,中国科学院地理科学与资源研究所 区域可持续发展分析与模拟重点实验室,北京 100101Identifying the spatial scope of megaregions in China from the perspective of accessibility
CHEN Wei,Key Laboratory of Regional Sustainable Development Modeling, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China收稿日期:2020-05-6修回日期:2020-07-24网络出版日期:2020-12-20
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Received:2020-05-6Revised:2020-07-24Online:2020-12-20
作者简介 About authors
陈伟（1989-）,男,安徽淮南人,助理研究员,主要研究方向为经济地理、城市与区域发展。E-mail:
摘要
关键词：
Abstract
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本文引用格式
陈伟. 基于可达性的中国城市群空间范围识别研究. 地理研究[J], 2020, 39(12): 2808-2820 doi:10.11821/dlyj020200365
CHEN Wei.
1 引言
近30年来,城市群一直是中国城市地理领域重要的研究议题。作为一种客观存在的地理现象,城市群是具有中国特色的城市地理概念,是中国城市地理学界做出的重要的学术贡献[1,2,3,4,5]。自“十一五”以来,城市群已经上升为国家战略,城市群被作为主体形态来推进城镇化进程。当前,城市群成为学术界和政府部门炙手可热的流行概念,在很多场合城市群的概念被不断提及,城市群成为全国区域经济和空间规划中重要的发展战略。而在学术研究中,长期以来,城市群一直属于一个内涵相对模糊的概念,无论是概念定义还是空间范围,学术界均未能达成一致性共识[6],这也导致了城市群在实践过程中缺乏明确的参考依据。而城市群空间范围界定一直是城市群研究的基础性工作,为理解城市群形成发育、演化过程的前提工作。然而,由于城市群是一个复杂、动态、开放的巨型系统,其空间范围具有模糊性和动态演化性,关于城市群空间范围的界定和识别成为一件烦琐又难以操作的工作。借鉴大都市带的识别[7],结合都市区、都市圈等判断指标和标准,国内外****从不同视角和切面提出了城市群（或大都市带）空间范围的识别标准[2,4,5,8]。同时,随着现代地理信息技术的进步以及大数据时代的来临,除了沿用传统的基于都市区为基础的空间范围识别方法[9],部分****开始试图利用引力模型[10,11]、网络分析[12,13]等新兴地理信息分析方法,挖掘以夜间灯光[14,15]、POI[16]等为代表的新兴数据类型,或者结合定性与定量分析[17,18],从多维度视角探索城市群空间范围的识别框架,界定中国城市群空间范围或单一城市群空间范围。由于研究视角的差异,不同****定义、划分出不同数量、类型和范围的城市群,也产生了不同的城市群边界方案。
在当前工业化和信息化时代,交通和通信基础设施迅猛发展,快速便捷的交通网络既有力地提升了区位优势度和空间可达性,也产生了巨大的时空压缩效应,促进了城市间的要素流动和功能联系,“流空间”正在加快形成[19]。在这种背景下,一个地区与外围地区的通达程度在较大程度上决定了该地区能否深入参与到更大尺度的地域分工,从而深刻影响着不同区域的社会经济发展。作为指示区域间相互作用的基础度量,空间可达性是刻画城市与城市、城市与区域、区域与区域之间空间关联程度和集疏格局的重要表达方式,正在成为城市与区域系统发挥集聚与疏散功能作用的显著表征。因此,从地域功能体系出发,依托于空间可达性所表征的空间关联性、连续性和紧凑性,从时间距离上划分不同时间间隔的城市等时圈,基于城市等时圈进一步刻画功能地域系统,在此基础上,最终提取中国城市群空间范围边界。基于上述思路,本文希望能够为当前中国城市群的空间识别提供一种新的方法论支撑。
当前,空间可达性已经成为城乡规划、城市地理和交通地理等相关学科的重要研究议题。一般而言,空间可达性反映的是任意位置与周边地区的通达程度,可达性越高则意味着该位置与周边地区具有更好的连通性,反之亦然[20]。这里需要说明的是,本文所讨论的空间可达性主要是基于时间距离表征的任意位置在空间上的实际通达程度,是一种纯粹的物理层面的测度方法。就可达性分析方法而言,随着地理信息系统等技术进步,空间可达性测度方法日益完善,分析精度也明显提升。从数据类型来看,主要是包括矢量分析法[21,22]和栅格分析法[23,24,25]。其中,基于栅格的测度方法能够有效刻画全域内每一个栅格点在全局空间上的实际通达程度[24,25],从时间距离反映中国城市及其腹地间的空间关联程度,从而对中国城市与区域系统起到较好的指示意义。然而,当前基于栅格的可达性分析算法也存在着一些不足,尤其是忽视自然地表的空间异质性[26,27],导致现有可达性测度未能逼近真实场景,亟待于进一步修正和完善。
基于上述思考,本文综合集成自然地表要素和陆地交通网络,构建更为逼近真实场景的可达性分析方法,精确刻画中国城市空间可达性宏观格局,依托于空间可达性所表征的空间关联性、连续性和紧凑性,基于不同时间间隔的城市等时圈,解析和提取中国城市群空间范围,以期能为中国城市群空间范围的综合界定提供参考依据。
2 数据来源与研究方法
2.1 数据来源
