基于多维剥夺的城市社区公共设施空间分布及类型特征研究

窦 燕，季书羽

(新疆财经大学 统计与数据科学学院，乌鲁木齐 830012)

随着社会体制和社会结构的变迁，中国社区建设已经进入了一个新的发展阶段，社区成为人们安居乐业的重要生活场所，也是实现社会职能的重要基础单元。城市基层社会治理落在社区，越来越多的社会职能也将由社区承担。社区设施主要指影响并提供社区居住人群健康的社会和自然环境及设施或场所[1-2]。当前，在城市化与老龄化叠加的时代背景下，城市社区的物质、经济、社会特征分化愈发显著，对社区配套设施提出了差异化要求[3-4]。市场条件下的社区居住与服务业空间错位问题也日益凸显，突出表现在数量与结构2个方面，近郊区或保障房社区一般表现为服务业空间供给不足的数量矛盾，而内城区则表现为社区人口的深度老龄化、贫困化与服务业高端化之间的结构性矛盾[5-6]，某些区位对社区设施具有较低的可获得性，以致居民会感受到不公平感和失落感。

一直以来，中国的城市规划都很注重物质上的空间评价，但是社区设施的配置还要充分考虑到社会问题以及社区内部居民的需求特点，才能确保全体居民生存和发展所必备的空间福祉。空间剥夺理论便可用来表征和描述不同的社会阶级之间、不同的城市空间中资源分配的差异性。近年来，国内一些专家学者在研究中引入了剥夺理论及其评估方法，在城市区域内评价空间剥夺取得了较大的成果[7-9]，目前对于社区设施的评价数据多来自传统调查问卷、公开报告等[10-11]，对城市整体社区设施环境的空间剥夺现象难以进行精确识别。当前利用大数据对社区特征定量分析已逐渐成为一种新趋势，也越来越关注微观尺度，但当前研究多集中在经济发达的中东部地区[12-15]，国内关于西部地区城市的社区设施空间格局的研究案例较少，且各地区之间的经济、人口、交通等具有较大差异，规划策略和治理要求也不尽相同。

鉴于此，以乌鲁木齐市社区为研究单元，基于社会经济统计数据、网络兴趣点(POI)数据和路网数据，分析乌鲁木齐市社区设施数量特征，利用分段距离衰减函数计算社区设施的剥夺水平，在此基础上结合层次分析法(AHP)构建单维剥夺指数和多维剥夺指数，并采用地理探测器中的交互作用探测划分剥夺类型，从微观层面探究空间剥夺的差异现象，以期为乌鲁木齐市社区设施的空间规划提供参考和借鉴。

1 数据与方法

1.1 研究区域概况与数据来源

新疆面积辽阔，近年来城镇化发展迅速，城市居住空间也发生了巨大变化。受自然环境等条件的约束，新疆的城镇化建设、人口扩张及空间演化模式等各方面均不同于国内的东部和中部地区。作为新疆的首府，乌鲁木齐是新疆的社会政治、经济、文化等活动的中心。据第七次人口普查数据，2020年乌鲁木齐常住人口达到405.4万人，当前乌鲁木齐市社区建设已经具有一定的规模，已超过1 000个社区，社区服务已融入居民生活的方方面面。

研究数据包括社会经济统计数据，来源于乌鲁木齐市统计年鉴和统计部门的公报数据。用于处理社区设施和住宅距离的路网数据通过OpenStreetMap官方网站获取。乌鲁木齐市范围内的社区设施POI数据，基于百度地图并结合实际调查确定，共计筛选出15 877条POI数据，数据包括经度、纬度、名称、地址、类型、行政区等属性。

1.2 研究方法

以乌鲁木齐市社区为研究单元。首先，通过POI数据对社区设施的数量分布特征进行分析；其次，依据分段距离衰减函数计算各项设施的剥夺水平，分析随着社区设施实际距离的不断增长居民所产生的剥夺感；再次，利用AHP对指标进行赋权来计算单维与多维剥夺指数，分析街道尺度上社区设施剥夺值的空间分异；最后，基于交互作用探测器确定剥夺值较高区域的空间剥夺类型。

1.2.1 层次分析法(AHP)

AHP可精确地建立各层次各指标之间的关系，能有效地解决指标分级难的问题。通过比较矩阵确定各指标的重要性，来确定综合权重。通过层次分析法对居民在各项设施获得上所遭受的剥夺水平进行加权求和，得到剥夺指数。

