摘要
本研究从落实生态文明理念和城市空间高质量发展的角度，围绕新形势下“以人为本”的国土空间规划实践目标，在已有数据的基础上，通过构建一套学位供需预测模型，对厦门市同安区小学未来五年学位供需进行预测，并对模型进行了验证。研究结果可提前预警小学学位缺口及其空间位置分布。
本研究还探讨了近期具备成熟建设条件的小学项目与填补学位缺口之间的周期关系，并对未来学校建设时序和布局提出建议。通过将模型搭建在国土空间规划“一张图”实施监督系统的分析评价功能模块中，深化应用分析功能，可为平台使用者快速、直观地展示预测结果，并形成相关的分析报告，为城市教育管理和教育设施空间布局提供有效的规划依据。
正文
随着国土空间规划体系的建立和规划信息化工作的不断推进，有必要从落实生态文明建设、促进区域高质量发展、形成高品质国土空间的角度，系统地分析现行规划及各类专项规划空间布局方案存在的问题，并以问题为导向，开展空间规划实施专项评估。
针对各类城市公共和公用设施土地资源的高效配置、节约集约利用、空间布局优化和全面统筹建设，采用新理念、新技术、新方法，结合大数据应用和相关要求，提出方向性建议。
教育设施是城市公益性公共设施和公共资源的一种，是城市支撑体系的重要组成部分，是各级政府保障人民整体素质的奠基工程。
随着经济的发展，人们生活水平的提高，教育理念和认知也随之发生变化，人们对优质教育的追求越来越高，每一位社会成员都有权享受均等化、均质化的教育服务。
随着我国二胎政策的开放和户籍政策的放宽，加上人口的流动，城乡一体化加速推进，新型城镇化战略的逐步实施，城市人口必将迎来大幅增长，公共服务设施的供需矛盾也将日益突出 。
本研究以厦门市同安区为例，从现状入手，分析同安区小学现状突出的问题，在公安人口数据、同安区各小学现状和历史数据的基础上，利用Python 语言及 ArcGIS 等工具，建立空间数据模型来预测同安区学位需求变化的趋势，结合近期建设规划及年度项目空间实施规划，从一个新的角度，为同安区提供学位需求预警参考，以指导未来教育设施的配置。
01 数据基础和技术路线
1.1 研究区概况
厦门市同安区位于福建省东南沿海、厦门市域的北部，是厦门市最大的行政区，全区面积为 669 km2，占全市总面积的 42.5%，是厦门市政府新规划的北部市级中心。
目前，同安区辖 6 个镇、2 个街道办事处、7 个农林场、81 个行政村、44 个社区居委会。同安区历史悠久、教育资源齐全，现有小学 81 所，其中，市教育局直属小学 17 所、中心校 9 所、完全小学 53 所、民办小学 2 所。
截止到 2018 年 12 月，同安区总人口为 79 万，其中，户籍人口为 39 万，流动人口为40 万。2017 年，同安区地区生产总值达378.8亿元，一、二、三产业实现增加值分别为 10.25亿元、231.23 亿元、137.31 亿元，同安区经济发展以第二产业为主。
1.2 数据及处理方法
本研究采用的数据主要包括厦门市公安人口数据，统计年鉴人口数据，同安区教育速报表资料，厦门市近期建设项目库中即将实施的小学迁、改、扩、新建项目及民生“补短板”项目的数据。
厦门市公安人口数据采集方式多样，除了公安户籍科登记的户籍人口数据，还包括厦门百姓 APP 大众填报数据、社区网格人员采集数据以及办理居住证人员信息等。通过清洗、脱敏、去重等处理，形成包含厦门市登记户籍人口、实有户籍人口、非户籍常住（居住满 6 个月）、非户籍流动（居住不满 6 个月）人口数据库。
在此基础上，结合公安部门提供的标准地址，利用地址匹配技术，将非空间人口数据空间化，使本研究的人口数据不仅具备人口的空间位置属性，还包括性别、年龄等字段，同时实现定期更新，为同安区生源预测提供参考。
同安区教育速报表资料包括历年学校占地面积、校舍建筑面积、配套设施、师资力量、各年级班级数、不同类型生源人数等内容。
