禚保玲，张志敏，王 振

(青岛市城市规划设计研究院，青岛 266033)

2017年10月18日习近平总书记在中国共产党第十九次全国代表大会上提出“努力让每个孩子都能享有公平而有质量的教育”。保障适龄就学人口就近入学是政府的法定责任，也是基本公共服务的重要内容。目前国内对教育资源评估多以服务半径作为基本准则，主要评价建设数量及布局合理性，而对于具体建设位置和规模却无进一步的细化。一方面部分地区盲目追求全覆盖的均等化，忽略了必要的规模以及居民需求倾向，导致了基础教育资源建设不必要的浪费；另一方面，在中国城镇化推进的进程中，大批农村人口流向城镇，基础教育供给不均等、资源配置失衡等问题逐渐显现，教育资源合理配置问题引发了学界的普遍关注。朱立珍、汤鹏飞等分别采用最近距离模型、潜能模型方法，对村镇小学空间可达进行评价分析，评价农村居民聚落点和乡镇的小学空间可达性[1-2]。陆天琪、刘潇、郑楚楚、李著等从学校网点分布、教育资源质量、空间要素关联分析等方面，研究城市地区获得教育资源便捷和缺乏的地点，为进一步合理划分学区和优化配置教育资源提供支持[3-6]。

目前关于青岛市教育资源空间布局的研究较为鲜见。本文以青岛市东岸城区小学教育资源为例，采用核密度分析、指标信息熵模型以及基于泰森多边形改进的学区划分模型等方法，将小学教育资源布局与人口叠加分析，对小学教育资源与人口的耦合程度、空间可达性进行定量分析。根据分析结果，揭示当前青岛市东岸城区小学教育资源空间配置合理性及问题所在，以期为小学教育资源空间布局优化提供依据，为决策部门提供参考。

1 研究区域及数据来源

1.1 研究范围

本文研究范围为青岛市东岸城区，包括青岛市市南区、市北区、李沧区、崂山区4个行政区划，总面积589 km2，人口374万人，共有162所小学，其中市南区27所，市北区68所，李沧区37所，崂山区30所。

1.2 研究数据

本文研究数据主要包括小学教育资源数据、人口数据、城市道路网数据。

1.2.1 小学教育资源数据

通过青岛政务网，获取目前青岛市东岸城区小学名单、地址、班级数等信息，根据小学地理位置的文字描述，利用Python语言编写程序，调用百度地图应用程序接口(Application Programming Interface，API)，批量获取小学经纬度坐标，并根据小学名称，将小学所属行政区、占地用地面积、总建筑面积、班数、专职教师数、教师职称等属性通过字段连接，与小学地理文件相匹配，得到满足后续分析要求的小学地理文件。

1.2.2 人口数据

在大数据的发展浪潮下，百度地图拥有强大的位置定位能力，平均每天响应超过800亿次位置定位需求，市场占有率可达70%。依靠百度基于位置服务(Location Based Service，LBS)获取的人口数据具有动态、连续、易识别等特征，文章选取百度LBS数据作为人口数据的主要来源。

1.2.3 道路网数据

基于百度地图国道、省道、城市道路、市区杂路等数据，进行道路空间矢量化配准，并根据拓扑规则检查修改空间位置有误的要素，利用ArcCatatlog构建道路网络数据集，设置道路通行阻抗为距离。考虑到居民上学不会选择高速公路和快速路作为就学出行通道，二者均不在研究范围内。

1.3 研究方法

1.3.1 核密度分析

核密度分析是通过创建连续图层代表设施分布的密度值，相比于其他密度分析方法，其优势是落入搜索区的点具有不同的权重，越靠近搜索中心的点，被赋予的权重越大，越远离搜索中心的点，权重越小，计算结果分布较平滑，其计算公式为[7]

(1)

