中国城市空间关联网络结构的时空演变

使用复杂网络的分析方法,研究了1983-2006 年中国城际航空网络的空间结构特征和格局变迁。主要结论有：① 城际航空网络作为典型的小世界网络,网络的稠密化趋势显著;②“轴-辐”空间组织模式已成为我国城际航空网络发展的基本模式。已形成以北京、上海、广州和深圳为轴心,以其他城市与轴心的空间联系为“辐网”的多轴心网络。同时,以乌鲁木齐和昆明为单轴心的两个相对独立的局部“轴-辐”网络日益完善;③ 城际航空网络演进效果具有明显的区域差异性,呈现出“鞍型”模式。东部比中西部地区航空的网络结构更加完善;④ 城际航空网络城市之间的空间关联表现出社群结构特征。枢纽性城市、地域邻近的城市以及城市职能相近的城市之间具有相似的空间关联特征;⑤ 随着城际航空网络的演进,35个大中城市在网络中的枢纽性地位表现出差异化趋势。此外,黄山、丽江等旅游城市、大连、青岛等沿海城市以及拉萨等西部城市航空联系的空间指向性特征明显。     

中国高速铁路网络的发展过程、格局及空间效应评价

高速铁路作为现代交通基础设施的重要组成部分,其建设产生时空收敛效果,并进一步对生产要素流动、城市空间扩张、区域空间结构重构产生重要影响。文章在分析中国高速铁路发展过程、模式的基础上,剖析了其空间格局特征及与区域人口和经济的耦合关系;同时,借助ArcGIS方法从空间服务水平、时空收敛效应和中心城市交通圈等角度,探讨高速铁路网络的空间效应。结果显示：高速铁路的空间扩展过程表现出独特的“核心―核心”至“核心―网络”模式,与城市群的空间分布具有较好的耦合性;高速铁路的空间格局与中国城市人口、工业分布表现基本一致,站点1 h范围内可覆盖全国50.07%的城镇人口、73.47%的GDP和98.17%的第二产业产值;中国高速铁路建设导致的时空收敛效果呈现出明显的廊道效应,中心城市枢纽地位得以强化,服务范围的拓展和生产要素的便捷流动为城市群的空间扩张和重构提供了条件。     

基于区域航空运输可达性的机场空间布局

构建表现机场腹地与其航空运输网络间相互关系的结构方程模型,明确“二三产业总产值/总人口数/社会消费品零售总额”与“通航机场数/航班密度/通航里程”2个变量组之间的数量关系。基于腹地陆路交通网络和机场航空运输网络,列出机场陆域可达性和航线可达性的数学表达式,并基于乘客的主观感受组合2类可达性指标得到区域航空运输可达性指标,将该指标作为比选机场空间布局方案的标准。以烟台/威海地区为例对不同机场布局方案的场景进行分析,结果表明：在目前的需求形态下烟台/威海地区应设置1个机场,以使旅客享有较好的航空运输服务,使整个区域的航空运输可达性最优。     

多变量驱动的江苏县域经济空间格局演化

针对现有区域空间格局演化对影响要素及其作用关系研究缺失的问题,本文通过分位数回归建立江苏省2000-2010 年县域经济的变量关系模型,并在结合ESDA空间关联模型的基础上对其空间演化格局进行研究,得出以下结论:① 变量揭示的区域格局演化的空间关联特征有强化的表现,但不同变量在不同时段分异特征不同。② ESDA探测发现经济发展与变量演化过程可能的潜在关系不同而出现不同类型区空间对应程度的差异,分位数回归给出了不同变量对不同分位地区边际效应影响程度不同的细致信息,从而证实了上述关系的存在。③分位数回归最优拟合值揭示区域经济演化格局与实际吻合度较高,即形成“苏锡”核心热点区和“淮宿”核心冷点区的“圈层结构”,且低值簇内部的演化分异趋势大于高值簇而表现出核心冷点区显著的“内陆化”与次核心冷点区的“沿海化”特征,“高值簇”与“低值簇”分界线一直稳定于苏中地区。     