为考察中国城市空间可达性格局,本文以全国289个地级及以上城市为研究对象,具体包括4个直辖市和285个地级市。通过综合集成自然地表要素和陆地交通网络构建空间可达性分析模型,从空间关联性来描绘中国城市功能地域空间。简单来说,空间可达性的测度分析主要涉及到地形地貌要素和陆地交通网络两个方面的数据。2.1.1 地形地貌要素 为反映地形地貌要素对于空间可达性的影响,本文主要考虑了土地利用类型、海拔高程和地形坡度3个方面。土地利用类型反映了陆地表层空间的土地存在形式,不同的土地利用类型对应不同的通行成本,例如城镇建设用地、耕地、草地、林地以及水域等;海拔反映了陆地表层空间的垂直属性,海拔高程对于人类活动强度影响显著;地形坡度主要用于刻画地形起伏度,地形起伏度对人类生产生活具有较大影响。本文采用的土地利用类型和数字高程模型数据均为2010年全国尺度的公里网格数据,来源于中国科学院资源环境科学数据中心。基于数字高程模型,进一步计算并获取全国尺度的公里网格坡度数据。
2.1.2 陆地交通网络 全国陆地道路数据（包括高速铁路、城际铁路、动车、普通铁路、高速公路、国道、省道等）,分别来源于交通部《1:400万公路交通版》地图、《1:400万基本要素版》地图以及中国科学院人地系统主题数据库等,高铁线路数据则是根据铁路线实际开通情况进行人工数字化集成到全国陆地交通网络基础数据库中,数据采集和制备年份是2012年。
2.2 研究方法
空间可达性的测度方法日趋多样化。本文所采用的是栅格分析算法,主要从时间距离来度量地表空间的可达性状况。该算法下,空间可达性表征的是任意栅格到达相应节点所需要花费的最短时间,并以时间成本来判定该栅格归属于某个节点的条件。就某一像元而言,计算该像元通过成本表面到达最近源位置的最小累积成本,即为该像元到全部源位置的最小累积成本范围的下限。因此,空间可达性的求解则转换为栅格计算中两点之间的最小成本路径分析（least cost path analysis）,即测度区域内任意栅格到最近城市所需要耗费的最小累积成本,也即为最短旅行时间,从而实现对中国地级以上城市可达性的度量。为精确测度中国地级及以上城市空间可达性,本文综合集成自然地表要素和陆地交通网络构建可达性分析方法。总体上,其算法实现主要包括构建地理数据库、创建封闭图层、生成成本栅格、计算成本距离等步骤,详细的算法实现过程可参考相关文献[28]。具体的算法实现流程如下图1所示。
图1
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图1空间可达性测度的计算步骤
Fig. 1The cartographic procedure of spatial accessibility calculation
首先,提前构建地理基础数据库,主要包括自然地表要素和陆地交通网络数据集。其中,自然地表要素重点考虑土地利用类型、海拔和坡度三个维度,陆地交通网络则包括高速/城际铁路、动车、普通铁路、高速公路、国道和国道,基本涵盖了主要道路类型。其次,由于铁路和高速公路具有封闭性,需要对高速铁路和高速公路进行“封闭”处理,具体操作是通过在高速铁路和高速公路道路两侧建立“阻隔”图层来对上述道路图层进行“包裹”,以此表示封闭道路无法直接通行,只能通过道路的出入口与外界进行联系。然后,在参考已有研究[23,24,25,26]基础上,根据不同图层性质,分别对陆地交通网络图层、自然地表图层、封闭道路图层进行通行速度的赋值,生成不同类别要素图层的通行速度,并进一步将其转换为刻画通行成本的成本栅格表面。具体赋值如表1和表2所示。最后,基于最小成本路径算法,将中国地级以上城市作为目标节点载入,测度全部位置到最近城市的最短旅行时间,也即为中国城市空间可达性。
Tab. 1
表1
表1陆地交通网络的栅格通行速度
Tab. 1
| 交通方式 | 速度(km/h) | 封闭要素 | 速度(km/h) |
|---|---|---|---|
| 高铁/城际 | 250 | 铁路 | 1 |
| 动车 | 160 | 高速公路 | 1 |
| 普通铁路 | 90 | ||
| 高速公路 | 100 | ||
| 国道 | 80 | ||
| 省道 | 60 |
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Tab. 2
表2
表2自然地表要素的栅格通行速度
Tab. 2
| 土地利用类型 | 速度(km/h) | 海拔(m) | 速度(km/h) | 坡度(°) | 速度(km/h) |
|---|---|---|---|---|---|
| 城乡居民点 | 30 | <2000 | 根据土地利用类型赋值 | <10 | 根据土地利用类型赋值 |
| 耕地 | 10 | 2000~3000 | 5 | 10~20 | 2 |
| 草地 | 15 | >3000 | 2 | >20 | 1 |
| 林地 | 2 | ||||
| 水域 | 1 | ||||
| 未利用土地 | 1 |
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3 中国城市空间可达性格局
基于上述分析,获取2012年中国城市可达性空间格局（图2）。总体而言,中国城市空间可达性表现出显著的空间异质性,与自然地理本底、交通基础设施分布、人口和经济密度等高度相关。具备较高可达程度的区域主要分布在华北地区、中部平原、珠三角地区、华东地区北部和成渝地区等,而西部地区、东北部分地区和华南地区的可达性相对较差。同时,从地域上看,这些高可达性的区域与我国主要的经济地理空间存在明显耦合性,这些地区普遍在地理区位、自然本底和交通基础设施等方面具备明显优势,人口密度较高、经济活动相对活跃,部分地区甚至呈现出大范围的连绵成片的城市化地域景观。而在西部、华南等地区,同样存在着一些小范围的具有高可达性的区域,但这些区域多呈现出散落的点状分布形态,特别是围绕中心城市形成了具有明显距离衰减的邻接区域。基于可达性视角,都市区、都市圈、城市区域和城市群等不同尺度城市与区域系统格局凸显,多尺度城市功能地域系统逐步浮现。图2