厦门市近期建设项目库及民生“补短板”项目库，为市级“多规合一”平台经多部门空间协调及策划的近期项目储备库，能提供研究区域内近期学校改、扩、拆、迁及新建项目的信息，为估算研究区域内未来新增学位数量和空间分布提供参考。
1.3 技术路线
本研究的技术路线如图 1 所示，在对同安区小学招生政策、各小学历史数据进行充分分析和挖掘的基础上，对同安区小学学位需求和供应量进行评估。
图 1 本文研究的技术路线
同安区小学学位需求分为户籍生的需求和非户籍生的需求，分别利用不同的方法对两类生源的学位需求量进行预测，得出同安区总的学位需求量。
在同安区现状小学班数和同安区小学建设标准的基础上，对同安区小学学位可供应量进行估算，进而对同安区小学学位缺口进行预测。
另外，本研究在各小学服务范围空间矢量化工作的基础上，进一步探讨了城区各小学户籍学位供需情况。分别对城区各小学户籍学位需求和可供学位进行预测，由此，得出可供非户籍生调配的学位存量，并在此基础上得到学位短缺的小学空间分布特征。
02 同安区小学学位供需分析
2.1 同安区小学历史招生特征
截止到 2018 年，同安区小学学位供需能够达到平衡，即同安区小学学位供应量能满足该区域户籍和非户籍适龄儿童总的学位需求量，且同安区非户籍生报名人数即为实际招收的非户籍生人数。
根据同安区 2011 — 2018 年历年户籍和非户籍招生数据（图 2），自2011 年起，同安区小学招生规模呈现出逐年增加的趋势，2017 — 2018年增加幅度最大。其中，非户籍生人数呈现稳定增长的趋势；户籍生人数呈现先增后减再增加的趋势。
图 2 2011—2018 年同安区小学招生规模
2011 — 2014 年，同安区小学招收的户籍生人数多于非户籍生人数，自 2015 年起，非户籍生人数超过户籍生人数。同安区小学生源中非户籍生占比较高。
同安区教育速报表各小学相关数据显示，同安区各小学现状学生规模相差悬殊，规模最小的仅有 33 人（莲花小坪小学），最大的达 4 420 人（第二实验小学）。城区学校招生数量相对较高，农村学校招生数量不足。如图 3 所示，蓝色区域内小学招生人数不足 50 人，同安老城区和新城区（黄色和红色区域）小学的招生人数较多。
图 3 2018 年同安区小学招生规模
2.2 适龄儿童与学位需求的关系
假定 2018 年 6 岁的现状常住适龄儿童（户籍适龄儿童 + 居住满 6 个月的非户籍适龄儿童）都存在就学需求，则该年 6 岁适龄儿童人数应与该年小学招生的人数基本一致。
在此基础上可以推知，2018 年 5 岁的现状常住适龄儿童在 2019 年会存在就学需求，可认为是 2019 年的学位需求量。根据现状常住 1~5 岁儿童的年龄队列排序，即可分析出未来五年内小学可能入学的人数。
由于其他因素的影响，仅根据年龄队列方式预估入学人口的数量并不准确。自然增长产生的影响，包括人口的自然死亡导致的适龄儿童下降和人口的出生引起的适龄入学人口的增加，前者对户籍适龄儿童人数预测的影响不大。
但随着我国二胎政策的放开，由于出生原因，可能引起户籍适龄儿童大幅增加。机械增长产生的影响主要体现为人口迁移导致的适龄入学人口的变化。人口迁移主要受到自然环境、社会经济、政治等因素的影响。随着我国户籍政策的放开，厦门市因人口迁移引起的户籍适龄儿童的增加不容忽视。
公安部门和统计年鉴提供的户籍迁移人口数据显示，2014 — 2018 年厦门全市户籍人口迁入规模呈逐年上升的趋势，迁出规模呈减少的趋势；厦门市 2018 年户籍人口净迁入（迁入—迁出）规模是 2017 年的 2 倍（图 4）。
图 4 厦门市 2014—2018 年户籍人口迁移规模
本研究在公安部门提供的人口数据基础上，将户籍人口的自然增长率和机械增长率作为影响因素，对同安区小学的户籍生人数进行预测。
