黃河流域山西段A級(jí)景區(qū)空間結(jié)構(gòu)和影響因素分析

劉 敏，郝 煒,顏 偉

(1.太原師范學(xué)院 地理科學(xué)學(xué)院，山西 晉中 030619；2.太原師范學(xué)院 山西省城鄉(xiāng)統(tǒng)籌協(xié)同創(chuàng)新中心，山西 晉中 030619)

0 引言

2016年12月26日國(guó)家旅游局公布的《“十三五”旅游業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出了打造“黃河華夏文明旅游帶”[1]的規(guī)劃要求 ，2017年山西省旅游發(fā)展大會(huì)提出做好黃河、長(zhǎng)城、太行三篇旅游大文章的思路舉措，要求充分挖掘黃河的的博大內(nèi)涵，凝練黃河風(fēng)情、民族精神主題，構(gòu)建母親黃河、龍騰黃河、多彩黃河、生態(tài)黃河的旅游精品線路①，可見(jiàn)黃河流域的旅游發(fā)展受到了國(guó)家及地方的高度重視.

國(guó)內(nèi)學(xué)者在研究黃河旅游方面主要包括對(duì)黃河旅游資源開(kāi)發(fā)與評(píng)價(jià)[2-5]、黃河旅游的開(kāi)發(fā)[6-8]、黃河旅游經(jīng)濟(jì)的時(shí)空分析[9-10]等，景區(qū)或者旅游資源的空間結(jié)構(gòu)方面研究較少.從研究的流域范圍來(lái)看，甘肅、陜西、河南的研究成果較多，山西省的黃河旅游研究較少，而且黃河旅游資源的空間結(jié)構(gòu)少有涉及.

本文運(yùn)用平均最近鄰指數(shù)、不平衡指數(shù)、基尼系數(shù)等定量分析方法，以及ArcGis10.2軟件，以黃河流域內(nèi)山西段內(nèi)的國(guó)家A級(jí)景區(qū)對(duì)研究對(duì)象，旨在揭示黃河流域內(nèi)的景區(qū)空間分布情況，并對(duì)黃河流域的旅游發(fā)展提供參考.

1 研究地概況

黃河流域的山西段，包括黃河及其所有的一級(jí)支流二級(jí)支流流經(jīng)山西省全部11個(gè)市(地)和91個(gè)縣(市、區(qū))，如圖1.根據(jù)主要支流情況，黃河流域山西段劃分為7大水系：涑水河水系、沁河水系、汾河水系、昕水河水系、入黃支流、三川河水系以及內(nèi)流區(qū)[11]，如圖2.境內(nèi)蒼河、朱家川河、三川河、昕水河、汾河、涑水河、沁河是黃河的主要一級(jí)支流[12]，其中汾河又是最大流域最廣的一級(jí)支流，如圖3.

黃河流域山西段內(nèi)共包含105個(gè)國(guó)家A級(jí)景區(qū)，其中5A級(jí)景區(qū)4個(gè)，4A級(jí)景區(qū)64個(gè)，3A級(jí)景區(qū)21個(gè)，2A級(jí)景區(qū)15個(gè)，1A級(jí)景區(qū)1個(gè).按各個(gè)水系流域分布如表1、圖4.

表1 黃河流域山西段各水系流域內(nèi)景區(qū)數(shù)量表

圖1 山西境內(nèi)流域分布圖圖2 黃河流域山西段支流水系流域分布圖

圖3 黃河流域山西段黃河及支流分布圖圖4 黃河流域山西段內(nèi)國(guó)家A級(jí)景區(qū)分布圖

2 資料來(lái)源及研究方法

2.1 資料來(lái)源

本次研究主要的資料來(lái)源是以山西省地圖編纂委員會(huì)編纂的1：500000山西省交通圖、1：500000山西省政區(qū)圖以及1：800000山西省流域圖[12]為研究底圖.景區(qū)名錄資料來(lái)源為山西省旅游政務(wù)網(wǎng)(http：//www.shanxichina.gov.cn/)公布的截至2017年2月國(guó)家A級(jí)景區(qū)的詳細(xì)信息.高程數(shù)據(jù)來(lái)自地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站(http：//www.gscloud.cn)所下載精度為SRTM90米山西省的DEM高層數(shù)據(jù).

