【摘要】：目前，株洲市经济处于高速成长阶段，随着居民生活水平的提高，公共交通事业的发展，居民私有小汽车的增加，株洲市中小学服务半径存在扩大的可能性。本次以株洲市的芦淞区为代表来分析中小学的服务半径，并且结合芦淞区内老城区和新城区的居住密度和交通情况划定不同的中小学服务半径。
　　【关键词】：GIS，中小学，服务半径
　　【 abstract 】 : at present, the economy is in high-speed growth stage of zhuzhou, with residents the improvement of living standards, the development of the cause of public transportation, residents of private car increases, zhuzhou city middle and primary school the possibility of expanding existing service radius. The LuSong area of zhuzhou city to delegates to analysis of middle and primary school for service radius, and combined with the new and the old LuSong living density and traffic delimit the middle and primary school of different service radius.
　　【 key words 】 : GIS, elementary and middle schools, service radius
　　
　　
　　中图分类号：G628 文献标识码：A文章编号：
　　1 引言
　　株洲市空间的发展是以旧城的内涵式更新和外围的圈层发展为主，随着城市规模的不断扩大，城市单中心圈层发展带来的城市问题已经开始显现。随着中心城区的工业和居住职能逐渐向外转移，城市建设用地规模的不断扩大，城市边缘区中小学配套不足的现象日益突出，同时旧城改造的不断深入，也为城市中心区中学的布局调整提供了机遇，而中小学的服务半径直接影响着学校的布局调整[1]。因此，有必要对新生活方式下的中学小服务半径进行研究。本文采用GIS的定量分析方法，介绍GIS在学校服务半径研究中的具体应用，为中小学服务半径的调整提供借鉴意义。
　　2 GIS空间分析功能概述
　　空间分析是GIS的本质特征和核心功能[2]，在中小学服务半径分析研究中，主要应用到缓冲区分析和叠加分析。缓冲分析就是确定中小学的服务范围，从数学的角度看，就是确定中小学可能影响的邻域，邻域的大小由中小学的服务半径确定。叠加分析就是将设施所在的位置及其影响邻域内的各种因素的影响数据组成的数据层面进行叠加，产生一个新的数据层面的操作，其结果就是各种因素影响的综合信息。叠加分析不仅生成了新的空间关系，而且还产生了新的属性关系。对这些新的关系，采用一定的数学模型进行计算分析，就能够获取分析所需要的信息。
　　3 中小学服务半径影响因素
　　学校是为学生而存在的，学校布局必须方便学生入学[3]。但仅从方便角度出发，一人一校最方便，显然这不是现实的。因此，除了方便入学外，还要考虑经济效益因素。因此首先根据人口属性对区域进行划分，将区域划分成为若干个人口总数相等的子区域，同时保证子区域紧凑度最大，然后以该区域的几何中心作为学校位置，这样由于区域紧凑度最大，中心到子区域内每一点的距离都比较接近，另外由于每个区域人口基数相同，学龄人口数也比较接近，从而每个区域中的学校效益达到最大。因此根据影响中小学布局的各种因素，选取影响空间布局规划的评价因子——距离因子和覆盖率因子[4]。
　　距离因子：也就是居民点到学校的距离，通过统计各教育片区内到最近设施点的出行距离来衡量，统计出平均出行距离，可以直观地了解到设施分布是否合理。
　　覆盖率因子：首先定义服务区与非服务区，主要是指从需求点到供给点的距离在指定范围（合理的服务半径）内需求点的集合称为在服务区内，反之则为非服务区。简单地说就是在芦淞区内，以各个学校为供给点，在服务半径内所覆盖的居民点，这些居民点的集合就认为是属于服务区内，不在这个缓冲范围内的则称做非服务区。然后统计地区内在服务区与非服务区内的居民点百分比，这样就可以比较直观地显示，该片区的学校设施服务半径是否合理。
　　4 国内外现状
　　目前我国教育设计规划通常以《城市居住区规划设计规划》和《中小学建筑设计规划》等国家和地方标准为依据。《中小学建筑设计规范》中规定的 “中学服务半径不宜大于1000米，小学服务半径不宜大于500米”，却并未针对城市不同区域的特点来提出具体规划。老城区人口密度高，因为用地紧张无多余的发展空间；新城区人口密度相对较低，发展用地充足。以现有标准的服务半径划分服务区已造成了服务区重叠或无法全部覆盖，老城区与新城区的中小学服务半径有必要区别对待。
