彭墨宇，王 娟，高 鈺

(1.華中師范大學(xué) 國(guó)家文化產(chǎn)業(yè)中心，湖北 武漢 430079；2. 信陽(yáng)師范學(xué)院 旅游學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000；3.華中師范大學(xué) 城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079)

0 引言

城市旅游空間是指在城市建設(shè)用地上進(jìn)行一切旅游活動(dòng)的空間載體，一方面，它體現(xiàn)為由政府和企業(yè)等供給主體所創(chuàng)造，目的是為了吸引旅游者前來參加旅游活動(dòng)或者向旅游者提供配套服務(wù)，比如觀光點(diǎn)、主題街區(qū)、吃住行游購(gòu)?qiáng)实裙δ茉O(shè)施一應(yīng)俱全；另一方面從旅游者時(shí)空行為來看，也呈現(xiàn)出一系列旅游實(shí)踐中由不同類型的生產(chǎn)、生活、生態(tài)等不同層次的、界限不清晰的流動(dòng)空間。旅游空間研究，既是為了優(yōu)化旅游體驗(yàn)、增強(qiáng)城市吸引力，同時(shí)，還是體現(xiàn)城市空間整體面貌的一個(gè)重要維度[1]。

旅游空間的邊界、空間使用強(qiáng)度等是動(dòng)態(tài)變化的，然而，長(zhǎng)期以來由于相關(guān)數(shù)據(jù)的不可得性，有關(guān)旅游空間的研究大多從供給的角度出發(fā)，考察旅游景區(qū)[2,3]、住宿業(yè)[4-6]、餐飲業(yè)[7-9]等供給要素的空間格局。近年來，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，城市研究進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，這給旅游空間的研究帶來了新的思路與方法。例如利用手機(jī)大數(shù)據(jù)構(gòu)建游客出行軌跡模型來判別旅游資源熱點(diǎn)和冷點(diǎn)地區(qū)以及對(duì)旅游基礎(chǔ)設(shè)施的利用狀況進(jìn)行分析等[10-13]；利用網(wǎng)絡(luò)游記提取足跡，結(jié)合社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法分析旅游空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[14-15]；利用網(wǎng)絡(luò)照片數(shù)據(jù)提取地理信息，識(shí)別城市熱點(diǎn)旅游空間[16-17]等。但是，目前基于大數(shù)據(jù)的城市旅游空間研究基本處于靜態(tài)研究的階段，對(duì)旅游空間在旅游旺季和淡季之間的差異、工作日和非工作日之間的差異等的精細(xì)化研究尚待進(jìn)一步探索。

鑒于此，本文基于實(shí)時(shí)更新的百度地圖熱力圖數(shù)據(jù)，以武漢為案例地，選擇從旅游淡季到旅游旺季的過渡期(工作日、周末、小長(zhǎng)假等)內(nèi)的幾個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)識(shí)別城市旅游空間的熱點(diǎn)和冷點(diǎn)區(qū)域并分析對(duì)比其空間規(guī)模和結(jié)構(gòu)，一方面有利于科學(xué)認(rèn)識(shí)城市旅游空間的演變特征，進(jìn)而為城市旅游空間管理、城市旅游空間的規(guī)劃布局等提供重要依據(jù)；另一方面，也是利用互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)研究城市空間的一次積極探索，進(jìn)而為城市轉(zhuǎn)型升級(jí)和品質(zhì)提升提供新思路和重要參考。

