杨肖肖，牛锦荣，倪渝然，吴红波

(1.河北交通投资集团有限公司，石家庄 河北 050091； 2.北京交通大学 土木建筑工程学院，北京 100044；3.陕西理工大学 地理科学系，汉中 陕西 723000)

1 引 言

随着社会生产力的进步和城镇化发展，越来越多的年轻人积极参与到乡村、户外旅游活动中去，远离城市的喧嚣、放松身心和增长视野。区域交通路网是在乡镇、县、市、省和全国的广阔地域范围内进行运输的综合交通系统[1]，其网络节点之间相互作用的机会或者引力大小被定义为可达性[2]，也可以理解为借助于交通系统从某地到达另一个地方的容易程度[3]。常见的旅行工具有汽车、火车、飞机、轮船和骑行。但无论是哪种出行方式，其中交通路网是必不可少的条件，也是评价旅游景点可达性和旅游客流空间特征的重要参考指标。

近年来，一些地方政府全力推进全域旅游转型和智慧城市建设[4]，借助城市基础交通设施建设，推动建设了一批具有地方特色的旅游景区，提高了地方旅游经济的发展质量。然而，在复杂的交通路网中，以交通功能为主导，缺少旅游功能与特色；部分旅游公路等级低，旅游公路品质和连接度不高，难以有效识别，交通与旅游的融合程度不够，制约了全域旅游公路高质量发展[5]。鉴于旅游资源与交通路网的耦合关系，蚩志锋等[6]借助空间分析信阳市地区旅游资源空间分布结构特征，为信阳地区旅游资源开发和旅游出行提供理论参考。张涵双等[7]通过栅格位置和实际交通时间数据，以“栅格到栅格”为度量基础，提出一种结合栅格、大数据和可达性时空概念估计的方法，克服旅途时间偏差大的弊端，将可达性评价细化到城市的每个栅格单元。Li等[8]利用手机移动信号数据和网络地图服务，提出了一种估算公园游客出行时间的方法，并从实际时间成本的角度分析上海市城市绿地和公园服务区的特征。王迪和左小清[9]基于大理市半年内微博签到数据，采用核密度、地理集中指数以及最近邻分析等方法，分析城市来访人群空间分布以及不同景区吸引力大小。陈炜等[10]结合湖南省公路网及旅游资源点分布情况，基于GIS(Geographical Information System)网络拓扑模型建立了湖南省全域的旅游交通模型，划分旅游资源权重及网络连接关系，有效识别旅游公路，为旅游公路的规划建设提供依据。陈明等[11]基于GIS网络分析，建立了交通路网模型，从连接质量、通达效率、节点覆盖率等方面，定量分析高速公路网空间结构适应性。总体上，现有交通路网的空间结构注重路网的空间布局，对车流、人流的动态性和旅游行业的耦合考虑不足[12]，因而，亟待分析旅游交通路网的空间结构对各类景点可达性影响，有助推动区域旅游业发展水平的提升。

汉中是我国的历史文化名城，其中自然景观和人文景观不胜枚举，而交通路网成了旅游业发展的最大限制因素。为了分析汉中市旅游资源的空间分布结构，基于城市基础交通网络、旅游景点、乘客出行等数据，文中借助GIS网络分析，构建汉中市旅游交通路网模型，分析时间、距离变量约束下的服务区和出行成本，并为旅游资源开发提供最优路径规划。

2 研究方法

2.1 研究区概况

汉中市地处陕西省西南部，秦岭-巴山腹地，南北方气候交融带，汉中盆地和山丘汇集了平川、丘陵、河流、湖泊、峻岭、森林等生态景观。人文历史遗迹有秦蜀古道、古汉台、拜将坛、饮马池、武侯墓祠、定军山古战场、马超墓、褒斜栈道等，2020年汉中市共有A级景区31处。汉中的基础交通设施条件基本完善，有国道G108、G316、G210，省道4条，各级公路总里程达2万km以上。2019年汉中市接待游客的总人数达到了 6 785.86万人次，实现了旅游收入411.88亿元，旅游收入的比重增速明显，如图1所示。

图1 汉中市基础路网和旅游景点分布

2.2 研究数据

汉中市114个旅游景点和兴趣点POI(Point of Interest)数据通过百度地图API(Application Programming Interface)应用程序接口获取[13]，包括经度，纬度，名称，类型等；高速公路、国道、省道、县道、其他道路、铁路等矢量数据来源于全国地理信息资源目录服务系统(URL：https：//www.webmap.cn/main.do?method=index)。市、县级，乡镇等电子地图资料，来源国家基础地理信息中心(URL：http：//www.ngcc.cn/ngcc/)。

