突发公共卫生事件后城市活力恢复影响因子探究_李霖.pdf
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1、第 48 卷第 2 期2023 年 4 月Vol.48 No.2Apr.2023测绘地理信息Journal of Geomatics突发公共卫生事件后城市活力恢复影响因子探究李霖1 冯梅11 武汉大学资源与环境科学学院,湖北 武汉,430079Research on the Impact Factors of Urban Vitality Recovery After the Public Health EmergencyLILin1 FENGMei11 School of Resource and Environment Science,Wuhan University,Wuhan 4300
2、79,China摘要:针对现有研究数据的代表性和开放性不足的问题,利用 NPP/VIIRS夜光遥感数据构建城市活力恢复指数及恢复比率两类指标,对 2020 年突发性公共卫生事件后的武汉中心城市活力恢复力和恢复稳定性两方面进行考察,并通过模型探索性分析影响活力恢复的因素。结果表明,卫生事件后一个月武汉市中心城区各街道城市活力得到不同程度的恢复,城市建成环境对活力恢复有密切关系,其中对城市活力恢复力起着重要作用的是宜居性相关因素,而对城市活力恢复稳定起着关键作用的是功能多样性。关键词:公共卫生事件;城市活力恢复;建成环境;夜光遥感数据中图分类号:P208;TU984文献标志码:AAbstract:
3、This paper uses two types of indicators:urban vitality recovery index and recovery ratio via NPP/VIIRS night light remote sensing data,to analyze two aspects of urban vitality resilience and recovery stability of Wuhan after the epidemic in 2020,and explores the factors affecting vitality recovery t
4、hrough models.The findings show that the urban vitality of various streets in Wuhan was restored to varying degrees in the month following the epidemic,and the urban built environment is closely related to the restoration of vitality,among which the factors related to livability that play an importa
5、nt role in the resilience of urban vitality are livability,and the degree of functional diversity plays a key role in the restoration and stability of urban vitality.Key words:public health emergency;urban vitality restored;built environment;night light remote sensing data突发性公共卫生事件的爆发对城市及区域经济秩序产生冲击。
6、武汉市在突发性卫生事件爆发伊始即采取了强有力的防控措施,取得阶段性成果1,卫生事件后城市活力得到恢复。评估武汉市活力恢复状况,梳理活力恢复的影响因子和影响机制,既有利于探索不同街道的灾害恢复效率,评估其经济社会韧性2,也有助于城市规划建设过程中优化用地布局,完善基础设施建设。多源大数据在公共卫生事件监测和信息服务中发挥着重要作用3,4,常被用于探寻城市灾害后恢复状况。马琦伟等5利用城内出行强度数据,对城市活力恢复的主要影响因子进行分析,探讨各因子的作用机制;童昀等6基于 2020年的百度迁徙大数据,从多尺度揭示中国受卫生事件短期影响的时空格局;谭波等7使用手机信令数据,监测武汉市居民出行的恢复
7、进程,定量评估了城市内部交通出行的恢复韧性。但由于上述研究所采用的数据分辨率较低或开放性不足,且研究尺度主要集中在市级,因而缺少一种更细尺度、更高效率评估突发性公共卫生事件对城市影响的可行性方法。夜光遥感数据以其覆盖范围广、时间跨度长、表征客观、成本低等优势,被广泛应用于区域发展研究、社会经济指标估算、重大事件评估等领域8。Liu等9使用夜光遥感数据提取城市建成区以探究城市发展与城市活力;Elvidge等10揭示了中国灯光变暗的规律,证明了以夜间照明为替代指标来监测经济活动水平下降和恢复的可行性。城市活力恢复指数和城市活力恢复比率是两个有效的指标11,本文采用 NPP/VIIRS(nation
8、al polarorbiting partnership/DOI:10.14188/j.2095-6045.2022881文章编号:2095-6045(2023)02-0022-05引用格式:李霖,冯梅.突发公共卫生事件后城市活力恢复影响因子探究 J.测绘地理信息,2023,48(2):22-26(LI Lin,FENG Mei.Research on the Impact Factors of Urban Vitality Recovery After the Public Health Emergency J.Journal of Geomatics,2023,48(2):22-26)基金