式中：fn为核密度指数；K为核函数；h为搜索半径；n为搜索半径范围内的样点个数；(x-xi)为估计点x到样本点xi的距离。

1.3.2 基于泰森多边形改进的学区划分模型

学区制度是义务教育均衡发展体制和机制创新的实践模式之一，是小学实行分片划区管理的制度，而现实生活中学区划分逐年变更、范围难以连点成片、信息公开滞后等问题给数据分析带来了挑战。本文基于就近入学的学区划分原则，应用泰森多边形“内部均有一个离散点且内部其他点到相应离散点的距离最近”的特点划分理论泰森多边形学区。这样划分的学区，每一个居民点到达对应学校的距离均最近，不存在服务盲区，也不存在一个居民点被划入多学区的情况。同时考虑目前青岛市学生不许跨行政区就学的现实问题，在计算时，当一所学校的泰森多边形超过所在行政区边界时，分割该区域至行政区边界，多余部分则划入其他行政区，以保证每个学校泰森多边形全部位于所属行政区内部。

1.3.3 指标信息熵模型

信息熵，即信息中排除了冗余后的平均信息量。本文用来计算小学教育资源评价指标体系权重，计算过程如下：

首先将各项指标进行无量纲化处理：

(2)

式中：Yjt为计算第j个学校的第t项指标无纲量化后结果；Xjt为第j所小学第t项指标；j=1，2，…，m，为m个学校；t=1，2，…，l，为l个指标。

计算各项指标信息熵：

(3)

式中：et为第t项指标的信息熵。

则各项指标的权重为

(4)

式中：qt为第t项指标的权重。

2 小学教育资源空间布局

2.1 小学教育资源数量分布

运用核密度法分析东岸城区小学教育资源的分布现状(图1)，发现由于资金投入力度和历史发展等诸多因素，青岛市东岸城区教育资源配置呈现“西多东少，南多北少”的空间分布特征，市南区，市北区，李沧中心区小学教育资源分布较为密集，李沧东部和崂山区小学教育资源分布稀疏。

图1 青岛市东岸城区小学教育资源分布

进一步将小学教育资源与人口做空间叠加(图2)，结果显示目前小学教育资源的整体空间布局跟人口耦合程度较高，即主要分布在人口密集区域，且人口越密集的区域，小学教育资源数量也较多，而在崂山、李沧东部、环胶州湾滨海欢乐城一带、八大关等区域人口分布稀疏，小学数量较少。按照行政区统计各区人口占比和学校数量占比，总体吻合度较高，均在±1%之内。小学教育资源数量在各行政区分布，与适龄就学人口分布达到平衡。

图 2 青岛市东岸城区小学教育资源核密度与人口空间分布示意

2.2 小学教育资源质量分布

值得注意的是不同学校占地规模、师资力量、学校容量差别较大。教育资源本身的差异性决定了对于小学资源的分析不能仅限于学校的数量，还要从质量方面进行探讨。因此本文综合考虑数据的准确性、可获取性和科学性，选择师资力量、学校容量2个大类6个指标构建小学质量评价体系，利用指标信息熵模型测算各类指标权重(表1)，最终确定小学质量(图3)计算公式为： 0.16949x1+0.17031x2+0.16476x3+0.16554x4+0.16474x5+0.16515x6。

表1 小学质量评价指标及权重

图3 青岛市小学质量打分空间分布

根据小学质量打分结果，计算各行政区人均教育资源得分情况(图4)。结果显示各区人均教育资源呈极不均衡特征。市南区人均教育资源得分达80.4分，是东岸城区人均教育质量得分最高区域，且远高于其他区域。这主要是由于市南区具有自身天然优势，自建置以来一直是青岛市政治、文化、金融的中心，教育资源配套相对成熟。李沧区人均教育资源得分第二，为68.6分，市北区第三，得分59.3分，崂山区最低，为53.6分。

