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人口地理信息系统支持的零售单位空间布局分析 人口学专业 研究生：聂绪海指导老师：左齐 在分析零售单位空间布局时，以往对人口因素的研究大多从人口分布、人 口密度、人口重心、人口规模等角度论述，在零售单位空间布局分析中与上述 因素同样重要的因子是人口购买力，不同的购买力对零售单位的类型、数量和 规模要求均有所不同。在以往分析人口分布、人口密度、人口重心、人口规模 等与零售单位空间布局的关系时，多研究相关性，一致性等较为宏观的问题， 缺少更为详细的定量分析。 论文首先介绍了人口与零售单位空间布局的相关研究成果，然后以成都市 市区为研究区域，采用成都市第五次人口普查数据和2 0 0 1 年成都市零售单位调 查数据，以人口地理信息系统作为主要研究工具，利用威尔逊购物模型计算街 道人口购买力，然后在此基础上，定量分析零售单位店址选择、零售单位购买 力分布和零售单位空间布局服务效率，为零售单位店址选择、提高经营水平以 及城市零售单位空间布局规划提供参考意见。接着我们从人力资本的角度讨论 了威尔逊购物模型的改进，首先我们介绍了年龄收益剖面图，明瑟收益率的 概念、模型、明瑟收益率的计算方法，然后着重讨论了各级教育收益率、明瑟 收益率的分类方法，在此基础上改进了威尔逊购物模型，把明瑟收益率引入威 尔逊购物模型中，定量的描述了收入水平同受教育水平的关系，利用改进后的 威尔逊购物模型，我们可以更加准确的计算街道的人口购买力，更有效的分析 零售单位空间布局。最后我们用改进后的模型计算街道的人口购买力，并同模 型改进前的计算结果进行对比分析，实证分析表明，改进后的模型充分的表达 了由于街道人口受教育程度结构的不同对街道人口购买力产生的影响。 人口地理信息系统支持的零售单位空间布局研究是一个学科跨度较大的研 究课题，涉及人口学、城市地理学、人文地理学、城市规划、城市经济地理学 等相关学科的知识，本文在综合不同学科相关知识的基础上，利用丰富的数据 资料，通过大量的计算，较为深入的定量分析了人口购买力与零售单位空间布 局的相互关系：把人力资本领域理沦和模型同经济地理学的理沦和模型结合起 来，利用明瑟收益率改进了威尔逊购物模型，为研究人口与零售单位空间布局 提供了一个新的视角。 关键词：人口地理信息系统零售单位空间布局威尔逊购物模型明瑟收益率 i l t h ea p p l i c a t i o no fs p a t i a ll o c a t i o na n a l y s i s b a s e do np g i si nr e t a ils t o r e s m a j o rind e m o g r a p h y p o s t g r a d u a t es t u d e n tn i ex uh a l t u t o rz u oq i w h i lea n a l y s in gt h a tp o p u l a r i o na n dr e t a i ls t o r e sl o c a t i o n ，t h es t u d y o nf a c t o r so fp o p u l a t i o ni so f t e nd e s c r i b e df r o ms u c ha n g l e sa sp o p u l a t i o n d i s t r i b u t i o n ，d e n s i t yo fp o p u l a t i o n ，p o p u l a r i o n sc e n t e r ，p o p u a t i o n ss e a l e ，e t c i nf e t a l ls t o r e sl o c a t i o no fa n a l y s i n g ，a di m p o r t a n o n e i st h ep o p u l a t i o np u r c h a s i n gp o w e ra sa b o v e m e n t i o n e df a c t o t s ，d if f e r e n t p u r c h a s i n gp o w e rn e e d sd i f f e r e n tr e t a i l i n gu n i t st y p e ，q u a n t i t ya n d s c a l e w h i l ea n a l y s i n gt h er e l a t i o no fp o p u l a t i o nd i s t r i b u t i o n ，d e n s i t y o fp o p u l a t i o n ，p o p u l a t i o nc e n t r eo fg r a y i t y ，p o p u l a t i o n ss e a l ea n d r e t a i ls t o r e sl o c a t i o n ，s t u d ym o r es u c hq u e s t i o n