在軌道交通線網規劃評價、建設規劃和工可以及客流預測中,經常需要分析站點覆蓋的人口和崗位覆蓋率。本文講解如何使用TransCAD分析軌道交通站點人口和崗位覆蓋率。
分析軌道交通站點人口和崗位覆蓋率通??梢苑譃閮蓚€主要步驟:一是制作緩沖區,二是進行疊加分析。
1、TransCAD緩沖區制作概述
緩沖區(也稱為緩沖帶)是指定寬度的區域,它圍繞一個或多個地圖要素。您可以使用菜單“工具-分析-緩沖區(Tools-Analysis-Buffers)”命令創建。該命令使您可以圍繞任意數量的地圖要素創建任意數量的緩沖區。要使用它,請選擇應該圍繞其構建緩沖區的地圖要素,然后輸入有關要創建的緩沖區大小的信息。 下面左圖是距高速公路1/4、1/2、3/4和1英里的緩沖區,中間是距機場(中心)的5、10和20英里的緩沖區,右圖以及距海岸的50英里的緩沖區。
TransCAD還可以實現如何創建緩沖區以使其大小達到特定目標:
地圖中的每個緩沖區都包含100英里的總長的公路(左),在路段較密集的地方,緩沖區較小。地圖中的每個緩沖區包含25,000個家庭,人口密度大的地方緩沖區較小(右)。 緩沖區命令創建一個包含緩沖區的新地圖圖層,并將要素保存在新的地理文件中。TransCAD還將新的區域圖層添加到地圖上并創建顏色專題,以便易于查看緩沖區。您可以更改緩沖區的顯示方式,添加標簽或計算覆蓋圖以估計區域的屬性。1.1設置緩沖區大小您可以通過四種不同的方式設置緩沖區的大小(具體見下文用戶界面): (1)固定大小:鍵入大小列表以創建每個大小的一個緩沖區。例如,2.5英里,5英里,10英里,25英里和50英里的帶,您會在每個要素周圍獲得5個寬度不同的緩沖區。 (2)可變大?。涸诿總€要素周圍創建大小可變的緩沖區,其中每個緩沖帶的大小由每個要素的某些屬性的值確定。 (3)等間隔的:通過輸入一個低值,一個高值和一個步長來創建均勻間隔的緩沖區。例如,構建緩沖區(從0英里到50英里,帶寬為10英里),每個要素周圍有五個均勻間隔的緩沖區。 (4)按值創建:創建緩沖區,以便它們包含屬性的特定值,例如人口,收入或面積。每個緩沖區的寬度由TransCAD動態計算。1.2在面域內部使用緩沖區也可以在區域邊界內創建緩沖區。例如,您可能想查看位于州邊界5英里以內的緩沖區,以了解汽油稅增加如何影響位于邊界5英里以內的加油站。 要在區域要素內創建緩沖區,請輸入小于零而不是大于零的緩沖區大小。例如,如果您要求在克拉克縣周圍設置-10英里,0英里和10英里大小的緩沖區,則結果將顯示如下。
1.3合并或獨立的緩沖區當您圍繞一個要素構建緩沖區時,TransCAD為您請求的每個緩沖區創建一個面域。當圍繞兩個或多個要素能構建緩沖區時,可以選擇是否將緩沖區獨立或合并。 TransCAD通常會創建連接在一起的緩沖區。創建可變大小的緩沖區時,TransCAD始終為每個要素創建一個單獨的緩沖區。下面左圖是合并的緩沖區,右圖是獨立的緩沖區。
2、軌道交通站點覆蓋范圍的緩沖區制作實例
在創建軌道交通站點緩沖區前,您需要準備: (1)包含站點的軌道交通線路圖層,當然僅有站點的圖層也可以。 (2)包含人口、崗位的面圖層,例如可以是交通分析小區(TAZ)或者人口普查小區、村居委等圖層。
2.1固定大小緩沖區例如,我們需要計算軌道交通站點600米范圍人口崗位覆蓋率,可以使用該方法。假定地圖設置的單位是公里,切換軌道站點RailStop為工作圖層,啟動緩沖區命令后,按如下界面設置,就能產生軌道交通站點600米的合并緩沖區。
上述緩沖區合并了兩個站點的重疊部分,一般適合計算某個區域的軌道交通600米緩沖區。如果您要分析每個站點的600米覆蓋情況,這時,您需要勾選“獨立緩沖區”,這樣每個站點將產生一個獨立的緩沖區。 當勾選“獨立緩沖區”時,您還可以選擇“緩沖區名稱來自”的站點字段,新生成的每個緩沖區面要素會自帶對應站點設定的字段值,例如可以是ID或者每個站點的站名字段。
