多源数据下城市地铁站域文化活力解析——以天津为例

刘韦伟，李伟佳，苏心悦，张鑫洋，杨晨，王婕润

（1.天津大学 仁爱学院，天津 301636；2.天津大学 建筑学院，天津 300072）

一、引言

“十三五”期间我国城市地铁迎来高峰建设期，大数据作为国家发展战略及“文化自信”的提出是重要的时代背景。目前我国开通运营车站3394座，庞大的地下网络和人流量使得轨道交通站域成为城市社会、经济、文化的关键活力点。地铁站域文化活力的研究将有利于为城市文化资源健康有序的发展提供新思路，提升城市文化特质。国内外已有学者对城市文化活力进行探讨，如对城市公共市场文化活力的研究（Zakariya K，2016），从文化活力角度研究城市的可持续发展（Zbranca RM，2017），挖掘城市文化活力的理论资源（董慧，2011）、研究城市文化活力提升路径（常东亮，2019），针对历史街区文化活力营建模式的研究（秦川，2014）等。当前研究多偏向于理论与设计层面的探讨，研究地铁站域文化活力方面则较少，未形成系统性的理论和实践研究。

文章在已有空间活力的分析方法基础上，借助开源地图、POI数据以及百度热力图等多源数据，以天津地铁站域为例，运用ArcGis空间分析，对天津城市地铁站域文化活力现状进行解析，进而提出文化活力的提升策略。

二、研究范围与数据来源

（一）研究范围

文章以天津市中心城区的地铁站域为研究对象，具体范围为以外环线为空间边界，包括和平区、南开区、河西区、河东区、河北区以及红桥区等市内六区，以及西青区、东丽区、北辰区和津南区环城四区部分地域范围，涉及地铁线路有：地铁1号线、地铁2号线、地铁3号线、地铁5号线、地铁6号线、地铁9号线共6条线路，共103个地铁站点。

（二）数据来源

1.百度热力图

百度热力图数据是基于智能手机使用者访问百度产品（如搜索、地图、天气和音乐等）时所提供的分时段人口活动强度数据，计算区域内的人群密度和人流速度，计算结果用不同的颜色和亮度反映人流量的空间差异，能够表征该时空范围内城市区域的活力情况。本次研究对2018年12月21日至12月25日为期5天的天津中心城区范围内百度热力图数据进行跟踪，利用爬虫工具对热力图数据进行定时截取，截取时间为上午7点至24点，以1小时为频率，总计截取热力图85张，以此作为本研究的数据基础。

2.POI数据

POI指兴趣点，地理信息系统中，一个POI可以是一栋房子、一个商铺、一个公交站等，每个POI包含四方面信息：名称、类别、经度纬度、地址名称。文章获取数据来源于百度POI，能够保证数据的准确性与实时性。研究通过对百度地图LBS-POI的梳理统计，得出与文化活力相关的一级行业分类为旅游景点、教育培训和文化传媒三类。研究基于2018年12月的百度地图获取以上POI数据，数据量共计7149条，涵盖了公园、植物园、博物馆、文物古迹、高等院校、图书馆、科技馆、艺术团体、美术馆、展览馆等28类二级行业设施信息。

三、地铁站域文化活力时空特征与提升策略

为了更好地识别城市地铁站域文化活力的差异度，研究采用了数据转换、GIS空间分析等方法，侧重时空两个维度的研究：一是时间活力特征，二是空间活力特征。

（一）时间活力特征

百度热力图是以超大数据为基础，通过人群密度和人流速度，综合计算出聚类地点的热度，以高亮形式显示，不同颜色、亮度代表不同人流量，数据定时更新，能够反映区域内的人口聚集与分布情况。研究以百度热力矢量图为基础，叠加天津地铁线网，探究两者的耦合关系，对了解地铁站域空间活力具有重要参考价值。研究分别选取2018年12月21日（工作日早晚高峰）、2018年12月22日（周末早晚高峰）以及2018年12月24日（节假日早晚高峰）进行统计，基于ArcGis平台对获取的百度热力图数据进行预处理，将热力图信息标识为人群聚集程度，结合城市地铁线网识别热图对应的区域，进而分析地铁站域空间活力热度。（表1）

>表1 经矢量化处理的百度热力图数据（部分）

如表1所示，从空间层面来说，活力分布特征呈现反距离模型，随着远离城市或区域中心，活力逐渐下降，大致呈同心圆分布规律；从时间分布来说，与工作日相比，由于周末或节假日通勤率低、出行活动减少，活力强度有所下降，同时，晚高峰相比早高峰时段聚集程度较高，这与夜间经济时段变化、政策等社会因素有关。活力度较高的区域主要在天津老城区和商业中心区，地铁站包括西南角站、鼓楼站、和平路站、营口道站、小白楼站、下瓦房站，这些站域与区域的人口密度、路网密度有正相关关系。另外，城市的交通枢纽站活力度也较高，如西站、天津站，是城市高铁、公交、出租、私家车与地铁换乘的大型枢纽集散地，作为城市对外门户发挥着重要的运输作用。