1 研究區(qū)域、數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)域

本文選取湖北省武漢市為案例地，選取其城市主城為研究區(qū)，以其典型、有意義的研究為切入點(diǎn)。首先，武漢在都市建設(shè)與旅游業(yè)發(fā)展中所面對(duì)的一些空間問題，在某種程度上具有代表性。目前，我國(guó)城市處在快速更迭且各個(gè)方面高速發(fā)展的新時(shí)代，需要相應(yīng)高端功能空間予以匹配，人們對(duì)一些方面有了更高的需求，尤其是宜居環(huán)境。武漢市不僅是全國(guó)中心城市，還是全國(guó)首批旅游休閑示范城市，其城市發(fā)展和旅游發(fā)展共同面臨的空間問題具有一定的典型性。一方面，城市建設(shè)迎來高潮，各方對(duì)城市空間的爭(zhēng)奪愈發(fā)激烈；另一方面，旅游業(yè)迅速發(fā)展需要城市空間在規(guī)模和品質(zhì)上的進(jìn)一步提升。武漢主城區(qū)是游客最多的區(qū)域，也是各方面競(jìng)爭(zhēng)最激烈的區(qū)域。在《武漢市總體規(guī)劃2010-2020》的框架下，以城市中心區(qū)為中心，對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了劃分(圖2)。研究對(duì)象涵蓋了武漢市各中心區(qū)，并且涵蓋了城市中絕大多數(shù)設(shè)施，總建筑面積約2 580km2，占武漢市總面積的30%。

圖1 研究區(qū)域示意圖

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本文所用的數(shù)據(jù)來自百度地圖 API的百度地圖熱度圖。百度地圖熱圖是百度地圖大數(shù)據(jù)可視化工具之一，以搜索為主，基本原理就是以用戶使用百度時(shí)承載地理信息為基礎(chǔ)，將用戶實(shí)時(shí)群體密度聚類以表現(xiàn)群體不同位置和不同時(shí)刻的聚集性[18]。百度地圖熱力圖的“熱力指數(shù)”，可以在百度地圖上顯示出來，用來表示一個(gè)區(qū)域的人流熱度，這個(gè)數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)的，約每15min更新。百度熱力圖發(fā)布為公眾出行提供便利，并促進(jìn)其相關(guān)地理學(xué)——城市規(guī)劃的發(fā)展[19-20]。百度地圖熱力圖的采集與處理包括3個(gè)要點(diǎn)：時(shí)間選取、坐標(biāo)校準(zhǔn)和波段提取。

時(shí)間選取。使用百度地圖API可在一天中任何一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上獲取百度熱力圖。為使城市游客與當(dāng)?shù)鼐用裨诳臻g上的集聚最大程度的區(qū)分開，本文特意選擇了若干有代表意義的時(shí)間段進(jìn)行比較。首先，我們選擇一個(gè)工作日(2016年2月16日，周四)，來研究武漢在旅游高峰來臨前的一段時(shí)間內(nèi)，人們?cè)诖似陂g的日?；顒?dòng)行為，并將這一天的熱力圖作為一個(gè)正常狀態(tài)下的生活空間；其次，我們選擇了一個(gè)正常的休息日(2016年2月18日，周六)，此日的熱力圖會(huì)反應(yīng)當(dāng)?shù)鼐用竦闹芰蓍e游憩空間；第三，選擇了在櫻花盛開期的一天(2017/3/22，周三)，在這個(gè)時(shí)候，外地游客已經(jīng)進(jìn)入，而武漢市民還處于上班狀態(tài)，將這一天視為旅游空間(因外地游客造成)與生活空間(因本地居民營(yíng)造)相重合；第四，以櫻花盛季的休息日(2017年3/26，周日)為例，該天的熱力圖展現(xiàn)了兩個(gè)空間之間的交疊狀態(tài)；第五，以清明節(jié)的首日(2017/4/2，周日)為例，人們?cè)谥虚L(zhǎng)程的旅行中有比較集中的時(shí)間，因此，在這一天前往武漢的外地旅客將增多，而從武漢前往外地旅游的本地居民也將增多。從“入”和“出”兩個(gè)維度上看，當(dāng)天武漢市區(qū)內(nèi)的本地人相對(duì)減少，而外地游客相對(duì)增加，所以當(dāng)天百度地圖熱力圖更多的體現(xiàn)了一個(gè)較為簡(jiǎn)單的城市旅游空間。數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔為40～50min，數(shù)據(jù)爬取時(shí)段早上7點(diǎn)到晚上12點(diǎn)，一共采集了135組武漢市區(qū)百度熱力圖(圖2)。另外，民眾出行與郊游經(jīng)常受制于惡劣之氣候與空氣環(huán)境，故各時(shí)間點(diǎn)皆選擇氣溫適宜的環(huán)境，以降低其他因素干擾(表1)。

