中国旅游业 旅游域模型及其结合GIS的应用

GIS技术是新经济时代新兴的技术方法，它正广泛地应用于国民经济的各个领域中。本文探索性地将GIS技术应用于旅游地理学中，在技术上，本文起到了一个样本的作用,希望能够产生抛砖引玉的效果。作为技术方法的发展,我们研究了以MapInfo为平台构建旅游区的计算机技术，研究表明，应用最常用的MapInfo平台是可以完成旅游区规划的,同时还表明，GIS技术是可以成为旅游业管理与决策的基本的技术手段。 在研究的实例中，我们对以中国著名风景名胜区依托城市的旅游开发问题开展了分析，在中国著名风景名胜区的旅游域中，以北京、西安、昆明等最为成熟，它们形成了各自不同的旅游文化色彩区。值得注意的是，昆明的旅游圈是最近两年随着世博园的建设和地方交通的改善而迅速成长起来的，通过这个实例我们认识到，通过局部旅游点和局部交通网的建设来重组旅游圈是可行的，关键是这个圈要与旅游域达到均衡，这一点在旅游规划中具有重要意义。

[摘要] 本文在Wilson模型的基础上，运用空间相互作用理论建立了旅游域模型，通过实例分析计算，给出了模型参数，进一步的,文章研究了模型与GIS技术的问题。我们以Map-Info为基本平台，利用它的二次开发语言MapBasic编程，通过对两个实例的研究，提出用旅游域模型分析旅游业发展问题的方法，并探索了应用旅游域模型规划旅游区的技术方法。
[中图分类号]F590 [文献标识码]A [文章编号] 1002－5006（2002）02－0057－06
1 引论
自1978年改革开放，中国旅游业已走过了20余年的发展历程。特别是1990年代以来国内旅游的迅速崛起，使得中国旅游业的经济地位，以及与之相适应的对旅游开发与管理的研究，受到了前所未有的重视。在这种情况下，一系列的旅游发展规划问题就纷纷摆在了我们面前，如地区的旅游规划、省区的旅游规划。根据《中华人民共和国国家标准?旅游规划通则（送审稿）》，“旅游区是一种以旅游及其相关活动为主要功能或主要功能之一的空间或地域。旅游区可以是多种类型的综合体，也可以是某单一类型（旅游点）。”按照这个定义，旅游区（tourism region）可能是一个景区，也可能是若干景区组成的旅游圈（tourism circuits），还可能是由若干旅游圈组成的旅游地域网络（tourism area network）。在旅游规划中，如果旅游区仅仅是一个景区，我们是容易识别它的范围的，但如果它是一个旅游圈或一个旅游地域网络，在技术上如何确定一个旅游区的范围就成为一个难题，尤其是利用GIS技术来识别。当然也可以由地区领导进行人为规划,但是这样规划出来的结果往往会脱离经济规律，景区范围的确定主要是依托自然资源，而旅游区范围的确定则应主要依托经济规律。
针对上面所提出的问题，本文提出旅游域（tourism area）的概念，旅游域的概念也已经由很多学者提出，作为一个发展中的概念，目前对它的定义不尽一致。实际上旅游域脱胎于城市域的概念，城市域是以某个城市为中心联系了它的附域，由这个城市的居住、通勤行为所衍生出来的概念，它在经济上联系了城市的土地利用与土地供应，理论上被用在经济学一般均衡意义下分析区位（Herbert，Thomas，1997）[1]，它与中心城市配合共同承担城市功能。同样的，旅游域是以一个旅游集散地为中心，由旅游者的旅游行为所延伸出来的资源利用的空间范围,它与这个集散地配合承担旅游区功能。我们定义旅游域为： “人们以某一个或数个旅游集散地为核心，在一次有效用的出游活动中所愿意到达的最大范围”。关于旅游域的这个定义要与旅游圈区别开来，旅游圈是“以某一旅游集散地为食宿中心，为游客在一次有效用的出游活动所提供的空间范围”，在结构上它可能由几个功能不同但有联系的景区构成，本质上看，它是一个资源供应域（supply area）,与市场域相对（Losch，1954）[2]。旅游域则是由旅游者自身行为决定的，它是一个资源需求区。显然，按照经济均衡的要求，当旅游圈等于旅游域的时候，规划出来的旅游圈是合理的。换言之，如果一个旅游圈（第二层次的旅游区）规划了支持k天的旅游活动,它的空间范围也正好等于k天的旅游域，则这个旅游圈规划是合适的；如果旅游圈大于旅游域,由于游客一般不到这个圈外旅游，在旅游域以外的旅游资源得不到充分利用，旅游区建设的投资难以收回；如果旅游圈小于旅游域，对旅游圈以外的范围就形成了资源浪费，旅游者得不到满足，这个旅游圈也难以发展起来。旅游地域网络是另外一种资源供应域，它可能有两个以上的旅游中心地，构成两个以上的旅游图相互依存，使得旅游者可能在一次旅游活动中完成对各个旅游圈的旅游。对它的认识需要一些新的分析，旅游域和旅游地域网络的配合问题容我们另文讨论。