非户籍适龄儿童（即进城务工人员随迁子女）的入学政策，也会对生源数量产生影响。根据相关政策，非户籍适龄儿童采用积分入学办法，并非所有的非户籍适龄儿童都满足就学条件。
随着时间的推移，满足入学条件的非户籍适龄儿童将逐年增加。本研究考虑了所有潜在非户籍小学生源人数，以“每一位社会成员都有权享受均等化、均质化的教育服务” 理念为基础，对非户籍生源人数进行预测。
根据 2018 年 12 月底公安人口数据，可以得出同安区 1~6 岁常住儿童的基础数量，其中，2018 年 1~5 岁的常住儿童人数，是未来五年小学招生计划的参考。人口数据统计结果显示：
第一，同安区 2018 — 2023 年入学的户籍适龄儿童人数有明显增长的趋势，到 2023 年，户籍入学适龄儿童人数将达到 8 425 人（图 5）；
图 5 同安区 2018 年 1~5 岁儿童数量
第二，2018 — 2023 年入学的常住非户籍适龄儿童人数，在 2019 年上升之后开始逐年下降（图 5），这与实际入学时非户籍生人数不符。
可能的原因包括：监护人办理居住证的可能性较大，而监护人给儿童办理居住证的可能性较小；另外，监护人带低龄儿童随迁的概率与儿童的年龄有关，年龄越低，随迁的可能性越小，儿童在临近上小学时才跟父母随迁并办理入学。本研究在后续非户籍生源预测中修正了这部分内容。
2.3 同安区小学整体学位供需分析
2.3.1 同安区户籍学位需求量分析
根据人口数据中 1~6 岁户籍儿童的人数，结合统计年鉴提供的 2015——2017 年户籍人口自然增长率和机械增长率数据构建预测模型，对 1~5 岁（即2019 — 2023 年入学）的户籍人口数量进行预测，预测公式如下所示：
Spyr=（1+ryr /2）×Syr ①
其中，yr 为 2019 至 2023 年；Syr为同安区 yr 年入学的公安部门提供的户籍学生数；Spyr 为 yr 年预测的户籍学生数；ryr 为 yr 年的人口增长率，ryr=0.003×(yr－2014)+0.02。
户籍生源预测结果如图 6 所示。根据 2019 年 5 月社区网格员反馈的各片区适龄儿童人数，同安区 2019年小学入学的户籍生人数约为 6 215人，预测值与调查值相差 11 人，误差在可接收的范围内。
图 6 同安区 2019—2023 年入学的
户籍适龄儿童预测人数
预测结果显示，同安区 2018 — 2023 年户籍生人数总体呈现上升趋势，至 2023 年，同安区户籍生人数超过 8 800 人。
2.3.2 同安区非户籍生学位需求量分析
本研究采取了三种不同的方法来预测同安区非户籍生的学位需求量。
（1）千人指标法
预测方法一可称为千人指标法。先利用历史非户籍人口数据（居住不满 6 个月的非户籍流动人口 + 居住满6 个月的非户籍常住人口），对未来非户籍人口规模进行预测（Pmyr）；
再结合同安区各小学历史非户籍报名人数，计算出相应年份的非户籍生占总非户籍人口的比例 rmyr，由此建立千人指标预测模型；最后结合总的非户籍人口数和千人指标，得出未来可能入学的非户籍生人数 Smyr，预测公式如下所示：
Pmyr=Pm2018+(Pm2018－Pm2017)×(yr－2018) ②
rmyr=0.0 015*yr - 3.0 121 ③
Smyr= Pmyr*rmyr ④
其中，yr 为预测年份，yr 为 2019至 2023 年。
（2）回归方程预测法
通过对同安区小学历史非户籍生人数的分析（图 2），可以看出，同安区非户籍生招生规模呈现逐年增长的趋势，且增加幅度波动不大。
由此，在不考虑其他因素对非户籍人口流动产生影响的情况下，根据历年非户籍生招生人数构建线性回归方程，预测同安区未来非户籍生人数 Smyr，预测公式如下所示:
Smyr=417×yr － C1 ⑤
其中，C1 为常数项，R2 为 0.97。