sa sd e p e n d e n c e ， c o n s i s t e n e y ，e t c ，l a c km o r ed e t a i l e dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s i nt h eb e g i n n i n gp a r to ft h et h e s i s ，w eh a v ei n t r o d u c e dt h er e e v a n t r e s e a r c hr e s u l t so fp o p u l a t i o na n dr e t a i l ss p a t i a l1 0 c a t i o n ，t h e n ，w e r e g a r dm ainu r b a na r e ao fc h e n g d ua sa n ds t u d yt h ea r e a ，u s et h ef if t h c e n s u sd a t a0 fc h e n g d ua n dc e n s u sd a t ao fr e t a il so fc h e n g d uo f2 0 0 1 ， u t i l i z ep o p u l a r i o ng e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e ma sm a i nr e s e a r c ht 0 0 1 w i l s o n ss h o p p i n gm o d e lc a l c u l a t ep u r c h a s i n gp o w e ro fs t r e e t ，o nt h i s b a s is ，i ti sa n a l y s e dt h a tt h er e t a i l ss e l e c t ss i t e ，d i s t r i b u t i o no f t h ep u r c h a s i n gp o w e ro fr e t a i l sa n dt h er e t a i l ss e r v e se f f i c i e n c y ，o f f e r t h er e f e r e n c es u g g e s t i o nf o r t h ef a c tt h a tt h er e t a il sc h o o s e st h e 1 0 e a t i o n ，i m p r o v e sa n dm a n a g e sc o m p e f e n c e ，p l a nt h eo v e r a l la r r a n g e m e n t o fr e t a i l s t h e n ，w ed i s c u s si nt e r m so fh u n m a nc a p i t a lh o wt oi m p r o v e w i l s o n ss h o p p in g m o d e l f i r slo f a l l ，w er e c o m m e n da g e i n c o m et op u r s u e ， t h ec o n c e p t ，m o d e l ，c o m p u t i n gt e c h n o l o g yo fm i n c e r i a nr a t e so fr e t u r n t h e n ，d is c u s se a r n i n gr a t i oo fe d u c a t i o na ta 1 1l e v e s ，c t e g o r i s e d m e t h o do fm i n c e r i a nr a t e so fr e t u r n ，0 1 3t h i sb a s i s ，i m p r o v ew i l s o n s lj s h e p p i n gm o d e l t h em o d e la f t e ri m p r o v i n gh a sd e s c r i b e dt h er e l a t i o n b e t w e e ni n c o m el e v e la n de d u e a t i o n1 e v e l u t i l i z i n gt h em o d e la f t e r i m p r o v i n g ，w ec a ne a l c u l a t et h ep u r c h a s i n gp o w e ro ft h es t r e e tm o r e a c c u r a t e i y ，m o r ee f f e c t i v ea n a l y s i sr e t a i l so v e r a l ia r r a n g e m e n t f i n a l l y w ec a c u l a t et