　　其他国家中小学服务半径规定：日本、欧美等国家城市中小学服務半径规定值略大于我国规定，小学服务半径推荐值在500—800米之间，最大值在1200一2000米之间。中学服务半径推荐值在800一1600米之间，最大值在2400一3000米之间。各国中小学校服务半径规定值见下表。
　　各国中小学校服务半径规定值[5]。
　　
　　
　　高级中学 240 3200
　　资料来源 日本《学校建筑设计画设计》 《中小学建筑设计规范》条文说明
　　5 小学服务半径分析
　　芦淞区共有小学16年，老城区范围内有小学7所，新城区范围内有小学9所（图1）。老城区内小学校间平均距离为867米，新城区内小学平均距离为1941.5米。
　　对芦淞区小学进行GIS分析（图2），老城区小学500米的缓冲区内居住面积为2.07km2,占老城区总面积的76.7%，且老城区内小学平均距离为867米，为了提高老城区就近上学原则，规划时，我们对老城区内的小学用仍500米的服务半径布置新学校。
　　
　　图1 芦淞区小学现状分布图图2 现状小学校服务半径分析
　　新城区由于居住布局比较分散，对新城区内的学校进行不同距离的缓冲分析，在缓冲区内居住面积越大，也就是学校的服务覆盖面也就越大，但是为了保证小学生上学的安全和就近上学原则，学校服务半径不能无限大；而且，如果学校服务半径过大，学校与学校服务区之间就会出现重叠形成资源浪费。为了既保证小学生就近上学方便，也为了充分发挥各个学校的资源，合理确定小学的服务半径非常重要。本次确定小学的服务半径主要从两个方面来考虑：一是不同服务半径内覆盖的居住用地比例，服务半径内覆盖的居住面积越大，服务的人数就越多；二是学校的分布均匀情况，如果学校分布越均匀，各个学校服务范围内的重复区域就越少。为了保证一个合理的学校服务半径，必须既考虑学校的服务人数又考虑学校的分布均匀度。
　　通过GIS分析（图3），当小学服务半径为500米时，学校分布最均匀，但是学校服务的人数也是最小的；当服务半径为1500米时，学校服务的人数最大，但是学校服务范围之间的重复度也最大，学校服务范围不均匀。为了达到一个平衡，确定芦淞区内新城区小学服务半径取1000米。
　　6 中学服务半径分析
　　芦淞区内现状有七所中学，运用GIS对中学的服务半径进行分析，生成中学距离图（图4），并对不同服半径内的居住用地面积进行统计，分析不同服务半径内居住面积占总居住面积的比值，并运用学校分布的均匀度情况来分析学校服务覆盖的重叠度问题。
　　将不同服务半径内的居住面积比例和学校的分布均匀度情况作折线图进行比较，来确定中学的服务半径。如图5所示，当中学服务半径为1000米时，缓冲区内居住面积比为37.6%，服务人口比较少，当服务半径为1300米时，居住面积比为53%，分布均匀度为54.5%；当服务半径为1500米时，居住区面积比为70.7%，分布均匀度为52.7%；当服务半径为2000米时，居住区面积比为76.1%，分布均匀度为45.7%。为了既方便学生就近上学又能服务更多的学生，确定中学服务半径为1400米。
　　
　　7 规划方案验证
　　根据芦淞区老城区内小学服务半径为500米，新城区小学服务半径为1000米，对规划后的学校布局进行合理性分析，如图6所示，在学校服务范围内居住用地占总用地面积的95%。除了个别地块在小学服务范围外，其他的居住用地均在学校服务范围内。
　　根据GIS分析确定芦淞区中学服务半径为1400米，对规划后的学校布局进行合理性分析，如图7所示，在学校服务范围内居住用地占总用地面积的93.9%。布局基本合理。
　　
　　图6 规划小学服务半径分析图 图7 规划中学服务半径分析图
　　8 小结
　　GIS技术近年来应用越来越广泛，特别是其空间分析非常适合于城市规划工作，为城市规划研究提供了有力的空间数据分析手段，实现了定性分析与定量研究的结合。本文将GIS技术应用于中小學服务半径分析，进行了有益的探索，为株洲市中小学布局调整提供了重要依据。
　　参考文献：
　　[1]谢慧，李沁，武汉市普通中小学布局规划探索
　　[2]宋小冬，地理信息系统的特征及其他系统的关系，城市规划，1991年第6期
　　[3]吕毅，《城市小学校可达性评价》—以长沙市雨花区为例，武汉大学硕士学位论文，2005.3
　　[4]GIS邹芳，信息系统用于初级中学布局规划量化的探讨—以武昌区为例，中外建筑，2009.11
　　[5]张霄兵，《基于GIS的中小学布局选址规划研究》同济大学硕士学位论文，2008.3
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。