（3）近年增长趋势法
通过对同安区小学历史非户籍生招生人数的分析，可知，未来非户籍生增长趋势和近两年非户籍生增长趋势最为接近。
由此，我们利用同安区近两年非户籍生招生人数增长趋势，建立方程式来预测下一年非户籍生人数，预测公式如下所示：
Smyr=661×yr － C2 ⑥
其中，C2 为常数项。
（4）非户籍生预测结果
非户籍生人数预测结果如图 7 所示。
图 7 同安区 2019—2023 年入学的
非户籍适龄儿童预测人数
根据 2019 年 5 月社区网格员反馈各片区适龄儿童数据，同安区 2019 年小学入学的非户籍生人数约为 6 486人，与方法二预测的结果相差 2 人，误差在可接收范围内。
通过方法二计算结果，同安区 2018 — 2023 年入学的非户籍生人数呈现增长的趋势，2019年，同安区非户籍生人数约为 6 484人；到 2023 年，非户籍生的学位需求量将超过 8 100 人。
2.3.3 同安区小学学位供应量估算
本研究中的现状小学学位供应量，以小学班级数量和班级人数作为主要变量进行核定计算。假设同安区各小学每班人数按照建设标准规定的班额招生，不存在超额招生情况。
在不考虑新、改、扩和迁建小学的情况下，同安区小学可供最大的学位数量由小学各年级最大的班级数量和标准班额数确定。
厦门市同安区小学最新建设标准规定，小学按班额 50 生 / 班配置。同安区教育速报表资料显示，同安区现状小学总的最大班级数量为259 班，因此，现状小学可供最大的学位量为 12 950 生。
2.3.4 同安区小学整体的学位供需分析
根据同安区户籍生源和非户籍生源的预测结果，可得出同安区总的学位需求量，如图 8 所示。
图 8 同安区 2019—2023 年小学学位供需分析
由计算结果可知，2018 — 2022 年，同安区非户籍生的学位需求量大于户籍生的学位需求量。由于 2016 年 1 月底二孩政策全面放开，考虑到孕期等因素，2016 年下半年和 2017 年上半年是二孩生育高峰，高龄生育抢生二胎情况将逐渐减少，之后趋于平稳，小学阶段的学位需求将在2023年达到峰值。到 2023 年，同安区户籍生的学位需求量大于非户籍生的学位需求量。
2019 — 2023 年，同安区总的学位需求量不断增长，从 2019 年的 12 710人增加到 2023 年的 16 971 人。2019年，同安区小学学位整体上达到供需平衡，但在同安区偏远地区的小学，无效学位较多，已出现学位紧张的情况。
自 2020 年起，尽管考虑了偏远地区小学的学位需求，同安区小学总的学位需求超过现有的以 50 人为标准的可供学位，其中，2023 年学位缺口将超过 4 000 人（表 1）。
表 1 同安区小学学位缺口
2.4 同安区各小学户籍学位供需平衡评估
在同安区教育局公布的各小学服务范围官方文件的基础上，结合民政行政边界、地名地址库、电子地图及网络资源等，利用 ArcGIS 工具，将各小学服务范围非空间的文字描述进行空间矢量化操作，得到各小学服务范围的空间分布图（图 9）。
图 9 同安区各小学服务范围
在各小学服务范围矢量图层的基础上，利用 ArcGIS 空间分析工具，提取各小学服务范围内的户籍生人数，结合户籍生预测方法，得出未来各小学的户籍生人数。
以前文 2.3.3小节所述同样的方法，估算各小学可提供的学位量，进而推导出各小学可供非户籍生调配的学位存量。
结果显示，2019 年，大同中心小学和祥平中心小学服务范围内的本市户籍生学位需求，超过了以 50 人为标准的学位供应量（图 10）。
图 10 2019—2021年同安区学位紧张小学空间分布图
除这两所小学外，第二实验小学、教师进修学校附属小学、岳口小学、第三实验小学及第一实验小学双溪校区的户籍生比例超过 85%。
