公共图书馆的空间可达性与资源冗余
——英国利兹市公共图书馆空间规划案例分析

0 引言

公共图书馆不同于非公共图书馆，其服务对象的住址往往较为分散，如果选址不佳，以至于空间可达性下降，将会抑制民众前往公共图书馆的兴趣，导致利用率下降

。

英国作为全世界公共图书馆利用率最高的国家之一，在公共图书馆及其分支机构的空间规划方面积累了大量经验和教训，其公共图书馆的空间分布不仅在空间可达性、服务有效性等地理信息要素方面具有合理性，在图书馆资源区域分配上也做到了一定的公平性。

本文选取英国利兹市（Leeds）作为分析对象，通过运用地理信息系统的量化分析与可视化功能，结合利兹市的基础地理数据及公共图书馆的区位分布特征，形象且细致地归纳了利兹市公共图书馆选址在空间规划方面的经验，希望能够为我国公共图书馆及其分支机构的空间规划、选址建设等提供一些经验性建议。

“作文难，难文”这是小学语文教师的深切体会。老师教的筋疲力尽，学生写的痛不欲生，这是小学作文教学的常态。要想孩子们对作文产生浓厚的兴趣，消除畏难心理。新课标中所指出的“中年级学生要留心周围事物，乐于书面表达，能不拘形式地写下见闻、感受和想象”，兴趣是最好的老师，在小学三年级学生作文的起步阶段，教师对学生兴趣的培养比对作文方法的教学更重要。如何培养学生对作文的热情，带领孩子们开启作文的兴趣之门呢？

1 数据获取、研究工具和方法

利兹是英格兰西约克郡首府，是英国重要的经济、商业、工业和文化中心。利兹在英国城市的重要程度，类似我国经济较发达地区的省会城市，如广州、南京、杭州。因此，利兹建设公共图书馆的经验在我国具有一定的适用性。

为了缓解上述方法的缺点，本研究使用引力法来计算可达性指数，更加全面且接近现实地反映了所有供给设施点的可达性。本文将处于位置i处的引力可达性表示为：

多环缓冲区是以输入要素为圆心，多个指定距离为半径周围的同心圆

。本研究将利兹市的各个公共图书馆及其分支机构设为输入要素。根据已有的地理分析文献，一般设定惯例

，将各个公共图书馆及其分支机构的多环缓冲区的内圈设为500米、中圈设为1000米、外圈设为1500米，分析结果的专题地图如图1所示。

为了更清晰地展现利兹市公共图书馆的空间可达性，本文运用空间可达性分析这一常用的地理分析工具，通过量化可达性指标进行直观展示。已有文献主要使用最小距离法、高斯两步移动搜寻法（Ga2SFCA）、供需比例法等在公共图书馆服务领域进行空间可达性分析

。然而，最小距离法因对距离的定义不一而容易产生歧义，如欧式空间距离、路网距离、地理距离、经济距离等都有着不同的意义；而应用Ga2SFCA法时，需要实现划定一个可达与不可达区域之间的阈值边界，但是阈值的设定具有一定程度的主观随意性，而且对阈值边界的所有供应设施点都平等对待，不考虑实际通勤的时间和路程，不太符合现实情况。此外，供需比例法至少有两个不容忽视的缺点：一是无法解释较大区域内部的详细空间差异，二是假设边界是完全绝缘的，认为不同地区之间不存在供需交换。因此，供需比例法并不符合现实

。

2 利兹市公共图书馆空间分析

通过细致的空间分析，笔者认为利兹市在空间规划方面有一个重要经验——提高空间可达性来提高公共图书馆利用率；也同样有一个值得吸取的教训——避免公共图书资源冗余，确保公共图书馆得到充分利用。

2.1 合理规划公共图书馆选址，提高空间可达性

本研究利用ArcGIS10.2的邻域分析工具中的多环缓冲区（Multiple Ring Buffer），以及路网分析（Network Analysis）功能，分析市民从各个居民点出发到利兹市的各公共图书馆的步行距离与驾车通勤时间。同时，以利兹市各个公共图书馆馆藏数量进行降序排列，选取排名前八位的重点公共图书馆为样本，使用路网分析的位置分配分析功能来探讨重点公共图书馆的规划合理性。