2 旅游域模型
2．1 旅游者旅游行为模型
研究旅游域主要是和人的行为有关。旅游是人们的一种消费方式，从这个角度来说，旅游景点就是旅游业的商品，旅游者选择某一点去游玩就是选择了这件商品，所以在某种程度上，旅游业的区位可以用消费者行为加以解释。根据多数学者研究及实证分析，旅游者会选择旅游效益大的景点进行游玩，他们在一次旅游活动中不仅仅游玩一个景点，而将以某个城市为中转城市，然后进行多点游玩。而旅游点的旅游效用在空间范围中具有一定的衰减效应，它是以旅游集散地为中心，随着到达旅游点的距离增加向外围递减，在理论上这个过程被空间相互作用模型（引力模型）说明，在国际上引力模型被广泛地应用在旅游点分析中（Chan，Carroll，1985）[3]，在国内，张凌云（1989）[4]、保继刚（1992）引用了引力模型。国内一些学者对引力模型的引用是基于牛顿势的。另一方面，威尔逊（Wilson，1967）[6]从最大熵原理导出了严密的地域空间的引力模型,它已经被国外学者广泛地引用。最大熵一引力模型：
rij表示两个区域i，j间的广义距离；Fij表示区域的空间相互作用（引力）的强度； Pi，Aj表示在区域i，j的强度量，分别赋予需求和供应的意义；β为阻尼因子，决定了区域间引力强度衰减速度的快慢。
在旅游域问题的分析中，我们怎样认识Pi，Aj分别表示在区域i，j的强度量呢？为此我们引入时间变量T，它表示在整个区域内旅游所需要的时间（包括住宿、交通时间）,在这里用它来代表旅游点的旅游供应强度量Aj；旅游者的需求则可由参与旅游的人口或潜在旅游者P表示。这样，我们得到：
（2.2）式即为旅游域内中心地与旅游点间相互作用的基本模型。其中变量F反映的是旅游域内的某种流动量，变量P反映客源量，变量r为旅游域半径,仍为一般意义上的距离。参数β是模型中的重要参数，决定了相互作用力随距离衰减速度的快慢。β值越大，衰减越快；β值为0，无衰减。 2．2旅游域时间当量半径
人们的旅游活动都是以出游多少天为计划基础的，而且我们知道连日旅游增加了食宿消费，有助于提高旅游区经济效益。因此，规划旅游区需要确定规划对象支持几天旅游。这就难以用引力模型直接确定旅游城。这里我们提出了旅游域时间当量半径的概念，简称旅游域半径。所谓旅游域半径就是在给定时间内,从旅游中心地出发可以达到的旅游范围，它是一个长度单位,相应的我们称（2．2）的T为旅游当量时间。因为人们达到旅游中心地后通常依靠汽车在景区间穿行，我们规定由公路距离计算旅游域半径。这样我们就可以应用引力模型。换言之，我们可以应用引力模型确定旅游域半径，用旅游域半径来分析旅游区规划的合理性。
应用引力模型，需要确定参数β的值。我们假定，成熟的旅游区与旅游域是重合的。目前上海、昆明都是旅游业发达的地区。人们通常选择上海作为旅游中心地在长江三角洲旅游，以昆明为中心在滇中地区旅游。根据我们的调查，人们在上海、昆明两地旅游，通常花费时间分别为5天和4天。实际上，著名的苏杭沪旅游区，简称上海域，是一个以上海市为中心，辐射苏州、杭州和无锡的跨省际大旅游区。对一般游客而言，都是将四地统一作为一次旅游的目的地。以昆明市为中心的云南奇异风景旅游区，简称昆明域，包括市区内的景点和一日内可往返的各个奇异风景点。以上两个旅游区内，中心地明确且惟一，它们均以全国人口作为自己的客源,目前各自的旅游业发展比较完善。因此域内客源量相同，均为全国旅游人口。于是有P上海域＝P昆明域；域内的旅游流动量相同，即F上海域＝F昆明域。
现在我们关心的是各自的“供应能力”，以常见游客旅游时间为测度。观察发现，各旅游区的情况如下：