圖2 截取的百度地圖熱力圖(2017年2月16日部分時(shí)段)

表1 數(shù)據(jù)爬取情況一覽

坐標(biāo)校準(zhǔn)。爬取的百度地圖熱力圖以圖片格式保存下來，需要添加地理坐標(biāo)信息。具體步驟如下：使用三維數(shù)字地球軟件下載武漢主城區(qū)的部分影像圖，此圖作為百度地圖熱力圖進(jìn)行地理配準(zhǔn)的原型。百度地圖的熱力圖與影像圖的地理匹配，校正得到準(zhǔn)確的百度地圖的熱力圖，再到相同坐標(biāo)系中添加其它圖層。

波段提取。本研究通過在ArcGIS中加載并導(dǎo)出數(shù)據(jù)的方法，提取并保存每張百度地圖熱力圖中的相應(yīng)波段。

1.3 研究方法

利用百度地圖熱力圖來研究城市人群的聚集與消散程度情況。

賦值與重分類。為清晰反映百度地圖所代表的密度情況，本研究采用“熱力值”的概念，采用ArcGIS軟件技術(shù)，將每張熱力圖分為5個(gè)等級(jí)，通過熱力值高低表達(dá)人口的疏密。為了方便研究我們按照熱力值定義為：無聚集區(qū)、少量聚集區(qū)、一般聚集區(qū)、次熱區(qū)和高熱區(qū)5個(gè)等級(jí)區(qū)域(由低到高)，據(jù)此生成屬性表以計(jì)算各熱力值等級(jí)的面積(圖3)。

圖3 各熱力值及等級(jí)示例(時(shí)刻：2017/2/16 07:00)

熱力值面積計(jì)算。采用歸納統(tǒng)計(jì)法，連續(xù)采用5天，共收集135份熱力圖，按照賦值和重分類的操作后，可以導(dǎo)出每張熱力圖的屬性表，并且按照1-5的色彩等級(jí)進(jìn)行像素表達(dá)，包含了每個(gè)熱力值等級(jí)的像元數(shù)?？梢酝ㄟ^圖片屬性調(diào)閱像元大小，像元數(shù)與像元大小之積就是每張熱力圖中每個(gè)熱力值得等級(jí)面積。

熱力圖模糊疊加。通過網(wǎng)絡(luò)爬蟲進(jìn)行熱力地圖收集，采用ArcGIS軟件進(jìn)行空間分析，將同一天的熱力地圖進(jìn)行疊加，從而得到單元位置所屬集合的最大值。

2 識(shí)別結(jié)果與可視化

2.1 城市總體空間結(jié)構(gòu)特征

使用ArcGIS軟件通過對(duì)歷史同日熱力圖的模糊疊加可得到該日城市整體熱力值級(jí)別空間分布(圖4a-4e)。通過使用ArcGIS工具再對(duì)5日度熱力值水平空間分布圖模糊疊加后可得到5日度綜合熱力值水平空間分布(圖4f)。

圖4 每日及5日總體熱力值等級(jí)空間分布

如圖4a-4e所示，從2017年2月16日至2017年4月2日，正是武漢旅游業(yè)由淡季進(jìn)入旺季，但從圖4中可看到，不同時(shí)間點(diǎn)的人群聚集在空間分布上基本相同。