2.2 研究方法

研究使用的定量數(shù)學(xué)方法有基尼系數(shù)、洛倫茲曲線、平均最近鄰指數(shù)、不平衡指數(shù)等[13-15]，之后運(yùn)用ArcGis10.2軟件，將所收集的資料以及數(shù)字地圖進(jìn)行點(diǎn)、線、面的矢量化，并賦于研究所需要的數(shù)值，如景區(qū)等級(jí)和名稱、流域的確定及面積、交通網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間通行成本等，如圖5.通過(guò)構(gòu)建河流緩沖區(qū)、構(gòu)建O-D成本矩陣分析交通道路網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)性、提取高層數(shù)據(jù)的等方法，分析影響景區(qū)空間分布的主要因素.

圖5 黃河流域山西段國(guó)家A級(jí)景區(qū)矢量圖層構(gòu)建圖

3 黃河流域山西段國(guó)家A級(jí)景區(qū)空間分布特征

3.1 空間分布類型

點(diǎn)要素的空間分布類型，通常表現(xiàn)為集聚、均勻和隨機(jī)分布，通常計(jì)算平均最近鄰指數(shù)進(jìn)行測(cè)定.平均最近鄰指數(shù)是指理論上在區(qū)域內(nèi)，各個(gè)點(diǎn)之間的平均最鄰近距離C1與理論最鄰近距離C2之比C′，其中n為包含的點(diǎn)數(shù)，S為要分析區(qū)域的面積，di為i點(diǎn)到其其最鄰近點(diǎn)之間的歐氏距離，理論公式如下：

當(dāng)C′>1時(shí)，點(diǎn)狀要素為均勻分布；小于當(dāng)C′<1時(shí)，點(diǎn)狀要素成積聚分布；當(dāng)C′=1時(shí)，為隨機(jī)分布.

通過(guò)運(yùn)用ArcGIS 10.2軟件，根據(jù)A級(jí)景區(qū)的分布地點(diǎn)，以及測(cè)出的黃河流域面積約為97 998.69 km，進(jìn)行平均最近鄰指數(shù)分析，分析結(jié)果如圖6.黃河流域內(nèi)的國(guó)家A級(jí)景區(qū)平均觀測(cè)距離C1為11.27 km，預(yù)期平均距離C2為15.27 km，最近鄰指數(shù)C′則為0.738，小于1，由此可見(jiàn)黃河流域內(nèi)的國(guó)家A級(jí)景區(qū)呈集聚的空間分布類型.

圖6 黃河流域山西段最近鄰分析結(jié)果圖

3.2 空間均衡度分析

不平衡指數(shù)反映了研究對(duì)象在不同層級(jí)或不同區(qū)域內(nèi)分布的齊全程度或均衡程度 .不平衡指數(shù)S介于0和1之間，如果研究對(duì)象平均分布在各區(qū)域中，則S=0，若研究對(duì)象全部集中在一個(gè)區(qū)域中，則S=1.計(jì)算得出S=0.724，可以看出黃河流域內(nèi)國(guó)家A級(jí)景區(qū)分布不均勻，并傾向于集中于一個(gè)區(qū)域范圍內(nèi).

基尼系數(shù)(Gini)是在一定范圍內(nèi)不同區(qū)域的空間分布情況，以及不同區(qū)域之間的對(duì)比.在研究景區(qū)空間結(jié)構(gòu)方面運(yùn)用的非常廣泛，其理論模型如下：

H=-∑pilnpi

Hm=lnN

Gini=H/Hm

C=1-Gini

其中Pi為第i個(gè)區(qū)域內(nèi)，國(guó)家A級(jí)景區(qū)占黃河流域內(nèi)的百分比，N為區(qū)域數(shù)量，C為分布均勻度.基尼系數(shù)(Gini)的值在0到1之間，越大說(shuō)明聚集的程度越高.根據(jù)主要的一級(jí)支流，將黃河流域分為7大水系，因此以7個(gè)區(qū)域進(jìn)行基尼系數(shù)分析，判斷每個(gè)區(qū)域的分布情況，分布情況見(jiàn)表2.

通過(guò)計(jì)算，得出H=1.214 12，Hm=1.945 91，Gini=0.623 93，C=0.376 07.計(jì)算結(jié)果表明國(guó)家A級(jí)景區(qū)在7個(gè)水系分區(qū)內(nèi)呈集聚分布，均衡度較低.