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图2中国城市空间可达性宏观格局
注：此图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS(2020)4630号）绘制,底图无修改。
Fig. 2The overall accessibility patterns of cities in China
4 中国城市群空间范围识别
4.1 中国功能地域宏观格局
为识别不同尺度城市功能地域系统,我们进一步利用等值线分析提取不同时间切片的城市等时圈。在城市等时圈内,任意位置的空间可达性表示的是该栅格位置到附近最近城市所需消耗的最短旅行时间,以此刻画不同尺度功能地域系统在地理空间上的关联格局与结构形态。具体,分别将时间间隔设置为0.5小时、1小时、1.5小时、2小时、3小时和6小时,不同时间间隔等时圈分别对应不同尺度上的功能地域系统,每个等时圈均由全部城市及其可达腹地组合构成,从而形成中国城市功能地域空间关联格局（图3）。图3
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图3基于可达性划分的中国城市等时圈分布
注：此图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS(2020)4630号）绘制,底图无修改。
Fig. 3The distribution of urban isochrones in China from the perspective of spatial accessibility
基于可达性视角,可以发现,中国都市区、都市圈、城市区域、城市群等空间连绵形态、甚至大区域间的空间界线均在不同程度有所体现,多尺度城市功能地域系统逐步浮现。从宏观层面看,基于可达性表征的不同城市等时圈,基本反映出不同空间尺度下中国城市功能地域系统的边界、形态和结构。对比不同时间间隔的城市等时圈,中国城市可达空间范围不断向外拓展,从单体城市的向外扩张逐步转向城市与区域间的空间关联,城市与腹地、城市与城市、城市与区域的空间重组和融合趋势显现,形成了具有明显复杂结构的功能地域系统。
在0.5小时等时圈内,全国大多数城市均表现出由城市中心点向周边地区不断扩散的空间可达形态,也即都市区发育的面域形态,由于自然本底、路网结构、人口经济活动等异质性,不同城市间的空间可达范围显示出不同的辐射半径和多样的空间形态。在一些大都市地区,城市等时圈已经超越了原有的都市区边界,而基本形成了以中心城区为核心、向周边地区扩散的空间面域形态,在空间尺度上大致对应了都市圈、城市区域等功能地域。而在一些重点城市群地区,围绕核心城市,都市区发育较为成熟,以城市区域化为表现特征的等时圈扩张明显,城市间空间关联形态已经初步规模,甚至发生了多个城市体系间的空间整合。比如,在京津冀地区,北京、廊坊和天津的等时圈均快速扩散促发3个城市的等时圈已经基本实现了空间相邻;在长三角地区,由于相对平坦的地形地貌、发达的基础设施网络和高密度的人口经济活动,区域内都市区发育程度明显,中心城市可达空间向周边迅速扩张,城市间基本实现了空间的连接、组合,从而形成了从“南京-上海-杭州-宁波”Z字型的半小时城市走廊;在珠三角地区,由于本身处于三角洲地区,区域总体面积相对较小,区域内城市基本实现了从深圳到珠海的倒“U”字形都市区空间关联形态;同样,在辽中南地区,也基本形成了以沈阳为核心的南北向的城市空间关联带。此外,在山东半岛、福建沿海、河南中部等地区,城市可达性也相对较好,都市区也呈现出连绵成片发展的趋势。
而当转向到1小时等时圈,城市空间的触及范围进一步扩大,城市空间扩张态势明显;同时,在部分城市群地区,城市的区域化发展格局开始明晰,多个城市群化的空间基本形成了1小时等时圈的区域经济空间整合,比如长三角、珠三角、京津冀、山东半岛、中原、成渝、福建沿海等地区。而在可达性较弱的一些区域,尤其是在西部地区、华南地区以及东北地区等,区域整体仍旧处于都市区发展的雏形阶段,城市单体的孤立式发展格局并未发生实质变化,区域内各中心城市空间扩张程度有限,不同都市区间并未能实现城市空间上的相邻和融合发展。同时,对比由中央政府提出的一些城市群,比如长江中游、哈长、呼包鄂榆、滇中、黔中和兰西等城市群,并没有显示出很强的整体联系,相反更多表现出分离的、单独的都市区空间发育格局,区域经济整体仍处于集聚状态。
当等时圈阈值提升至1.5小时,城市可达范围进一步扩张,城市功能空间整合趋势进一步深化,部分地区已经基本呈现出区域空间一体化发展格局,包括华北、中原、华东地区北部、成渝、珠三角等地区。在一些重点城市群地区,甚至出现了全域城市空间相连的一体化格局,比如长三角、京津冀、山东半岛、中原、珠三角、辽中南等城市群。而在西部、华南和东北一些地区,虽然城市可达范围已经突破原来行政边界而与周边城市发生空间整合,但这种空间组合更多是依托于基础设施网络而产生的中心城市间的空间关联,而不是区域尺度上的城市功能地域整合。因此,正是基于这种城市可达性的空间异质性,不同城市与区域的功能地域结构才得以深入挖掘和揭示。由此,可以判断,以1~1.5小时为阈值区间的城市等时圈能够有效反映区域尺度城市间空间关联格局,是判断城市群发育的重要尺度。
