基于GIS与遥感影像的银行ATM机网点选址方法初探

摘要：本文针对当前影响ATM机布点的因素，提出了基于矢量图和遥感影像的可视化平台。首先应用门槛分析模型将区域划分为潜力区域（含有ATM机但还有布放潜力的区域）和空白区域（不含ATM机的区域），从宏观上分析区域布放的可行性，并通过计算潜力区域和空白区域内的网点消费潜力，得出适合布放ATM机的区域，然后通过点位评估模型来分析这些区域内的网点，最后评估出可以布放ATM机的网点，并以北京某公司ATM机布点选址规划应用本文的选址方法进行了实践，取得了很好的效果。
关键词：GIS 门槛分析遥感影像点位评估 ATM机选址

Abstract：Taking the current factors that affect the distribution of ATM into account, this article poses the visualization platform that bases on the remote sensing images and vectors. First, this paper divides the district into the potential district (which have ATM but still has potential distribution) and blank district (excluding the district of ATM) by threshold analysis models. It analyzes the feasibility of the district distribution of ATM from macro angle. Then, through counting the potential consumption network of potential and blank districts, the districts which are feasible to distribute the ATM can be known Finally, the networks which are the point spaces assessment models and the distributing of the ATM evaluates, were analyzed. The application of this method to ATM location project has turned out to be good results in a company of Beijing city. Keyword: GIS，Threshold Analysis, Remote Sensing Images, Point Spaces Assessment, ATM Location Distribution

1. 引言
在国内，绝大多数的企业主要依靠表格数据、凭借经验实现ATM机网点选址等网点管理工作，容易产生ATM机网点选址缺乏科学依据、分布不合理、管理不规范等问题。如何依据科学理论，充分利用空间信息技术的优势来研究、分析和管理网点数据，为ATM网点分布提供合理的布局和规划，已成为企业迫在眉睫的问题和重大的挑战。ATM机网点选址实际操作的难点在于选址约束条件的难以穷尽性和定量描述的困难性[1]。约束条件涉及到区域的自然、地理、人文、社会、经济等多种因素。这些因素既有可以定量描述的空间信息，又有难以尽述的空间隶属信息，而对这些信息的综合分析与模拟一直是国内外学者研究的热点问题。目前，国内专家提出应用计算机专家系统进行商业银行网点选址，主要是通过建立专家知识库，通过专家系统推理、解释进行选址[2]，但因主观性太强，对空间信息的利用还不充分。
地理信息系统本身侧重于空间信息的管理和分析。GIS提供了一整套空间操作规范来支持具有空间分布特性的ATM机网点选址的应用模型，可以反映模型研究对象的分布、动态变化及相互作用。遥感影像则能及时的反映区域空间信息的变化，并且以更加直观的方式反映区域空间信息，从而使ATM机网点选址决策更直观、实用和高效。在GIS支持下将有关ATM机网点选址的统计数据与应用模型有机的结合起来，增加了决策的可信度和科学性。同时，基于GIS与RS建立ATM机网点选址的数据仓库不仅可以很好的管理与选址有关的属性数据，而且能和地理位置很好的融合起来分析，进而为选址应用模型提供优质的样品数据，为科学的选址分析和推理打下基础。用GIS技术来解决ATM机网点选址自然成为首选，尤其是GIS与遥感影像的结合，通过门槛分析模型和点位评估模型为ATM机网点的选址问题提供了满意的解答。
2. 模型分析
2.1. 基于遥感影像与GIS的可视化叠置分析模型
以遥感影像与GIS为分析平台，可更加直观、形象的进行选址分析，主要体现在以下几个方面。
（1）位置数据的及时更新。随着城市化的进步，城市的变化特别大，如何更加准确的反应位置信息，更加直观、形象的表达信息，使用遥感数据，可反应城市的最新进展。
（2）数据的叠加分析。在遥感影像图的基础上叠加矢量图层，使视图更加清晰，可进行更加准确的定位。
（3）空间分析功能的应用。空间分析功能是GIS应用的特色，在设施选址过程中应用空间分析功能得到了深入的研究。例如，用于影响区域分析的VORONOI图、最佳路径分析等都有较多的研究。另外，有关空间分析与设施选址的结合策略也有相关研究成果[3]。
（4）选址模型与GIS的融合。目前大多数的研究工作主要针对的是特定的应用模型和具体的分析问题，而很少从网点选址决策本身的过程和特点出发，系统、全面地探索其选址空间决策支持系统的建立过程和方法。例如如何确定选址影响因素、如何将选址决策内容和过程与GIS功能、选址模型有机融合等。
2.2. 门槛分析模型
随着经济的发展、城市的扩展，城市空间不断扩大。但在城市空间发展中会遇到各种各样的限制，如山地陡坡、河流湖泊、铁路、围墙等。既有自然地理条件及社会经济方面的限制，也有城市内部结构与功能布局条件的限制，制约城市空间发展的这些限制通称为城市的“门槛”[4]。
门槛理论在规划领域中应用已经形成一种专门的方法——门槛分析法。但传统的分析方法缺乏空间定量分析的手段，一般难以开展多要素的定量和定位复合分析，因而主要以定性分析为主，使得分析结果存在科学性不够、准确性不高的缺点。而按地理坐标存储数据并具有强大空间分析功能的GIS，能存储和管理门槛分析所需的图形和属性数据，并能够应用空间数据库和属性数据进行综合门槛多因素的定量、定性和定位相结合的综合分析。
因ATM机网点的特殊性，城市的“门槛”对取现金的人来说，是不可逾越的障碍。因此，在进行ATM机网点选址时就需要考虑这些城市的“门槛”。根据GIS的叠加分析，将城市的“门槛”图层与主要道路图层进行叠加，将城市划分为很多的小块区域，然后通过分析这些区域的ATM数量，并将区域划分为空白区域和潜力区域。空白区域定义为在该区域内不含有ATM机，潜力区域则定义为该区域内含有ATM机，但还有布放ATM机的潜力。
2.3. 点位评估模型
ATM机网点选址需要布放在该区域内已有的网点上，需要综合考虑多种因素。因此，需要对区域内的网点进行综合评估，主要考虑网点消费潜力指数、距离中心点的距离、交通网络连接度等。
(1)消费潜力指数影响因素，主要包括该网点的服务人口、服务人口修正系数、月人均消费潜力、现金消费系数、ATM取现概率，通过以下模型计算得到每个网点的消费潜力指数。