霉菌是饲料中的有害微生物，它能够导致青贮饲料好气性变质，它常存在于饲料的表层和边缘与空气接触的部分，使饲料被污染，导致适口性下降，从而降低了饲料的营养价值。通常采用降低饲料的pH值和保证厌氧环境来抑制霉菌的生长。本试验中，5种不同比例混合青贮饲料中霉菌数量均迅速减少至105数量级，其中0%的青贮饲料中的霉菌在青贮的第60 d左右几乎检测不到，75%和100%的青贮饲料中的霉菌数量在青贮发酵的第30 d左右几乎检测不到，25%的青贮饲料在青贮发酵的第45 d几乎检测不到。

可以看到，在利兹市较为繁华的西南方向，多环缓冲区覆盖了大部分的居民点，这意味着利兹市的公共图书馆及其分支机构能够在居民步行可达范围内提供服务。特别是在利兹市中心地区，多个公共图书馆的多环缓冲区相互交叠，构成连续的同距等高线，这意味着居住在市中心的居民可以在步行可达范围内享受到多个公共图书馆提供的服务，极大地提升了居民的阅读体验。经计算，步行距离在500米以内可达居民点有65个，步行距离在1000米距离以内可达居民点有117个，步行距离在1500米距离以内可达居民点有136个。如果按照正常步速1米/秒计算，能够在8.3分钟、16.7分钟、25分钟内步行到达公共图书馆的居民点分别占全部居民点总数的36.72%、66.1%、76.83%。经加权平均计算，平均步行时间为18.1分钟。由于步行时间是衡量公共图书馆便利性的一个重要标准，利兹通过在居民点密集区域建设多个公共图书馆提升步行便利性，不仅方便了市民获取图书资源，更重要的是提供了一种便利的文化消遣活动

，有利于提升城市文化品味和公民素质，对提高公共图书馆资源利用率也颇有助益

。

值得一提的是，利兹的城市化情况与我国有很大差异，主要呈现出中低收入者聚居在城市中部，而高收入者往往在城市郊区的“再城市化”特征。因此图1中分布在城市西北角、东北角和东南部分的居民点是利兹市的“富人区”，而中部和西南部密集的居民点往往是中低收入者的居住地。对此，利兹市政府在中低收入者居住地大力建设公共图书馆，希望以此来缩小两者之间的文化资源鸿沟。这在客观上能够帮助中低收入者通过获取文化资源实现阶层流动，弱化阶层矛盾，促进社会公平，但是在一定程度上牺牲了公共图书资源的区域分配合理性，毕竟对于城市郊区而言，公共图书馆的数量几乎为零，而对于市中心而言，公共图书馆的数量显得过多。这一点可以从地图上清晰地看到，位于利兹市东南方向和东北方向的居民点不在步行可达范围内，这部分的居民点占全部居民点的比例达23.17%。然而，这并不必然意味着这部分富裕的居民不在公共图书馆的服务范围之内。考虑到英国具有较高的私家车保有量，英国家庭也往往通过私家车出行，那么公共图书馆及其分支机构自然可以通过广泛覆盖的交通路网来扩大其服务范围和覆盖面积，使其可以为居住在城市郊区的居民提供服务。

路网分析是空间优化的重要分析工具，用于分析在给定供给设施点位置、数量、服务条件、出行阻抗及其他交通信息的情况下，规划从需求事件点到供给设施点的最优路径

。本研究设定公共图书馆及其分支机构为供给设施点，各居民点为需求事件点。由于距离和时间是地理可行性研究中常用的出行阻抗设置，本研究分别将这两者作为出行阻抗，相互印证，以提高可达性的计算精度。对于出行时间的计算，通过调用谷歌地图API获得了驾车前往最近公共图书馆的实际时间；对于出行阻抗为距离的情况，基于二维欧几里得平面，结合利兹市路网数据，设定汽车平均时速30公里/小时，运用ArcGIS的路网分析功能最优规划了从居民点到最近公共图书馆的最短通勤时间的驾车路径，如图2所示。

