楊肖肖，牛錦榮，倪渝然，吳紅波

(1.河北交通投資集團(tuán)有限公司，石家莊 河北 050091； 2.北京交通大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院，北京 100044；3.陜西理工大學(xué) 地理科學(xué)系，漢中 陜西 723000)

1 引 言

隨著社會(huì)生產(chǎn)力的進(jìn)步和城鎮(zhèn)化發(fā)展，越來越多的年輕人積極參與到鄉(xiāng)村、戶外旅游活動(dòng)中去，遠(yuǎn)離城市的喧囂、放松身心和增長視野。區(qū)域交通路網(wǎng)是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣、市、省和全國的廣闊地域范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)輸?shù)木C合交通系統(tǒng)[1]，其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間相互作用的機(jī)會(huì)或者引力大小被定義為可達(dá)性[2]，也可以理解為借助于交通系統(tǒng)從某地到達(dá)另一個(gè)地方的容易程度[3]。常見的旅行工具有汽車、火車、飛機(jī)、輪船和騎行。但無論是哪種出行方式，其中交通路網(wǎng)是必不可少的條件，也是評(píng)價(jià)旅游景點(diǎn)可達(dá)性和旅游客流空間特征的重要參考指標(biāo)。

近年來，一些地方政府全力推進(jìn)全域旅游轉(zhuǎn)型和智慧城市建設(shè)[4]，借助城市基礎(chǔ)交通設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)建設(shè)了一批具有地方特色的旅游景區(qū)，提高了地方旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展質(zhì)量。然而，在復(fù)雜的交通路網(wǎng)中，以交通功能為主導(dǎo)，缺少旅游功能與特色；部分旅游公路等級(jí)低，旅游公路品質(zhì)和連接度不高，難以有效識(shí)別，交通與旅游的融合程度不夠，制約了全域旅游公路高質(zhì)量發(fā)展[5]。鑒于旅游資源與交通路網(wǎng)的耦合關(guān)系，蚩志鋒等[6]借助空間分析信陽市地區(qū)旅游資源空間分布結(jié)構(gòu)特征，為信陽地區(qū)旅游資源開發(fā)和旅游出行提供理論參考。張涵雙等[7]通過柵格位置和實(shí)際交通時(shí)間數(shù)據(jù)，以“柵格到柵格”為度量基礎(chǔ)，提出一種結(jié)合柵格、大數(shù)據(jù)和可達(dá)性時(shí)空概念估計(jì)的方法，克服旅途時(shí)間偏差大的弊端，將可達(dá)性評(píng)價(jià)細(xì)化到城市的每個(gè)柵格單元。Li等[8]利用手機(jī)移動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)，提出了一種估算公園游客出行時(shí)間的方法，并從實(shí)際時(shí)間成本的角度分析上海市城市綠地和公園服務(wù)區(qū)的特征。王迪和左小清[9]基于大理市半年內(nèi)微博簽到數(shù)據(jù)，采用核密度、地理集中指數(shù)以及最近鄰分析等方法，分析城市來訪人群空間分布以及不同景區(qū)吸引力大小。陳煒等[10]結(jié)合湖南省公路網(wǎng)及旅游資源點(diǎn)分布情況，基于GIS(Geographical Information System)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ徒⒘撕鲜∪虻穆糜谓煌Ｐ?，劃分旅游資源權(quán)重及網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系，有效識(shí)別旅游公路，為旅游公路的規(guī)劃建設(shè)提供依據(jù)。陳明等[11]基于GIS網(wǎng)絡(luò)分析，建立了交通路網(wǎng)模型，從連接質(zhì)量、通達(dá)效率、節(jié)點(diǎn)覆蓋率等方面，定量分析高速公路網(wǎng)空間結(jié)構(gòu)適應(yīng)性?？傮w上，現(xiàn)有交通路網(wǎng)的空間結(jié)構(gòu)注重路網(wǎng)的空間布局，對(duì)車流、人流的動(dòng)態(tài)性和旅游行業(yè)的耦合考慮不足[12]，因而，亟待分析旅游交通路網(wǎng)的空間結(jié)構(gòu)對(duì)各類景點(diǎn)可達(dá)性影響，有助推動(dòng)區(qū)域旅游業(yè)發(fā)展水平的提升。