当等时圈阈值提升至2小时,城市腹地空间进一步扩张,基本实现省域单元内部的空间一体化,即同一省份内城市间腹地空间相邻和组合。在该等时圈内,城市可达空间已经超越了都市区空间边界,并向外扩展触及到周边的腹地空间。同时,城市可达性的提升已经明显受到自然环境本底的屏障作用,其实际可达性是人类活动与自然本底综合作用的结果。继续提升等时圈阈值至3小时,可以发现,除了自然本底受限区域,已基本实现了全国尺度上的城市与区域空间相邻相接。对比自然地表要素,可以看出,城市等时圈与自然地理环境存在着强烈的空间相关性,该等时圈也基本对应全国适合人类生存、生活和生产活动的场所空间。最后是6小时等时圈,在很大程度上突破一些自然环境本底的限制,在该范围内,中国第一级地形阶梯和第二级地形阶梯的大部分地区（除新疆和内蒙古北部边境地区等）基本实现了空间整合,也即对应“胡焕庸线”以东地区。
4.2 中国城市群空间边界提取
由前文分析,可以发现,当等时圈由0.5小时逐步提升到1.5小时的过程中,其所反映的城市功能地域结构也由单一城市体系的都市区逐步过渡到区域尺度上的多城市体系组合的城市群。如果说,以0.5小时为阈值的等时圈较好地对应了中国的都市区、都市圈、城市区域等空间构造,那么以1~1.5小时为阈值区间的等时圈则更多反映出全国城市群空间构造。因此,这里以1小时等时圈为主要参考依据,以1.5小时等时圈为辅助参考性变量（通过对比不同等时圈空间关联结构动态变化从而判断城市群空间边界）,从城市等时圈的空间连续性、关联性和紧凑性出发,以省会城市或区域中心城市为抓手,通过考察城市等时圈空间关联形态对城市群的空间范围进行识别。对比中国城市的1小时等时圈和1.5小时等时圈,可以发现,华北地区、中原地区、华东地区北部是城市间空间关联程度最高的区域,也是城市群分布最为密集的区域,很多城市往往突破了自身可达空间边界而与周边城市发生明显的空间整合,也为城市间的功能分工、协作发展提供了良好的物理条件。同样,在珠三角、成渝、辽宁中西部、福建沿海等地区也出现较为明显的城市空间关联格局,也即为城市群的发展基础。因此,对比中国城市1小时等时圈和1.5小时等时圈,以空间连续性、关联性和紧凑性为准则,本文最终提取出15个城市群结构,分别是长三角、珠三角、京津冀、成渝、山东半岛、中原、海峡西岸、关中、长株潭、辽宁中西部、武汉、江淮、晋中、北部湾和宁夏北部等城市群（图4、图5）。
图4
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图41小时等时圈与中国城市群空间边界
注：此图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS(2020)4630号）绘制,底图无修改。
Fig. 4The spatial boundary of megaregions in China under the 1 hour urban isochrones
图5
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注：此图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS(2020)4630号）绘制,底图无修改。
Fig. 5The spatial boundary of megaregions in China under the 1.5 hours urban isochrones
与国家“十三五”规划纲要提出的19个城市群相比,本文共识别出15个城市群,既存在共性,也存在明显的差别（图6）。具体而言,本文识别的城市群数量要小于国家“十三五”规划纲要,国家“十三五”规划纲要提到的长江中游城市群、哈长城市群、呼包鄂榆城市群、滇中城市群、黔中城市群、兰州—西宁城市群和天山北坡城市群,在本文的识别结果并未有所反映,而本文识别出的江淮城市群并未出现在国家“十三五”规划纲要中。关于长江中游城市群,由于自然地理屏障的存在,自北向南分布的幕阜山、九岭山和罗霄山等山脉自古以来就是湖北、湖南和江西三个相邻省份的天然分界线,这也进一步阻碍了3个省份间的城市网络发展和区域一体化进程。因此,从城市等时圈的角度看,分别以武汉、长沙、南昌为核心城市的省内城市组团结构并未表现出整体紧密的空间关联程度,更多是独立的空间发展格局。而其他城市群,比如哈长、呼包鄂榆、滇中、黔中、兰西和天山北坡等,均未能在区域尺度上实现城市功能空间的整合,而更多表现出单体都市区的发育格局。由于相对完善的基础设施网络,以合肥为中心的安徽省内城市大多跨越行政边界,与周边城市共同构成相邻、紧凑的空间关联形态,具有较为明显的城市群结构,也即对应为江淮城市群。
图6
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图6基于城市等时圈识别的中国城市群空间范围
注：此图基于国家自然资源部标准地图服务系统的标准地图（审图号：GS(2020)4630号）绘制,底图无修改。
Fig. 6The spatial boundary of megaregions in China based on the urban isochrones
总体而言,这15个城市群表现出具有相对连续、紧凑的空间关联形态,城市群内部可达程度高、可达范围连绵成片,城市间在很大程度上具有明显的空间整合趋势,城市网络化发展格局显著。从空间分布上看,这些城市群多分布在平原、丘陵地区,具备良好的自然本底环境以及相对完善的基础设施网络,基本对应着全国主要的经济地理空间。而从等级规模上,这15城市群具有相对各异的城市数量、土地面积和人口经济总量等属性,其中,城市数量最少的长株潭城市群仅是由3个地级市组成。总体上,本文识别出的城市群空间范围要普遍小于国家或各级政府批复的各区域城市群,当前很多城市群规划将空间范围拓展到了相邻省份。当然,由于本文选取的基本研究单元为地级市,这可能会导致划分出来的城市群空间边界在一定程度上要大于区域尺度上实际的功能地域空间。
5 结论与讨论