h ep u r c h a s i n gp o w e ro ft h es t r e e tw i t ht h em o d e l a f t e ri m p i 、o v i n g ，a n dc a r r yo nt h ec o n t r a s tw i t ht h er e s u l to fc a l c u l a t i o n i nt h ep a s t t h er e s u l ti n d ic a t e s ，t h em o d e la f t e ri m p r o v i n gh a sf u l l y r e f l e c t e dt h ei n f l u e n c et op u r c h a s i n gp o w e ro ft h es t r e e to fe d u c a t i o n t h eq u e s t i o no ft h et h e s i si sas u b j e c to fi n v o l v i n gal o to f d i s c i p l i n e s i n v o l v e t h ek n o w l e d g ei ns u c hr e l e v a n t d i s o i p l i n e sa s d e m o g r a p h y ，u r b a ng e o g r a p h y ，h u m a ng e o g r a p h y ，u r b a np l a n n i n g ，u r b a n e c o n o m ic s ，e t c ，t h et h e s i siso nt h eb a s i so fr e l e v a n tk n o w l e d g eo f c o m p r e h e n s i v ed i f f e r e n td i s c i p l i n e s ，u t i l i z et h ea b u n d a n td a t a m a t e r i a l s ，a1 a r g en u m b e ro fc a l c u l a t i o n ，h a sa n a l y s e dt h ei n t e r r e a c t i o n b e t w e e np e o p le sp u r c h a sin gp o w e ra n do v e r a l1a r r a n g e m e n to ft h er e t a i1 a p p l yt h eh u n m a nc a p i t a ld o m a i nt h e o r ym o d e l t oe c o n o m i cg e o g r a p h y ， u t i l i z em i n c e r i a nr a t e so fr e t u r ni m p r o v ew i l s o n ss h o p p i n gm o d e l ， o f f e r e dan e wv i s u a la n g l ef o rs t u d y i n gp o p u l a t i o na n dr e t a i ls t o r e s 1 0 c a t i0 n k e y w o r d ：p o p u l a t i o ng e o g r a p h i c a l i n f o r m a t i o ns y s t e mr e t a i ls t o r e s l o c a t i o nw i l s o n ss h o p p i n gm o d e l m i n c e r i a nr a t e so fr e t u r n 四川大学人口研究所硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 论文研究的背景 1 11 工商人口学 工商人口学是人口学的一个分支学科，工商人口学可进一步划分为宏观与微 观两个分支。微观工商人口学( m i c r o b u s i n e s sd e m o g r a p h y ) 侧重与研究商业区域 特征、小区域人口估计与预测、消费者的地理分布以及潜在销售量的估计等， 本文研究的零售单位空间布局分析也是其研究的主要内容之一。1 虽然工商人口学在国际上正受到越来越多的关注，但由于种种原因( 如现 实社会经济活动的复杂性、区域数据较少、国外一些学者重数学模型、轻应用 研究等) ，有关工商人口学的理论与方法研究仍属薄弱领域，许多处女地尚待开 发。1 国内在工商人口学的研究中己取得了长足的发展，但是也面临着许多困难 与阻力。其中，最大的困难之一就是中国的大多数企业家与管理者仍然不了解 人口分析在确定产品的发展战略与营销目标、合理布局销售网点、社会服务规 划等等方面的作用，其中的一个重要原因是人口学者尚未能做出相当数量的科 学、实用、可操作性的成果。