图4 青岛市行政区人均教育资源得分情况

2.3 小学教育资源空间可达性

小学教育资源数量和质量的分布，更多的是关注其总体供需情况，资源空间可达性是评价资源使用便利度的一个重要指标，可以直观反映教育资源空间布局形态。我国《城市居住区规划设计标准》(GB 50180—2018)(下文简称《标准》)规定小学的服务半径不宜大于500 m，而实际在学校分布稀疏区域，或者学校周边路网不完善区域，必然有一部分适龄就学人口需要步行更远距离到达学校。因此本文引入空间可达性指标Ft，通过计算《标准》规定范围内实际可达人口与该学校学区服务人口比值定量评价小学空间可达性。传统测算小学服务范围通常以学校为圆心，以距离阈值为半径向外画圆，这种分析方法简单直接，但忽略了重要的城市交通网络因素，分析结果精准性有待提升。基于此，本文采用ArcGIS软件中的网络分析法，以步行为主要交通方式，以道路网为基础数据，计算多边形服务区(图5)。

图5 青岛市东岸城区小学可达范围分析结果

定义小学空间可达性为Ft：

Ft=Gt/Wt

(5)

式中：Gt为第t所学校可达范围内人口的数量；Wt为第t所学校对应学区范围内人口的数量。

该项指标计算结果越大，表示学区范围内步行500 m范围即可享受教育设施的人群比例越高，即代表空间可达性越好。

根据小学空间可达性的大小，将青岛东岸城区小学空间可达性水平划分为5个层次(图6)，分别是：优秀(≥1)、良好(0.7～1)、一般(0.3～0.7)、差(0.3～0.1)、较差(<0.1)。通过分析可知，优秀的学校共有18所，占比11%，其中市南区6所，市北区10所，李沧区2所(表2)。这些学校大多位于青岛市比较成熟的老居住区，路网完善，交通便利，学校资源分布密集。

图 6 青岛市东岸城区小学可达性空间分布

表2 空间可达性优秀的学校

空间可达性较差的学校共有22所，占比14%，其中有14所位于崂山区，这主要是由于崂山区山体众多，交通相对不便，且学校分布稀疏所致。可达性处于一般水平以上的学校最多，为93所，共占57%，呈现倒“T”字形分布于东岸城区，具有连片趋势。

定义各行政区小学空间可达性为Jt：

Jt=Kt/Lt

(6)

式中：Kt为行政区t的可达性一般及以上的学校总量；Lt为行政区t所包含学校总量。

市南区可达性最高，达到96%，市北区次之，达到86%，李沧区达到54%，崂山区可达性最低，仅为11%。由此可以判断整体上市南区、市北区小学选址相对较为合理，李沧和崂山区在小学选址上有较大提升空间。

3 结论

本文通过核密度分析、指标信息熵模型、基于泰森多边形改进的学区划分模型等方法，对青岛市东岸城区小学教育资源数量、质量、可达性进行递进分析，得出如下结论：

1) 小学教育资源数量空间分布相对均衡，学校数量与区域人口正相关，但质量空间分布不均，市南区优势明显，李沧区和市北区其次，崂山区最低，未来应重点关注优质教育资源均衡布局问题。

2) 小学教育资源空间可达性各行政区间差异较大，市南区由于学校密、路网成熟可达性最高，市北区次之，李沧区第三，崂山区最差。对于教育资源可达性差的区域，结合用地情况，适当增加教育设施，填补教育资源服务盲区。

本文综合考虑学校容量、师资力量等情况，引入网络分析改善原有以半径绘制服务范围，对分析结果的准确性具有一定改进。但限于现阶段数据条件，仍存在问题，在计算学校质量时只是引入了学校容量、师资力量等主要指标，对于学校的排名、升学率等指标未做考虑，忽略现实生活中家长为孩子择优选校的情况；在计算可达性时，简化交通方式，仅以步行作为出行方式，简化实际中校车和家长接送情况，因此本文分析结果具有一定局限性。