作为指示区域间相互作用的重要度量,空间可达性是已经成为刻画城市与区域系统发挥集聚与扩散功能的表达方式。因此,本文尝试综合集成自然地表要素和陆地交通网络,构建更为逼近真实场景的可达性分析方法,精确刻画中国地级以上城市空间可达性,在此基础上,最终提取中国城市群空间范围边界。总体而言,中国城市空间可达性表现出显著的空间异质性,与自然地理本底、交通基础设施分布、人口和经济密度等高度相关。具备较高可达程度的区域主要分布在华北地区、中部平原、珠三角地区、华东地区北部和成渝地区等,而西部地区、东北部分地区和华南地区的可达性相对较差。相较于以往研究,本文识别出来的中国城市可达性对于城市地区和非城市地区、山地丘陵和平原地区等自然地表差异明显的区域起到更好的测度效果,也更贴近真实场景的中国城市可达性格局。从空间可达性视角,都市区、都市圈、城市区域和城市群等不同尺度城市与区域系统格局凸显,多尺度城市功能地域系统逐步浮现。从空间连续性、关联性和紧凑性出发,基于城市等时圈,以省会城市或区域中心城市为抓手,本文共提取出15个城市群结构。这15个城市群表现出具有相对连续、紧凑的空间关联形态,城市群内部可达程度高、可达范围连绵,在很大程度上具有明显的空间整合趋势,城市网络化发展格局显著。与国家“十三五”规划纲要提出的19个城市群相比,本文共识别出15个城市群,既存在共性,也存在明显的差别。以长三角、成渝、山东半岛、中原、关中、北部湾等6个城市群为例,本文识别出的城市群城市数量分别为15个、15个、10个、9个、5个和5个,而对应的国家或省级政府批复的城市群规划范围则分别包括了26个、16个、16个、14个和11个。总体上,本文识别出的城市群空间范围要普遍小于国家或各级政府批复的各区域城市群,当前很多城市群规划将空间范围甚至拓展到了相邻省份,覆盖面积巨大。
最后,本文尝试从空间可达性视角出发,基于城市等时圈,对中国城市群空间范围进行界定,希望能为城市群空间识别提供一种新的思路。然而,受限于篇幅,论文未能对可达性的研究精度进行深入对比、解析;同时,本文基于可达性的城市群空间识别方法尚未能做到完全定量化提取,而是更多采用了定量分析与学科背景知识相结合的方式,作者将在未来的研究中继续加以深化和完善。作为城市区域化发展的复杂巨系统,城市群空间范围的界定需要更多维度的综合判定,而不能单纯依赖于某一方面的认知。实际上,由于中国特殊的体制环境,政府干预也是城市群发育的重要影响因素,尤其是近年来国家区域发展战略和城市群规划对中国城市群建设具有深远影响。因此,科学认识“自然生长的”和“规划引导的”城市群之间的差别对于更好地发挥城市群功能地域作用、推进城市群可持续发展具有重要价值。
致谢:
感谢审稿专家在论文评审过程中所付出的时间和精力,评审专家对论文的理论阐述、模型模拟精度、文字描述细节、结论梳理等均给予了细致的修改意见,深表谢意。参考文献 原文顺序
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DOI:10.11821/dlxb201408009URL [本文引用: 1]
中国的城市群是近30年来伴随国家新型工业化和新型城镇化发展到较高阶段的必然产物,自21世纪初期城市群成为国家参与全球竞争与国际分工的全新地域单元之后,中国连续10年把城市群提升为推进国家新型城镇化的空间主体,首次召开的中央城镇化工作会议和《国家新型城镇化规划 (2014-2020年)》进一步明确了城市群作为推进国家新型城镇化的主体地位。然而,城市群在中国的研究目前尚处在亟待加强的薄弱环节。系统总结从1934-2013年的80年间发表在地理学报的城市群主题论文,只有不到19篇,仅占总篇数的0.55%,不仅发表篇数少,而且发表时间短,首次发表城市群研究成果不到10年,研究单位和作者群体集中,研究内容瞄准国家需求但比较发散。即便如此,仅有的城市群研究成果还是对国家城市群总体格局的形成起到了引领作用,做出了重要贡献。具体体现在,提出的城市群空间格局推动国家形成了中国城市群空间结构的基本框架,引导国家新型城镇化规划把城市群作为推进新型城镇化的主体形态,提出的城市群空间范围识别标准与技术流程对界定国家城市群范围起到了重要作用,提出的城市群系列研究领域带动城市群的研究向着纵深与实用方向拓展,提出的中国城市群形成发育中存在的问题对未来城市群的选择与发展起到了警示作用。以这些研究进展和成果为基础,未来中国城市群选择与培育的重点方向为：以问题为导向,深刻反思检讨中国城市群选择与发育中暴露出的新问题;以城市群为主体,重点推动形成“5+9+6”的中国城市群空间结构新格局;以城市群为依托,重点推动形成“以轴串群、以群托轴”的国家城镇化新格局;以国家战略需求为导向,继续深化对城市群形成发育中重大科学问题的新认知,包括深入研究城市群高密度集聚的资源环境效应,科学求解城市群高密度集聚的资源环境承载力,创新城市群形成发育的管理体制和政府协调机制,研究建立城市群公共财政制度与公共财政储备机制,研究制定城市群规划编制技术规程与城市群空间范围界定标准等。
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城市群的界定与识别是城市群研究的重要内容之一。传统研究以实证数据判断为主,但由于数据可获取性不易,极大的限制了该手段的应用;模型等定量识别方法较少采用,结果的精度较差是其主要弊端。本文在综合以往****研究的基础上,提出城市群界定的标准体系;运用区域作用组合模型,得出城市群的识别体系。通过模型与实证相结合,更加高效和精确地识别城市群。通过研究,为城市群的界定提供一种研究思路,并为城市群识别的操作层面提供了一种测度手段。
[本文引用: 1]
DOI:10.18306/dlkxjz.2017.06.002URL [本文引用: 1]