固定大小緩沖區模式,可以輸入英文逗號隔開的一串數字,則將生成多個緩沖區。例如我們不勾選“獨立緩沖區”,即生成合并緩沖區,按照每個覆蓋范圍的帶寬產生緩沖區,輸入0.6,1.0,1.5將產生3個緩沖區,帶寬分別為0.6km,1.0km和1.5km。
這里補充一下“累積緩沖區”,是指多個緩沖區帶而言的,計算的屬性是否單獨或者累計的意思,而并非界面中輸入三個距離的累積。勾選“獨立緩沖區”時,就不存在勾選“累積緩沖區”。2.2可變大小緩沖區例如有些規劃評估中,中心城區按照600米覆蓋范圍,郊區按照1000米覆蓋范圍。這時您可以為站點圖層設置一個帶寬字段,中心城區的站點值設置為0.6,郊區的站點值設置為1.0。創建可變大小的緩沖區時,TransCAD始終為每個要素創建一個獨立的緩沖區。如果需要合并,則可以先按照帶寬創建選擇集,按選擇集創建合并的緩沖區,然后多個緩沖區再合并去重,相對比較復雜。
2.3等間隔的緩沖區有時需要我們計算不同距離范圍內覆蓋的人口崗位。通過輸入一個低值,一個高值和一個步長來創建均勻間隔的緩沖區。例如輸入0-1.5km范圍,按照0.5km一個間隔,設置界面如下:
當不勾選“獨立緩沖區”時,將產生下圖的緩沖區:
2.4按值創建的緩沖區創建緩沖區,以便它們包含屬性的特定值,例如人口的覆蓋需要達到10000人。每個緩沖區的寬度由TransCAD動態計算得到。當不勾選“獨立緩沖區”時,表示每個站點的覆蓋人口要達到10000人。
每個站點覆蓋10000人口需要的范圍根據站點周邊的人口密度而定,密度高的地方,站點覆蓋的范圍相對較小,如下圖:
如果制作合并的緩沖區,可以理解為總的覆蓋人口在指定值時需要的范圍,例如需要總共覆蓋100萬人口,案例中得到覆蓋半徑需要0.81km(緩沖區圖層將給出一個寬度字段,值為0.81)。
制作合并的緩沖區,可以理解為總的覆蓋人口在指定值時需要的范圍,也可以同時計算需要總共覆蓋100萬和150萬人口,案例中得到半徑需要0.81km和1.18km(緩沖區圖層將給出一個寬度字段,值為0.81和1.18)。
2.5緩沖區的高級處理有的時候,我們要去分析每個站點人口崗位覆蓋率,這需要有獨立的緩沖區。但我們又希望把重疊的區域去掉,按照每個站點的“勢力范圍”來切分覆蓋范圍的邊界。這時,我們就需要用到泰森多邊形,TransCAD中叫直線影響區。首先,我們用制作一個合并的緩沖區,然后使用菜單:工具-分析-直線影響區,建立泰森多邊形。
將泰森多邊形和緩沖區加到同一個地圖后,就得到下圖:
如果緩沖區是等間隔的,同樣適用,將泰森多邊形和緩沖區加到同一個地圖后,就得到下圖:
這時,我們從圖中看到想要的效果。不過我們需要對兩個圖層進行疊加分析,使用泰森多邊形的中垂線來切割緩沖區。方法一:可以導出為shp文件在ArcMap進行圖層疊加分析得到相交的并集。方法二:使用Caliper提供的插件處理(訪問網址:https://www.caliper.com/maptitude/gisdk/polygonoverlay.htm)。
3、軌道交通站點覆蓋人口崗位的計算
站點覆蓋率計算有兩種方法,一種是在創建緩沖區時直接計算,另外一種是在創建緩沖區后,使用疊加分析工具計算。3.1創建緩沖區時直接計算在創建緩沖區界面中,勾選“計算人口統計”,便可以彈出對話框,選擇人口崗位所在的圖層和選擇集對象,例如TAZ。然后點擊設置界面,計算字段的屬性,例如“城市人口”,運算規則為“相加”。創建緩沖后,就可以直接獲得覆蓋的人口崗位量。
