如何使用TransCAD分析軌道交通站點(diǎn)人口和崗位覆蓋率

在軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃評(píng)價(jià)、建設(shè)規(guī)劃和工可以及客流預(yù)測(cè)中，經(jīng)常需要分析站點(diǎn)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(diǎn)人口和崗位覆蓋率。

分析軌道交通站點(diǎn)人口和崗位覆蓋率通?？梢苑譃閮蓚€(gè)主要步驟：一是制作緩沖區(qū)，二是進(jìn)行疊加分析。

1、TransCAD緩沖區(qū)制作概述

緩沖區(qū)（也稱為緩沖帶）是指定寬度的區(qū)域，它圍繞一個(gè)或多個(gè)地圖要素。您可以使用菜單“工具-分析-緩沖區(qū)(Tools-Analysis-Buffers)”命令創(chuàng)建。該命令使您可以圍繞任意數(shù)量的地圖要素創(chuàng)建任意數(shù)量的緩沖區(qū)。要使用它，請(qǐng)選擇應(yīng)該圍繞其構(gòu)建緩沖區(qū)的地圖要素，然后輸入有關(guān)要?jiǎng)?chuàng)建的緩沖區(qū)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(qū)，中間是距機(jī)場(chǎng)（中心）的5、10和20英里的緩沖區(qū)，右圖以及距海岸的50英里的緩沖區(qū)。

TransCAD還可以實(shí)現(xiàn)如何創(chuàng)建緩沖區(qū)以使其大小達(dá)到特定目標(biāo)：

地圖中的每個(gè)緩沖區(qū)都包含100英里的總長(zhǎng)的公路（左），在路段較密集的地方，緩沖區(qū)較小。地圖中的每個(gè)緩沖區(qū)包含25,000個(gè)家庭，人口密度大的地方緩沖區(qū)較小（右）。 緩沖區(qū)命令創(chuàng)建一個(gè)包含緩沖區(qū)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(qū)域圖層添加到地圖上并創(chuàng)建顏色專題，以便易于查看緩沖區(qū)。您可以更改緩沖區(qū)的顯示方式，添加標(biāo)簽或計(jì)算覆蓋圖以估計(jì)區(qū)域的屬性。1.1設(shè)置緩沖區(qū)大小您可以通過(guò)四種不同的方式設(shè)置緩沖區(qū)的大?。ň唧w見下文用戶界面）： (1)固定大小：鍵入大小列表以創(chuàng)建每個(gè)大小的一個(gè)緩沖區(qū)。例如，2.5英里，5英里，10英里，25英里和50英里的帶，您會(huì)在每個(gè)要素周圍獲得5個(gè)寬度不同的緩沖區(qū)。 (2)可變大?。涸诿總€(gè)要素周圍創(chuàng)建大小可變的緩沖區(qū)，其中每個(gè)緩沖帶的大小由每個(gè)要素的某些屬性的值確定。 (3)等間隔的：通過(guò)輸入一個(gè)低值，一個(gè)高值和一個(gè)步長(zhǎng)來(lái)創(chuàng)建均勻間隔的緩沖區(qū)。例如，構(gòu)建緩沖區(qū)（從0英里到50英里，帶寬為10英里），每個(gè)要素周圍有五個(gè)均勻間隔的緩沖區(qū)。 (4)按值創(chuàng)建：創(chuàng)建緩沖區(qū)，以便它們包含屬性的特定值，例如人口，收入或面積。每個(gè)緩沖區(qū)的寬度由TransCAD動(dòng)態(tài)計(jì)算。1.2在面域內(nèi)部使用緩沖區(qū)也可以在區(qū)域邊界內(nèi)創(chuàng)建緩沖區(qū)。例如，您可能想查看位于州邊界5英里以內(nèi)的緩沖區(qū)，以了解汽油稅增加如何影響位于邊界5英里以內(nèi)的加油站。 要在區(qū)域要素內(nèi)創(chuàng)建緩沖區(qū)，請(qǐng)輸入小于零而不是大于零的緩沖區(qū)大小。例如，如果您要求在克拉克縣周圍設(shè)置-10英里，0英里和10英里大小的緩沖區(qū)，則結(jié)果將顯示如下。