如圖4f所示，武漢三鎮(zhèn)處于不同的城市空間發(fā)展階段。第一，漢口是武漢最早步入現(xiàn)代化的區(qū)域之一，它的城市空間已完全由“以點(diǎn)帶線、點(diǎn)面結(jié)合”的演變而形成，漢口城區(qū)中心的高熱區(qū)已被連結(jié)成一塊，尤其是長(zhǎng)江、漢江相匯集的區(qū)域與解放大道一帶，熱力值尤為突出，漢口作為老商業(yè)區(qū)，主城的空間發(fā)展呈現(xiàn)出由東南向西北發(fā)散拓展的態(tài)勢(shì)，除了原王家墩機(jī)場(chǎng)所在地尚處于開發(fā)階段，在發(fā)展大道和解放大道之間這段的其他區(qū)域均已形成高熱區(qū)和次熱區(qū)。隨著城市功能的拓展，可以明顯看到發(fā)展大道西北的區(qū)域，又有許多點(diǎn)狀高熱區(qū)正在形成，并有明顯由點(diǎn)到線的發(fā)展趨勢(shì)。第二，武昌地區(qū)正處在“連線成面”的發(fā)展時(shí)期，街道口—光谷為中心的商圈最具代表性，該商圈輻射了周邊地區(qū)，逐漸形成自西向東擴(kuò)展的“魚骨狀”城市發(fā)展的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)高熱區(qū)。同時(shí)，夾在長(zhǎng)江南岸與東湖、南湖西岸之間，沿著友誼大道、中山路至中北路等城市南北向主管道，也形成了一條寬約5km的南北向城市高熱區(qū)。第三，漢陽(yáng)地區(qū)“連點(diǎn)成線”，王家灣、沌口地區(qū)等人均聚集，一些小型的點(diǎn)型高熱區(qū)都被串聯(lián)在了一起。三是從城市的空間分布發(fā)展看，漢口以西北為主，并已形成有一定規(guī)模熱點(diǎn)新城；武昌區(qū)沿東南方向發(fā)展，光谷東南部已形成一定面積的新城。

2.2 城市旅游空間演變特征

圖5 高熱區(qū)空間分布(每日總體)

本文預(yù)期將以高熱區(qū)為切入點(diǎn)，通過高熱區(qū)大小的變化，揭示人口聚集程度的變化，進(jìn)而揭示人口分散程度的變化規(guī)律。由于本文選取的5個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)是案例地從旅游淡季向旅游旺季過渡的特殊時(shí)段，城市人均高熱區(qū)的情況能夠較大程度反映城市旅游空間的變化情況。因此，要對(duì)高熱區(qū)進(jìn)行更深入的研究，就必須對(duì)高熱區(qū)逐個(gè)進(jìn)行分離，以便對(duì)其進(jìn)行研究。運(yùn)用ArcGIS軟件將每日綜合熱力值等級(jí)空間分布圖進(jìn)行矢量化處理，將屬性表中熱力值為5的數(shù)據(jù)單獨(dú)導(dǎo)出并可視化，可以獲得總體高熱區(qū)(圖5)的日分布圖，并能相應(yīng)地分析總體高熱區(qū)面積及空間上的日變化，研究篩選了2-4月的部分日總體高熱區(qū)分布圖進(jìn)行了分析，研究顯示：

圖6 每日高熱區(qū)面積

首先，旅游淡季、旺季和小長(zhǎng)假高熱區(qū)域的面積各不相同。依據(jù)屬性表中數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何運(yùn)算出每天高熱區(qū)域的面積值(圖6)。樣本中2017年2月16日、2017年2月18日，一個(gè)是工作日，一個(gè)是休息日，但是通過數(shù)據(jù)計(jì)算兩者的總面積基本相當(dāng)，由此推斷，在旅游淡季，武漢市的休閑空間總量并未發(fā)生太大變化，即空間中所承載的人群強(qiáng)度變化有限，這也表明淡季武漢市民的空間移動(dòng)軌跡基本保持不變。樣本顯示，進(jìn)入旅游旺季，高熱區(qū)的面積有了較大程度的增加。

其次，人集聚的區(qū)域空間特征，在各個(gè)時(shí)期都是不一樣的。隨著時(shí)間的推移，其空間結(jié)構(gòu)也會(huì)隨之改變。我們選擇2017年2月16日的(周四)作為案例，通過與其余4天的高熱區(qū)對(duì)比(圖7)，從而得出不同時(shí)期高熱區(qū)的空間變化情況。

