基于大数据的上海中心城区建成环境与城市活力关系分析

      中图分类号：K901.2 文献标识码：A 文章编号：1000-0690(2020)01-0060-09

      随着城市社会转型的深入，城市活力日益成为城市地理、城市规划、城市经济与城市管理关注的热点话题。起始于简·雅各布斯的城市多样性思想和扬·盖尔的街道空间活力理论，建设充满活力与多样性的城市空间受到越来越多学者的关注[1，2]。城市活力不仅有利于提高居民的生活质量，而且对于城市可持续发展具有重要的意义。从精细尺度上研究城市活力及其影响因素有助于理解中国城市空间重构和提升居民生活质量。

      城市活力具有经济、社会、文化等多方面的表征形式，已有研究根据其关注点不同而存在差异。一些学者关注城市活力的宏观意义，认为其是城市自身生存与发展的能力[3]，而更多的学者则关注城市活力的微观表现，特别是城市中的人及其活动的空间分布[4-8]。城市形态学将城市活力理解为由城市空间形态塑造和影响的城市生活与活动[4]。而从城市社会学的视角出发，学者将城市理解为经济、社会与文化的反映与存在方式，城市活力则由经济活力、社会活力与文化活力3部分组成[4，9]，展现城市为其居民活动提供设施与空间等要素的能力。

      城市活力的测量一直以来都是一个重要的挑战，信息技术的发展为精细化分析城市活力提供了机遇。GPS、兴趣点(Point of Interest，POI)、手机、公交卡、出租车等数据在城市活力的研究中开始应用并快速发展[4，10-14]。随着城市作为消费中心的重要性提升，经济活力的测量逐渐从宏观生产指标向消费经济水平转变，学者开始尝试使用POI、大众点评等数据刻画经济活力的空间分布特征[10，15-17]。社会活力的测量则更加强调人的活动和流动性，利用GPS轨迹数据、移动定位数据分析人流与活动密度的研究受到关注[11，18-20]。而文化活力则更强调城市的精神气质，学者认为文化场馆的数量、规模、类型和资助方类型等都和文化活力有着密切的关联[21-23]，但是受到数据的限制，现有研究大多以某项文化活力的案例研究为主[24]，对城市文化活力的整体研究较少[25]。总体而言，目前针对城市的经济、社会、文化活力某一方面的研究在加强，但是城市活力3个维度的综合研究尚比较少见。

      如何通过城市建成环境营造提升城市活力也是学者们共同关注的话题，但是目前对于影响城市活力的指标依旧存在争议。从理论层面，学者给出了城市活力营造的指导原则[1，26，27]，但不同的指导原则较难被整合。在实证研究中，学者分别测度多种城市建成环境指标对城市活力的影响，如交叉路口数量、设施密度、土地混合利用指数、人口密度、设施可达性等[10-15，28-30]；总体上看已有研究使用的建成环境指标包括城市研究中常用的“5D”指标和城市形态相关变量，但在空间指标的选取及其影响机制上存在争议。

      本文将城市活力定义为居民在城市空间中多种活动强度的整合，包括了经济活力、社会活力和文化活力3个维度。本文关注微观尺度的城市活力，以上海市中心城区为案例，结合大众点评数据、出租车数据和POI数据对城市活力特征进行综合测度，在街区和街道2个层级识别上海市城市活力空间格局，并构建计量模型定量分析城市建成环境对城市活力的影响，以提出激发城市活力的空间优化策略。

      1 数据与方法

      1.1 城市活力的测度

      根据《上海市城市总体规划(2017-2035年)》，上海外环线以内的城市中心城区是城市发展建设的主体区域，本文将该区域作为研究范围(图1)。

      

      图1 研究区

      Fig.1 Study area

      对于城市活力的测度，本文分别使用大众点评数据、出租车数据和POI数据进行定量评估。借鉴已有研究[10，15]，本文利用大众点评数据测度经济活力，通过大众点评数据店铺的经纬度坐标将店铺与具体的街区和街道进行空间关联，计算空间单元内标准化后的店铺数量作为各空间单元的经济活力值。城市社会活力与居民的活动和出行密切相关，借鉴已有研究并综合考虑数据性质，本文选用出租车到达数据衡量社会活力。出租车因其覆盖范围广、全天候作业、到达数据时空特征精确等特点，能较为客观地反映城市居民的出行信息，也被广泛的使用在商业空间腹地、城市空间联系等研究中[31，32]。本文基于上海市2016年某一周出租车的到达位置数据，通过研究单元内每小时出租车到达量的周平均密度来衡量社会活力。文化活力包括了设施和人流量这2个相互关联的组成部分[22]，由于全市所有场馆的人流量数据难以获取，本文参考已有研究对文化设施数量与活力关系的判断[33]，采用文化设施POI密度作为测度指标，其中文化设施包括区域内的美术馆、科技馆、博物馆、天文馆、图书馆、文化宫、剧院、音乐厅、展览馆和会展中心等。最后，为使量纲统一，对城市经济、社会、文化的活力值进行标准化计算，最终综合城市活力通过三者的平均值得到。

      1.2 城市建成环境的测度

      综合考虑已有研究使用的变量以及新城市主义理念下的城市建成环境指标，本文分别从密度、混合度、设计、公共交通可达性和城市形态等方面测量城市建成环境(表1)。