基于ArcGIS和GD的河南省旅游景区空间分异探究

卫 杨，胡道华，柴 玉，王艳君

（湖北大学 资源环境学院，湖北 武汉 430000）

0 引言

为积极应对新冠肺炎疫情对河南省旅游业的影响，河南省旅游厅发布了《支持文化和旅游企业战胜疫情稳定发展的通知》，旨在推动本省的文化和旅游业复苏，促进旅游经济复苏和发展。河南省旅游景区和旅游产品的分布存在着空间差异、分布不均匀等特性[1]，给合理配置旅游资源带来一定困难，旅游资源缺乏地区难以发挥旅游经济的刺激作用。旅游业还存在季节性差异和游客在特定时间内集中出游的特性，该问题的解决需要对旅游资源的空间分异性进行具体地分析，从空间上合理地分配旅游资源。

随着旅游经济的发展和互联网技术在旅游产业研究中的应用，学者们逐渐运用大数据对旅游业进行研究。如荣慧芳等[2]运用网络技术，提出了乡村旅游热点识别方法。同时，也出现了众多运用地理探测器分析旅游景区时空分异的研究[3-6]。再如旅游资源配置方面，较多专家学者，从不同角度，提出了合理利用旅游资源的建议[7-9]。近年来，也有学者结合地理探测器与大数据对旅游业进行研究[10]，但是对于结合ArcGIS与地理探测器分析河南省境内旅游资源的文献尚少。因此，本研究拟通过定性分析学者的相关文献和定量分析河南省旅游资源的空间差异的影响因素，以期为促进河南省旅游资源在空间上的合理配置和旅游资源的高效利用提供科学指导。

1 数据来源和研究方法

1.1 数据来源和处理

本文的景区资源，来源于河南省旅游厅、各级地方政府网站及地方旅游局网站公布的河南省内A级至5A级景区。河南省高程数据来自地理空间数据云网站公布的精度为90 m的SRTM（shuttle radar topography mission）数字高程图。河南省行政区划底图和流域数据来自河南省测绘地理信息局发布的河南省标准地图和基础要素地图。旅游消费、人口密度、交通里程、平均气温和经济水平等数据来自于2007—2019年《河南省统计年鉴》。对河南省旅游景区数据进行处理并建立数据库，数据库包含景区经纬度坐标和景区名称等数据。

研究中，对河南省的旅游景区分布进行核密度分析处理，对河南省人口密度和各地级市生产总值等数据进行矢量化和离散化处理，并结合ArcGIS分析技术进行分类化处理。

1.2 影响因子的确定

依据可量化、可比较和可获取的指标体系构建原则，借鉴以往的研究成果[11]，并结合实际情况，构建了由3个影响因子、7个二级影响因素组成的河南省旅游景区影响因子指标体系，具体见表1。

表1 河南省旅游景区影响因子指标体系Table 1 Influence factor index system of tourist attractions in Henan Province

1.2.1 社会因素

1）常住人口。常住人口指全年经常在家或在家居住6个月以上的人口，该指标能够有效代表某个地区的实际人口数量。人是旅游活动的主体，人口密集地区人类活动更加多样。伴随着可支配收入的增加，人们的旅游需求和意愿也不断增加。人们旅游需求的增加会促进旅游景区的建设和发展，因此常住人口在影响景区空间分布上具有重要作用。

2）公路里程。交通条件作为旅游业六大要素条件之一，具有连接客源地与目的地的重要使命，在旅游发展中具有不可替代的作用。

1.2.2 经济因素

1）旅游消费。旅游消费包括在旅游目的地的餐饮、住宿、交通等各种消费，其体现了一个地区的旅游发展状况和经济水平。同时，旅游消费也会刺激旅游目的地的旅游业发展，在旅游景区空间变化中具有重要作用。

2）经济水平。一个地区的人均GDP体现着该地区的总体发展水平。经济状况良好地区的旅游基础设施齐全，旅游接待条件完善，对于旅游景区的空间分布具有重要影响。

1.2.3 自然因素

1）水域。水域在景区空间分布上具有深远影响，河流及其沿岸地区是重要的文化发源地，也是人们重要的居住和活动场所，并形成独特的人文景观。

2）平均气温。气温是一个地区是否适宜人类居住的重要影响因素，合适的气温对游客流动和文化发展具有促进作用，从而形成诸多文化景观和旅游景观，并影响着旅游景区的形成和发展。

