一种基于公共服务设施配置的农村居民点社会网络建模方法

摘要

本发明提供了一种基于公共服务设施配置的农村居民点社会网络建模方法，包括以下步骤：1)获取目标区域的基础数据并进行整合；2)基于人们在日常生活中对教育、医疗、娱乐和购物设施的需求，对农村居民点之间的日常社会关系进行表达，生成农村居民点日常社会联系网络。3)基于所述的农村居民点社会网络，对网络特征进行描述，通过中心性和社交地位分析得到农村居民点社会网络中的关键节点和孤立节点。与现有技术相比，本发明在一定程度上反映了人们日常生活中的交互行为，同时可以从宏观的层面预测农村居民点在整个区域中发挥的作用，使网络的构建更接近人们真实的日常社会联系，同时对居民点的评价更准确。

说明书

技术领域

本发明涉及社会网络技术，主要涉及一种基于公共服务设施配置的农村居民点社会网络建模方法。

背景技术

农村居民点作为农村居民聚居的主要形式，在农民的生活条件、农业生产和社会交往中发挥着重要的作用。从某种程度上来讲，乡村聚落的分布反映了乡村居民点之间相对稳定的社会关系。随着交通网络、信息网络和生产网络的出现，农村居民点并不是孤立存在，而是通过各种资源和要素的流动紧密联系在一起。乡村空间因为这些日益紧密的联系形成了一个复杂的社会网络。每个居民点在网络中发挥的作用以及彼此日常交互的强度塑造了乡村空间明显的异质性。因此，以关系解释乡村性更符合乡村空间的现状，网络也逐渐成为乡村研究的重要方法。

在日常活动空间中，社会关系是通过与当地居民的互动和社交产生的，它主要关注了当地居民的出行行为和满足日常需求的日常活动，包括工作、就医、上学和购物。显然，公共服务设施除了提供满足居民需求的首要功能外，还具有重要的社会功能。公共服务设施作为维系农村社会联系的重要媒介，为我们理解农村社会关系具有重要的意义。

目前有关农村居民点社会网络的构建的方法主要有两类：(1)采用问卷和访谈的形式收集居民日常交互的行为，进而建立居民点之间的社会网络。(2)基于传统的引力模型模拟农村居民点之间的社会联系。但是现有的农村社会网络构建方法还存在一定的不足和局限性，主要表现为：

(1)通过实地调查问卷获得居民点之间的交互是非常耗时的，这导致其研究范围往往局限在一个小的村庄或乡镇，不能从宏观的层面上把握农村居民点在整个城镇体系中发挥的作用。此外，在问卷过程中，人们不正确或敷衍的回答可能会影响最终社会网络的构建，进一步影响对农村居民点重要性的评估。

(2)基于传统引力模型的方法，大多侧重于对农村居民点之间影响力的评估，缺乏对农民日常交互行为模式的考虑。

总体上来，现有的农村居民点社会网络的构建方法一方面无法从宏观的层面预测农村居民点在整个区域中发挥的作用，另一方面无法真实地反映人们日常交互行为，导致对农村居民点社会交互的模拟不够准确，难以在接下来的乡村振兴中进行应用和推广。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出一种准确性更高的农村居民点社会网络构建方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于公共服务设施配置的农村居民点社会网络建模方法，包括以下步骤：

步骤1、获取目标区域的基础数据并进行整合。所述基础数据主要包括农村居民点分布信息，人口数据以及公共服务设施的位置数据，其中公共服务数据包括幼儿园、小学、初中、卫生室、卫生院、医院、村文化站、文化中心、农贸市场。

步骤2、基于人们在日常生活中对教育、医疗、娱乐和购物设施的需求，对农村居民点之间的日常社会关系进行表达，生成农村居民点日常社会交互网络。

步骤3、基于所述的农村居民点社会网络，对网络特征进行描述，通过中心性和社交地位分析得到农村居民点社交网络中的关键节点。

进一步的，所述步骤2包括以下子步骤：

步骤2.1，基于所述目标区域内居民点和公共服务设施的位置信息，获取任意农村居民点和公共服务设施之间的时间距离，基于该距离确定农村居民点就该类公共服务设施合理的交互时间t。

步骤2.2，基于所述目标区域内农村居民点就某一类公共服务设施的交互时间t，判断任意两个居民点是否存在关系。若任意两个农村居民点在t时间范围内能够达到相同的公共服务设施，则说明二者之间因存在共享设施而存在社会联系，其共享设施的数量记为Z；