圖7 以2017/2/16為基點(diǎn)的高熱區(qū)變化情況

利用ArcGIS軟件，對(duì)發(fā)生改變區(qū)域進(jìn)行提取，形成對(duì)比圖，進(jìn)行高熱區(qū)的兩兩比較(圖8)。通過這種增、減動(dòng)態(tài)變化過程，探索人群如何有規(guī)律的利用城市空間。同樣的方法，可以得到其他4天與2017/2/26日的高熱區(qū)變化圖(圖7)，并得到空間變化的面積(表2)。

表2 以2017/2/16日為基點(diǎn)的高熱區(qū)面積增減數(shù)量(公頃)

觀察圖7和表2，以熱門旅游區(qū)域黃鶴樓、武漢大學(xué)和東湖景區(qū)以及已知的商務(wù)中心西北湖CBD為參照，可以發(fā)現(xiàn)：

對(duì)比2017年2月18日(星期六)與2017年2月16日(星期天)，從工作日到休息日，雖然高熱區(qū)的絕對(duì)數(shù)目沒有明顯差異，而且變動(dòng)的范圍，也是相當(dāng)分散的，但西北湖CBD區(qū)域的高熱區(qū)明顯減少，表明這里以商務(wù)為主，功能比較單一，而休閑和娛樂的功能比較弱。黃鶴樓、武漢大學(xué)、東湖這3個(gè)主要的旅游景點(diǎn)，都沒有發(fā)生過大規(guī)模的人群集聚，表明了這個(gè)時(shí)候城市還沒有進(jìn)入旅游高峰期。

圖8 高熱區(qū)對(duì)比分析示意圖(2017/2/18 對(duì)比 2017/2/16)

通過對(duì)2017年3月22日(星期三)和2017年2月16 (星期天)的對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)旅游淡季、旺季的不同，高熱區(qū)在空間上也各異。第一，高熱區(qū)面積增加2 820多公頃，但只減少527公頃，高熱區(qū)絕對(duì)量有所增加(1 300余公頃)，考慮到實(shí)際情況，大批的外地旅游者使城市“高熱區(qū)”快速增加。第二，從一些具有代表性的地區(qū)來看，以“工作”為主的西北湖片區(qū)，3月22號(hào)當(dāng)天的人流密度依然很高，與武漢當(dāng)?shù)厥忻襁€在上班的狀況一致。第三，很多增加的高熱區(qū)都是黃鶴樓、武漢大學(xué)、東湖等，由此可以得出結(jié)論，武漢外地人對(duì)黃鶴樓等傳統(tǒng)的旅游勝地依然有著很高的興趣，另外，武漢大學(xué)、東湖風(fēng)景區(qū)等游客人數(shù)較多是游客最多的地方，反映出武漢春天吸引游客的主要景點(diǎn)是櫻花。

將2017年3月26日與2月16日進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)：第一，當(dāng)?shù)鼐用竦挠雾瑫r(shí)間和外地游客的旅游時(shí)間重合時(shí)，因本地市民的需求彈性變化原因，會(huì)有更多的高熱區(qū)轉(zhuǎn)變成非高熱區(qū)。二是從若干典型地區(qū)看，這天西北湖CBD高熱區(qū)還是少很多，這與2月18日(周六)情形相似。武漢大學(xué)、東湖風(fēng)景區(qū)等高熱區(qū)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，說明該日該市旅游活動(dòng)旺盛。

最后，將2017年4月2號(hào)和2月16號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)天是清明節(jié)長(zhǎng)假的第一天，武漢的很多當(dāng)?shù)厥忻穸荚诙燃伲@對(duì)高熱區(qū)的增減有重要影響。第一，增加的高熱區(qū)面積和減少的高熱區(qū)面積兩者沒有太大差異，整個(gè)城市的空間并不顯得太過擁擠。第二，漢口地區(qū)出現(xiàn)大面積的高熱區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榉歉邿釁^(qū)的情況。但武漢大學(xué)、東湖景區(qū)及其他區(qū)域、景點(diǎn)高熱區(qū)范圍顯著增加，說明從整體來看，盡管總體上呈現(xiàn)出一種較為均衡的態(tài)勢(shì)，但是，“熱點(diǎn)”區(qū)空間利用強(qiáng)度仍較高，為旅游空間有待升級(jí)優(yōu)化的區(qū)域。