武汉都市圈城际联系通达性的测度与分析

空间- 距离- 通达性已经成为城市区域一体化联系与发展的先决条件。当前都市圈城际联 系发展与交通网络建设存在明显的不同步现象, 矛盾解决的关键是优化其路网通达性空间格局。 以武汉都市圈为实证对象, 构建最短距离矩阵, 引入时间、空间通达性模型, 建立高等级路网发育 评价指标体系, 从节点体系与网络体系两个角度, 定量分析武汉都市圈城际通达性变化及其空间 格局, 揭示出: 圈域城镇( 节点) 体系通达性空间差异明显, 与城市自身交通区位、经济发展水平密 切相关, 其空间格局与城镇等级规模呈共轭协同关系, 不同空间等级节点形成以武汉为中心的同 心圈层与“轴—辐”网络空间格局; 快速交通干道网络( 高速公路、铁路等) 是城市通达性空间演变 的重要推动力, 使其空间收敛减速, 形成显著的带状分异格局, 初步形成沪蓉东西向、京珠南北向 的两大城市经济联系交通走廊; 圈域城际交通干网发育程度偏低, 处于回路网络水平, 高等级路 网扩展潜力巨大。     

多机场体系的概念内涵、识别方法与实证研究

通过对多机场体系概念内涵的解析,基于机场与区域空间关系的视角,构建了多机场体系量化甄别的两步搜索法,并提出了多机场体系界定的关键技术参数。基于机场-都市圈距离模拟优化阈值（70 km）识别的全球多机场体系空间格局研究发现：(1)全球共有59个多机场体系,其业务规模在全球民航运输中占有重要地位;多机场体系内的机场数量多为2个或3个,其中“一主一辅”布局模式占据主导,（航空）港-城的平均车程时间为39.35 min。(2)多机场体系呈现出多核空间布局特征,主要分布在沿海发达地区或大洲/国家尺度的区域性中心;多机场体系的运输规模、机场数量、港-城距离等特征表现出一定的空间异质性。(3)在空间指向上,多机场体系呈现出中心地指向性和海洋指向性的特征。     

基于优化模型的中国民用运输机场人口覆盖评价

随着中国机场建设速度加快,机场布局评价及优化已成为交通地理学重要的研究议题。针对县级需求点,对中国2005 年和2010 年机场布局进行基于优化覆盖模型的模拟,进而从覆盖率、重叠率和冗余度三个指标对机场布局进行全国和分区的评价。结果表明：“十一五”期间,中国机场布局在人口覆盖率方面有明显提升,但与最优覆盖率相比还存在一定的优化空间,在中部布局机场能更大地提高机场人口覆盖率。人口重叠率虽有所上升,但与最优重叠率的差异缩小了,故整体重叠率实际得到了较好的优化,分区有一定差异：东部实际重叠率高于最优重叠率,而中部还需提高约10%才能达到最优重叠率。有效服务半径这一地理概念在机场规划中的引入对重叠率改善起到了一定作用,但也是造成2010 年机场冗余度上升的原因之一。     

中国城市经济网络结构空间特征及其复杂性分析

通过对当前城市体系研究进展和分析方法的阐述与总结,结合统计物理中复杂网络分析 工具,采用GIS、Matlab 和数据库等技术手段,构建城市联系网络,一定程度上突破了传统的等级 或位序城市关系研究,最后以2003 年和2007 年的Top1、Top5 和Top10 网络(城市联系强度的最大 值、前5、前10 名所连接的城市)为例证进行实证研究。研究表明：① 可将中国城市划分为北方城 市区、长江城市区、南部城市区３大城市区,形成了“三极多核”的空间格局。全国城市网络的联 系方向主要集中在环渤海地区、长三角地区和珠三角地区的主要城市(如北京、上海、广州)。但 是,从三大地区内部差异来看,环渤海地区城市等级性明显,长三角地区和珠三角地区呈现多核 化发展趋势,即城市网络化发展加强。Top10 网络反映各个城市前10 名的联系方向有所分散,即 呈现“最大联系极化、联系广度分散化”的发展趋势;② 从Top5、Top10 网络与随机网络、空间邻 近网络的对比来看,中国城市的实际网络既具有空间邻近网络这种规则网络的高聚类系数,又 具有随机网络所拥有的稀疏、长距离连接特性,表现为高聚类系数和短路径的双重特性,呈现 “小世界”网络特征;③ 从聚类系数的纵向变化看,2007 年比2003 年的城市网络连接更加分散, 区域的开放程度正在提高;④ 2007 年的平均路径长度稍有下降,说明全国城市网络中城市联系 更为紧密,连接通道增多。     