1.2.2 剥夺水平计算

由于社区居民对于基础设施的获取和日常使用频率均呈现出距离衰减特征。因此假设一个居住小区的居民去往最近设施的距离超过一个范围时，才有人逐渐感受到社区设施的空间剥夺，并且随着实际距离的不断增长剥夺感也会相应增加。因此通过借鉴已有的研究[16-18]，将社区设施剥夺水平的计算公式设定为

(1)

式中：D代表剥夺水平；dij为小区i与设施j间的距离；Cj为社区设施的基本服务半径；β为距离衰减系数，对于个体在城市尺度上的移动，距离衰减系数通常设定为1.0～2.0，因此取值为1.0。

将第1个分段点定为C是因为，通过对比现行国家及地方设施配置指标的设施项目和调研居民配套设施的使用需求，当距离超过社区设施的基本服务半径时，居民才开始感觉到遭受剥夺。

将第2个分段点定为2 400 m是因为对于社区设施而言，居民接受其服务一般是在较小尺度范围内步行。根据国内外相关调查研究的经验，居民出行的步行时间在5 min以内人们会非常乐意，在10 min以内大多数人乐意，超过15 min的步行时间，大多数人则倾向于机动交通，超过30 min，则基本无人步行。一般正常成年人步行速度为60～100 m/min，按照80 m/min(4.8 km/h)的步行速度计算，当最近服务设施的距离达到2 400 m时剥夺感达最大。在单维剥夺指数计算结果的基础上，利用加权得到多维剥夺指数。

1.2.3 地理探测器

地理探测器模型是探测空间分异性，以及揭示其背后驱动力的一组统计学方法[19]。地理探测器包括4个探测器，分别为分异及因子探测、交互作用探测、交互作用探测、交互作用探测和生态探测，本研究选用分异及因子探测和交互作用探测。

分异及因子探测器用于分析单维环境剥夺指数Dj对多维剥夺指数MDI的决定力大小，进而判断某单维环境剥夺指数Dj能多大程度上解释多维剥夺指数MDI的空间分异。交互作用探测可用来判断因子X1和X2共同作用时对因变量Y的解释力是会增强还是削弱。交互作用探测是先分别计算X1和X2对Y的Q值：Q(X1)和Q(X2)，再计算两个因子交互作用时对因变量Y的Q值：Q(X1∩X2)，最后拿Q(X1)、Q(X2)与Q(X1∩X2)进行比较。因此交互探测可以定量表征两类设施对于多维剥夺的作用关系，通过比较X1和X2图层的因子影响力与Y图层的因子交互影响力，来判断两个因子的交互作用类型。

1.3 社区设施指标及权重的确定

1.3.1 社区设施指标的确定

社区设施主要职能是可以给社区居住的人群提供一个和谐的社会和自然环境场所。广义的社区设施的定义范围非常宽泛，根据其空间分布和使用方式，大致可分为社区外部的资源设施和社区内部的资源设施。社区的外部资源主要指的是社区内部可以从政府和社会那里取得或可以使用的政策、人力、设备、材料、技术、信息等。社区内部的资源主要包含两类：物质和精神资源。物质资源例如分布在社区内部的各种教育、医疗、娱乐、社会服务、休闲体育等设施和它们受到利用的情况。精神资源例如社区的文化、风俗习惯、居民的身心智力素质、劳务技能、价值观、对社区的认同感和忠诚度、对社区举行活动的参与度等。

根据已有研究中社区设施概念的界定与分类方法，结合《城市居住区规划设计标准》《乌鲁木齐城市总体规划(2011—2020年)》中规定的各类设施要求，认为社区设施是为了满足居民日常出行、教育、医疗、购物、娱乐等活动需要，为居民提供各种服务的设施。基于数据的可获得性和代表性，从2019年12月的乌鲁木齐市POI数据中选取了21项指标即便民商店、超市、商场、农贸市场、门诊、药店、医院、公园广场、体育场馆、休闲娱乐场所、幼儿园、小学、中学、文化活动场所、公交车站、邮局、停车场、街道办事处、生活服务场所、公共厕所、派出所。将其划分为公共交通与通信设施、购物及商业服务设施、文化和教育设施、医疗卫生设施、体育和娱乐设施、社会服务设施6大类。

1.3.2 指标权重的确定

考虑到居民对各类设施的使用和依赖性有所不同，因此并不能简单地将各类社区设施放在同一标准上进行评价，这里需要对其赋予权重。相关指标的构建包含设施建设规模、基本服务半径和居民主观使用需求等方面。