2 1 1 2 人口地理信息系统 人口地理信息系统在国外的应用可以追溯到1 9 7 0 年，美国在1 9 7 0 年的人 口普查后，建立了一个名为g b f d i m e 的人口地理信息系统，1 9 8 0 年美国人口普 查后，该系统得到进一步完善。1 9 9 0 年美国人口普查后，研制了功能更强大的 t i g e r 人口地理信息系统，系统含有1 9 8 0 、1 9 9 0 年全美的街区地图及相应的人 口普查信息，同时系统中还存有公路、铁路、河流、区域管理边界等地理特征。 现在t i g e r 的数据已按邮政区域、县、市的等级做成各种类型的普查数据光盘 进入应用市场，这些不同级别的人口数据在市场分析、投资决策、医疗保险、 市场管理以及商业网点的选址中有着广泛的用途。3 我国人口地理信息系统的建立始于1 9 8 2 年。1 9 8 2 年我国第三次人口普查 。曾毅，引言：应用人口学的分支领域一实用人口学，市场与人口分析1 9 9 5 0 2 2 曾毅：以科学实用性赢得企业界与管理部门的信赖，市场与人口分析1 9 9 6 0 3 3 黄杏元，汤勤，地理信息系统概论，北京：高等教育出版社1 9 9 0 年 四川大学人口研究所硕士学位论文 后，中国科学院地理研究所使用a r c i n f o 软件输入了我国2 9 个省的分省地图 及普查数据，并首次出版了我国2 9 个省、直辖市、自治区普查数据的人门地图 集。1 9 9 0 年第四次人口普查后，中国人口情报研究中心数据用户服务中心在联 合国人口基金的资助下，用联合国组织开发的p o p m a p 软件和自动数字化仪，输 入了我国3 0 个省的地图、1 9 9 0 年普查数据及其社会经济数据，数据包括总人口、 人口密度、出生率、死亡率、总和生育率、文化程度、人均国民生产总值等。 系统采用图形界面，操作简便，能够在地图j ：= 直观显示我国3 0 个省、自治区、 直辖市的人口分布、出生、死亡以及社会经济水平等信息。4 我国政府对人口地理信息系统的建设十分重视，国务院第五次人口普查办 公室要求“有条件、有能力的省市地区可率先建设人口地理信息系统，在取得 建立和应用的经验后，争取在2 0 1 0 年人口普查中全面建立我国人口地理信息系 统”，人口地理信息系统的研究已经成为人口学新的研究热点。 到目前为止，己有上海、青岛、南京、银川、宁波、厦门等多个城市先后 建立了人口地理信息系统并投入使用。这些人口地理信息系统以第5 次人口普 查资料为核心、并涵盖改革开放以来有关人口、工业、农业、第3 产业、交通、 科技、教育、旅游、外贸等宏观时序的信息资料，按5 级地理区划统一存档、 分析和管理，集人口与地理要素复合分析于一体，具有较强预警、预报、预测 和评估功能。 城市人口地理信息系统的研究与应用可以分为两个方面：一是侧重于政府 管理，主要研究区域内人口的宏观分析，公共设施如学校、幼儿园、养老院、 住房、道路、医院等的布局和设置问题。另一是针对企业应用，主要研究人口 变量和特征的差异与变化对商品供需、市场细分、市场规划、店址选择、保险 预测和分析等问题。 与传统的零售单位空间布局分析相比，人口地理信息系统支持的零售单位 空间布局分析具有以下几方面的优势：( 1 ) 可以在地图上直观地显示人口分布、 零售单位空间布局以及交通道路情况；( 2 ) 可以对需要显示的信息进行分层和叠 加，有利于决策的科学化；( 3 ) 可以建立各种分析的专题图，根据输入信息的不 同进行模拟决策，找出较优的方案。 郝虹生，支金塘，高凌，人口分析与市场研究，北京：中国人民大学“t 版社，1 9 9 7 年 2 叫川大学人 | 研究所顶士学位论文 在人口地理信息系统中建立零售业区位模型，进行零售业布局空问分析， 为区位理论的应用提供了新视野、新方法，不仅可以辅助零售单位空间布局分 析，而且对其他城市基础设施区位条件的评价和点位确定都具有实用价值。同 时它还可以提高人口普查数据、基本单位普查数据等一系列统计资料的使用效 益。5 11 3 人口与零售单位空间布局研究现状 零售单位空间布局研究是人口学、城市地理学、人文地理学、城市规划、 城市经济地理学等学科都十分感兴趣的一个研究领域，不同的学科研究的侧重 点均有所不同。其中，人口足一个重要的影响因素。下面我们从人口的角度对 已有的研究成果作一个简单的介绍。 天津师范大学地理系王宝铭在1 9 9 5 年利用天津市商业调查和第四次人口普 查资料对天津市人口分布与商业网点布局的相关性作了详细的分析。分析结果 表明，天津市区商业用地在各街全部用地中所占比例和各街人门密度的关系可 用线性公式妒= 1 1 3 6 + o 0 0 5 9 p 模拟。在式中：妒为商业用地在街区总用地面积 中的比例，p 为街区人口密度( 人公顷) ，人1 2 分布与商业网点存在明显的相互 吸引效应。 进一步分析表明，人口分布与商业网点布局互相吸引，表现在以下几个方 面：人口分布与商业网点分布均有向心聚集趋势、商业网点密度与人口密度均 自市中心向外逐渐下降、随着城市建成区的扩展人口和商业网点同步向城市外 围扩展；人u 分布与商业网点布局又有差别性，表现在：商业繁华地段对居民 即吸引又排斥，人口密度的离心变化与商业用地比例的离心变化服从不同的模 式，人口分布主要表现为片状商业网点则是点线状。 