经ArcGIS计算的最短通勤时间的驾车距离和由谷歌地图API导出的实际通勤时间的对应的描述性统计如表1所示。

如果进一步考察公共图书馆及其分支机构的区位因素，还可以发现利兹市公共图书馆之所以具有较高的空间可达性，不仅是因为公共图书馆及其分支机构的数量较多，而且与其地理上的区位分布密切相关。本文通过路网分析的节点提取功能发现，利兹市的公共图书馆及其分支机构中87.1%位于路网节点（交通路口）半径500米之内。这意味着，公共图书馆及其分支机构往往位于交通主干道交会处附近，居民前往公共图书馆会极为方便，极大地减少了居民前往公共图书馆的通勤时间。同时，利兹市的公共图书馆资源也达到了英国政府对公共图书馆服务半径的相关规定——85%的家庭能在2英里范围内到达图书馆，固定图书馆覆盖不到的人口和区域，以流动图书馆和“其他图书馆服务形式”作补充

。显然，仅就图2所示的固定公共图书馆而言，利兹市完全达标。考虑到流动图书馆、流动借还书站这类非固定图书馆服务形式具有流动性和时效性，笔者并未将其绘制在图2中。可以想见，如果考虑了这些非固定图书馆服务形式，利兹市的图书资源的可得性和图书馆服务的可达性将更高。

另外，已有文献在评估公共图书馆分布合理性方面主要是从公共图书馆的空间可达性和资源分布合理性的角度进行评估

。例如，为数不多使用量化分析工具对空间可达性进行评估的文献都使用了多种空间可达性分析方法，如2FSCA。但是，在资源分布合理性方面，绝大多数的研究主要通过定性分析的方法进行分析，如区域资源分布合理性、种族平等、阶级平等的角度对公共资源分布合理性进行研究。为了弥补合理性研究在量化方面的不足，本文通过ArcGIS的空间量化分析工具和可视化功能对公共图书资源的冗余进行研究，探讨利兹市公共图书资源区域分布的合理性。

本研究通过谷歌地图API（地理应用程序接口），以英国利兹市为搜索范围，以公共图书馆为搜索关键词，获取了包括公共图书馆及其分支机构在内的地理数据。同时，通过访问英国国家统计局获取了利兹市城市特征数据，如人口分布、医疗机构数量、教育机构数量等；通过访问全球开源地理信息数据网站（OpenStreetMap）获取利兹市行政境界、公路交通等地理矢量数据。经过数据清洗后，筛选出有准确经纬度信息且为公共图书馆及其分支机构（不包含流动服务站等非固定设施点）32个；取居民点小区入口处为定位点，居民点数量共计177个，共有成年居民人口60.08万人。运用ArcGIS的可视化功能，结合上述数据对英国利兹市公共图书馆进行空间分析。

按设计确定的井位进行钻机就位，开孔前进行安装质量验收，孔口埋设了加长钢制护筒并用优质黏土回填密实，做好了保护好井口的工作。

由引力法计算所得的引力可达性指数与按照2SFCA法计算的可达性指数的实际意义相似。它们本质上都是用供给设施点和需求事件点之间的交通距离或时间的负指数计算两者之间的比值。因此，总的可达性得分最终都等于总供给规模。换言之，所有需求事件点的可达性指数的加权平均等于整个研究区域范围内的供需比

。

从图3中可以发现，利兹市八个馆藏图书数量位居前列的重点图书馆的空间位置分布有一定的合理性，如城市的西北、西南区域的重点图书馆分布很好地覆盖了市郊居民点的公共图书服务需求，市中心的重点图书馆完全满足了市中心分布密集的居民点的公共图书服务需求。但是在城市的东北和东南区域出现了局部失衡，一些重点公共图书馆的服务范围过大，显示出空间可达性缺陷。这一点值得我国引以为戒，要避免因公共图书馆及其分支机构的空间分布不均，而造成重点图书馆服务范围过大所带来的资源短缺问题。

在灌水期间需要合理控制灌水量，促进日常温室中的番茄快速生根发芽。冬春期间番茄移苗、定植后和缓苗前要保水保墒，缓苗后，缓苗水为植株营造良好的生长环境。秋冬季节，移苗和定植期间气温和地温较高，需要结合植株生长需要适当增加浇水量，促进缓苗。在生长旺盛期间，适当增加灌水次数和浇水量。合理控制浇水时间，以晴天为最佳，尽可能避免阴天浇水，中午高温期间浇水可以有效提升地温。灌水后棚室密封处理，温度升高到30℃后通风换气，可以营造良好的温室生长环境。