首先，构建目标层、准则层以及指标层，将研究中的指标按照隶属关系划分为相应的层次结构。其次，将获取到的调研数据进行归纳总结和整理后，采用较为成熟的“1～9比率标度法”对同一层次的评价指标两两之间依次进行对比分析，确定其相对重要性并构建判断矩阵。再次，计算各个指标的权重和其相应的一致性状态，若满足一致性检验，则将最大特征值所对应的特征向量进行归一化处理，将归一化结果作为指标的权重；若不满足一致性检验，则需再次构造判断矩阵，直到满足一致性检验为止。最后将各个层次指标权重进行汇总，结果见表1。

表1 各级指标及其权重

2 乌鲁木齐市社区设施多维剥夺分析

2.1 乌鲁木齐市社区设施的数量分析

基于社区设施POI统计各社区内的设施数量发现，新市区社区设施数量最多，占总数的27.94%，其次是沙依巴克区、天山区和水磨沟区，分别占比21.48%、18.56%和13.61%，这几个区人口较密集，社区较多，因此社区设施也相对较多；头屯河区、乌鲁木齐县和达坂城区因为本身社区数量较少，因此相应社区设施也较少。在6类设施中，购物及商业服务设施数量最多，占总数的32.49%，其次是社会服务设施，占比21.16%，医疗卫生设施和公共交通与通信设施占比均为17%左右，教育和文化设施数量最少，仅占3.23%(表2)。

2.2 乌鲁木齐市社区设施单维剥夺结果分析

考虑到研究的客观准确性以及深入程度，依据上文中所构建的指标体系，对指标层设施的剥夺水平进行加权求和得到单维度剥夺指数，并运用自然间断点分级法将各类设施的剥夺指数划分为5类，依次对单维剥夺指数结果进行分析(图1)。

表2 各市辖区社区设施数量 单位：处

图1 社区各类型设施单维剥夺指数

1)购物及商业服务维度。购物及商业服务设施的剥夺指数呈现以城中心为主，向周边城区扩散的格局。低剥夺区在中心城区的南部和北部形成一大一小两个核心区域，而剥夺指数较高的区域主要集中在乌鲁木齐县、达坂城区、头屯河区、沙依巴克区西北区域和新市区的高铁新区。具体而言，剥夺值较低的街道主要集中于城市环路以内的中心地带，例如中山路、大西门、小西门、奇台路和河南东路等。剥夺程度高的街道则集中于城市中心区外围和西部、南部的城市边缘地区，例如头屯河区的王家沟街道、水磨沟葛家沟东路、达坂城的外环路等。这种空间格局主要由于主城区人口密集，超市、便利店和商场等商业设施在该区域布局能够取得较高的经济收益。

2)社会服务维度。社会服务设施剥夺指数的空间布局呈现T字形“核心-边缘”结构，从城市中心向外，剥夺程度逐渐增加。具体而言，社会服务设施剥夺指数低的街道均位于中心城区。如沙依巴克区西山西街和和田街街道、天山区新华南路街道、新市区银川路街道、水磨沟区六道湾街道和新兴街等。剥夺程度高的街道主要分布在城市边缘区，如头屯河区的乌昌路街道和王家沟街道、米东区铁厂沟镇和乌鲁木齐县等。之所以呈现这种空间格局，是因为中心城区开发时间久，集中了城市经济、文化、交通等众多资源，居民区密集，生活服务场所能够提高服务效率和经济效益。而城市郊区的居民小区数量较少且人口稀疏，配套的社会服务设施也相应较少。

3)公共交通与通信类维度。公共交通与通信类设施剥夺指数呈现T字形“核心-边缘”分布格局。具体而言，低剥夺街道集中于中心城区的友好南路、阿勒泰路、西虹东路、光明路和新华北路等街道。剥夺指数较高的街道主要分布在头屯河区、乌鲁木齐县小东沟村、达坂城区东兴北路、同心路和兴化路等。这种空间格局很大程度上是由于人口主要聚集在城市中心圈层，剥夺值较低的地区通常是人们通勤娱乐的主要区域，公交站点和停车场等配套设施密集，可以为附近多数居民提供更便捷的出行条件。而城市边缘人口稀疏、居民小区数量也较少，交通服务设施配套方面投入力度相对欠缺。