步骤2.3，对于存在社会联系的农村居民点，他们之间的联系强度通过改进后的引力模型计算得到。

式中，

步骤2.4，基于每一类公共服务设施的农村居民点社会联系矩阵，将农村居民点之间基于所有公共服务设施的社会联系强度叠加，形成最终农村居民点日常社会网络。

其中，TR

进一步的，所述步骤2.1中，农村居民点与每一类公共服务设施合理的交互时间t由各个农村居民点到该类公共服务设施的最小时间距离的平均值表征。

进一步的，所述步骤2.3中，就c类公共服务设施而言，农村居民点m，n存在社会联系的概率计算公式如下：

式中，Pv

进一步的，所述步骤3包括以下子步骤：

步骤3.1，计算所述农村居民点日常社会联系网络的中心性并排序，表征农村居民点在日常生活中公共服务设施的可达性以及在社交网络中发挥的作用；所述网络中心性是指网络度中心性，接近中心性和中间中心性的加权求和，计算公式如下：

NC

D

B

C

式中，NC

步骤3.2，计算每个居民点的最大社会联系强度，通过观察每个农村居民点拥有的最大社会联系的数量确定日常社交中心。

步骤3.3，基于所述社会网络的网络中心性和识别的社交中心，得到农村居民点社会网络中的关键节点。

进一步的，步骤3.1中，度中心性反映了单个居民点在网络占据的核心性，度中心性越大，表示该农村居民点与其他的联系强度越大，占据的公共服务资源越多，同时也反映出它对网络的控制作用越强；中间中心性度量了一个节点在任意两个节点最短路径上的概率，它强调居民点作为促进其他居民点之间交互的桥梁作用，中间性中心性越高的居民点，为其他居民点提供公共服务的能力越强；接近中心性是指从一个给定节点到所有其他节点的最短路径的和，接近中心性越高的农村居民点与其他居民点的关系越密切，能够更快、更有效地获得公共服务设施。

进一步的，步骤3.1中根据层次分析法确定α,β,γ的值。

进一步的，步骤3.3中将节点中心性高且在日常生活中作为社交中心的农村居民点看作是中心居民点，而在日常社会网络没有社会联系，网络中心性为0的农村居民点看作是孤立居民点。

值得说明的是，本发明针对农村居民日常生活中对公共服务设施的基本需求，开展农村居民点日常社会网络的构建与研究，发现并解决农村公共服务设施配置中隐含的问题，为农村地区公共设施的均等化建设提供技术保障。上述方法为农村地区的公共服务设施的配置提供新的思路和分析视角，为农村居民点社会网络的构建提供了科学依据。

附图说明

图1为本发明的方法流程示意图；

图2为本发明实施例的农村居民点社会网络图；

图3为本发明实施例的农村居民点中心性评价图；

图4为本发明实施例的农村居民点最大社会联系和社交中心分布图；

图5为本发明实施例的中心居民点和孤立居民点分布图；

具体实施方式

为了便于本领域普通股技术人员理解和实施本发明，以下结合说明书附图和具体实施例对本发明做出详细的说明。

如图1所示，本发明提供了一种基于公共服务设施配置的农村居民点社会网络建模方法，包括以下步骤：

步骤1，获取目标区域的基础数据并进行整合。

在本实施例中，基于研究区的土地利用现状调查数据库，查询所有地类名称为“农村宅基地”的斑块，提取农村居民点分布信息，并从社会经济统计数据中获取相应的人口数据。

所述公共服务设施包括卫生室、卫生院、医院、幼儿园、小学、中学、村文化服务站、文化中心和农贸市场。利用百度API接口爬取这九种公共服务设施的POI数据，并根据有关部门提供的设施目录进行有效数据筛选，然后进行规范化处理，确保公共服务设施数据与农村居民点基础数据空间参考坐标一致。

步骤2，基于目标区域内居民点和公共服务设施的位置信息，获取农村居民点针对每一类公共服务设施的日常活动范围。该日常活动范围是指针对该类设施，农村居民点可接受的合理交互时间t，通过计算每个居民点到该类公共服务设施最短距离的平均值得到。

本实施例中，任意农村居民点到公共服务设施的距离主要是通过计算区域时间通行成本来获取。根据2005年中国不同等级的铁路里程和速度标准以及《中华人民共和国公路工程技术标准(JTGB01-2003)》设定不同交通方式的平均速度(高速公路、国道、县道、城镇居民点、农村居民点，其他陆地和水域的平均速度分别为120、60、30、6、4、3、1km/h)。利用ArcGIS软件构建成本面，然后再采用成本距离(Cost Distance)计算各农村居民点到公共服务设施的时间成本矩阵Rs