3）地形地貌。地形地貌不同，形成的景观类型也有所不同。海拔高的地区相应形成独特的高海拔景观，平原地区则形成高海拔地区所不具有的景观类型。地形地貌在影响景区分布上具有重要作用。

1.3 研究方法

1.3.1 核密度分析

核密度分析是一种用于估计概率密度函数的非参数方法，可以研究和挖掘空间中元素分布的深层次规律与分布特征，直观地传达其空间分布的分布密度、动态特征，反映空间要素的集聚和分散特征[12]。核密度分析的表达式为

h为宽带，且h>0；

x-xi为估值点x到xi处的距离；

n为研究对象的数量。

1.3.2 标准差椭圆

标准差椭圆（standard deviational ellipse）是一种空间格局统计分析方法，与一般的空间统计方法不同，其着重于揭示地理要素空间分布的全局特征。一般采用中心性、展布性、密集性、方位和形状特征等进行表达[13]，其表达式如下：

式中：SDEx、SDEy为计算出来的圆心坐标值；Xi、Yi为每个要素的空间位置坐标值；

1.3.3 地理探测器

地理探测器是用于检测主要影响因素和空间分异的工具，用于衡量自变量和因变量空间分布的耦合性，分析两变量空间分异的影响因素[14]。

1）分异和因子探测器。探测Y的空间分异性，以及探测某因子X多大程度上解释了属性Y的空间分异。用q值来度量生境中各因子与河南省旅游景区空间分布的相关程度，具体的表达式为

式中：j=1, 2, …，L为变量Y或因子X的分层（strata），即分类或分区；

Nj和N分别为层j和全区的单元数；

和σ2分别为层j和全区的Y值的方差。

q的值域为[0，1]，q值越大，表示影响因素与河南省旅游景区空间分布的相关性越强，反之则相关性越弱。

2）交互作用探测器。其用于识别不同因子之间的交互作用，两个因子之间可以分为非线性减弱、单因子非线性减弱、双因子增强、独立和非线性增强5种关系[14]。交互作用探测器能够同时分析两个变量之间的交互作用对河南省旅游景区空间分布的影响。

2 河南省旅游景区空间分布及特征

河南省界于31°23′～36°22′N、东经110°21′～116°39′E之间，东接安徽、山东，北接河北、山西，西连陕西，南临湖北，总面积约为16.7×104km2。河南省的地势为西高东低，由平原和盆地、山地、丘陵、水面构成，地跨海河、黄河、淮河、长江四大流域。

河南省是我国旅游景区极其丰富的旅游目的地之一，2007—2019年间河南省旅游资源在空间分布上呈现出动态演化的特征，其2007—2019年部分年限的景区分布密度值见图1。

图1 2007—2019年河南省景区分布密度值Fig.1 Distribution density of scenic spots in Henan Province in 2007—2019

如图1a所示，河南省2007年的景区数量较少，主要分布于河南省中部。虽呈现出集聚状态，但尚未形成集中连片的旅游景区群。分布态势如图2所示，呈现西南偏东北走向。2007—2011年间我国倡导大力发展国内旅游业，促进了我国旅游业的蓬勃发展，河南省的景区数量迅速增加。如图1b所示，截至2011年底，河南省初步形成了河南省中部和北部旅游景区集聚群，南部地区也由零星分布的景区状态发展成为较小的旅游集聚地。分布态势上由2007年的西南偏东北走向逐渐演化为正南正北走向。2011—2017年间，为全面贯彻党的十七届五中全会的会议精神，适应我国旅游业的新发展形式，加强引导，以科学为主题，转变发展方式，全面发展国内和入境旅游，进一步促进了我国旅游业的蓬勃发展。河南省逐渐形成了河南中部、北部、西南部3个旅游景区集聚群和河南南部较小的旅游景区集聚地。分布态势上，2017年河南省旅游景区的标准差椭圆圆心由河南北部向南部转移，说明省内南部景区的数量增加，分布更加均衡。2017—2019年间，河南省内旅游景区在2017年已经形成的分布集聚区基础上进一步发展。两年间旅游景区的发展填补了原来三大集聚区之间的景区断层带，使得河南省内的旅游景区基本实现了省内集中连片的分布格局，省内旅游景区分布趋于均衡，分布态势上演化为西北偏东南的状态。