商业测点布局的基本趋势足适应人口分布的变化，但由于人口分布的不断 变化，以及商业网点布局具有与人口分布的不同形态，二者的0 i 适应又是经常 的，必然的。认识城市商业网点布局与人口分布之间既互相吸引义有差别的特 殊关系，可以帮助人们提高合理部署商业网点的自觉性。6 北京师范大学周尚意借助沃尔克人口重心和洛伦兹曲线，刻画了1 9 9 1 5 刘德钦。刘宇。薛新玉：人口g i s 支持的零售单位布局空间分析，遥感信息2 0 0 3 0 3 6 王宝铭，对城市人口分布与商业刚点布局相关性的探讨，人文地理，1 9 9 5 0 i 3 四川大学人口研究所硕士学位论文 2 0 0 0 年北京市城区人口分布的变化，并通过人口重心公式的转化使用，计算了 同期城区大中型商场分布的变化。研究发现，在北京市由向心集聚型向离心分 散型过渡的阶段，城区大中型商场的重心移动与人口重心移动方向基本一致，但 是时问上存在人约2 年的滞后。这说明人e l 郊区化对大中型商场分布郊区化有 一个正向带动。同时大中型商场重心的偏移对人口的分布也有较大影响。7 中国人民公安大学人口管理科学研究所伍先江使用9 0 年代以来的海淀区常 住人口资料、三普、四普人口资料，年 1 9 0 年代以来海淀区分街道的商业数据， 利用克拉克的城市人1 3 分布密度的负指数模型与纽林的二次指数模型拟合了人 口与商业布局的空间模式，人口与商业的空间分布随时问的变化发展及二者之 问分布一致性的一般趋势。分析结果表明，海淀区人口与商业分布存在一致性 的一面，商业密度最高点逐步向内集中，这有其合理性，即与人口增长最快的 区域逐渐趋于一致，二者也存在不一致的方面，即外缘商业发展落后于人口发 展。8 中山大学城市与区域研究中心许学强在广州市大型零售单位布局分析中选 取1 9 9 8 年2 1 个营业面积超过5 0 0 0 m 2 的零售单位为研究对象，共发放问卷5 0 0 份， 利用g i s 作为主要研究工具，分析了广州市大型零售商店的空间布局现状及影 响因素，研究广州市大型零售店的未来空i 司布局与发展走向。 该研究抽取了三个方面进行分析，其中包括现状服务便捷性、人口分布和 变化情况、交通现状和发展情况等。 研究结果表明，人口重心与商业重心呈明显的j 下相关关系，在人u 密度高 的地方，商业重心数量多而且规模大，形成商业中心相互取代或相向发展。广 州if 1 城区人口高度密集，为大型零售商店提供了很大的消费群体，近年来，随 着人口向旧城区外围的疏散，这些新区将对大型零售商店产生较大的需求。老 城区人口不断向外围扩散，占总人口比重不断f 降，而新城区人口占总人口比 重的上升，人口得到很好的疏解，但中心城区仍然是目前人口密度最高的区域。 从购买力因素而言，由人口的现状分布和迁移趋势分析，天河区和海珠区是大 型零售商店未来的重点发展区。9 7 周尚意，李新董蓬勃，北京郊区化进程中人口分布与_ 凡中型商场布局的互动，经济地理2 0 0 3 0 3 8 伍先江漆晨曦，北京市海淀区人口与商业分布模式的探讨，市场与人u 分析，1 9 9 6 0 2 9 许学强周素红，林耿：广州市大型零售商店布局分析，城市规划，2 0 0 2 0 7 4 四川大学人口研究所硕士学位论文 同济大学城市规划与设计现代技术实验室朱枫，宋小冬根据2 0 0 1 年上海市 第2 次基本单位普查的数据，选取上海浦东新区1 6 0 个年营业额大于lo o 万元的 大型百货零售商业设施作为研究对象，人口数据以浦东新区的街道为基本单元， 以g i s 作为主要研究工具，通过考察浦东新区大型商业设施的空间布局特征、影 响因素、零售单位体系，旨在为将来浦东商业设施的规划布局提供参考，并努 力在商业设旆规划中的g i s 应用这一目前国内尚处于起步阶段的领域作一些有 益的尝试和探索。 浚研究选取人口分布和道路网分布作为影响商业设施空间布局的两个主要 因素。首先，通过研究人口分布重心与商业重心在空间分布上是否一致，定性 判定人口分布和商业设施布局是否存在正相关。然后，利用g i s 和统计方法定量 求出人口分布密度和商业设施分布密度的相关系数，从而更准确地把握人口分 布与商业设施分布的相互关系。 分析表明，各街道的人口密度与商业设施分布密度存在非常显著的正相关 关系，相关系数在0 8 以上，其中人口密度分布与营业人员密度分布的相关性 高达0 8 5 ，说明人口分布密集的区域往往也是商业设施集中分布的地区。 在影响商业设施空间布局的两个主要因素中，人口比道路扮演了更为重要 的角色。人口密度与商业设施分布强度非常明显的正相关性表明，商业设施更 倾向于布局在人口密集、购买力强的地区道路的影响只是位于第二位。” 中国测绘科学研究院刘德钦、刘宇、薛新玉以天津市人口地理信息系统为 研究工具，分析了零售单位与人口分布的一致性、计算了零售单位辐射范围及 吸引人口，给出了零售单位选址的分析方法。 零售业区位选择的因子包括市场、交通和竞争环境三项内容。市场因子的 影响有两个方面：人口规模和收入。交通因子包括空问距离和交通条件。竞争 环境因子指同类零售从业单位的规模及与它本身的距离。 零售单位与人i _ = 】分布的一致性分析。空问中两个地理事物分布的一致性检 验是地理信息系统空间分析的常用方面，应用较多的是人口与行政区域丽积的 一致性分析。