（二）空间活力特征

核密度分析可以用来表征空间设施的密集程度，此方法是经四次核函数拟合而成平滑曲面，可视化分析结果中不同颜色、亮度代表设施的空间聚集度。本研究在收集数据过程中，对教育培训和文化传媒进行了汇总，统称为科教文化设施类。通过ArcGis平台对收集的7149条数据清理后进行核密度分析，分别计算科教文化与旅游景观两类设施的空间密度分布情况，进而通过单位网格内的POI密度值来估计其周围密度，从而推演地铁站域的文化网络密度，进一步分析地铁站域的空间活力。

如图1所示，密度分布呈现从城市中心向城市外围逐渐降低的趋势。地铁1号线西南角站至下瓦房站、地铁3号线和平路站至红旗南路站区间密度较高，5号线与6号线线网交叉圈层的密度次高，地铁2号线沿线、9号线天津站至直沽站的科教文化设施密度分布较均匀，其余站点周边科教文化密度较低。如图2所示，旅游景观设施密度分布相对科教文化设施较低，空间形态呈中心云团状、周边点状分布，与地铁线路走向一致，多集中于地铁线路周边，如2号线东南角站至天津站区间、3号线津湾广场站至营口道站区间，其他区域呈现不规则点状特征。综上，天津地铁空间活力呈现同心圆模型趋势，自城市中心区向外辐射，活力逐渐降低，整体分布不均衡，与交通可达性、地铁线网密度、便利性、设施数量、生活舒适性等因素相关，文化设施过于集中于中心区域，城市中环线以外的地铁站域文化活力度较低。

（三）文化活力提升策略

基于以上定量分析，天津地铁站域文化活力度高的区域主要集中于和平区、河西区等老城区，地铁线网也聚集于1、2、3号线等运营多年的线路，对天津既有地铁站域文化活力的提升，提出以下三个层面的应对策略。

1.打造站域空间文化品质

增加创意文化业态的多样性以提升站域活力。不同站域文化资源类型带来不同的活力属性，如活力度较高的小白楼地铁站域，采用多种灵活的零散小型体量形态布局，包含地下步行街、地上尺度较小的步行街，形成了地上地下有机组合的活力氛围。文化资源分布特征与站域空间活力有着不可分割的内在规律，应注重站域周边空间要素的设计，引入多种文化创意业态，增加开放、步行、复合等空间与站域入口位置的关联度，发挥地铁与周边文化价值的叠加辐射效应，提升站域空间的文化品质，达到吸引公众的目的。

>图1 科教文化设施核密度分布图

>图2 旅游景观设施核密度分布图

2.发挥地铁通勤的时效性

从热力图中可以发现，城市活力具有明显的时效性，以24h为周期上升、波动和下降，变化规律与人们乘坐地铁上下班通勤时间相一致。在天津，地铁每天运载客运量达百万人次，庞大的人流量与文化输出不相匹配，应挖掘地铁站内空间，尤其是综合体空间的活力点，以“媒体+空间”的新方式激活地下空间，尤其注重工作日晚高峰具有文化价值的媒体激活功能，如津湾广场站，尽管拥有极佳的站域资源优势，但由于站内空间利用率较低，未成为展示天津特色的文化窗口，此站应结合海河文化等文化资源，空间以新颖的媒体形式着力打造城市特质形象，成为节假日活力的聚集地。

3.提升站域整体感知体验

站域文化活力度的高低与空间的使用者息息相关，依据CTR权威发布的有关地铁调研数据显示，中国地铁乘坐人群主体为白领阶层，平均年龄31.7岁，男女比例均衡，平均月收入8211元，大专以上学历占80.7%。可见，地铁汇集了年轻化、高知化、消费力强的城市中坚力量和主流群体，具有探知、挑战、可接受度高等特点。应根据地铁人群特征，进一步完善细节，如尺度、绿化、景观、障碍物、高差、休息设施、温度、噪音、光线等，同时，在站域内合理布置立体交通综合系统，促进形成多选择性、流动性的、连续性、舒适性与吸引力同构的多样化空间感知体验。

四、结语

地铁站域文化活力的相关研究是有关城市发展下人、环境、社会与文化关系的现实问题，也是城市问题中的重要一环。随着研究方法和手段的不断创新，定量研究如地理科学、街景图像、三维可视化等数据形式的介入拓展了量化研究的广度，随着新技术、新方法、新数据源的涌现还将继续深化。文章运用两类大数据进行了空间可视化分析，讨论了天津地铁站域空间文化活力的整体现状，并提出了提升文化活力的有效策略，为城市管理者提供营造高品质、高活力站域的量化解析。未来，有关城市文化活力的相关问题，应更加注重建成环境、社会环境、文化与人本之间的耦合关系，指导城市良性发展。