图2 河南省景区空间分布标准差椭圆演化图Fig.2 Evolution of standard deviation ellipse of scenic spots spatial distribution in Henan Province

由图1可知，2007—2019年，河南省的景区数量由少到多，空间分布上由稀疏到密集。河南省景区均匀分布于河南省境域内部，同时又具有局部中心集中的趋势。随着河南省景区数量的增加和逐年演化，逐渐形成了三大景区聚集区。北部以开封、洛阳等城市为城市群，诸多景点围绕城市群分布。以古都洛阳和开封为中心的诸多古城内分布有大量的古建筑和古代文化景观，形成了河南省北部的两大旅游景点集中分布区域。南部则形成了以信阳为中心的南部景区集中分布区域。三大景区分布区域构成了河南省景点空间分布现状。

3 景区分布影响因素分析

3.1 影响因子探测结果分析

所得河南省旅游景区分布影响探测结果见表2。

表2 河南省旅游景区分布影响探测结果Table 2 Investigation results of the influence of scenic spots distribution in Henan Province

3.1.1 水域影响因素分析

研究期间，水域影响力的变化相对稳定。如表2所示，水域分异和因子探测q值，从2007年的0.017 449增长至2011年的0.022 749，再变化至2019年的0.015 304。其中，2007年至2011年的影响力增强，2011年至2017年的影响力降低，水域的影响能力虽然呈现出了波动变化，但占总体的比值仍然很小，总体变化不大。

3.1.2 常住人口影响因素分析

常住人口的影响力总体呈现出波动增强的趋势。如表2所示，常住人口的分异和因子探测q值从2007年的0.019 394变化至2019年的0.078 710。2011年常驻人口影响力至2017年呈出下降趋势，2017年之后影响力又开始增强。

3.1.3 平均气温影响因素分析

平均气温对河南省景区空间分布影响的变化比较平稳，占总体比值不大。如表2所示，平均气温的分异和因子探测q值从2007年到2011年有小幅度上升，2011至2019年经历了小幅度降低后又开始逐渐上升，但总体上其增减变化并不明显，呈平稳状态。

3.1.4 旅游消费影响因素分析

旅游消费对河南省旅游景区空间分布的影响力变化较为平稳。如表2所示，分异和因子探测q值从2007年的0.069 037增长至2019年的0.072 716，呈现出小幅度增强趋势。虽总体变化较小，但对河南省旅游景区空间分布影响力较大。

3.1.5 公路里程影响因素分析

公路里程对河南省旅游景区分布的影响力呈现出先增强后减弱的发展趋势。如表2所示，公路里程的分异和因子探测q值从2007年的0.015 321增长至2017年的0.076 399，但是到了2019年又降至0.031 963。2017年之前公路里程的影响能力变化总体表现为上升趋势，2017年之后影响力有所下降，景区的发展对交通的依赖性稍微减弱。

3.1.6 地形地貌影响因素分析

地形地貌对河南省旅游景区空间分布的影响力呈现出先增强、后趋于稳定的发展趋势。如表2所示，地形地貌的分异和因子探测q值从2007年的0.003 296上升至2017年的0.013 485。而2017年至2019年的q值基本保持稳定。

3.1.7 经济水平影响因素分析

经济水平对河南省旅游景区空间分布的影响力呈现出稳步增强的趋势。如表2所示，经济水平的分异和因子探测q值从2007年的0.046 989上升至2011年的0.056 863，再至2019年的0.166 749。经济水平对河南省景区空间分布的影响力逐渐增强。

3.2 交互探测结果分析

交互探测器用于评估因子之间的相互作用，即两个因子共同作用时，是否会增强或减弱对因变量的解释力。x1～x7这7个影响因子的交互探测结果见表3和图3。表3中的数值代表两个因子共同作用时相互作用的强度。