民用机场区域服务能力的结构与空间格局——以长江经济带民用机场体系为例

基于航空运输过程的完整性,认为民用机场对区域的服务能力取决于机场经由陆路集疏运体系与腹地的连通性,以及机场通过航线网络与其他机场的连通性两方面,据此构建了机场陆侧、空侧及综合服务能力评价方法。长江经济带民用机场体系的实证研究表明,机场间陆侧、空侧以及综合服务能力均呈明显差异,差异程度空侧显著高于陆侧,综合服务能力最低;长三角、长江中游和长江上游三大区域间机场差异与区域内部机场差异共同导致了经济带机场陆侧服务能力的总体差异,但区域内部机场间的差异是形成空侧和综合服务能力总体差异的主要因素;根据服务能力指数的自然间断,将机场划分为高、较高、中等、较低、低5个等级,则陆侧、空侧和综合服务能力等级结构均呈金字塔特征。在空间格局上,受陆路交通网络发展以及区域经济与人口密度等影响,陆侧服务能力由长三角往上游地区呈梯度下降态势;受机场所在城市经济社会特征、综合交通发展与竞争等的综合作用,空侧服务能力呈长三角与上游高于中游地区的“鞍形”格局;综合服务能力沪蓉、沪昆两大交通主轴串联的城市区域相对优于腹地,在三大区域则均存在明显的核心-外围格局,但总体水平由长三角往上游地区呈梯度递减。     

中国航空联系的网络结构与区域差异

区域空间联系是不同客体之间基于空间法则下的相互作用现象,航空联系是诸多空间联系的一种。依据中国国内航班运营信息数据,运用基于O-D联系网络的GIS空间分析法,通过在大尺度数据空间内刻画每一条运营航线,深入解析全国通航中心城市间（不含港澳台）航空联系的网络结构,并与按重力模型计算的空间联系进行对比,分运距区段绘制中国城市空间相互作用联系与航空联系网络结构图谱,深入揭示航空联系的空间相互作用本质。进而分析东、中、西部及东北4区域间航空联系的网络结构差异,揭示中国航空联系的网络结构及区域结构特征。研究发现,城市航空联系网络与人口、经济之间的空间相互作用高度吻合,大城市集聚特征显著,空间分布较不平衡。依据进出港航班数量,可将通航中心城市划分为全国性、区域性、省域及地方性中心4个等级,其中北京、上海、广州为全国性中心。城市航空联系主要集中在600~2 000 km空间距离范围内,总体上服从空间距离衰减规律。全国航空客流的区域分布极不平衡,东部航空运输地位极其突出,西部相对较强,中部与东北相对较弱。     

机场群研究进展与展望

机场群是国内业界及学界的重要实践创新,并逐步成长为航空运输地理学的新兴研究领域之一。国内机场群的相关研究整体呈现3个阶段：2007年及之前的萌芽阶段、2008—2016年起步发展阶段及2017年以来的繁荣发展阶段。相关研究主题主要涉及6个方面：① 发展过程与组织模式甄别,② 腹地市场及地面交通衔接,③ 航空联系与航线网络优化,④ 旅客出行行为及机场选择,⑤ 机场规划布局与评价分析,⑥ 机场竞合关系及区域协同探讨。基于地理学的研究视角,机场群未来的研究应重点关注3个方面：一是明确机场群概念的空间内涵,加强实证研究分析,建立机场群空间组织模式识别的理论与方法体系;二是以城市群为基底构建机场—腹地“空间流”大数据体系,探讨机场群的时空模式与发展机制;三是探索指导机场群及其协同区域的资源开发及优化的实践方案。     

中国枢纽机场网络体系演变格局

枢纽机场是机场网络体系的核心要素。文章首次提出利用网络模型k-核概念定义枢纽机场网络体系,并对中国1990―2015年的枢纽机场网络体系的演变过程进行量化分析。研究表明：中国航空网络k-核极大值呈增大趋势,尽管加入枢纽机场的阈值增大,但其数量仍呈稳步增加趋势,由1990年的26个增加到2015年的36个。枢纽机场网络连接率由1990年的7.1增长到2015年15.4,网络演变具有异速增长特征,同时较低的平均路径长度值显示网络具有十分高的组织效率。枢纽机场体系的客货吞吐量集中程度较高,近10年来市场集中度呈下降趋势,但2015年枢纽机场的客货吞吐量市场占比仍分别高达86.7%和95.1%。文章甄别的枢纽机场体系在较大程度上揭示了“规模优先”与“区域均衡”规划模式,能为枢纽机场的发展规划提供决策支撑。     