2.3 技术路线

考虑秦巴山区公路偏多，旅客大多采用汽车自驾或者巴士客车出行方式，汉中市旅游交通网络的空间结构特征分析流程：首先，基于GIS编辑和拓扑关系分析，构建公路交通路网模型、景点数据库、游客出行数据库；其次，运用GIS网络拓扑和规则，构建旅游交通路网模型；再次，根据旅客出行成本矩阵和OD(Origin and Destination)分析，分析各个景点的可达路网；最后，根据成本约束和邻近站点服务区分析，对时间、距离出行成本约束下的最优旅游路线，技术路线如图2所示。

图2 技术路线

2.4 旅游交通路网空间结构分析方法与过程

2.4.1 交通路网空间结构分析方法

GIS空间分析法主要用于分析交通路网、旅游景点的空间分布特征[14]。文中采用核密度分析计算每个输出要素周围的点要素密度。那么，核密度函数K0(t)为：

(1)

式中，t为归一化函数；π为圆周率，取值为3.14159。

近似于正态核，归一化函数t定义为：

(2)

式中，dij是距离，h是核带宽。

概率密度预测值D为：

(3)

式中，R为搜索距离或者时间；pi为给定的权重值；n为二维格点个数；di为景点要素i与其他要素距离。

旅游交通路网可达性问题可抽象为[15]：假定区域内有一组交通路网G(V，E)，一组路段E的速度向量，兴趣点集P和一个规则网格C，要求对给定的时间间隔，计算规则格网中每个单元到每个兴趣点的动态可达时间或者距离估计值，并聚合成为该单元总可达估计值，最后生成整个区域的连续可达表面栅格矩阵。那么，旅游交通路网的可达性度量：

(4)

式中，Oi为兴趣点或者景点的吸引力；f(Cij)为节点i，j之间的出行成本函数，可以是时间、距离、油耗等；Cij为节点i，j之间的成本变量。

(5)

对于区域交通网络的评价除了可达性指标之外，交通连接度也是描述交通路网的回路和系统优劣的测度指标[17]。旅游交通网络的连接度越好，则区域的交通越便捷。交通连接度α定义为[18]：

(6)

式中，α为旅游景点之间的连接指数；e为旅游交通网络中连接各景点的交通线段数；V为区域旅游交通网络或者路线中各景点的个数。当α=0，表示在某区域的旅游交通网络中没有回路的存在；当α=1，表示在当前的旅游交通网络中具有最大的回路数量。α指数越大，表明该区域旅游交通网络的回路越高，游客越便于在景点之间往返和换乘。

2.4.2 实现过程

(1)旅游交通网络构建

旅游交通路网模型包括：节点、弧边和转弯等基本元素，也可以包括连通性、网络属性、方向指示等特性。借助百度在线地图服务API接口和GIS空间编辑功能，整理旅游资源空间位置、客运站、行政驻地等节点，将已完成空间拓扑规则与关系处理的矢量路网，通过GIS网络分析模块进行旅游交通路网模型构建。

(2)旅游景点的空间结构分析

借助GIS空间密度分析，对汉中市旅游114个景点和兴趣点的相关内容，进行各类旅游景点的空间密度分布特征分析，明确汉中市旅游资源的空间集聚特征。

(3)旅游交通路网的空间结构分析

通过旅游交通网络模型中的数据集，对各类要素资源点进行OD成本矩阵和路径分析，道路边权重主要采用行驶时间和旅行距离，计算各景点对相互之间的最短路径，在路径寻找上限，主要考虑：

①基于一定时间成本寻找到达目标点的最短路径；

②基于一定距离范围内寻找到目标点的最短路径。

(4)旅游交通网络的可达分析

结合加油站、收费站、客运站、服务区等要素点对起讫点所游历交通网路段的权重赋值，借助旅游交通路网的连接度和可达性度量公式，分析114个景点的可达路径集合和出行成本。主要步骤：