3.2使用疊加分析工具計算設置緩沖區圖層為當前圖層使用菜單:工具-分析-疊加分析,彈出疊加分析對話框。選擇要疊加的緩沖區要素,這里還可以對緩沖區繼續設置一個緩沖范圍,一般我們設置默認值為0。然后選擇疊加分析的對象圖層為TAZ,設置要計算的人口崗位屬性字段即可。單擊確認,可以獲得覆蓋的人口崗位量。
3.3分區域的人口崗位覆蓋率計算軌道交通線網規劃過程中,往往需要計算不同城市規劃分區的人口崗位覆蓋率,這里再做點介紹。我們假定TAZ是人口最小的地理空間分辨率,城市規劃分區可以根據交通小區合并得到(如果有更小的人口地理分區,例如人口普查小區,則把人口普查小區代替TAZ去做一樣的操作會更加精確)。 以人口覆蓋率為例,計算的思路是:計算每個TAZ被覆蓋的面積,然后按比例得到交通小區被覆蓋人口,再根據城市規劃分區內的交通小區統計覆蓋人口總數和總人口,得到分片區人口覆蓋率。操作步驟如下: (1) 在TAZ圖層添加“覆蓋面積”字段,然后右擊菜單“填充…”。
(2)填充對話框中選擇方式為“集計”,彈出“匯總集計數據”對話框,選擇站點緩沖區圖層,例如“600米覆蓋”,然后選擇填充Area。這表示TransCAD將自動計算交通小區被“600米覆蓋”緩沖區覆蓋的面積。順便說一下,如果您要計算城市規劃分區的軌道線路長度,您同樣可以在TAZ圖層中建立字段,進行類似的“集計”填充方式,然后選擇軌道交通線圖層,選擇填充Length,計算得到交通小區內的軌道線路長度,城市規劃分區的軌道線路長度是所有屬于該分區的交通小區軌道線路長度之和。
(3)計算得到覆蓋面積后,可以創建一個字段名為“覆蓋人口”,然后同上右擊填充該字段,填充方式為“公式”,然后輸入“覆蓋人口”的計算公式如下面的用戶界面。
注意上面的算法我們假定TAZ內的人口密度是均勻的了,理論上存在一定的誤差。所以前面提到,如果有更小的地理單元,例如普查小區的人口,則使用它來計算會更加精確。至此,我們計算完成了交通小區被站點覆蓋的人口。 (4)分區域人口覆蓋率。一種方法,我們另存為excel表,然后進行透視分析十分方便。當然,我們也可以使用TransCAD數據透視功能(7.0版本以上)。用TransCAD的數據透視功能相比excel的優勢是,它可以容納更多的數據記錄,也不用再導入導出數據進行交互了。 [1]選擇菜單:統計分析—數據透視表…,將要分析的字段加入透視表。
[2]類似Excel的透視表功能,拖動不同的字段到合適的位置,我們就可以得到不同城市規劃區域總人口和被覆蓋的人口了,導出到Excel表后除一下就得到不同的覆蓋率了。
TransCAD的數據透視功能還支持多層次和交叉分類,例如除了城市規劃分區,我們也可以把區縣屬性拖入,進一步細分區域進行分析:
4、結語
本文講解了如何使用TransCAD分析軌道交通站點人口和崗位覆蓋率。在城市和交通規劃中,類似的分析可以采用本文講解的相同方法。從設施的角度,除了軌道交通站點,可以是學校、醫院等公共服務設施的覆蓋率;從覆蓋對象的角度,可以是人口、崗位,客戶等等。分析軌道交通站點人口和崗位覆蓋率需要完成制作緩沖區和進行疊加分析兩個關鍵工作。緩沖區制作靈活多變,可以滿足各種評價的需要。通過本文,希望您能掌握要領。
審核編輯 :李倩
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原文標題:精通TransCAD軌道站點的人口和崗位覆蓋分析
文章出處:【微信號:TransCADTransModeler,微信公眾號:TransCAD和TransModeler交通軟件】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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