参考人口集中指数的计算公式，可以构建零售单位与人口分布的一 致性指数。选择天津市内六区日营业额5 万元的零售单位为分析对象，计算结果 。朱帆，宋小冬：基于g i s 的大型百货零售商业设施布局分析， 武汉大学学报2 0 0 3 0 3 四j i l 大学人口研究所颔士学位论文 表明，天津市零售单位与人口分布的一致性指数为8 0 5 3 ，说明天津市区零售 单位布局基本与人口布局相一致，新建零售单位仍有一定空划。 零售单位辐射范围及吸引人i z l 分析。在人l 1 地理信息系统中将街道图层与 零售单位分布图层进行叠置，以每个零售单位为圆心，1 2 0 0 m 为半径画圆，利用 空间分析功能，确定每个圆所覆盖到的街道，并计算各圆所包含的人口数，于是 可以得到零售单位吸引人口表和辐射范围图。 零售单位选址分析。确定了选址要素达标基本条件为：在1 2 0 0 m 辐射半径 内的吸引人l _ _ l 大于5 0 0 0 人、距离主要公交中转站不超过1 5 0 0 m 、和同行竞争列手 的距离至少应在1 0 0 0 m 以上。在人口地理信息系统中，将街道、道路、主要公 交中转站、同级零售单位相叠加。根据拟选址位置，按人口数、交通便利、竞 争者少的原则，对所选点位进行区位综合评价。“ 从前面的文献介绍中，我们可以看出，在分析零售单位空间布局时，以往 对人口因素的研究大多从人e 1 分布、人v 1 密度、人l l 重心、人口规模等角度论 述，在零售单位空间布局分析中与上述因素同样重要的因子是人口购买力，不 同的购买力对零售单位的类型、数量和规模要求均有所不同。 在以往分析人口分布、人口密度、人口重心、人e 1 规模等与零售单位空间 布局关系时，多研究相关性，一致性等较为宏观的问题，缺少更为详细的定量 分析。 1 2 研究的主要内容及意义 121 研究的内容 利成都市第五次人口普查数据和2 0 0 1 年成都市零售单位调查数据，以人口 地理信息系统作为主要研究工具，利用威尔逊购物模型计算街道人口购买力， 然后在此基础上，定量分析零售单位店址选择、零售单位购买力分布和零售单 位空间布局服务效率，为零售单位店址选择、提高经营水平以及城市零售单位 空间布局规划提供参考意见。从人力资本的角度改进威尔逊购物模型。 刘德钦，刘宇，薛新玉：人ug i s 支持的零售单位布局空问分析， 遥感信息2 0 0 3 0 3 6 四川大学人臼研究所硕士学位论文 1 2 2 研究的意义 其理论意义在于：首先，有利于人口学在零售单位空间分析中的进一步应 用。零售单位空间布局研究是城市地理学、人文地理学、城市规划、城市经济 地理学、人口学等学科都十分感兴趣的一个研究领域。国外人口学在该领域的 研究成果也非常多，很多研究成果已经应用于成熟的软件产品。但国内人口学 界在这方面的研究，特别是较为深入的定量分析并不多见，本文在这方面作了 一定的尝试和探索，有利于人口学在零售单位空问分析中的进一步应用。 其次，有利于人口地理信息系统在零售单位空间布局研究中的应用和探索。 与传统的零售单位空间布局分析相比，人口地理信息系统支持的零售单位空间 布局分析具有明显的优势。人口地理信息系统是本文分析的基础和工具，因此， 我们在文中详细讨沦了人口地理信息系统在零售单位空间布局分析中的应_ j 。 有利于人口地理信息系统在零售单位空间布局研究中的应用和探索。 第三，有利于进一步理解零售单位空间布局的影响因素和作用机制。众所 周知，人口是影响零售单位空间布局的重要因素，但是，以往的研究中多从人 口分布、人口密度、人口重心、人口规模等角度论述，分析时多研究相关性， 一致性等较为宏观的问题，缺乏更为详细的定量分析，本文讨论了零售单位选 址模型、零售单位购买力分布和零售单位空间布局服务效率，从人力资本的角 度改进了威尔逊购物模型，有利于进一步理解零售单位空间布局的影响因素和 作用机制。 其实践意义主要有以下几个方面：一是零售单位店址选择：通过论文提出 的零售单位选址模型，可以定量比较各个备选地点的区位条件，为新建零售单 位选址提供参考意见。二是提高现有零售单位的经营水平：零售单位通过了解 自身购买力及其在地理空间上的分布，可以针对性的采取经营策略，提高经营 水平。第三，对城市管理部门而言，可以作为零售单位空问布局规划的一个参 考依据。 1 3 研究区域与研究数据 1 31 研究区域的界定 本文的研究区域限定在成都市三环路以内，去除了五城区行政区划范围内 离成都市主城区较远的乡镇。2 0 0 0 年成都市主城区包括5 个区，共9 1 个街道 四j l l 大学人口研究所硕士学位论文 ( 乡) ，其中三环路以内的街道( 3 ) 7 3 个。具体的街道数量及其在地理空间上的分 布如图1 1 所示： 图1 1 成都市街道分布图 1 3 2 研究数据的来源 本文研究数据主要有二类，第一类是成都市区零售单位的基本情况，数据来 源于成都市贸易粮食局提供的成都市2 0 0 1 年城市商业网点数据，该数据是为成 都市规划局做“成都市商业网点布局规划”所做的专项调查。该数据包括了成 都市各城区所有5 0 m 2 以上的商业网点数据，主要信息有单位名称、详细地址、 建筑面积、营业面积、年营业额等。