上海域：各个旅游点间相互距离分别为：上海--杭州：220km，杭州--苏州：161Km，苏州--无锡：60km，因此该域半径r上海域＝220km。根据我们的调查，游客在各旅游点的游玩时间（包括各点间行走时间，不包括购物）为：上海市区：1天；杭州：1．5天;杭州返回上海：0．5天；苏州（驻上海）：1天；无锡（驻上海）：1天；由此得：T上海域＝5天。
昆明域：各个旅游点间相互距离分别为：昆明--石林、九乡：83km，昆明--沪西阿庐古洞：170km，因此该域半径 r昆明域＝170km。旅游时间：昆明市区：2天；昆明--石林--九乡--沪西阿庐古洞（或彩色沙林）：2天，由此得：T昆明域＝4天。
将以上所得数值代人式（2．2），得：
求解这个方程得参数β＝0．00446，因此旅游中心地与旅游点间相互作用模型为：
相应的旅游域半径r与旅游当量时间的关系为： 式中，rx，Tx分别是待求地区的面向全国市场的旅游域半径和当量时间，ro，To为标准地区的旅游域半径和当量时间，以昆明域为标准，To＝4天，ro＝170km；将不同的旅游当量时间代入，计算出不同的旅游当量时间所对应的旅游城半径值在表1中给出（据王瑛， 1999）[7]，可以作为规划旅游区的基础。表1的数据表明,旅游域半径r随当量时间Tx变化率是递减的；这就是说，我们不能任意地扩大旅游区范围，因为当量时间的边际递减率制约了它。王瑛、王铮（2000）[8]提出了旅游边际效用分析模型。根据旅游边际效用模型，可以求知一个旅游域内的旅游点，需要边际效用值 f≥1,即到新增旅游点所增加的行程时间不大于在该旅游点的游玩时间。统计结果表明，在云南省，游客在一个旅游集散地附近旅游的时间不会超过6天。对于距旅游集散地往返距离超过500km的旅游点来说，在我国现行的公路交通条件下，一般至少要行走6，7个小时，而为了保持旅游边际效用值不小于1，旅游者的游玩时间就要超过6，7个小时，这对于旅游者来说已经是非常辛苦的。所以在一次旅游活动中,我国旅游者一般不再选择那些与中转地之间往返距离超过500km的旅游点作为旅游对象，也就是说，该景点就不属于这个中转城市的旅游域，吴必虎、唐俊雅等（1997）[9]发现的所谓“吴曲线”证实了这一点。所以，通常的旅游域都控制在6天游览范围
内，这一理论结果与我们通常的观察一致。
表1 旅游当量时间与旅游域半径范围表
Tab．1 The equivalent tourism time and the
radius of various tourism area

│T（天day）│1 │2 │3 │4 │5 │6 │7 │8 │

│r（km） │＜0 │15│110 │170 │220 │260 │295 │315 │

资料来源：据王瑛（1999）[7]。
表1给出了旅游当量时间与旅游域半径的关系，这对规划旅游区（圈）是很重要的。
首先，当T＝1时，r＜O，这就是说当一个城市附近的旅游资源只能支持1天的旅游时间的话，那么它不可能成为旅游中心地，它必须与其它资源组合构建旅游圈。第二，形成一个旅游中心地的必要条件是以这个城市为中心，在它的15km为半径的范围内，必须包含包括两天的旅游资源，很多城市的本身范围以15km为一个数量级，这就是说纯粹的城市旅游，这个城市要具备足以支持两天的旅游资源。这可能意味着作为旅游中心地的城市，本身需要支持两天的旅游资源，我们知道，北京、昆明、西安都是旅游发达的城市，它们的城市区确实具备支持两天以上的旅游资源。特别是昆明旅游业的发展对这点有了充分的说明，世博园的建成使得昆明市区的旅游延长到了两天或两天以上。当然，在一般意义下，上海只有1天的旅游资源，但是上海以购物旅游和方便的交通来弥补自己的资源劣势。第三,当一个旅游中心地的资源不足以支持k天的旅游活动时，我们可能分析k＋1天的旅游域,观察它是否具备k＋l天的旅游资源，如果有这样的资源我们可能建成k＋1天的旅游圈。例如成都，游客一般支付1天的时间游玩市区（杜甫草堂、武侯祠各0．