表2 黃河流域山西段各水系區(qū)域景區(qū)分布數(shù)量百分比表

圖7 黃河流域山西段洛倫茲曲線圖

根據(jù)表2及Gini系數(shù)，計(jì)算出洛倫茲曲線如圖7，同樣可發(fā)現(xiàn)分布的不均衡性，其中三川河水系、內(nèi)流區(qū)、昕水河水系、涑水河水系、入黃支流水系、沁河水系6個(gè)水系區(qū)域包含的國(guó)家A級(jí)景區(qū)的總和占比不足一半，僅汾河水系所包含的國(guó)家A級(jí)景區(qū)就占到61.9%.

3.3 密度分析

利用ArcGis 10.2軟件，對(duì)黃河流域內(nèi)的國(guó)家A級(jí)景區(qū)進(jìn)行核密度分析，得整體空間分布密度圖8.由圖可以看出，黃河流域內(nèi)的國(guó)家A級(jí)景區(qū)在汾河水系面、涑水河水系面、沁河水系面的分布密度較高，呈現(xiàn)出以“太原-晉中”帶、運(yùn)城、晉城為核心的高密度區(qū)以及黃河沿岸的A級(jí)景區(qū)分布密度極少的現(xiàn)狀.

圖8 黃河流域山西段景區(qū)核密度圖圖9 黃河流域山西段黃河及其支流4 km緩沖區(qū)圖

4 黃河流域山西段A級(jí)景區(qū)空間分布影響因素分析

4.1 水系的影響

國(guó)家A級(jí)景區(qū)分布與黃河干流及所有一級(jí)支流和二級(jí)支流的分布有著很高的關(guān)聯(lián)性.黃河流域內(nèi)有著數(shù)量眾多的一級(jí)支流和二級(jí)支流，通過(guò)建立黃河干流、及一級(jí)支流和二級(jí)支流的緩沖區(qū)，分析國(guó)家A級(jí)景區(qū)分布情況.通過(guò)ArcGis 10.2軟件，以黃河流域內(nèi)的國(guó)家A級(jí)景區(qū)為主要素，黃河及所有一級(jí)支流和二級(jí)支流為近鄰要素，分析每個(gè)A級(jí)景區(qū)距離近鄰要素的最小平均距離,計(jì)算得出所有A級(jí)景區(qū)距離黃河及所有一級(jí)支流和二級(jí)支流的最短距離的平均值為3.95 km.根據(jù)此結(jié)果，以黃河及所有一級(jí)支流和二級(jí)支流為中心，構(gòu)建半徑為4 km的緩沖區(qū)，如圖9.通過(guò)對(duì)緩沖區(qū)及黃河流域內(nèi)的A級(jí)景區(qū)進(jìn)行相交分析，結(jié)果得出在4 km的緩沖區(qū)域內(nèi)，包含64個(gè)國(guó)家A級(jí)景區(qū)，占整個(gè)黃河流域內(nèi)景區(qū)數(shù)量的61%.

4.2 地形、海拔高度的影響

山西地勢(shì)是“東西高，中部低”東西兩側(cè)為呂梁山脈和太行山脈，中部為盆地、平原，海拔高度為180 m～3 058 m之間，平均海拔高度為1 500 m.海拔高度對(duì)區(qū)域內(nèi)要素空間分布有著深刻的影響，通過(guò)裁剪出黃河流域的高層圖，如圖10，對(duì)流域內(nèi)的國(guó)家A級(jí)景區(qū)的高層數(shù)據(jù)進(jìn)行分析.

圖10 黃河流域山西段海拔高度圖圖11 黃河流域山西段內(nèi)景區(qū)海拔高度曲線

圖12 山西省公路交通網(wǎng)絡(luò)圖

通過(guò)已有的景區(qū)具體位置，識(shí)別高層數(shù)據(jù)圖內(nèi)的具體值，來(lái)確定景區(qū)的平均海拔高度，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，黃河流域內(nèi)的景區(qū)海拔高度情況如圖11.

根據(jù)所處的海拔不同將地形、地貌劃分為三大類：低山、丘陵、平川 (<1 000 m)，中山 (1 000 m～2 000 m)，高山 (>2 000 m)*孫軍濤，?？〗?，張侃侃，邵秀英.山西省傳統(tǒng)村落空間分布格局及影響因素研究[J].人文地理，2017，32(03)：102-107..根據(jù)分析結(jié)果可以得出，75.3%景區(qū)集中分布在海拔1 000 m以下的平川、丘陵、低山地帶，整體分布情況呈低海拔高度傾向性.