漢中是我國的歷史文化名城，其中自然景觀和人文景觀不勝枚舉，而交通路網(wǎng)成了旅游業(yè)發(fā)展的最大限制因素。為了分析漢中市旅游資源的空間分布結(jié)構(gòu)，基于城市基礎(chǔ)交通網(wǎng)絡(luò)、旅游景點(diǎn)、乘客出行等數(shù)據(jù)，文中借助GIS網(wǎng)絡(luò)分析，構(gòu)建漢中市旅游交通路網(wǎng)模型，分析時(shí)間、距離變量約束下的服務(wù)區(qū)和出行成本，并為旅游資源開發(fā)提供最優(yōu)路徑規(guī)劃。

2 研究方法

2.1 研究區(qū)概況

漢中市地處陜西省西南部，秦嶺-巴山腹地，南北方氣候交融帶，漢中盆地和山丘匯集了平川、丘陵、河流、湖泊、峻嶺、森林等生態(tài)景觀。人文歷史遺跡有秦蜀古道、古漢臺(tái)、拜將壇、飲馬池、武侯墓祠、定軍山古戰(zhàn)場(chǎng)、馬超墓、褒斜棧道等，2020年漢中市共有A級(jí)景區(qū)31處。漢中的基礎(chǔ)交通設(shè)施條件基本完善，有國道G108、G316、G210，省道4條，各級(jí)公路總里程達(dá)2萬km以上。2019年漢中市接待游客的總?cè)藬?shù)達(dá)到了 6 785.86萬人次，實(shí)現(xiàn)了旅游收入411.88億元，旅游收入的比重增速明顯，如圖1所示。

圖1 漢中市基礎(chǔ)路網(wǎng)和旅游景點(diǎn)分布

2.2 研究數(shù)據(jù)

漢中市114個(gè)旅游景點(diǎn)和興趣點(diǎn)POI(Point of Interest)數(shù)據(jù)通過百度地圖API(Application Programming Interface)應(yīng)用程序接口獲取[13]，包括經(jīng)度，緯度，名稱，類型等；高速公路、國道、省道、縣道、其他道路、鐵路等矢量數(shù)據(jù)來源于全國地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)(URL：https：//www.webmap.cn/main.do?method=index)。市、縣級(jí)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)等電子地圖資料，來源國家基礎(chǔ)地理信息中心(URL：http：//www.ngcc.cn/ngcc/)。

2.3 技術(shù)路線

考慮秦巴山區(qū)公路偏多，旅客大多采用汽車自駕或者巴士客車出行方式，漢中市旅游交通網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)特征分析流程：首先，基于GIS編輯和拓?fù)潢P(guān)系分析，構(gòu)建公路交通路網(wǎng)模型、景點(diǎn)數(shù)據(jù)庫、游客出行數(shù)據(jù)庫；其次，運(yùn)用GIS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜鸵?guī)則，構(gòu)建旅游交通路網(wǎng)模型；再次，根據(jù)旅客出行成本矩陣和OD(Origin and Destination)分析，分析各個(gè)景點(diǎn)的可達(dá)路網(wǎng)；最后，根據(jù)成本約束和鄰近站點(diǎn)服務(wù)區(qū)分析，對(duì)時(shí)間、距離出行成本約束下的最優(yōu)旅游路線，技術(shù)路線如圖2所示。

圖2 技術(shù)路線

2.4 旅游交通路網(wǎng)空間結(jié)構(gòu)分析方法與過程

2.4.1 交通路網(wǎng)空間結(jié)構(gòu)分析方法

GIS空間分析法主要用于分析交通路網(wǎng)、旅游景點(diǎn)的空間分布特征[14]。文中采用核密度分析計(jì)算每個(gè)輸出要素周圍的點(diǎn)要素密度。那么，核密度函數(shù)K0(t)為：