表3 影响因子相互作用探测结果Table 3 Impact factor interaction detection results

图3 影响因子交互探测结果Fig.3 Interactive detection results of impact factors

图3表示2个因子共同作用时探测结果为增强或是减弱。从表3和图3所示结果可知，这7个影响因子相互之间进行交互探测的结果均呈现出非线性增强，但是增强幅度并不大。这说明7个影响因子中任意2个影响因子共同作用于河南省旅游资源空间分布时，不会影响河南省旅游资源的总体分布状况，需要多因子共同作用，从而促进河南省旅游资源在空间上的合理分布。

3.3 影响因子分析

本研究将各类型影响因子的二级因素q值相加，作为各类影响因子的影响力，来分析各类影响因子的影响力和变化趋势，所得各类型影响因子q值及其变化情况见图4。

图4 各类型影响因子的q值变化趋势图Fig.4 q value change trend chart of different types of influencing factors

3.3.1 自然因素

如图4所示，自然因素影响因子总体变化稳定，变化幅度不大。自然因素在旅游资源形成过程中起着至关重要的作用，自然环境形成时就对该地区旅游资源的形成及形成何种类型的旅游资源起到了基础性的影响作用。

3.3.2 社会因素

如图4所示，社会因素影响因子对河南省景区空间分布的影响力呈现出先增强而后减弱的变化趋势。伴随着人们生活水平的提高，具有旅游需求的人越来越多，在一定程度上刺激了河南省旅游景区的产生和旅游经济的发展。当旅游需求逐渐接近饱和后，常住人口作为旅游需求的载体，其对本地旅游景区的影响力也会缓慢降低。

3.3.3 经济因素

经济因素对河南省旅游景区空间分布的影响力呈现逐渐增强的趋势。如图4所示，经济因素对河南省旅游景区空间分布和演化的影响力程度不断加强。旅游消费的增加和社会经济水平的发展促进了旅游目的地的旅游经济发展，从而促进和刺激了旅游景区的发展。经济因素在影响河南省景区空间分布的影响因素中也逐渐占据了重要地位。

4 结论与讨论

4.1 结论

河南省旅游景区的发展经历了初期发展阶段、中期加速阶段和后期繁荣阶段。旅游景区的空间分布上由局部集聚状态演化为三大景区集聚群，最后形成集中连片分布的格局。空间分布态势上由西南偏东北走向逐渐演化为西北偏东南走向，与河南省地域形状基本吻合。旅游景区空间分布的重心也由北部逐渐向南部偏移，说明经过多年发展，河南省内旅游景区的发展逐渐趋于均匀、合理的分布状态。

影响河南省旅游景区空间分布的因素包括社会因素、自然因素、经济因素。2007—2019年间，影响河南省旅游景区空间分布的自然环境因素变化较小，属于静态影响因素。而经济因素和社会因素的变化较大，属于动态影响因素。经济水平和旅游消费对河南省景区空间分布的影响力整体上呈现出上升趋势。经济因素对河南省旅游景区的空间分布影响力逐渐增强；公路里程和常住人口对河南省旅游景区空间分布的影响力呈波动起伏状。社会因素对河南省旅游景区的空间分布影响能力波动起伏较大；河流水系、平均气温和地形地貌对河南省旅游景区空间分布的影响力变化相对较小。自然因素对河南省旅游景区的空间分布影响力变化较为稳定。

河南省旅游景区空间分布上虽呈现出集中连片分布态势，但东部商丘、南部信阳和西南部南阳3个地区旅游景区数量相比其他景区密集地区，景区数量稍显不足，且尚未形成较大集群性分布态势。3个地区与邻域地区出现小范围景区断裂带。可通过发展交通、政策扶持和经济倾斜等手段充分发挥经济因素和社会因素对旅游景区的影响作用，促进本地区旅游业发展壮大。

4.2 不足与展望

本次研究选取了2007、2011、2017和2019年4个时间节点的数据进行分析，虽然在一定程度上反映了各类影响因子的变化情况，但是缺乏对影响因子具体演化过程的研究。再者，影响因子只选取了7个关键因素，对其他因素考虑较少。因此，后期研究可加大研究数据的样本数量和时间跨度，从而更精确地反映出各影响因子的变化情况，并预测其演化趋势。