本文选取了其中年营业额超过1 0 0 0 万元的 所有2 9 个零售单位作为研究对象。如图1 2 所示： 四川大学人口研究所硕士学位论文 图1 2 成都市零售单位分布图 第二类数据是人口数据，来源于成都市第五次人口普查资料。数据以成都 市区各街道、镇为统计单元，主要统计指标有家庭户的数量、家庭规模、家庭 类型、人口数量、年龄构成、性别构成、受教育程度等。 四川i 大学人口目f 究所硕士学位论文 第2 章人口地理信息系统支持的零售单位空间布局分析 2 1 零售单位空间布局相关理论与模型介绍 商业设施布局研究是人口学、城市地理学、人文地理学、城市规划、城市 经济地理学等学科都十分感兴趣的一个研究领域，国外学者在这方面做过很多 有益的研究，提出了一些非常有价值的理论和方法。和零售单位空间布局研究 直接相关的主要有雷利法则、赫夫模型和威尔逊购物模型。 2 1 1 雷利法则 1 9 2 9 年美国学者雷利( r e i l l y ) 对德克萨斯州2 2 5 个城市的贸易市场进行了 研究，提出了零售引力法则，又称雷利法则。其主要思想为i 两城市从一个分 界点邻近地区的一个中间城镇所吸引的贸易额大致与两城市的人口成正比，与 其到中间城镇的距离平方成反比。 在该研究中，两城市可被利用的商品或服务的多少以城市人口的多少为标 志，顾客被吸引到人口聚集中心，是因为有较多的商品或服务可供挑选。 假设有n 个消费者需求地，用下标i 表示，并且有m 个市场中一t 3 ，用下标 j 和k 表示。那么，雷利采用的一般方程式由下式给出： 曼：他兀生 4 & l 毋jia o j 式中，s ，和品是从某一消费需求地i 分别吸引到市场中心j 地和k 地的所 有需求或贸易的比例， 只和异是j 地和k 地的人口，吒和以是从i 地到k 地 的距离( 如下图所示) ；c i 、 是经验常数。 市场巾心卢 大小：p：1 需求地 一， 、 太小：p d 一- 市蠕中心 一了一一k 枷 雷利提出的判断市场中心j 地和k 地之间的分解点，也就是确定j 地和k 地 四川大学 口研究所硕士学位论文 的外围市场区的均衡条件是指使j 地和k 地销售额所占比例相等的点，即 s , j = s 因此，可将市场区边界条件描述为： 鲁槲“ 利用恒等式办s 吒+ 办，我们可以得到一个明确的分界点方程式。利用分 铲膏1 + f 盟 l p ， d i i ：上告 1 + j 盟 fp j s , j = k s , g m ：日 的一个比例常数，n 、p 、 为经验系数。p 为街道i 的人口规模，m 1 为零售 单位j 的规模( 营业面积) ，d o 为零售单位j 到街道i 的距离。可以证明，雷利法则 2 kj 阿罗等， 区域和城市经济学手册，北京经济科学出版社2 0 0 1 年p 3 3 卜3 3 3 l i 四川大学人口研究所硕上学位论文 2 1 2 赫夫模型 雷利法则有一个基本研究假设，即消费者就近购物。但实际上，除了购买 些最基本的日用商品外，消费者并没不严格遵守这条假设，消费者在选择商 业设施进行购物时，还会考虑到商业设施的大小、商品的价格、交通费用等， 因此实际上市场区的边界线与理论上并不一致。另外，消费者消费行为的不确 定性也制约了理论的具体应用。 一些学者提出另外一种截然不同的研究方法。他们认为，消费者在选择商业 设施或零售单位地进行购物时会综合考虑很多因素，然后做出选择。因此，他 们力图描述这种不确定性，即从概率的角度出发，研究大多数人的购物消费行 为，而不是具体到每个人的消费行为。理论的一般性方程式： u ，= m j ( f 1 z ，) 这里，u 表示消费者f 选择商业设施，购物的机会，吖? 用来测度商业设施 的吸引力，参数n 表示消费者对商业设施吸引力的敏感度，厂1 z ，是关于消费者 i 到商业设施，的距离d 的函数。 赫夫( h u f f ) 在1 9 6 3 年首先将上式引入商业设施选择模型，并认为个人消费 行为中的不确定性南消费者的实际消费行为而不是他们的消费偏好决定。而消 费者的实际消费行为可由概率来表示，并提出公式： 其中，弓表示消费者f 在所有可选择的商业设施中选择商业设施，的概率 可选择的设施为j = 1 ，2 ，n 。从上面两个公式，我们可以得到： 善弘 = 己 盟乜 一一p 掣酽 l | 0 四j i i 大学人口研究所硕士学位论文 上式就是著名的赫s t 模型。”在实际应用中，商业设旎的吸引力m ? 通常用 其营业面积来代表，消费者i 到商业设施j 的距离d 的函数厂1 z ，通常取距离或时 弓。最 善荔 顾客到店所需时间越长或距离越远，顾客来店的可能性越少。消费者在众多商 店中选择特定的商店购买商品，取决于该商店的相关吸引力，该模型认为消费 者到特定商店的可能性等于该商店对消费者的吸引力与在这一地区内全部同类 很多实证研究根据这一模型精确而有效地预测了商业设施或零售单位的市场份 2 1 3 威尔逊购物模型 7 0 年代初，英国地理学家威尔逊对引力模式和潜能模式作了进一步的研究， 将原来的两类模式融为一体，形成了放大的引力模式或称为一般空间相互作用 模式，该模式依据约束条件的多少分为四种类型：( 1 ) 无约束的空问相互作用模 式( 2 ) 产出约束的空间相互作用模式( 3 ) 吸引约束的空间相互作用模式( 4 ) 双重 约束的空间相互作用模式。