①估计路网中所有路段的动态速度；

②生成规则格网；

③将兴趣点和格网单元中心点投影到道路路段上；

④为每个格网单元计算最短路径树；

⑤对规则格网中的每一个单元进行可达密度估计；

⑥累加得到连续的可达密度表面；

⑦对全路网的路段承担旅游路径进行交互探索可达分析。

3 结果与分析

3.1 景点空间密度和OD成本分析

借助GIS空间密度分析，以空间距离为归一化函数变量，得到汉中市旅游景点的空间密度分布，见图3(a)；由3(a)可知，汉中市汉台区、勉县、城固县的旅游景点空间密度较大，而略阳、佛坪、镇巴、西乡县的景点数量较少，空间密度偏小，空间关联性较弱。

结合汉中市的山地和平原地形特点，采用汽车通行作为主要交通工具，采用时间、距离约束，对汉中市114个旅游景点路网的连接性进行分析，获得游客出行的时间、距离成本分布，见图3(b)；由3(b)可知，旅游景点空间密度较大的区域，交通出行的成本较低，出行路线较短，这与道路路网密度、道路等级、经济发展和人口分布有直接关系。

图3 景点的密度分析和OD出行成本

3.2 旅游交通路网的空间特征

受秦巴山区地形地貌和汉中城市历史发展影响，已建高速、国道、省道、县道和铁路主要通过汉中市区，位于山区的景点距市级、县级客运交通枢纽中心较远，如图4(a)和(b)；其中，镇巴、略阳、西乡县、留坝县内景点，距离县城均大于 30 km；巴山玉溶洞、紫柏山、五龙洞国家森林公园的可达距离达到 60 km以上。总体上，勉县-汉台-城固-洋县一带的景点数量较多，集中在汉中盆地平原带，游客出行距离小于 20 km，而位于秦岭和巴山上，旅游景点的空间位置较为分散，路网密度较低，路网节点的连接度较差，山地地形复杂，出行距离成本较大。

图4 汉中市景点的服务区分析

由图4(b)可知，汉中市旅游交通可达时间最好的地区在汉中盆地的中心地带，出行成本较低；中东部和北部的旅游景点的可达时间次之，西南部和东南部景点的交通路网可达性最差，出行时间和距离成本较高。另外，黎坪国家森林公园和青木川古镇地处汉中市西南方向，位于巴山地区的旅游景点分布较分散，交通不便，各景点之间通达度较差，只能保证游客到达主要景区。

3.3 约束条件下的旅游路线规划

结合在线地图的出行数据和游客的不同爱好，以小汽车、巴士为交通工具，以时间要素为阻抗，以汉中市中心广场为起点，分别对其中的人文景点和自然景点进行一日游的线路规划，见图5(a)和5(b)。由图5(a)和(b)可知，城固、洋县、勉县等公路密度大的地区，应该加强道路等级，提高道路的通行能力；略阳、镇巴县的交通种类不齐全、交通系统不够完善，需要加大对交通基础路网建设的投入，既要提升高速、国道等主干道的连接度，也要发展乡村道路，减少断头路，避免回头路，以便让游客充分利用时间去游玩景点，更好的服务游客。

为了使每一位游客最大化利用时间游览附近景点，宁强县的“地洞河天坑”、闻名遐迩的悬壁公路、巴山竹林等都处于原始生态，交通路网都具有较大的连片开发能力。此外，还有西乡县的喀斯特地貌景观、勉县褒姒故里等景区，将基础路网交通纳入景区规划，将大大提高交通道路的利用率，如图5(c)所示。在景点开发、道路等级提升的前提下，汉中高客站、高铁站、城固柳林机场等游客集散地和接待区，应增加旅游公交线路和临时专线，使旅游高峰期的游客易到达最邻近的景点。

图5 旅游景点的路线规划

4 结 论

(1)汉中旅游资源较多分布在秦岭、巴山丘陵区，山区旅游交通路网的连接性和可达性较差，汉中盆地和市区景点的通达性和连通性较好，出行成本较低。在一定距离和时间范围内，受地形影响，公路密度大的县区服务范围普遍较小，此外部分地区道路等级较差，道路种类不齐全，可达性较弱。

(2)汉中市旅游景点的空间分布特征，无论自然景点还是人文景点，都分布较散，景点之间的通达性和连接性较差，在空间上造成了旅游交通路网一定程度上的浪费。因而，继续挖掘和开发新的旅游景点，加强现有道路的利用率，增加旅游景点的直达公交或者巴士的数量，优化旅游出行的线路，节省出行时间和费用，提高旅游景区吸引度和游客进入景区的便捷性和舒适性。