在中心城区用地范围内分布较均匀，其服务范围基本能满足全县居民的医疗需求；但从城区开发边界范围来看，西北角、东北角和东南角有一部分无法满足就医需求。

综上所述，中心城区医疗设施也存在空间分布不均问题，医疗设施10min 覆盖范围明显不足，导致就医时间成本高等。

4.2 基于设施服务范围的可达性评价

4.2.1 教育设施可达性空间分布特征

由小学步行10min 可达性分析图（图6）可知，小学设施的可达性在空间上大致由东南—西北向越来越好，东南部可达性最差，在西北部可达性达到高峰

由中学步行15min 可达性分析图（图7）可知，中学设施可达性由南至北方向越来越好，东北部的可达性最差。

综上所述，受城区西北部道路等级较高的影响，教育设施的可达性均在城区的西北部呈现最高值，可达性较好。因此，可说明道路网络的通达程度影响了公共服务设施可达性的好坏。

4.2.2 医疗设施的可达性分析

由社区医疗设施步行10min 可达性分析图（图8）可知，其可达性等级大致呈现从南到北递增的趋势，但可达性等级的最低值出现在东南部，最高值出现在西北部。

由县级医院车行15min 可达性分析图（图9）可知，其可达性等级分布由中部核心区向四周递减，最低值出现在西南部。

综上所述，医疗设施的可达性，一方面，受现状道路等级的影响，另一方面，也受医疗设施点的空间分布位置影响，可达性水平整体较低，仍有待提高。

5 结语

本文以魏县中心城区的教育、医疗设施为研究对象，运用GIS 的网络

图6 小学可达性分析图

图7 中学可达性分析图

图8 社区医疗设施可达性图分析

图9 县级医院可达性分析图

分析模块，根据公共服务设施的服务区分析和基于服务区出行范围的可达性评价，得出其公共设施现状存在的问题，为以后的公共服务设施建设提出了布局优化建议。但不足之处是，对公共服务设施的可达性分析仅考虑了道路交通便捷程度这一个影响因素，且只针对公共服务设施实际服务范围进行分析，对其他区域的可达性还缺少研究，有待进一步完善。