表1农村居民点针对各类公共服务设施的合理交互时间

步骤3、基于农村居民点就某一类公共服务设施的交互时间t，判断任意两个居民点是否存在关系。以幼儿园为例，如果居民点m和n在35分钟之内可以达到幼儿园y

步骤4、本实施例中，人们可以选择活动范围t中的任何一个公共服务设施。一般而言，人们选择公共服务设施的概率取决于公共设施的服务能力和农村居民点到公共服务设施的时间距离。公共服务设施的服务能力越强，距离越近，选择该设施的概率越大，前往该设施的人口也就越多。因此，农村居民点选择交互时间范围t内每个公共服务设施的概率与该设施的服务能力成正比，与时间距离成反比。对于共享设施z,两个居民点同时选择它的概率用二者的乘积表示，然后将农村居民点前往所有共享设施的概率数值叠加，获得农村居民点同时选择共享设施的概率。具体计算公式如下：

式中，

步骤5、对于存在社会联系的农村居民点，基于居民点同时选择共享设施的概率、人口和两地的距离，利用改进的引力模型获得社会联系强度。

式中，

步骤6、基于每一类公共服务设施，农民居民点之间都存在联系强度

TR

本实施例中，最终的社会联系强度由农村居民点之间基于幼儿园、小学、初中、卫生室、卫生院、医院、文化服务站、文化中心、农贸市场9类设施的社会联系强度加权求和得到。

步骤7、计算所述农村居民点日常社会联系网络的中心性并排序，表征农村居民点在日常生活中公共服务设施的可达性以及在社交网络中发挥的作用，计算公式如下：

NC

D

B

C

式中，NC

本实施例中，所述网络中心性是由网络度中心性，中间中心性和接近中心性的加权求和。度中心性反映了单个居民点在网络占据的核心性，度中心性越大，表示该农村居民点与其他的联系强度越大，占据的公共服务资源越多，同时也反映出它对网络的控制作用越强。中间中心性度量了一个节点在任意两个节点之间最短路径上的概率，它强调居民点作为促进其他居民点之间交互的桥梁作用。中间性中心性越高的居民点，一般为其他居民点提供公共服务的能力越强。接近中心性是指从一个给定节点到所有其他节点的最短路径的和。接近中心性越高的农村居民点与其他居民点的关系越密切，能够更快、更有效地获得公共服务设施。

步骤8、计算每个居民点的最大社会联系强度，通过观察每个农村居民点的社会联系强度的数量，确定日常社交中心。

步骤9、基于步骤7所述社会网络的网络中心性和步骤8中识别的社交中心，得到农村居民点社会网络中的关键节点和孤立节点。

在本实施例中，将节点中心性高且在日常生活中作为社交中心的农村居民点看作是中心居民点，而在日常社会网络没有社会联系，网络中心性为0的农村居民点看作是孤立居民点。

为说明本技术方案的实施效果，选取某市作为案例。该市包括21个乡镇和4个街道,占地1596平方公里，2019年常住人口106万，农村人口占大约35％，农村居民点共有1054个。如图2所示，基于人们日常生活中对于这九种公共服务设施的交互，最终生成了农村居民点日常社会网络。该网络包含了1054个节点，17209条联系。可以看出，北部联系数量明显多于南部且距离更远，说明北部地区人们之间日常的社会联系更加紧密，且交互的范围更广。强联系主要沿交通干线分布，说明交通越便利，人们之间基于公共服务设施的联系越紧密。图3显示了农村居民点的网络中心性，根据层次分析法，将α,β,γ的权重分别确定为0.463,0.532,0.005。从图3可以看出高中心性的节点主要分布在北部的城市周边和交通沿线，且明显多于南部，说明北部的居民点在日常生活中公共服务设施的可达性更高，在社交网络中发挥的作用更重要。在识别日常社交中心的过程中，将最大联系数量设置为3。也就是说，当居民点的最大社会联系数量大于等于3时，该居民点被识别为农村地区日常生活中的社交中心。因此，一共识别了124个社交中心。将识别的社交中心和网络中心性进行叠加，识别出89个中心居民点，如图5所示，主要分布在城镇周边和交通沿线，说明这些农村居民点在日常生活中能够提供较为完善的公共服务设施，是最受欢迎和最具发展潜力的农村居民点。另外识别出33个孤立居民点，主要分布在城镇的边缘地带或毗邻水域等生态保护区域，说明这些居民点在日常生活中公共服务设施的可达性较低，或者居住分散，不便于与其他居民点产生日常联系，处于孤立发展的状态，可以将这些节点列为未来乡村空间整治重点解决的方面。

以上仅是用以说明本发明的具体实施案例而已，并非用以限定本发明的可实施范围。熟悉本领域的技术人员在不违背本发明所指示的精神与原理下所完成的一切等效变形、替换或修饰，仍包含在本发明权利要求所限定的范围内。