4)文化和教育维度。教育和文化设施剥夺指数整体较高，空间布局呈现“带状”空间结构，剥夺程度差异较明显。中小学校主要集中在天山区、沙依巴克区和新市区3区内，街道主要集中于解放南路、友好路和二工街道，乌鲁木齐市的1中、8中、兵团二中，1小等学校多分布于此。教育和文化设施其他区域基础教育设施亟待跟上发展需求。这种空间分布格局与教育和文化设施的自身特质有关，学校和其他文化场所的发展需要一定的时间，且人们对于其认可也需要一定时间，新的小区大多需要引入较好的教育资源才能带动人口的聚集。

5)体育和娱乐维度。体育和娱乐设施剥夺指数整体较高，呈现出“多核-块状”结构。低剥夺区域主要集中在天山区二道湾路、幸福路和新华南路、沙依巴克区的奇台路、水磨沟区的六道湾街道、新市区北京路和迎宾路。这种空间格局形成的原因主要是乌鲁木齐市几个大型运动场馆主要分布在上述区域，离中心城区较远的郊区自然环境条件较好，有更多绿地、公园，但体育和娱乐设施分布较为稀疏。

6)医疗卫生维度。医疗卫生设施的剥夺指数呈现出“面状-组团”结构，及从城中心向四周逐渐增加。水磨沟区南部的葛家沟东路和清园路、沙依巴克区西部、头屯河区通达街和九华山东街、乌鲁木齐县南华路、南旅东路、水西沟镇和达坂城区，这些区域距离城市中心圈层较远，剥夺指数相对较高。呈现这种空间格局的原因是中心城区发展时间长，人口和小区密集，为了满足居民的可达性需求，医疗卫生设施绝大多数位于主城区内，随着城市不断扩张，医疗卫生设施也应不断向主城区以外的区域增加，以满足居民的就医需求。

2.3 乌鲁木齐市社区设施多维剥夺的结果分析

2.3.1 乌鲁木齐市社区设施空间多维剥夺计算

多维剥夺是研究空间分异特征的重要理论方法，研究社区设施多维剥夺主要是通过对社区设施的可接近性或被剥夺的水平进行评估，进而判断确定一个社区空间的设施质量水平，从而了解社区中最为缺乏及居民最为需要的资源有哪些，最终通过合理的资源配置策略来改善一个城市社区体系中的空间差异性问题。

基于AHP赋权计算的多维剥夺指数呈现T字形“核心-边缘”的格局(图2)，剥夺指数呈现出从中心向边缘递增的特征，西南部的剥夺指数稍大于东北部区域。剥夺程度最低的街道位于主城区的中心，呈现“单核心”面状集聚的特征，主要分布于新市区二工街道和北京路街道、天山区的解放南路街道和青年路街道以及沙依巴克区友好南路和友好北路街道等。当延伸到绕城高速附近时，多维剥夺指数明显增加，这一空间格局与乌鲁木齐市中心城区发展的圈层结构相符，也进一步突出了中心城区的辐射效应。

图2 社区设施多维剥夺指数

通过地理探测器的分异及因子探测器来分析各个单维剥夺指数与多维剥夺的关系，通过计算得到各单维剥夺指数对多维剥夺指数空间分异的决定力，依次为购物及商业(0.543 6)、社会服务(0.384 6)、医疗卫生(0.328 4)、公共交通与通信(0.248 2)、教育和文化(0.127 7)、体育和娱乐(0.050 4)。

2.3.2 乌鲁木齐市社区设施空间多维剥夺类型

为进一步探究6类设施与多维剥夺指数的关系，运用地理探测器中的交互作用探测，识别任意两类设施的共同作用是否会增加或减弱对因变量多维剥夺的解释力。选取了多维剥夺指数最高的300个小区，通过计算得到Q值，将交互作用探测结果作为空间剥夺类型划分依据(表3)，结果可知,任意2类社区设施对多维剥夺的交互作用均为增强关系，说明各社区设施因子对剥夺指数的影响都不是独立的，而是共同起作用。根据地理探测器中两个自变量对因变量交互作用类型的划分，得出非线性增强的4个Q值，将剥夺指数值最高和较高的社区分为教育交通剥夺型、体育服务剥夺型、教育医疗剥夺型、体育教育剥夺型4类。