(1)

式中，t為歸一化函數(shù)；π為圓周率，取值為3.14159。

近似于正態(tài)核，歸一化函數(shù)t定義為：

(2)

式中，dij是距離，h是核帶寬。

概率密度預(yù)測(cè)值D為：

(3)

式中，R為搜索距離或者時(shí)間；pi為給定的權(quán)重值；n為二維格點(diǎn)個(gè)數(shù)；di為景點(diǎn)要素i與其他要素距離。

旅游交通路網(wǎng)可達(dá)性問題可抽象為[15]：假定區(qū)域內(nèi)有一組交通路網(wǎng)G(V，E)，一組路段E的速度向量，興趣點(diǎn)集P和一個(gè)規(guī)則網(wǎng)格C，要求對(duì)給定的時(shí)間間隔，計(jì)算規(guī)則格網(wǎng)中每個(gè)單元到每個(gè)興趣點(diǎn)的動(dòng)態(tài)可達(dá)時(shí)間或者距離估計(jì)值，并聚合成為該單元總可達(dá)估計(jì)值，最后生成整個(gè)區(qū)域的連續(xù)可達(dá)表面柵格矩陣。那么，旅游交通路網(wǎng)的可達(dá)性度量：

(4)

式中，Oi為興趣點(diǎn)或者景點(diǎn)的吸引力；f(Cij)為節(jié)點(diǎn)i，j之間的出行成本函數(shù)，可以是時(shí)間、距離、油耗等；Cij為節(jié)點(diǎn)i，j之間的成本變量。

(5)

對(duì)于區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)的評(píng)價(jià)除了可達(dá)性指標(biāo)之外，交通連接度也是描述交通路網(wǎng)的回路和系統(tǒng)優(yōu)劣的測(cè)度指標(biāo)[17]。旅游交通網(wǎng)絡(luò)的連接度越好，則區(qū)域的交通越便捷。交通連接度α定義為[18]：

(6)

式中，α為旅游景點(diǎn)之間的連接指數(shù)；e為旅游交通網(wǎng)絡(luò)中連接各景點(diǎn)的交通線段數(shù)；V為區(qū)域旅游交通網(wǎng)絡(luò)或者路線中各景點(diǎn)的個(gè)數(shù)。當(dāng)α=0，表示在某區(qū)域的旅游交通網(wǎng)絡(luò)中沒有回路的存在；當(dāng)α=1，表示在當(dāng)前的旅游交通網(wǎng)絡(luò)中具有最大的回路數(shù)量。α指數(shù)越大，表明該區(qū)域旅游交通網(wǎng)絡(luò)的回路越高，游客越便于在景點(diǎn)之間往返和換乘。

2.4.2 實(shí)現(xiàn)過程

(1)旅游交通網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

旅游交通路網(wǎng)模型包括：節(jié)點(diǎn)、弧邊和轉(zhuǎn)彎等基本元素，也可以包括連通性、網(wǎng)絡(luò)屬性、方向指示等特性。借助百度在線地圖服務(wù)API接口和GIS空間編輯功能，整理旅游資源空間位置、客運(yùn)站、行政駐地等節(jié)點(diǎn)，將已完成空間拓?fù)湟?guī)則與關(guān)系處理的矢量路網(wǎng)，通過GIS網(wǎng)絡(luò)分析模塊進(jìn)行旅游交通路網(wǎng)模型構(gòu)建。

(2)旅游景點(diǎn)的空間結(jié)構(gòu)分析

借助GIS空間密度分析，對(duì)漢中市旅游114個(gè)景點(diǎn)和興趣點(diǎn)的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行各類旅游景點(diǎn)的空間密度分布特征分析，明確漢中市旅游資源的空間集聚特征。