1.3合并或獨(dú)立的緩沖區(qū)當(dāng)您圍繞一個(gè)要素構(gòu)建緩沖區(qū)時(shí)，TransCAD為您請(qǐng)求的每個(gè)緩沖區(qū)創(chuàng)建一個(gè)面域。當(dāng)圍繞兩個(gè)或多個(gè)要素能構(gòu)建緩沖區(qū)時(shí)，可以選擇是否將緩沖區(qū)獨(dú)立或合并。 TransCAD通常會(huì)創(chuàng)建連接在一起的緩沖區(qū)。創(chuàng)建可變大小的緩沖區(qū)時(shí)，TransCAD始終為每個(gè)要素創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的緩沖區(qū)。下面左圖是合并的緩沖區(qū)，右圖是獨(dú)立的緩沖區(qū)。

2、軌道交通站點(diǎn)覆蓋范圍的緩沖區(qū)制作實(shí)例

在創(chuàng)建軌道交通站點(diǎn)緩沖區(qū)前，您需要準(zhǔn)備： (1)包含站點(diǎn)的軌道交通線路圖層，當(dāng)然僅有站點(diǎn)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(qū)(TAZ)或者人口普查小區(qū)、村居委等圖層。

2.1固定大小緩沖區(qū)例如，我們需要計(jì)算軌道交通站點(diǎn)600米范圍人口崗位覆蓋率，可以使用該方法。假定地圖設(shè)置的單位是公里，切換軌道站點(diǎn)RailStop為工作圖層，啟動(dòng)緩沖區(qū)命令后，按如下界面設(shè)置，就能產(chǎn)生軌道交通站點(diǎn)600米的合并緩沖區(qū)。

上述緩沖區(qū)合并了兩個(gè)站點(diǎn)的重疊部分，一般適合計(jì)算某個(gè)區(qū)域的軌道交通600米緩沖區(qū)。如果您要分析每個(gè)站點(diǎn)的600米覆蓋情況，這時(shí)，您需要勾選“獨(dú)立緩沖區(qū)”，這樣每個(gè)站點(diǎn)將產(chǎn)生一個(gè)獨(dú)立的緩沖區(qū)。 當(dāng)勾選“獨(dú)立緩沖區(qū)”時(shí)，您還可以選擇“緩沖區(qū)名稱來(lái)自”的站點(diǎn)字段，新生成的每個(gè)緩沖區(qū)面要素會(huì)自帶對(duì)應(yīng)站點(diǎn)設(shè)定的字段值，例如可以是ID或者每個(gè)站點(diǎn)的站名字段。

固定大小緩沖區(qū)模式，可以輸入英文逗號(hào)隔開的一串?dāng)?shù)字，則將生成多個(gè)緩沖區(qū)。例如我們不勾選“獨(dú)立緩沖區(qū)”，即生成合并緩沖區(qū)，按照每個(gè)覆蓋范圍的帶寬產(chǎn)生緩沖區(qū)，輸入0.6,1.0,1.5將產(chǎn)生3個(gè)緩沖區(qū)，帶寬分別為0.6km，1.0km和1.5km。

這里補(bǔ)充一下“累積緩沖區(qū)”，是指多個(gè)緩沖區(qū)帶而言的，計(jì)算的屬性是否單獨(dú)或者累計(jì)的意思，而并非界面中輸入三個(gè)距離的累積。勾選“獨(dú)立緩沖區(qū)”時(shí)，就不存在勾選“累積緩沖區(qū)”。2.2可變大小緩沖區(qū)例如有些規(guī)劃評(píng)估中，中心城區(qū)按照600米覆蓋范圍，郊區(qū)按照1000米覆蓋范圍。這時(shí)您可以為站點(diǎn)圖層設(shè)置一個(gè)帶寬字段，中心城區(qū)的站點(diǎn)值設(shè)置為0.6，郊區(qū)的站點(diǎn)值設(shè)置為1.0。創(chuàng)建可變大小的緩沖區(qū)時(shí)，TransCAD始終為每個(gè)要素創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的緩沖區(qū)。如果需要合并，則可以先按照帶寬創(chuàng)建選擇集，按選擇集創(chuàng)建合并的緩沖區(qū)，然后多個(gè)緩沖區(qū)再合并去重，相對(duì)比較復(fù)雜。