其中，大同第二中心小学、西洪塘小学、梧侣学校、西塘小学、阳翟小学、新星小学、西柯第二中心小学、滨城小学、柑岭小学、洪塘头小学、新民中心小学、新城小学、官浔小学等可供非户籍生调配的学位相对较多，与同安区教育局公布的学校一致。
2020 年，教师进修学校附属小学和祥平中心小学可供学位不能满足服务范围内的本市户籍生的学位需求。除这两所学校外，第二实验小学、岳口小学、第三实验小学及第一实验小学西洋校区的户籍生比例超过 85%，供非户籍生调配的学位较少。
2021 年，第二实验小学、大同中心小学、教师进修学校附属小学、祥平中心小学、岳口小学和第一实验小学西洋校区的标准学位供应量不能满足户籍生的需求。除上述小学外，第三实验小学和第一实验小学双溪校区的户籍生学位需求占总学位的 85%，供非户籍生调配的学位较少。
由 2019 — 2021 年户籍生源学位短缺学校的空间分布可知，未来两年不能满足户籍生学位需求的小学，主要集中在同安老城区的大同街道和祥平街道。
2.5 未来规划教育设施布局建议
根据 2018 年和 2019 年厦门市“多规合一”平台近期建设项目库中策划成熟的小学新、迁、改和扩建项目，以及同安区民生“补短板”教育类项目（表 2），截止到 2023 年，预计新增一年级学位 3 650 人。
表 2 同安区小学近期建设项目
2019 — 2021年，规划新增学位空间分布如图 11所示，主要集中在祥平、大同及其附近街镇。若下列项目能按期实施和竣工，能在一定程度上缓解小学学位紧张的局面，但不能完全填补 2023 年小学学位的缺口。
图 11 信息化平台展示原型
在上述工作的基础上，形成一套标准数据格式及数据更新机制，将模型搭建在厦门市国土空间规划“一张图”实施监督系统（图 11），为城市行政管理部门快速、直观地展示未来学位短缺小学的空间分布位置，为国土空间规划编制和实施评估提供支持。
03 结语与建议
本研究在现有数据的基础上，建立一套算法，对同安区小学学位需求和供应量进行预测。通过对预测结果的验证，预测误差在可接受范围内，所建立的算法具有一定的实用性。该研究成果能提前预警小学学位缺口及其空间位置分布。
在考虑同安区偏远农村小学可供学位的情况下，2019 年，同安区现状小学整体可供学位能够满足学位需求。但 2020 — 2023 年，同安区小学整体学位需求量将超过现状小学可供量。学位紧缺的小学主要集中在大同街道和祥平街道。
通过对厦门市近期建设项目库中策划成熟项目的分析，如果这些项目能按时实施和竣工，能在一定程度上缓解同安区学位紧张的情况，但不能完全填补 2023 年小学学位的缺口。
有关部门须陆续推进近期建设项目的实施，以填补近两年小学学位的缺口。同时，为填补 2023 年学位缺口峰值，须加快推进或策划新的小学项目。同安区小学吸引力强弱相差较大，吸引力强的小学招生人数相对较高，而部分小学招生数量不足，可以考虑提升这部分学校的设施配置，增强师资力量，改善学校周边环境，完善公共交通系统，以吸引更多生源，分担声誉较好学校的压力。另外，可鼓励同安区的“名校”建设分校，吸引学生就近入学。
随着规划信息化工作的深入，模型构建是数据深度应用的切入口。将模型搭建在厦门市国土空间规划“一张图”实施监督系统上，实现学位供需平衡情况的动态化监测，为城市管理者高效决策提供支持，为小学空间布局规划等提供新的参考依据。后续将在该研究的基础上，进一步丰富学位供需预测的影响因素，不断完善预测模型。
作 者
王代锋 厦门市规划数字技术研究中心助理研究员
翁芳玲 厦门市自然资源和规划局国土空间总体规划处副处长
张欣欣 台州市空间地理信息中心开发利用科科长，工程师
李 爽 厦门市规划数字技术研究中心工程师
谢炜灿 厦门市规划数字技术研究中心工程师
李 然 厦门市规划数字技术研究中心工程师
张俊勇 厦门市规划数字技术研究中心助理工程师
来源：城乡规划杂志