(3)旅游交通路網(wǎng)的空間結(jié)構(gòu)分析

通過旅游交通網(wǎng)絡(luò)模型中的數(shù)據(jù)集，對(duì)各類要素資源點(diǎn)進(jìn)行OD成本矩陣和路徑分析，道路邊權(quán)重主要采用行駛時(shí)間和旅行距離，計(jì)算各景點(diǎn)對(duì)相互之間的最短路徑，在路徑尋找上限，主要考慮：

①基于一定時(shí)間成本尋找到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的最短路徑；

②基于一定距離范圍內(nèi)尋找到目標(biāo)點(diǎn)的最短路徑。

(4)旅游交通網(wǎng)絡(luò)的可達(dá)分析

結(jié)合加油站、收費(fèi)站、客運(yùn)站、服務(wù)區(qū)等要素點(diǎn)對(duì)起訖點(diǎn)所游歷交通網(wǎng)路段的權(quán)重賦值，借助旅游交通路網(wǎng)的連接度和可達(dá)性度量公式，分析114個(gè)景點(diǎn)的可達(dá)路徑集合和出行成本。主要步驟：

①估計(jì)路網(wǎng)中所有路段的動(dòng)態(tài)速度；

②生成規(guī)則格網(wǎng)；

③將興趣點(diǎn)和格網(wǎng)單元中心點(diǎn)投影到道路路段上；

④為每個(gè)格網(wǎng)單元計(jì)算最短路徑樹；

⑤對(duì)規(guī)則格網(wǎng)中的每一個(gè)單元進(jìn)行可達(dá)密度估計(jì)；

⑥累加得到連續(xù)的可達(dá)密度表面；

⑦對(duì)全路網(wǎng)的路段承擔(dān)旅游路徑進(jìn)行交互探索可達(dá)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 景點(diǎn)空間密度和OD成本分析

借助GIS空間密度分析，以空間距離為歸一化函數(shù)變量，得到漢中市旅游景點(diǎn)的空間密度分布，見圖3(a)；由3(a)可知，漢中市漢臺(tái)區(qū)、勉縣、城固縣的旅游景點(diǎn)空間密度較大，而略陽、佛坪、鎮(zhèn)巴、西鄉(xiāng)縣的景點(diǎn)數(shù)量較少，空間密度偏小，空間關(guān)聯(lián)性較弱。

結(jié)合漢中市的山地和平原地形特點(diǎn)，采用汽車通行作為主要交通工具，采用時(shí)間、距離約束，對(duì)漢中市114個(gè)旅游景點(diǎn)路網(wǎng)的連接性進(jìn)行分析，獲得游客出行的時(shí)間、距離成本分布，見圖3(b)；由3(b)可知，旅游景點(diǎn)空間密度較大的區(qū)域，交通出行的成本較低，出行路線較短，這與道路路網(wǎng)密度、道路等級(jí)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口分布有直接關(guān)系。

圖3 景點(diǎn)的密度分析和OD出行成本

3.2 旅游交通路網(wǎng)的空間特征

受秦巴山區(qū)地形地貌和漢中城市歷史發(fā)展影響，已建高速、國道、省道、縣道和鐵路主要通過漢中市區(qū)，位于山區(qū)的景點(diǎn)距市級(jí)、縣級(jí)客運(yùn)交通樞紐中心較遠(yuǎn)，如圖4(a)和(b)；其中，鎮(zhèn)巴、略陽、西鄉(xiāng)縣、留壩縣內(nèi)景點(diǎn)，距離縣城均大于 30 km；巴山玉溶洞、紫柏山、五龍洞國家森林公園的可達(dá)距離達(dá)到 60 km以上。總體上，勉縣-漢臺(tái)-城固-洋縣一帶的景點(diǎn)數(shù)量較多，集中在漢中盆地平原帶，游客出行距離小于 20 km，而位于秦嶺和巴山上，旅游景點(diǎn)的空間位置較為分散，路網(wǎng)密度較低，路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的連接度較差，山地地形復(fù)雜，出行距離成本較大。