其中，表示该网点的消费潜力指数，表示该网点的服务人口，表示该网点服务人口修正系数，表示该网点月人均消费潜力，表示该网点月人均消费潜力修正系数,表示该网点现金消费系数，表示该网点ATM取现概率。
(2)距离中心点的距离，使最佳选址位置所在的顶点到达网络图中的其他各个顶点的最短路径距离的总和（或者以各个顶点额载荷加权求和）达到最小。
计算步骤：首先计算出每个顶点到其他各个顶点的最短路径长度矩阵，然后以各顶点的载荷加权，计算每个顶点至其他各个顶点的最短路径加权和，最后找出加权和最小的点行数即为中位点索引[5]。
(3)交通网络连接度, 连接度表示交通网络的发达程度，有多种表达方法。其中通常用贝塔指数（Beta index）来计算和比较[6]：

式中，β表示交通网络连接度，表示网络中边的数量，表示指交通网络中顶点的数量。
选址应考虑设点附近的金融机构的规模和数量。如果在同一地区内已有过多的金融机构，势必影响ATM的效益，此为趋异性。但是另一方面，由于持卡人希望有广泛的比较和选择余地，如果在微环境下位置突出，或运营稳定性、便捷性超过其他银行，则会形成持卡人的依赖心理，也可以取得较高效益。但由于金融机构的特殊性，在附近有大规模的金融机构或高效率电子银行等设施，则要回避。
每种影响因素对于ATM机网点选址的影响程度和方式是不同的，这种影响程度可以使用加权的方式标准化。权重是需要经过许多个重复的归纳学习过程获得，通过这种方式获得的权重的也需要不断的进行验证，而验证所依据的标准即ATM机网点的收益和经营状况。
3. 方法及应用分析
3.1. 影响因素分析
影响ATM机网点选址的因素很多，主要包括以下几方面。
（1）相同客流规模的不同地区，因客流的目的、速度、时间不同，对选址条件亦有不同差别。
（2）除了人口的密度因素之外，人口的职业分布、收入状况、年龄也是影响消费能力、消费取向的主要因素，必须加以考虑。前者可以作为布放选址的主要环境参考指标，后者则除影响环境之外，还决定了具体布放区域。
（3）选址需要调查分析街道两侧的人流规模，选择人流较多的街道一侧。
（4）选址要分析街道特点与人流的关系，街道交叉路口人流最多，是选址的最好位置，但要考虑安全因素和环境因素。
（5）对于大型的商业场所，除了被动适应人流规律之外，还可以在原有基础上加以改善开发，选择有开发前景的区域，预测、引导人流，开辟新的地点。
（6）ATM的选址原则要求有尽可能大的吸引范围，保证尽可能多的持卡人方便地使用ATM。因此选址必须是交通可达性最佳的地点。选址应使远距离交通费用达到最小，近距离到达目的机移动时间最小。
（7）选址还要分析地形特点。主要选择能见度高的地点，如选择在两面临街的地点能见度就最高，并且可以搭配更好的外观设备，提高醒目度。位于街道的入口处、公共场所的迎面处都是能见度高的地点。有的地点如位于街道的凹进部位、室内的深处能见度就差。
（8）必须参考城市总体规划和详细规划，根据城市现状和发展要求对ATM的总体布局等做出一系列的预测，在选址过程中要对不确定因素进行实际调查，搜集资料，具体分析研究，列出有利和不利条件，不仅要考虑现状，还要了解未来的发展变化。
3.2. 区域分析
以北京市某公司的ATM机业务管理原型系统的布点选址为例，采用了基于遥感影像与GIS的可视化叠置分析模型和门槛分析模型。首先，从宏观上通过门槛分析把城市划分为若干空白区域（图1）和潜力区域，然后通过评估该区域的商业网点、金融网点等的消费潜力指数，计算出该区域的消费潜力指数总和，计算模型为：