9、项目:武汉市“黄鹤英才(科技)计划”(2014);国家自然科学基金(41871298,42171405)。第 48 卷第 2 期李霖等:突发公共卫生事件后城市活力恢复影响因子探究visible infrared imaging radiometer suite)夜光遥感数据,以武汉市为案例,计算这两个恢复指标,探索武汉城市活力恢复状况,为城市规划建设提供参考。1 研究区域与数据1.1研究区域武汉市位于湖北省东部,是长江经济带核心城市,一直以来在全国政治、经济、文化中发挥着重要作用。2020年突发性公共卫生事件后,武汉市中心城区受影响较大,是城市活力恢复状况及影响因素量化评估的典型区域。本文选取
10、武汉市中心城区(包括武昌区、洪山区、江汉区、江岸区、汉阳区、青山区、硚口区)的 100个街道在街道尺度上进行研究。1.2研究数据1)夜光遥感选用 NPP/VIIRS数据,来源于美国国家海洋大气管理局,用于对城市活力进行测算评估。夜光遥感数据通过获取夜间无云条件下地表发射的可见光-近红外电磁波信息,直接反映人类活动差异12。由于日度数据容易受天气等原因无法获取高质量的数据覆盖,而月度融合数据因剔除了闪电、月光照射以及云覆盖的影响,可以消除某一特定时段内城市内部偶发事件产生的发光像元异常增减问题11,13,可信度较高。本文选取 2020 年 3 月和 5 月NPP/VIIRS月度合成的夜光遥感影像
11、数据。2)评价指标体系数据选用统计数据及 AOI 数据,用于探寻城市活力恢复影响因子。国内外学者对城市活力研究中,主要将城市活力影响因子归结为人口结构、宜居性和多样性14,153个方面。其中人口结构揭示了人口相关的特征,宜居性和多样性反映了为人类活动而提供的人造环境,即城市建成环境。因此,为了探寻城市活力恢复的影响因素,综合考虑公共卫生事件对武汉的影响,从人口结构、宜居性、多样性、防控管理164个维度构建城市活力恢复评价体系,选择的相关数据及来源如表 1所示。2 研究方法2.1评价指标2.1.1城市活力恢复指数城市活力恢复指数(recovery index,RI)是一个街道在公共卫生事件后夜光
12、遥感平均变化值占卫生事件时夜光遥感平均值的比例指标,用于衡量城市活力的恢复力17,恢复指数越高,表明该街道恢复情况越好。其计算公式为:AVL(i,j)=r=1r=nNTL(i,j,r)SjRIj=AVL(after,j)-AVL(before,j)AVL(before,j)(1)式中,RIj表示恢复指数;AVL(i,j)表示时间为 i地区为 j的街道的夜光遥感数据平均值;NTL(i,j,r)表示时间为 i地区为 j的街道中第 r个栅格格网的灯光值;Sj表示地区为 j的街道的面积。2.1.2城市活力恢复比率城市活力恢复比率(recovery ratio,RR)是一个街道在公共卫生事件后恢复的像元
13、占总像元的比例,它可以最为直观地反映出各街道活力恢复的差异性17,反映城市活力恢复水平的状况。恢复比率高的街道,表明街道内部活力恢复状况较稳定。其表 1指标体系解释Tab.1Indicator System Explanation所属类别人口城市建成环境公共卫生事件分类人口结构宜居性多样性防控管理指标名称人口密度人口性别比例人口年龄比例户口比例绿地密度建筑容积率住宅区密度交叉口密度POI混合度商圈密度公司企业密度学校密度定点医院密度收治人数医院密度指标计算人口数量/街道面积女性数量/街道总人数65岁以上人口/街道总人数常住人口/街道总人口绿地面积/街道总面积总建筑面积/总用地面积建筑用地面积/
14、街道总面积交叉口数量/街道总面积街道内部商业功能的多样性商圈总面积/街道总面积公司企业面积/街道总面积学校面积/街道总面积公共卫生事件时建立的医院面积/街道总面积街道内医院收治感染人数医院面积/街道总面积数据来源国家统计局国家统计局国家统计局国家统计局百度地图百度地图百度地图百度地图百度地图百度地图百度地图百度地图统计数据统计数据百度地图23测绘地理信息2023 年 4 月计算公式为:RRj=NRelightSj(2)式中,RRj表示恢复比率;NRelight表示得到恢复的格网数量。活力恢复指数反映了城市活力恢复力,城市活力恢复比率揭示了城市活力恢复的稳定性,综合考虑恢复指数和恢复比率两个指数
15、,可以从多维度解释城市活力恢复的情况。2.2普通最小二乘回归模型构建普通最小二乘回归模型(ordinary least squares,OLS)是一种线性回归模型,其原理就是在进行拟合估计时,保证所有观测值和估计值之差的平方和最小,以求得最佳拟合效果18。以城市活力恢复指数和城市活力恢复比率作因变量,建立 OLS模型探寻可以解释城市活力恢复的最优指标体系,最终所建立的线性回归模型如下:y1=0+1x1+2x2+nxn+1y2=0+1x1+2x2+nxn+2 (3)式中,y1为RIj值;y2为RRj值;x1、x2、xn表示影响因素。2.3多尺度地理加权回归模型构建虽然线性回归模型能在一定程度上解
16、释各因素对城市活力恢复的影响,但是由于存在空间非平稳性,各解释变量对于城市活力恢复的影响是随着空间位置变化而发生变化的,而全局线性回归模型无法揭示这部分变化,因此使用多尺度地理加权回归(multiscale geographically weighted regression,MGWR)模型进行进一步的局部回归统计。MGWR 模型采用自适应带宽,反映各个变量的空间作用尺度19,其模型如下:y1i=0(ui,vi)+1(ui,vi)x1i+2(ui,vi)x2i+3(ui,vi)x3i+4(ui,vi)x4i+5(ui,vi)x5i+6(ui,vi)x6i+iy2i=0(ui,vi)+1(ui,
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