以不打破行政界线为前提,利用Huff模型,基于矢量数据,采用最短交通路网距离和城市综合规模值来综合测算腹地与中心城市之间的势能,根据势能确定腹地县域的归属,对全国地级及以上城市的空间影响范围进行识别,并和基于改进场强模型的城市影响腹地范围界定结果进行对比。以全国发育较成熟的15个城市群为对象,综合测定城市群的影响范围,并与城市群规划中的空间范围进行对比,提出城市群空间范围调整建议。并以长株潭城市群为例,通过社会网络分析方法,综合分析测定城市群的空间影响范围。研究结果可为城市(群)规划提供科学依据和方法参考。
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DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2014.03.0352URL [本文引用: 1]
k阶数据场,综合测度了交通可达性与空间场能,根据场强“取大”原则对城市腹地进行了划分,依据城市腹地范围界定了城市群的空间影响范围。结果表明:①中国地级以上城市最大和最小结节性指数相差157.53倍,城市平均可达时间为193.43 min,场能平均值为5 412,最大和最小城市腹地相差3 751倍;② 23个城市群中,空间影响范围最大的是北疆城市群,空间平均场强最大的是中原城市群;③城市群在空间上呈现为发育程度不同的“11+9+3”的分布格局和逆时针90°旋转的“β”型城市群连绵带发展格局;④基于腹地划分的城市群空间影响范围充分考虑了现实的交通网络和地形地貌特点,实现了对广域空间范围内城市腹地范围和城市群空间影响范围的定量测度。]]>
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DOI:10.18306/dlkxjz.2019.06.005URL [本文引用: 1]
科学识别城市群边界是城市群精明紧凑发展的关键,也是国家空间治理体系与空间治理能力的重要标志。论文以京津冀、长三角和珠三角3大城市群为研究区域,采用NPP/VIIRS(Suomi National Polar-orbiting Partnership / Visible Infrared Imaging Radiometer Suite)夜间灯光影像与POI(Point of Interest)数据,基于密度的曲线阈值法与分形网络演化算法,对3个城市群的实际物理边界和集聚空间范围进行精准识别与空间特征解析。研究结果表明：① 基于POI密度的曲线阈值法与NPP/VIIRS分形网络演化算法识别出城市群边界均小于国家城市群规划的行政边界,识别范围约占规划范围的20.90%~24.40%,识别结果显示3大城市群中长三角城市群发育最好,识别的城市群面积是京津冀和珠三角城市群的2倍左右;② 从POI与NPP/VIIRS灯光数据提取的城市群边界面积非常接近,其中POI数据提取的城市群面积偏大,更大程度上反映的是城市群整体边界轮廓而非内部细节;NPP/VIIRS影像提取的城市群更细碎,能更好地识别城市群聚集中心与关键核心区域,2种方法可以相互比较和验证;③ POI与灯光数据识别的城市群边界叠置分析发现,3大城市群中除了关键核心地带(集聚区)以外,外围还有众多孤立的点状区域(中小城镇),外围的点状区域与城市群集聚中心区空间割裂,一定程度上很难快速有效地接受来自城市群核心区域的辐射带动(涓滴效应)。
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合理界定城市群的边界是认识和研究城市群的必然要求,也是通过空间规划落实区域功能空间布局和发展指向的基础条件。然而,社会各界对城市群的概念尚未达成统一的认识,对城市群空间范围的理解更是莫衷一是。为此,本文从经济地理学的“点—轴系统”理论出发,对城市群的概念进行了梳理,并提出判别城市群边界的4个步骤：一是分析对象区域是否存在若干发育良好的中心城市;二是分析这个区域的城市体系是否健全,是否具有较好的资源和环境条件;三是分析城市之间是否具有较强的社会经济联系,使之具有一体化发展的社会经济基础;四是通过对城市群实际生长边界的判别,对“点—轴系统”的发育程度进行评估,从而对该区域是否已经形成城市群进行判断。较之以往的学术研究,强调城市群的发育程度也应该作为城市群判别的重要条件,同时,也通过POI数据的Densi-Graph分析提出了判别城市群发育程度的方法。基于此,对京津冀及全国主要地区城市群的形成和发育进行了分析。结果表明,长三角城市群和珠三角城市群发展较为成熟,京津冀城市群一体化程度较之偏低,长江中游城市群和成渝城市群则尚处于形成阶段。这些结论对于客观认识城市群以及制定城市群未来发展的目标和战略具有重要意义,可为多层次的空间规划和管理政策提供参考。
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DOI:10.11821/xb201106005URL [本文引用: 1]
城市群是一个国家工业化和城镇化进程发展到较高阶段的自然产物,是国家参与全球竞争与国际分工的新型地域单元。当前,研究人员对城市群的识别尚没有一个统一、快速的技术体系,国内外研究人员对于中国城市群的准确识别和区域界定也不统一。在综合前人研究的基础上,作者首先厘清了城市群的基本概念；继而提出了一套以地球信息技术为支撑的,综合了交通、人口和经济属性判断的城市群快速识别和区划的技术流程,即以空间通达性的定量测算为基础,初步识别出空间上集结的城市集群；然后以城市集群的经济和社会属性为判据开展进一步的遴选,得到城市群空间分布及其区划界线。作者使用基础地理数据、DEM数据、空间化的经济社会格网数据,应用ArcInfo Macro Language 编程技术对中国的城市群进行了识别,研究明确了2000 年中国9 大城市群的空间位置及其覆盖区域。与国内外既有认识的对比表明,本研究技术路线简单、清晰,所得的中国城市群区划成果准确,具有可参比性。