式中，表示ATM机需求数量，表示区域的消费潜力指数总和，表示单台ATM机最低消费潜力系数。
布放区域的消费潜力指数总和（图2），主要通过计算该区域的商业网点、学校、医院、宾馆等的消费潜力指数求和，单台ATM机最低消费潜力系数则通过专家咨询获得。因各城市各区域的经济差异，通过定量计算很难得出确定的值。

通过计算空白区域和潜力区域的消费潜力，可得出该空白区域或者潜力区域的分析结果报告，确定是否需要布放ATM机，以及ATM机的数量，区域分析主要是从宏观上分析该小块区域是否需要布放ATM机，为下一步的点位评估做好准备。
3.3. 点位评估
（1）位置分析：通过区域分析，已经计算出了适合布放ATM机的区域和ATM机的需求数量（图3），然后通过分析该区域的所有POI点，计算每个POI 点的消费潜力指数，通过比较得出可能布放ATM机的网点。
（2）选点评估：主要是评估可能布放ATM机的网点（图4），通过计算距离中心点的距离，交通网络连接度，并且以该点为中心，分析某一半径范围内的所有网点消费潜力。另外还要综合评估该点的房租，实地考察该点是否可行，最后得出评估分析报告，确定该点是否需要布放ATM机。

4. 结论及展望
该研究首先从宏观上通过GIS平台和门槛分析模型对区域进行分析，然后对有潜力布放ATM机的区域进行分析比较，分析该区域内所有网点的消费潜力，找出网点内消费潜力排在最前的网点，然后评估这些网点，综合考虑该网点的服务半径范围内外的消费指数，通过实地考察最后确定需要布放ATM机的网点。而交通状况、公共设施、治安状况等因素也对ATM机网点的综合效益产生重要影响，这些都是在ATM机网点选址决策中需要重点考虑的因素。
本研究还有一些不足，有待在今后的研究中深入和加强。
(1)需要进一步研究POI点的消费潜力。采用专家征询法确定修正系数的值，虽然能起到集思广益的作用，但结果却难免带有一定的主观性。另外随着经济政策、社会经济的发展变化，月人均消费潜力、现金消费系数、ATM取现概率等因素也会不断变化。因此，如何应用科学的分析方法确定该点的消费潜力，需要进一步研究。
(2)需要进一步研究ATM机加钞的运送成本，路线选择，以及ATM机附近治安状况等因素。

参考文献
杨香花.GIS辅助下的金融网点选址研究——以广州市农业银行网点布局调整为例.东北师范大学 2003硕士论文. 12-15:1-4.
葛传滨.商业银行网点选址计算机专家系统初探[J].中国金融电脑,2001,(1):72-75.
黄玲,刘宗伟. 选址空间决策支持系统的研究与实践.山东师范大学学报（自然科学版）,2004,19(3): 51-52.
胡明星. GIS和神经网络在城市发展规划中的应用. 四川测绘,2001,24(2):70-71.
徐肇忠.城市发展用地的门槛分析法及工程选址方案的F——G局势决策[J].武汉测绘科技大学学报,1993，(1):13-22 .
陈建军.长三角:从点轴发展走向网络发展---兼论杭宁发展带的建设.浙江社会科学,2005，(4):43-48