4.3 區(qū)域交通條件的影響

通過(guò)運(yùn)用ArcGis軟件，構(gòu)建包含高速公路、國(guó)道、省道的交通網(wǎng)絡(luò)，如圖12，構(gòu)建 O-D時(shí)間成本矩陣，計(jì)算交通可達(dá)性.設(shè)定黃河流域內(nèi)的A級(jí)景區(qū)為起始點(diǎn)，11個(gè)地級(jí)市中心為目的地點(diǎn)，有關(guān)道路的成本賦值，則參照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003) 的規(guī)定以及山西省境內(nèi)各級(jí)公路實(shí)際情況，對(duì)道路網(wǎng)中的各級(jí)公路行車速度規(guī)定如表3，并換算成對(duì)應(yīng)的時(shí)間成本.

表3 設(shè)計(jì)時(shí)速表

由于公路交通網(wǎng)絡(luò)的整體性和連接度非常強(qiáng)，僅分析黃河流域內(nèi)的交通網(wǎng)絡(luò)會(huì)導(dǎo)致可達(dá)性分析結(jié)果存在巨大誤差，因此不能將黃河流域內(nèi)的交通網(wǎng)絡(luò)同山西省整個(gè)交通網(wǎng)絡(luò)割裂開(kāi)分析.

通過(guò)分別計(jì)算各個(gè)A級(jí)景區(qū)到11個(gè)地級(jí)市行政中心平均通行時(shí)間、總體平均通行時(shí)間及可達(dá)性系數(shù)后，利用克里金插值計(jì)算法，生成平均通行時(shí)間圖及可達(dá)性分布圖，如圖13，其中平均通行時(shí)間在3.9～10.1小時(shí)之間，可達(dá)性系數(shù)在0.6～1.6之間.

通達(dá)性分布狀況基本為以汾河水系區(qū)域?yàn)橹行模蛲馔ㄟ_(dá)性變差的圈層結(jié)構(gòu).通過(guò)景區(qū)密度圖8及圖12可以得出，影響通達(dá)性與景區(qū)的密度和交通道路的密度密切相關(guān)，景區(qū)分布密度高的地方，交通網(wǎng)絡(luò)也較為發(fā)達(dá)，可見(jiàn)交通網(wǎng)絡(luò)也是影響黃河流域內(nèi)景區(qū)分布的重要因素之一.

圖13 黃河流域景區(qū)交通可達(dá)度及可達(dá)系數(shù)圖

5 結(jié)論

通過(guò)定量的數(shù)學(xué)方法和GIS方法，對(duì)黃河流域內(nèi)的國(guó)家A級(jí)景區(qū)的平均最近鄰指數(shù)、空間分布均衡度以及景區(qū)的密度進(jìn)行分析，以及從水體、海拔高層、交通可達(dá)性三方面探究影響景區(qū)空間分布的因素，根據(jù)分析結(jié)果得出以下結(jié)論.

1.以山西境內(nèi)黃河流域范圍內(nèi)來(lái)看，景區(qū)的分布情況差異明顯，空間分布不均衡，而且呈現(xiàn)出集聚的分布態(tài)勢(shì)，主要表現(xiàn)為以汾河水系區(qū)域的太原-晉中地區(qū)、涑水河水系區(qū)域的永濟(jì)市和沁河水系區(qū)域的晉城市為中心的景區(qū)高密度分布區(qū)域，黃河干流地區(qū)的入黃支流水系區(qū)域的景區(qū)數(shù)量分布極少，流域北部區(qū)域景區(qū)分布數(shù)量較少的整體分布結(jié)構(gòu).

2.從影響空間分布的因素來(lái)看，61%的景區(qū)分布在黃河及所有一級(jí)支流和二級(jí)支流半徑為4 km的緩沖區(qū)內(nèi)，景區(qū)的分布情況有著明顯的水體傾向性；從高層海拔高度角度來(lái)看，75.3%的景區(qū)集中分布在海拔1 000 m以下的平川、丘陵、低山地帶，呈現(xiàn)出低海拔傾向的分布態(tài)勢(shì)；從交通情況看，通過(guò)研究景區(qū)的可達(dá)性，景區(qū)分布集中地方，交通網(wǎng)絡(luò)密度發(fā)達(dá)及通達(dá)性較好，交通的發(fā)達(dá)程度也影響著流域內(nèi)A及景區(qū)的分布與發(fā)展.