2.3等間隔的緩沖區(qū)有時(shí)需要我們計(jì)算不同距離范圍內(nèi)覆蓋的人口崗位。通過(guò)輸入一個(gè)低值，一個(gè)高值和一個(gè)步長(zhǎng)來(lái)創(chuàng)建均勻間隔的緩沖區(qū)。例如輸入0-1.5km范圍，按照0.5km一個(gè)間隔，設(shè)置界面如下：

當(dāng)不勾選“獨(dú)立緩沖區(qū)”時(shí)，將產(chǎn)生下圖的緩沖區(qū)：

2.4按值創(chuàng)建的緩沖區(qū)創(chuàng)建緩沖區(qū)，以便它們包含屬性的特定值，例如人口的覆蓋需要達(dá)到10000人。每個(gè)緩沖區(qū)的寬度由TransCAD動(dòng)態(tài)計(jì)算得到。當(dāng)不勾選“獨(dú)立緩沖區(qū)”時(shí)，表示每個(gè)站點(diǎn)的覆蓋人口要達(dá)到10000人。

每個(gè)站點(diǎn)覆蓋10000人口需要的范圍根據(jù)站點(diǎn)周邊的人口密度而定，密度高的地方，站點(diǎn)覆蓋的范圍相對(duì)較小，如下圖：

如果制作合并的緩沖區(qū)，可以理解為總的覆蓋人口在指定值時(shí)需要的范圍，例如需要總共覆蓋100萬(wàn)人口，案例中得到覆蓋半徑需要0.81km（緩沖區(qū)圖層將給出一個(gè)寬度字段，值為0.81）。

制作合并的緩沖區(qū)，可以理解為總的覆蓋人口在指定值時(shí)需要的范圍，也可以同時(shí)計(jì)算需要總共覆蓋100萬(wàn)和150萬(wàn)人口，案例中得到半徑需要0.81km和1.18km（緩沖區(qū)圖層將給出一個(gè)寬度字段，值為0.81和1.18）。

2.5緩沖區(qū)的高級(jí)處理有的時(shí)候，我們要去分析每個(gè)站點(diǎn)人口崗位覆蓋率，這需要有獨(dú)立的緩沖區(qū)。但我們又希望把重疊的區(qū)域去掉，按照每個(gè)站點(diǎn)的“勢(shì)力范圍”來(lái)切分覆蓋范圍的邊界。這時(shí)，我們就需要用到泰森多邊形，TransCAD中叫直線影響區(qū)。首先，我們用制作一個(gè)合并的緩沖區(qū)，然后使用菜單：工具-分析-直線影響區(qū)，建立泰森多邊形。

將泰森多邊形和緩沖區(qū)加到同一個(gè)地圖后，就得到下圖：

如果緩沖區(qū)是等間隔的，同樣適用，將泰森多邊形和緩沖區(qū)加到同一個(gè)地圖后，就得到下圖：

這時(shí)，我們從圖中看到想要的效果。不過(guò)我們需要對(duì)兩個(gè)圖層進(jìn)行疊加分析，使用泰森多邊形的中垂線來(lái)切割緩沖區(qū)。方法一：可以導(dǎo)出為shp文件在ArcMap進(jìn)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(wèn)網(wǎng)址：https://www.caliper.com/maptitude/gisdk/polygonoverlay.htm）。

3、軌道交通站點(diǎn)覆蓋人口崗位的計(jì)算

站點(diǎn)覆蓋率計(jì)算有兩種方法，一種是在創(chuàng)建緩沖區(qū)時(shí)直接計(jì)算，另外一種是在創(chuàng)建緩沖區(qū)后，使用疊加分析工具計(jì)算。3.1創(chuàng)建緩沖區(qū)時(shí)直接計(jì)算在創(chuàng)建緩沖區(qū)界面中，勾選“計(jì)算人口統(tǒng)計(jì)”，便可以彈出對(duì)話框，選擇人口崗位所在的圖層和選擇集對(duì)象，例如TAZ。然后點(diǎn)擊設(shè)置界面，計(jì)算字段的屬性，例如“城市人口”，運(yùn)算規(guī)則為“相加”。創(chuàng)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(jì)算設(shè)置緩沖區(qū)圖層為當(dāng)前圖層使用菜單：工具-分析-疊加分析，彈出疊加分析對(duì)話框。選擇要疊加的緩沖區(qū)要素，這里還可以對(duì)緩沖區(qū)繼續(xù)設(shè)置一個(gè)緩沖范圍，一般我們?cè)O(shè)置默認(rèn)值為0。然后選擇疊加分析的對(duì)象圖層為TAZ，設(shè)置要計(jì)算的人口崗位屬性字段即可。單擊確認(rèn)，可以獲得覆蓋的人口崗位量。