5天）,致使成都始终没有成为旅游中心地，直到采取了下列措施有效地增加了旅游时间以后，旅游业才有了长足的进步：（1）将都江堰、青城山纳入自己的旅游区（域）；（2）开放大熊猫繁殖研究基地为旅游点。在图1中，我们可以看到成都市旅游收入在1997年开始后增长率变大,其中国内旅游收入最为明显，这是因为国际旅游者与国内旅游者有不同偏好，我们这里的模型参数是用国内旅游者偏好估计的。 昆明、成都的例子说明旅游区还可以借助旅游域理论计算结果来改造，不论是自觉完成还是不自觉完成。必须指出的是，表1的结果是根据我国当前的交通条件、假期结构、消费水平来估计的。当这些条件改变时，相应的参数β和表1的数据应该做出调整。当β值变小时，也就是交通条件改进时，旅游当量时间对应的旅游域半径将扩大。
图1 成都市旅游收入变化
《据《成都市旅游发展总体规划纲要》2001）
Fig．1 Tourist，income in Chengdu from 1995 to 2000
3 结合GIS的旅游域模型应用
在本文的第二部分中，我们已经得到旅游域模型，我们关心的是它的应用，作为技术进步，我们还关心它结合GIS技术的应用。作为探索，我们给出了两个实例。为了与GIS结合，我们使用了最常用的MapInfo平台，在具体算法上利用MapInfo的二次开发语言MapBa-sic编程实现数据的查询，以及旅游域划分演示系统界面的设计。
3．1中国著名风景名胜区的旅游城分析
第一个例子，我们研究了中国著名风景名胜区的旅游域，分析各个风景名胜区所依托
的旅游城市的旅游区开发水平。研究这个例子的目的是为了研究建立结合GIS的旅游管理
决策支持系统的技术方法。研究涉及的数据分别来自《中国名胜词典（第3版）》、《中
国地名录》、《中国城市统计年鉴》、以及《中国铁路交通旅游地图册》。
3．1．1确定旅游域范围的方法
按照表1旅游当量时间与旅游域半径范围的数据,我们从2―6天的旅游域半径值对各城市分别进行查询。先选择一个旅游中心地，首先令k＝2,统计在旅游时间为k天时所包含的景点数。接着将旅游时间增加1天，分析k＋1天的情况,若没有新的风景名胜区被包含进该旅游域范围内，则k天的旅游域半径值就是以该城市为旅游中心地的旅游域大小;若有新的景点被包含，这时旅游域范围也相应随之增加，于是统计新圈层内的旅游点。然后按相同方法递增旅游时间，确定旅游域大小。对于同属于多个旅游中心地旅游域的景点，我们将其归入到中心地旅游时间较短的那个旅游域内。这样处理的原因很简单，因为人们在旅游活动时，一般会选择到达风景名胜区路途时间最短的城市为旅游中心地。
3．1．2 GIS环境下的国家级旅游域划分步骤
本系统中空间数据如中国政区图、风景区分布图由Maplnfo组织与管理;属性数据采用关系型数据库存储，方便与外部数据的交换，利于数据的更新。
（1） 将具有交通和／或人口优势的城市作为旅游中心地的候选城市,建立候选城市的表文件，每张表文件由三个字段构成:风景名胜区代号、景区名称和距该候选城市的距离。 （2）在MapInfo中以中国政区图为底图，分图层显示城市与著名风景名胜区。
（3）根据旅游时间与旅游域范围关系的数据，利用MapInfo所提供的二次开发工具MapBasic程序计算，筛选出可以成为旅游中心地的城市。
（4）通过MapBasic设计查询界面，使用者可进行对话框选择具体城市,然后将最终结果――各城市的旅游域范围及所包含的景点，显示在MapInfo的中国政区底图上。
图2是局部放大的北京市旅游域,这个旅游域包括了河北野三坡。这就解释了最近几年中为什么野三坡的旅游始终没有发展起来，因为北京市的旅游规划并没有将其纳入自己的规划范围，它与北京市缺乏必要的交通和旅游功能联系。
利用旅游域模型，在简化的情况下,我们假设一个旅游者习惯为1个著名风景名胜区支付1天的旅游时间，那么一个k天的旅游域应包含k个著名风景名胜区。这样,我们定义旅游经济系数λ来确定旅游域级别，其中λ等于包含的景点数G与旅游时间T的商，它表示的是单位旅游时间中所能游玩的景点个数，λ值越大，旅游区发展的程度就越完善。即：
λ＝G／T （3．1）
当λ≥1时，这个旅游域就足够提供满足游客愿意支付的旅游时间,我们认为这样的旅游域就是发展比较完善的旅游域,而其它λ＜1的旅游域都是有待发展的或者是有潜力的旅游域。