圖4 漢中市景點(diǎn)的服務(wù)區(qū)分析

由圖4(b)可知，漢中市旅游交通可達(dá)時(shí)間最好的地區(qū)在漢中盆地的中心地帶，出行成本較低；中東部和北部的旅游景點(diǎn)的可達(dá)時(shí)間次之，西南部和東南部景點(diǎn)的交通路網(wǎng)可達(dá)性最差，出行時(shí)間和距離成本較高。另外，黎坪國家森林公園和青木川古鎮(zhèn)地處漢中市西南方向，位于巴山地區(qū)的旅游景點(diǎn)分布較分散，交通不便，各景點(diǎn)之間通達(dá)度較差，只能保證游客到達(dá)主要景區(qū)。

3.3 約束條件下的旅游路線規(guī)劃

結(jié)合在線地圖的出行數(shù)據(jù)和游客的不同愛好，以小汽車、巴士為交通工具，以時(shí)間要素為阻抗，以漢中市中心廣場(chǎng)為起點(diǎn)，分別對(duì)其中的人文景點(diǎn)和自然景點(diǎn)進(jìn)行一日游的線路規(guī)劃，見圖5(a)和5(b)。由圖5(a)和(b)可知，城固、洋縣、勉縣等公路密度大的地區(qū)，應(yīng)該加強(qiáng)道路等級(jí)，提高道路的通行能力；略陽、鎮(zhèn)巴縣的交通種類不齊全、交通系統(tǒng)不夠完善，需要加大對(duì)交通基礎(chǔ)路網(wǎng)建設(shè)的投入，既要提升高速、國道等主干道的連接度，也要發(fā)展鄉(xiāng)村道路，減少斷頭路，避免回頭路，以便讓游客充分利用時(shí)間去游玩景點(diǎn)，更好的服務(wù)游客。

為了使每一位游客最大化利用時(shí)間游覽附近景點(diǎn)，寧強(qiáng)縣的“地洞河天坑”、聞名遐邇的懸壁公路、巴山竹林等都處于原始生態(tài)，交通路網(wǎng)都具有較大的連片開發(fā)能力。此外，還有西鄉(xiāng)縣的喀斯特地貌景觀、勉縣褒姒故里等景區(qū)，將基礎(chǔ)路網(wǎng)交通納入景區(qū)規(guī)劃，將大大提高交通道路的利用率，如圖5(c)所示。在景點(diǎn)開發(fā)、道路等級(jí)提升的前提下，漢中高客站、高鐵站、城固柳林機(jī)場(chǎng)等游客集散地和接待區(qū)，應(yīng)增加旅游公交線路和臨時(shí)專線，使旅游高峰期的游客易到達(dá)最鄰近的景點(diǎn)。

圖5 旅游景點(diǎn)的路線規(guī)劃

4 結(jié) 論

(1)漢中旅游資源較多分布在秦嶺、巴山丘陵區(qū)，山區(qū)旅游交通路網(wǎng)的連接性和可達(dá)性較差，漢中盆地和市區(qū)景點(diǎn)的通達(dá)性和連通性較好，出行成本較低。在一定距離和時(shí)間范圍內(nèi)，受地形影響，公路密度大的縣區(qū)服務(wù)范圍普遍較小，此外部分地區(qū)道路等級(jí)較差，道路種類不齊全，可達(dá)性較弱。

(2)漢中市旅游景點(diǎn)的空間分布特征，無論自然景點(diǎn)還是人文景點(diǎn)，都分布較散，景點(diǎn)之間的通達(dá)性和連接性較差，在空間上造成了旅游交通路網(wǎng)一定程度上的浪費(fèi)。因而，繼續(xù)挖掘和開發(fā)新的旅游景點(diǎn)，加強(qiáng)現(xiàn)有道路的利用率，增加旅游景點(diǎn)的直達(dá)公交或者巴士的數(shù)量，優(yōu)化旅游出行的線路，節(jié)省出行時(shí)間和費(fèi)用，提高旅游景區(qū)吸引度和游客進(jìn)入景區(qū)的便捷性和舒適性。