最后，本研究分析了利兹市重点公共图书馆空间位置分配的合理性，如图3所示。

结果表明，引力可达性指数位于城市中部和西南部的中低收入者聚居区域最高，公共图书馆资源对于中低收入者而言十分便捷，与上文分析结果保持一致。对于居住在城市郊区的高收入者而言，公共图书馆的可达性并不高，利兹市可以在城市的东北、东南、西北区域投放公共图书馆的流动服务设施来提高这些区域的公共图书馆资源可达性。经计算，利兹市引力可达性指数在2～5区间的居民点个数为127个，这与本文通过多环缓冲区分析所得的步行便利性结果十分接近。通过一系列相互佐证的量化分析，可以认为本研究的可达性分析结果具有稳健性，很好地揭示了利兹市在公共图书馆资源分布的空间可达性特征。因此，通过在居民点密集区域从步行、驾车等出行方式综合考虑公共图书馆选址，以提高公共图书馆可达性和便利性，进而提高公共图书馆资源的利用率，对于我国为数众多类似于利兹的发达城市而言具有很强的借鉴意义。

从表3可以看出，在环境温度基本相同的条件下，随着环境相对湿度的不同，不同的烟草在制品经过风送设备时含水率的变化相差较大。混合丝由于试验时环境相对湿度为56.8%，风送前含水率接近其在此相对湿度下的平衡含水率，因此经过烟丝风送后含水率变化不大，仅下降0.05个百分点。叶丝和梗丝由于环境相对湿度较低，分别为34.8%和33.6%，因此经过风送后含水率下降较大，其中叶丝下降0.18个百分点，梗丝下降0.41个百分点，但梗丝下降幅度大于叶丝，说明梗丝的保湿性能小于叶丝，在环境温湿度变化时其含水率容易发生变化。

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2.2 避免公共图书资源冗余，确保公共图书馆资源充分利用

虽然增加公共图书馆数量有利于提高公共图书馆资源的空间可达性，但是抛开建设费用高昂的问题，就资源配置来看，我们可以发现，如何避免增量公共图书馆与存量公共图书馆的资源冗余才是关键。由于发达国家的大都市大多进入了“后城市化”和“再城市化”时代——随着大部分原先居住在城市的人口，特别是高收入人口、高新技术产业等逐步迁往市郊，出现了城市“空心化”、产业“空心化”等“后城市化”特征，导致原先建设的大量公共图书馆资源因市中心人口流失而闲置

。这就是“后城市化”给公共图书馆建设带来的第一个难题。大部分城市的处理方式是关停或限制运营一些公共图书馆，减少公共图书馆日常维护给城市财政带来的压力

。第二个难题来自于紧接着发生的“再城市化”：随着市中心人口的大量流失，分布在市中心的存量居住区房价和房租下跌，吸引了中低收入者重新进入原先繁华的市中心定居，居住人口大大超过初次城市化的规模，导致包括公共图书馆在内的众多公共资源极度缺乏，也就是“再城市化”。在这一阶段，即便市政府开放原先存在的公共图书馆也无法满足市民需求，甚至出现因对公共资源的挤兑而导致公共资源加速流失等不良后果

。本文的研究对象利兹市便经历了完整的“后城市化”和“再城市化”浪潮，并在“再城市化”的过程中，根据新增人口数量重新在市中心新建了较多的公共图书馆来满足需求，但由于在城市中心建设了过多的公共图书馆，引起公共图书馆之间的过度竞争，而导致了公共图书资源冗余，并出现部分公共图书资源的闲置，这是值得我国吸取的教训。

在这里， 为引力可达性指数；n和m分别为供给设施点和需求事件点的总数；为供给设施点j的供给规模； 为搜索区域内的需求事件点k的总需求规模； 为供需两点之间的距离或通勤时间；β为交通摩擦系数，用于反映因道路拥挤、交通事故等导致的交通摩擦所带来的通勤不便

。

本研究使用邻域分析的泰森多边形来寻求利兹市在避免公共图书馆资源冗余方面的教训。泰森多边形是一种平面几何概念，其特点是在每个泰森多边形内的任何位置距离其关联点的距离都比其他任何多边形外关联点近，且每个多边形内含且仅包含一个关联点