基于航空网络的中国城市体系等级结构与分布格局

航空运输已成为客货流动的重要交通工具和影响城镇体系的重要因素,城市在全球或国家航空网络中的地位直接反映了城市在全球或国家城市体系中所处的等级。由结点(航空港)和连接线(航线)所组成的航空网络代表了城市的空间可达性,直观地反映出国家城市体系的等级结构与分布格局。 本文收集了目前中国14家主要航空公司的航线数据,经相关分析证明航空网络中城市的航线数量与城市体系的规模等级基本上呈正相关趋势;在此基础上,通过基于航线图的航空网络分析,运用图表判别和聚类分析的方法,将中国128个通航城市划分为全国性中心城市、区域性中心城市、次区域中心城市和一般地方性中心城市四个等级,从航空网络的独特视角揭示了开放条件下中国城市体系等级结构与分布格局。     

机场体系中心性的网络分析方法与实证

机场体系是航空运输组织网络的核心组成部分,认知其空间结构特征对航空运输网络的建构及辨析其表征的城镇体系结构等具有重要的意义,而中心性在刻画机场体系空间结构特征中具有基础性的作用。在研究Christaller中心地理论及其分析方法的基础上,引入网络分析方法的度中心性、邻近中心性和介中心性,这3个指标分别反映了节点在网络中的直接交流能力、可达性服务水平和控制网络交流的能力。以中国航空网络为例,研究表明网络中心性指标对机场体系的空间结构具有较好的解释性。度中心性和邻近中心性表现出较好的一致性,但与介中心性差异较大。尽管北京和上海的各类中心值始终位居前两位,但对于度中心性和邻近中心性2个指标,第三、四和五位分别为广州、深圳和成都;而对于介中心性,取而代之的是昆明、广州和乌鲁木齐,更多地体现了地缘政治的影响。综合3类网络中心性测度方法和中心地理论,提出具有探索性意义的系统中心性分析方法,其研究结果较好地体现了中国机场体系的等级结构、上层系统“鼎形”集聚特征和国家地域系统的“鞍”型效果,且与《全国民用机场布局规划》的五大机场体系具有较好的耦合性。     

21世纪以来中国航空货运空间变化研究

基于标准差椭圆和空间基尼系数,利用2001~2012年机场和航段的数据对中国航空货运空间变化特征进行分析,为制定航空货运产业发展战略和优化航空货运网络布局提供决策参考。结果表明：① 航空货运的空间格局和经济格局分布一致,航空货运中心由东南沿海地区向西北内陆方向移动;② 航空货运网络由混合式网络向轴辐式枢纽网络转化,由单一机场枢纽发展形成了京津、沪杭、广深和成渝4个组合枢纽;③ 航空货运在机场和航段上分布趋于分散;④ 航空货运主通道集中了30%以上的运输量。     

广州新白云机场产业区发展设想

根据空港地区经济发展特征理论,在分析广州新白云机场产业区的交通、自然资源、人力资源和产业结构特点等现状的基础上,提出新白云机场产业区应采用空港区、近邻空港区、空港交通走廊沿线高可达性都会区3个圈层的空间发展结构,并以服务业、电子信息业、航空农业、珠宝首饰业以及皮具业作为其主要产业,以期整合、优化产业区内原有的资源和基础设施,使区内的产业布局更为合理,更好地发挥广州新白云机场的作用,并在广州"北优"的发展思路下,保护好北部自然生态环境.     

基于社会需求与交通可达性的新疆通勤机场布局研究

从经济、人口、资源、交通以及社会公益性综合层面评价县域民航需求与交通可达性水平空间差异,采用断裂点模型对现有干、支线机场布局进行评价,确定新疆通勤机场布局与功能。结论：（1）影响新疆县域民航发展需求的各类因素中,经济因子客观权重高于社会与环境因子。（2）民航发展需求水平与交通可达性综合水平县域间差距较大,整体偏低。（3）民航发展需求指数与交通可达性综合指数组合为6类区域,且大部分为"低需求低可达性"。（4）机场吸引力有效断裂点为70个,集中分布在民航发展需求与综合交通可达性中低水平区域。（5）新疆民航机场布局可发展干-支-通勤三层轴-辐与南北疆环线布局模式。     

从航空运输看中国城市体系的空间网络结构

航空运输是研究城市体系空间结构较为独特但又越来越重要的一个视角。本文以航空港客运量和每周航班数为基础 ,通过分析航空网络的结构特点来揭示中国城市体系的结构框架 ,并依据航空网络结构形态以及国内外航空联系的变化预测未来城市体系空间结构的可能演变。