3 結(jié)論與討論

本文基于百度地圖熱力圖數(shù)據(jù)，以武漢市中心城區(qū)為研究區(qū)域，選取旅游淡季向旅游旺季轉(zhuǎn)變過程中的5個(gè)典型時(shí)間節(jié)點(diǎn)，使用ArcGIS空間分析工具，通過計(jì)算5個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)百度地圖熱力圖的熱力值，識(shí)別了武漢城市總體空間結(jié)構(gòu)并探索了城市旅游空間的演變特征，得到如下結(jié)論：

(1)通過百度熱力圖，可以直觀且明確地識(shí)別城市空間結(jié)構(gòu)。首先，在武漢地區(qū)，聚集人群的高密度空間的分布基本相同，這些高熱區(qū)即武漢真正意義上的“中心城區(qū)”，這相對(duì)于以交通環(huán)線來劃分的中心城區(qū)更為精確。其次，武漢三鎮(zhèn)城市空間發(fā)展各有側(cè)重點(diǎn)：漢口是武漢最早步入現(xiàn)代化的地區(qū)之一，其城市空間已完全由“以點(diǎn)帶線、點(diǎn)面結(jié)合”的演變而形成，漢口市中心的高熱度地區(qū)已被連結(jié)成一塊；武昌地區(qū)正處在“連線成面”的發(fā)展時(shí)期，其中最顯著的一條城市發(fā)展軸線就是武珞路，沿著武珞路，形成一個(gè)由西向東拓展的魚骨形高熱區(qū)；漢陽(yáng)地區(qū)則需“連點(diǎn)成線”。再次，通過觀察次熱區(qū)，可以判斷城市空間的擴(kuò)展方向：漢口區(qū)域主要向西北部擴(kuò)展，武昌區(qū)域主要向東南方向拓展，漢陽(yáng)區(qū)域主要向西南方向擴(kuò)展。

(2)通過動(dòng)態(tài)疊加百度熱力圖，可以識(shí)別城市旅游空間的邊界。從理論上說，在互聯(lián)網(wǎng)和自助游時(shí)代，旅游者可以到達(dá)城市空間的任何角落，但是，本文通過研究發(fā)現(xiàn)，從旅游淡季向旅游旺季過渡的過程中，已知的旅游熱點(diǎn)區(qū)域仍然是高熱區(qū)快速增長(zhǎng)的集中區(qū)域，即旅游者在武漢市內(nèi)仍然對(duì)黃鶴樓之類的傳統(tǒng)景點(diǎn)保持高度熱情。這也證明了游客在空間上的分布呈現(xiàn)出廣泛而明顯的地域集中特征。

(3)通過百度地圖熱力圖，可以量化評(píng)估旅游旺季帶來的城市空間壓力。在旅游淡季，武漢市民的休閑空間和工作空間在總量上沒有太大變化，即空間中所承載的人群強(qiáng)度變化有限；在旅游旺季，高熱區(qū)的面積大幅增長(zhǎng)，漲幅達(dá)到66%，并且空間分布高度集中，這是導(dǎo)致城市旅游旺季各種空間亂象的最直接原因。

(4)旅游“淡季”和“淡季”兩個(gè)階段，需要探討休閑空間和旅游空間都達(dá)到均衡時(shí)，主客共享對(duì)城市旅游空間的調(diào)控機(jī)制。淡季的生活空間、休閑空間和旅游空間達(dá)到了均衡，外地游客數(shù)量較小，對(duì)城市帶來的影響較少，占用城市公共資源也并未給當(dāng)?shù)鼐用駧硖鬀_擊。旅游高峰期，部分本地居民會(huì)自覺地把城市的空間騰挪給外地游客，但該讓渡行為產(chǎn)生的原因、本地居民能夠忍受的最大讓渡程度、該讓渡行為產(chǎn)生的影響以及主客共享城市旅游空間調(diào)節(jié)機(jī)制等仍待后續(xù)的深入研究。