。由于泰森多边形在空间划分上具有等分性的特征，因此可用于解决最近点、最小封闭圆等问题，以及许多空间分析问题，如可达性分析等。它的数学描述则更加简明易懂

：

设欧几里得平面上有n对离散点（X

，Y

），（i, j = 1,2,3,…,n；），若将该平面用一组直线分成K个相邻多边形，使得每个多边形内有且仅有一个离散点，则：

由此，我们可以得到泰森多边形，泰森多边形划定的范围是距离竞争范围。离散点表示供给设施点，常用于衡量相邻供给设施点之间的竞争范围而被用于分析各点的供给冗余程度

。

采用混凝土H型立柱装配式围墙方案。围墙柱采用钢筋混凝土柱，柱距为4 m，基础采用现浇混凝土基础，预留400 mm×400 mm杯口基础。基础间设宽240 mm、高300 mm的连梁。

本研究将公共图书馆设为供给设施点，每个公共图书馆对应一个泰森多边形，分析泰森多边形内居民点的可达性，并通过ArcGIS进行相应的描述性统计如表2，同时将其可视化为图4。

从描述性统计中可以看到，新增和存量图书馆之间平均覆盖人口数约为4.7万人，但从方差的角度看，新增图书馆和存量图书馆之间覆盖人口数量有较大波动，覆盖的居民点个数也有所波动。从图4中可以看到，城市中部有着为数众多的公共图书馆及其分支机构，表征相邻公共图书服务冗余程度的距离竞争范围在城市中部急剧缩小，能够覆盖的居民点个数和居民人数都大大降低，存在一定程度的过度建设，导致公共图书馆之间存在过度竞争，进而导致公共图书资源存在部分闲置。然而，对于位于城市郊区的城市东北和东南地区，则因为公共图书馆较少而出现了大范围的距离竞争真空，这在图4中表现为没有任何一个公共图书馆及其分支机构的泰森多边形覆盖到城市的东北和东南地区，意味着没有一个公共图书馆在这些地区存在与其他公共图书馆的竞争关系。从平面几何的视角来说，没有公共图书馆向这些地区提供服务。显然，这是一种公共图书资源短缺的体现，与市中心的过度竞争形成鲜明对比。这不利于公共图书资源的充分利用。

（3）边界划定。以市（县、区）为单位，根据点位评估情况、重点污染源，按照上述地理单元的对应关系，结合实际地势、地貌、农用地分布等情况，划定评价单元。

可以看出，利兹市并未很好地平衡存量公共图书馆和增量公共图书馆之间的相互竞争关系。虽然利兹市在满足“再城市化”引致的公共图书服务需求增加过程中，避免了由于增量图书馆过多而导致公共图书资源出现极大冗余的问题，但是利兹市却在“后城市化”阶段因为郊区居民点分散而没有建设足够的公共图书馆，导致城市郊区的公共图书资源出现短缺。即利兹市在市中心和市郊出现了公共图书资源的区域分配不平衡。因此，我国不仅需要避免过度建设带来的资源冗余和闲置，更需要注意促进区域公共资源分配平衡

。

3 结语

本文通过ArcGIS的量化分析和地理可视化功能，结合英国利兹市的地理数据和谷歌地图API的相应数据，总结了该市在公共图书馆建设过程中的经验和教训。其一，是合理规划公共图书馆选址，满足空间可达性。对于正在经历初次城市化的我国大部分城市而言，需要学习英国利兹市在居住点密集地区建设公共图书馆的经验，提高公共图书馆的空间可达性和便利性来满足居民文化消遣的需求，进而提高公共图书馆的利用率。其二，是避免公共图书资源冗余，确保公共图书馆资源充分利用。虽然我国大部分城市仍然处于初次城市化阶段，但是一些发达城市已经进入了“后城市化”阶段，以及在不久的将来会进入“再城市化”阶段。我们需要吸取英国利兹市在“后城市化”中忽视郊区公共图书馆建设和“再城市化”阶段在市中心过度建设公共图书馆导致的资源冗余带来的教训，切实在城市化进程中提高我国公共图书馆的利用率。

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