3.3分區(qū)域的人口崗位覆蓋率計(jì)算軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程中，往往需要計(jì)算不同城市規(guī)劃分區(qū)的人口崗位覆蓋率，這里再做點(diǎn)介紹。我們假定TAZ是人口最小的地理空間分辨率，城市規(guī)劃分區(qū)可以根據(jù)交通小區(qū)合并得到（如果有更小的人口地理分區(qū)，例如人口普查小區(qū)，則把人口普查小區(qū)代替TAZ去做一樣的操作會(huì)更加精確）。 以人口覆蓋率為例，計(jì)算的思路是：計(jì)算每個(gè)TAZ被覆蓋的面積，然后按比例得到交通小區(qū)被覆蓋人口，再根據(jù)城市規(guī)劃分區(qū)內(nèi)的交通小區(qū)統(tǒng)計(jì)覆蓋人口總數(shù)和總?cè)丝?，得到分片區(qū)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(duì)話框中選擇方式為“集計(jì)”，彈出“匯總集計(jì)數(shù)據(jù)”對(duì)話框，選擇站點(diǎn)緩沖區(qū)圖層，例如“600米覆蓋”，然后選擇填充Area。這表示TransCAD將自動(dòng)計(jì)算交通小區(qū)被“600米覆蓋”緩沖區(qū)覆蓋的面積。順便說(shuō)一下，如果您要計(jì)算城市規(guī)劃分區(qū)的軌道線路長(zhǎng)度，您同樣可以在TAZ圖層中建立字段，進(jìn)行類似的“集計(jì)”填充方式，然后選擇軌道交通線圖層，選擇填充Length，計(jì)算得到交通小區(qū)內(nèi)的軌道線路長(zhǎng)度，城市規(guī)劃分區(qū)的軌道線路長(zhǎng)度是所有屬于該分區(qū)的交通小區(qū)軌道線路長(zhǎng)度之和。

(3)計(jì)算得到覆蓋面積后，可以創(chuàng)建一個(gè)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(jì)算公式如下面的用戶界面。

注意上面的算法我們假定TAZ內(nèi)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(qū)的人口，則使用它來(lái)計(jì)算會(huì)更加精確。至此，我們計(jì)算完成了交通小區(qū)被站點(diǎn)覆蓋的人口。 (4)分區(qū)域人口覆蓋率。一種方法，我們另存為excel表，然后進(jìn)行透視分析十分方便。當(dāng)然，我們也可以使用TransCAD數(shù)據(jù)透視功能（7.0版本以上）。用TransCAD的數(shù)據(jù)透視功能相比excel的優(yōu)勢(shì)是，它可以容納更多的數(shù)據(jù)記錄，也不用再導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)進(jìn)行交互了。 [1]選擇菜單：統(tǒng)計(jì)分析—數(shù)據(jù)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(dòng)不同的字段到合適的位置，我們就可以得到不同城市規(guī)劃區(qū)域總?cè)丝诤捅桓采w的人口了，導(dǎo)出到Excel表后除一下就得到不同的覆蓋率了。

TransCAD的數(shù)據(jù)透視功能還支持多層次和交叉分類，例如除了城市規(guī)劃分區(qū)，我們也可以把區(qū)縣屬性拖入，進(jìn)一步細(xì)分區(qū)域進(jìn)行分析：

4、結(jié)語(yǔ)

本文講解了如何使用TransCAD分析軌道交通站點(diǎn)人口和崗位覆蓋率。在城市和交通規(guī)劃中，類似的分析可以采用本文講解的相同方法。從設(shè)施的角度，除了軌道交通站點(diǎn)，可以是學(xué)校、醫(yī)院等公共服務(wù)設(shè)施的覆蓋率；從覆蓋對(duì)象的角度，可以是人口、崗位，客戶等等。分析軌道交通站點(diǎn)人口和崗位覆蓋率需要完成制作緩沖區(qū)和進(jìn)行疊加分析兩個(gè)關(guān)鍵工作。緩沖區(qū)制作靈活多變，可以滿足各種評(píng)價(jià)的需要。通過(guò)本文，希望您能掌握要領(lǐng)。

審核編輯 ：李倩