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DOI:10.11821/dlyj201810007URL [本文引用: 1]
城市群是中国推进新型城镇化的主体形态,也是中国参与全球治理的基本单元,因而关于其范围界定研究一直是地理学关注的重要议题。突出地理学自然—人文要素融合研究优势,在改进传统万有引力模型、交通可达性、金融联系网络等定量分析方法基础上,结合主体功能区、语言—文化地理和国家战略等定性方法,集成构建城市群空间范围界定综合方法,据此在上海、江苏、浙江、安徽“一市三省”内遴选出26个城市,作为长江三角洲城市群的组成范围。尝试为城市群范围界定方法研究提供一种新思路,也希望能够为相关城市群规划编制工作提供依据和参考。
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DOI:10.11821/dlyj2015110006URL [本文引用: 1]
交通流是人流、物流等要素流动的主要载体和表现形式,对于认识城市间相互作用等具有重要意义。基于城市间公路、铁路和航空客流数据,对中国城市网络空间关联进行特征提取和规律挖掘。研究表明：① 公路流表现出强烈的空间依赖性和对城市群发育程度的良好识别作用;② 铁路流呈现出“两横三纵”带状分布格局;③ 航空流视角则基本形成了以“菱形结构”为核心的城市网络框架。不同类型交通流刻画出不同层面的城市间关联格局,但却有着其内在联系。航空流是城市关联格局骨架构筑的主要形式,铁路流则为核心骨架的连通提供支撑轴带,而公路流是对整体骨架和支撑轴带的有效填充,从而形成区域间相互依赖、不可或缺的要素关联和空间关系。
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DOI:10.1080/01944365908978307URL [本文引用: 1]
DOI:10.1068/b250345URL [本文引用: 1]
DOI:10.1080/00045608.2012.657146URLPMID:23335813 [本文引用: 1]
Despite spending more than any other nation on medical care per person, the United States ranks behind other industrialized nations in key health performance measures. A main cause is the deep disparities in access to care and health outcomes. Federal programs such as the designations of Medically Underserved Areas/Populations and Health Professional Shortage Areas are designed to boost the number of health professionals serving these areas and to help alleviate the access problem. Their effectiveness relies first and foremost on an accurate measure of accessibility so that resources can be allocated to truly needy areas. Various measures of accessibility need to be integrated into one framework for comparison and evaluation. Optimization methods can be used to improve the distribution and supply of health care providers to maximize service coverage, minimize travel needs of patients, limit the number of facilities, and maximize health or access equality. Inequality in health care access comes at a personal and societal price, evidenced in disparities in health outcomes, including late-stage cancer diagnosis. This review surveys recent literature on the three named issues with emphasis on methodological advancements and implications for public policy.
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在对可达性评价方法进行综合分析的基础上,提出基于Arcgis的简易可达性评价方法,并结合主成分分析、聚类分析等方法对1997年和2007年江西省一、二、三级中心地进行区域可达性评价。结果表明:经过10a的发展,江西区域可达性得到明显改善;可达性的区域差异有所缩小;高等级的中心地提供更高等级的商品和服务,接近高等级中心地的区域可获得更好的发展机会;交通建设对区域可达性的影响符合边际效用递减原理,增加交通欠发达地区的投资有助于实现区域公平;可达性差的区域获得的发展机会较少,经济发展明显滞后;江西赣中南、赣南、赣西北的可达性发展缓慢,影响到区域发展和区域公平。