威尔逊的空间相互作用模式也可以从熵概念出发加 以推导得出。下面我们介绍和本文相关的前两种模式，并由此引出本文关注的 重点，威尔逊购物模型。 3 宋小冬，叶嘉安， 地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用，北京：科学出版社，1 9 9 6 1 3 四川大学人口研究所硕士学位论文 ( 1 ) 无约束的空间相互作用模式 这是最原始的引力模式，其一般形式为： ，。m f m ； i u2 k f 式中，。表示为i 区与j 区的相互作用，根据具体情况可以是各种“流” m ，m ，采用了更一般的质量概念；d ，为距离；d 、0 、 为经验系数。 ( 2 ) 产出约束的空间相互作用模式 上式是在对产生“流”与吸引“流”的两个端点都没有任何限制的。t 青t y t 得出的，实际情况并不是这样。例如，购物活动，居住与i 区的居民要去，中心 购物，贝l l & i 区流出到各个中心，( = 1 ，2 ，n ) 的货币总量应与f 区居民用于购物 的总开支相等。若以t 表示f 区居民的人均购物支出，b 表示f 区总人口，c 表 式f 区总的购物支出。s 表示相互作用，即由f 区流向，区的货币量，那么上述 约束条件可以用下式表示： n 岛= c j = l 对于每个区f ，根据基本引力模式，有： m o m o 毛= 置节 u q 将区f 的引力模式代入约束条件，有： 喜置警= e，。l 7 i 若令群= ，由于对于每个区f 而言e 和t 都将保持不变 仁嘉 由于m f = c = p ，只，所阻s 有三种表现表述形式，形式 四川i 大学人口研究所坝十学位论文 表述形式二 表述形式三 m 。 。d ： 乩趣 鲁d ： 上面几个表述形式是在对产生流的区域进行了某些量的限制后得出的，因 此称为产出约束模式。表述形式二和表述形式三引入了零售领域表式i 区总购物 支出的e ，表示f 区居民的人均购物支出的p ，表示f 区总人口的p j ，是威尔逊 空间相互作用模型在零售领域的具体应用，称为威尔逊购物模型。” 2 2 成都市零售单位空间布局分析 通过查阅大量的文献，我们发现，在分析人口与零售单位空间布局时，对 人口因素的研究大多从人口分布、人口密度、人口重心、人口规模等角度论述， 在零售单位空间布局分析中与上述因素同样重要的因子是人口购买力，不问的 购买力对零售单位的类型、数量和规模要求均有所不同。 在以前分析人口分布、人口密度、人口重心、人口规模等与零售单位空间 布局的关系时，多研究相关性，一致性等较为宏观的问题，缺少更为详细的定 量分析。为了弥补这方面研究的不足，本文主要从人口购买力的角度定量分析 零售单位空问布局。首先我们利用威尔逊购物模型计算街道人u 购买力，然后 在此基础上，定量分析零售单位店址选择、零售单位购买力分布和零售单位空 间布局服务效率，为零售单位店址选择、提高经营水平以及城市零售单位空间 4 杨吾扬，梁进社，高等经济地理学，北京北京人学出版社，1 9 9 7 ，p 1 7 5 1 7 8 l5 四川大学人口研究所硕士学位论文 布局规划提供参考意见。 2 2 1 模型介绍 为了考察成都市零售单位购买力构成及其在地理空间上的分布，本文的实证 研究采用了应用于零售单位空间布局分析的威尔逊空间相互作用模型，即威尔 逊购物模型： m 。 d：so 剐一高n r t c v ：上 舞d ： 式中，s ，为街道i 与零售单位，的相互作用力，根据本文的研究内容，可以 认为是街道i 到零售单位的购物支出，e i 表示街道i 的人均购物支出，只表示 街道i 的人口规模，口，为距离；n 、 为经验系数。 在实际应用中，商业设施的吸引力m ? 通常用其营业面积来代表，消费者f 到商业设施- ，的距离通常取距离或时间的平方。在作上述简化后，每个商业设 旖，的吸引力用k ，加以修正。因此，上式也可表述为“： s i 万 s , j2 k j e , p i 了 j = l 茜 式中，s 、q 、只和上面公式的含义相同，s ，为零售单位_ ，的规模( 营业面 积) ，以街道i 到零售单位的距离。 上述公式中p i 、是已知数，要计算墨必须求q 、略和t 。 2 2 2c i 的讨论 我们知道，不同的街道，由于人口收入水平不同等因素，将导致人均购物 支出e ，不同。但是，为了能够计算l ，进而计算岛，我们假设各街道的人均购 物支出相同，表示为e ，则模型可以表述为： 5 朱枫，宋小冬：基于g i s 的大型百货零售商业设施布局分析，武汉大学学报2 0 0 3 0 3 】6 四j i i 大学人口研究所硕士学位论文 驴k j e p t 丧 台以 从文献综述中，我们可以看出，把人口规模作为影响零售单位空间布局的 人1 ：3 因素是一个较为普遍的做法，其实质就是假设各街道的人均购物支出e 相 同。我们不妨令k = k , e ，由于e 是常数，则k 可以认为是零售单位，的参数， 不妨表示为k ，。由于k ，是零售单位，的参数，对于同一个零售单位而言，其茁 应该相同，这一点对于k 的计算非常重要。模型可以表述为： s | d 2 s q 2 kj p _ 蔷荔 在本节