表3 各类别社区设施对多维剥夺影响的交互作用探测

1)教育交通剥夺型。该类型是指同时存在交通出行剥夺和教育文化剥夺。处于该种类型的区域主要是处于城市边缘区域、人口密度低，交通设施和教育文化设施相对欠缺。由于乌鲁木齐的郊区处于快速发展与建设阶段，学校、文化活动场所等教育设施不够完善，公共服务设施也不够发达，已基本建成的小区数量少且居民入住率较低，但该区域发展潜力大，例如新市区的高铁新区。因此随着新建成的居住小区数量增加，政府部门应加大对教育、交通等设施的建设力度，引导幼儿园、中小学入驻，完善公交站点等公共交通设施，通过更加完善的配套教育交通设施吸引居民积极入住，进一步带动周边发展。

2)体育服务剥夺型。该类型是指存在体育娱乐设施剥夺和社会服务剥夺。例如头屯河区的乌昌路街道、米东区的铁厂沟镇等。该类型地区的特征是体育活动场所等居民公共活动空间匮乏，并且生活服务设施也不够完善。由于乌鲁木齐中心城区的腹地规模小，人口主要集中在中心圈层，郊区体育娱乐设施建设较少。随着新小区的建设，应进一步加强对服务设施的建设，增加各类体育娱乐设施，提高居民的生活便利性和满意度。

3)教育医疗剥夺型。该类型是指同时存在教育文化设施剥夺和医疗卫生设施剥夺，主要处于新城区或安置社区。该类型地区的特征是建成时间短、人口密度大，但教育医疗设施不能满足需求。例如头屯河区大学城在过去10年里由于高校的搬迁而带来了人口的突然聚集。区内现有多所高校，但社区附近缺乏幼儿园和中小学。同时该区域甲级医院较少，因此政府应重点加快幼儿园、中小学和社区医院等公共服务设施建设，提升安置小区和新建小区的居住适宜性。

4)体育教育剥夺型。该类型是指同时存在体育娱乐设施及教育文化设施剥夺的街道。该类型地区地理位置较偏，与中心城区相距较远，体育娱乐设施及教育文化设施缺乏。城市边缘地区人口比较稀疏，居住小区的数量也相对较少，政府在该区域对体育和教育设施配套方面投入不足。因此政府应该尽力按照城市居住小区标准来增建设施，积极引入各类体育娱乐设施及教育文化设施，满足居民日常生活与教育的需求。

3 结论与讨论

利用POI数据和路网数据，以社区为基本单元，从购物与商业服务设施、医疗卫生设施、体育与娱乐设施、公共交通与通信设施、教育和文化设施、社会服务设施6个维度构建指标体系，对乌鲁木齐市社区设施空间分布进行综合评价，探讨单维剥夺和多维剥夺程度，并在此基础上进行剥夺类型的划分，揭示多维剥夺下的空间分异格局。结论如下：

1)从数量统计可知，社区公共服务设施主要分布在人口密集区域，新市区社区设施数量最多，占总数的27.94%；头屯河区、乌鲁木齐县和达坂城区的社区设施较少。在6类设施中，购物及商业服务设施数量最多，占总数的32.49%，其次是社会服务设施，占比21.16%，教育和文化设施数量最少。

2)单维剥夺指数的结果分析表明，购物与商业服务设施、医疗卫生设施、体育与娱乐设施、公共交通与通信设施、教育和文化设施、社会服务设施6个维 度的剥夺指数得分整体从城市中心向外围递增，但不同剥夺维度的空间格局呈现 不同形态特征，具有明显的分异特征。

3)根据各种设施服务半径和“15分钟便民生活圈”的要求，分析了多维剥夺的空间格局。多维剥夺指数的空间分布呈现“中心低、外围高”的格局，由城市中心向外递增，城市西南区域的剥夺指数稍大于东北区域，当延伸到绕城高速附近时，多维剥夺值明显增加，这一空间格局与乌鲁木齐市中心城区发展的圈层结构相符，也进一步突出了中心城区的辐射效应。

4)基于地理探测器的分异及因子探测和交互作用探测，计算得到各单维剥夺指数对多维剥夺指数空间分异的决定力，解释力最强的为购物及商业，最弱的为体育和娱乐，任何两个维度间的相互作用将会非线性增强对多维剥夺的解释力。将多维剥夺指数最高和较高的社区划分为教育交通剥夺型、体育服务剥夺型、医疗教育剥夺型、体育教育剥夺型4类。

虽然研究了乌鲁木齐市社区设施的空间布局和多维剥夺情况，但不同社会属性的居民对社区设施使用机会上也存在差异。并且由于数据获取的难度，对社区设施质量与规模的关注不够。在后续的研究中将补充更加详实可靠的数据和资料，对社区设施空间布局与剥夺的评价更为精准和客观。