通过GIS技术我们计算出主要城市邻域的旅游区范围的经济系数,目前发展完善的旅游区包括：北京、昆明、西安、南京、郑州（洛阳）、上海一杭州一苏州一无锡、重庆。接近完善的旅游区包括：贵阳、成都、石家庄、沈阳、拉萨、大连、鞍山。天津、太原、大同、乌鲁木齐、南宁、临沂、合肥这些城市在它的旅游域邻域内缺少开发成熟的旅游点，这就说明了这些城市近年来的旅游业发展为什么不够迅速。
使用这个方法建成的旅游管理决策支持系统见李超勤、王铮等（2001）
图2 北京市旅游域范围
Fig．2 Range of the tourism area around Beijing
3．2镇远地区旅游区规划
本文的第二个例子是结合GIS技术来规划一个旅游区。在贵州省镇远地区的旅游规划中我们运用了这个方法。
通过资源评价，镇远有开发价值的旅游资源主要分布在4个景区内,游客旅游活动中习惯同时游览镇远和施秉。仅仅利用这4个景区和施秉的两个景区只能提供两天的旅游时间。规划中首先考虑的是开发一个主要面向贵阳市场的旅游圈，按照旅游域理论，这样一个旅游圈至少要支持两天的旅游活动。由于镇远的4个景区中的高挂河尚未开发,所以我们认为只有镇远和施秉联合开发，镇远旅游圈才可能形成。施秉县的旅游资源距县城较远，自己难以构成一个旅游圈，镇远县的旅游资源较为集中，镇远是历史文化名城，在全国有较高的知名度。因此，我们根据旅游域理论提出联合开发镇远、施秉景区，以镇远为旅游中心地建设旅游圈，两县共同发展的战略。利用GIS技术分析的镇远旅游城如图3所示。规划所用的算法与例1是完全一样的。 图3 镇远地区旅游域范围
Fig．3 Range of the tourism area around Zhenyuan
进一步的分析我们认为，镇远和施秉都不是一个有规模的城市，难以提供必要的服务设施，在交通上，上海往返昆明、贵阳的列车在镇远停靠，但北京往返昆明、贵阳的列车不在镇远停靠，这就大大地影响了镇远的客源市场。为了发展镇远的旅游业，提高它的旅游经济效益，我们需要将它与周围的景区在功能上相互配合，以形成一个完整的旅游区。在镇远附近的地区，旅游资源丰富的有铜仁市和施秉县。其次还有两个因素决定了铜仁在区域旅游系统中的优势：①目前铜仁已经开始修建机场，交通的不便一直是黔东和黔东南旅游的主要障碍，铜仁此举可能成为黔东和黔东南的旅游中心；②我们在上海、贵阳的市场调查表明，“最想去的景区”铜仁的梵净山在贵阳市民中被选率达47．9％,镇远的舞阳河为23％，“著名旅游点”，在101个上海被试中，梵净山被选频次为28，舞阳河为7，梵净山的知名度明显地大于舞阳河。问题的关键是我们能否利用铜仁地区与镇远组成一个旅游区,这首先就要确定镇远以及与它关系密切的施秉是否落在铜仁的某个级别的旅游城内。
按照旅游域计算模型，我们开展了规划。按照目前的交通条件，铜仁到镇远的公路距离为132km，依据表1给出的旅游当量时间与旅游域范围，我们可以发现，当游客一次出行达到4天时,可能在完成了铜仁旅游后进入镇远、施秉旅游。目前铜仁的旅游资源一般能吸引游客的两天旅游，与镇远的旅游资源配合正好可以支持4天的旅游圈,这个旅游圈主要是面向全国市场，其中梵净山和舞阳河都可以作为这个旅游圈空间结构的葩嵌点。这样以梵净山为葩嵌的旅游圈和以舞阳河为葩嵌的旅游圈构成了一个相互依存的旅游网络，这个例子说明旅游域理论不仅可以应用在旅游圈的规划中，而且可以应用在旅游网络的规划中。
4 结论与讨论
在第一至第三节的研究中，我们根据空间相互作用原理，分析旅游者偏好，提出了一种识别旅游域的方法，试图为旅游规划中产品的空间组合和旅游区的开发水平提供分析工具。与这种方法相适应，我们区分了旅游区的不同结构单元，依次为景区、旅游圈和旅游网络，这些结构单元的名称或许可以进一步推敲，但是我们的工作表明要发展理论和应用理论，我们需要区别旅游区的不同结构单元。
研究的第二个实例是怎样应用旅游域来确定旅游圈，它的一个重要应用是在贵州省东部的旅游业发展规划中，可以考虑联合几个旅游圈为一个旅游网络，达到旅游域所满足的水平。