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以中原经济区为研究区域，采用网络分析和栅格分析相结合的方法，运用加权平均旅行时间、相对可达性和区域平均可达性指标在对各县市可达性及改善状况进行比较分析的基础上，对区域可达性空间格局及演化特征进行探讨。结果显示：各县市可达性均获得了较大的提升，但县市可达性在不同地区和不同时期还存在较大差距；区域平均可达性呈现出以中原城市群为核心向外围地区递减的态势，可达性中心区的范围逐步拓展，交通干线指向性明显，平原地区可达性优于山区、丘陵或盆地；不同发展阶段的可达性变化幅度也不均匀，可达性水平较差的地区改善程度明显，高速公路建设有利于推动地区间可达性的均衡发展。
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DOI:10.1038/nature25181URLPMID:29320477 [本文引用: 1]
The economic and man-made resources that sustain human wellbeing are not distributed evenly across the world, but are instead heavily concentrated in cities. Poor access to opportunities and services offered by urban centres (a function of distance, transport infrastructure, and the spatial distribution of cities) is a major barrier to improved livelihoods and overall development. Advancing accessibility worldwide underpins the equity agenda of 'leaving no one behind' established by the Sustainable Development Goals of the United Nations. This has renewed international efforts to accurately measure accessibility and generate a metric that can inform the design and implementation of development policies. The only previous attempt to reliably map accessibility worldwide, which was published nearly a decade ago, predated the baseline for the Sustainable Development Goals and excluded the recent expansion in infrastructure networks, particularly in lower-resource settings. In parallel, new data sources provided by Open Street Map and Google now capture transportation networks with unprecedented detail and precision. Here we develop and validate a map that quantifies travel time to cities for 2015 at a spatial resolution of approximately one by one kilometre by integrating ten global-scale surfaces that characterize factors affecting human movement rates and 13,840 high-density urban centres within an established geospatial-modelling framework. Our results highlight disparities in accessibility relative to wealth as 50.9% of individuals living in low-income settings (concentrated in sub-Saharan Africa) reside within an hour of a city compared to 90.7% of individuals in high-income settings. By further triangulating this map against socioeconomic datasets, we demonstrate how access to urban centres stratifies the economic, educational, and health status of humanity.
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