公路客流视域下中国城市网络的空间集聚、层级体系与演化模式

借助公路客流大数据,研究中国公路客运交通网络的空间分布格局与集聚机理,以系统解析区域城市网络“多中心、多层级、多节点”的层级体系与演化模式。研究显示,中国公路客运交通网络总体上呈现出区域性中心集聚分布格局,公路客运联系的距离衰减和地理邻近分布特征很好体现了地理学的空间相关性,公路客运联系的区域性空间集聚和层级叠套现象则是地理学空间异质性分布规律的表征。对中国公路客运交通网络进行省域尺度社区探测,出现类似省级行政区划的社区划分,更大区域尺度的社区探测则出现类似全国七大地理分区的空间划分,反映出公路客运交通联系的集聚特性是以各级中心城市为核心的区域性空间集聚分布。随着区域发展阶段和经济发展水平的提升,中国城市网络由西向东明显呈现出单中心到多中心、弱层级到多层级、少节点到多节点的渐进式空间演化过程。西北、东北、湖北、山西、江西、广西和云南等社区为“单中心、弱层级、少节点”的网络体系,广东、成渝和山东社区呈现“双中心、多层级、多节点”的网络结构,沪苏皖社区则发育出最为成熟的“多中心、多层级、多节点”城市网络体系。研究以空间换时间,将区域系统的城市网络演化过程划分为节点城市发育、地方中心增长、省...     

东北地区城市网络层级演变特征分析——基于铁路客运流视角

基于2005、2010及2015年东北地区城市间铁路客运班次数据,从网络密度、节点层级、网络层级等3个视角对东北地区城市网络演变进行分析,借助社会经济因子、信息网络进行相关性探讨。结果表明：① 区域网络密度得到明显提升但网络空间拓展相对缓慢、城市联系在地域空间内呈“核心-边缘”格局,网络类型由普列主导逐步向高铁主导转变。② 度数中心度视角下的城市等级体系处于稳定状态、区域核心及次级核心集中分布在哈大沿线;而中介中心度视角下的城市等级体系变动较大、核心城市控制力弱化明显、高位序城市出现空间“跃迁”现象;城市中心度基本反映城市在区域发展中的角色与地位。③ 铁路客运视角下的多层级网络演变分别透视出区域核心组织结构拓展、省域关联格局的孕育与发展、区域网络完善程度;客运与信息核心联系网络均凸显了哈大轴线的主导地位,但二者在城市联系尺度上具有差异性：客运网络的跨区域性特征显著、而信息网络则倾向省域尺度。     

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。     

中国中心城市铁路客运的空间联系及其结构图谱

基于全国286个地级城市交互式的"城市—车次—城市"铁路客运联系数据,运用基于O-D网络的GIS空间分析方法,从普快、快速、特快、动车和高铁等细分车次类型的角度全面解构全国铁路客运联系的空间格局与结构特征。研究认为,全国中心城市铁路空间联系分布格局体呈现向东倾斜的"开"字型结构,即由京沪—沪深线(沿海轴)、京广—京哈线两纵轴与陇海—兰新线、沪昆线两横轴相互交汇形成全国铁路客运的骨架。全国铁路客运联系服从类似城市体系的位序—规模分布特征,属于自然状态下集中型的空间最优分布。中国铁路客运联系总体上依托大的交通轴线以近域核心城市间的联系为主,动车组及高铁联系则集中表现为东部三大经济区间的联系。     

基于引力模型的安徽城市空间格局研究

依据引力模型的原理,构建新型引力和断裂点公式,通过安徽省17个城市间引力值和断裂点距离的计算和分析,研究安徽省城市的空间格局,得出结论:安徽省内区域性城市群初步形成,合肥市已经成为区域中心城市,城市间锁定效应和屏蔽效应显现,城市发展偏心化以及城市分布东紧西松加剧。提出应建立一个以中心城市为主的城市空间格局,依托中心城市,实行联动发展,注重城市交通基础设施建设,强调政府在城市空间布局中的主导作用。     

高铁联网背景下中国中心城市可达性与联动格局

基于城市间铁路客运车次数据,借助加权平均旅行时间、吸附指数和依附指数及社会网络分析方法,对中心城市的可达性及联动格局进行分析。结果表明:高铁建设显著提升各中心城市的可达性,然而当前建成运行的高铁网络,并未带来中心城市可达性的空间收敛,反而加大了中心城市间可达性的非均衡程度,呈现"马太效应";中心城市的吸附能力与可达性密切相关,高铁联网成为重塑城市体系格局的重要因素;中心城市间依附关系沿"四横四纵"高铁网络干线"强强联动",呈现为南强北弱、东强西弱,且南北联系明显强于东西联系的空间分布格局。研究显示地理区位仍然是影响可达性的重要因素,空间距离和市场因素共同作用,决定中心城市的联动关系以及空间体系格局演变,高铁联网下中心城市的腹地快速扩张,非均衡发展态势还将持续更长时间。     

县域农村居民点空间格局与可达性——以江苏省射阳县为例

基于全国第二次土地利用调查数据,借助GIS 软件平台,运用核密度估算、最近邻距离指数、探索性空间数据分析、栅格成本加权距离算法等模型分析江苏省射阳县农村居民点空间格局与可达性。研究表明：在可达性成本上,镇中心半小时经济圈为5 km,成本从中心沿公路网向外围呈增长态势;村中心半小时经济圈半径为1 km,呈现“满天星”分布格局;耕作成本一般为5 min,西部村庄可达性高于东部。在点格局上,农村居民点分布集聚,呈现“西密东疏”的空间格局特征。在规模空间格局上,农村居民点规模普遍较小,具有“太极”状结构。在可达性空间格局上,镇中心平均可达性呈现“双管”结构,高值区在射阳县西部和中部形成条带状分布;村中心平均可达性空间上类似“树枝”结构,呈现中西部高值集聚和东部低值连片分布的格局;耕作平均可达性具有南部高值、东部低值连片和中部高值集聚特征。空间可达性可划分为可达性高值区、可达性中值区和可达性低值区三级,射阳县可达性以中值为主,具有圈层状和“公路沿线”布局特征。     

中国老年人口分布的集疏格局及其形成机制

中国已全面进入快速老龄化社会,研究老龄人口空间集疏格局及形成机制,不仅是开展老龄人口空间研究的理论基础,也是指导面向老龄化社会城市更新问题的关键所在。选取地级以上行政单元为研究对象,基于五普、六普老年人口数据,采用老龄化率、集聚度和空间自相关等方法,定量分析2000年和2010年全国城市老年人口分布的集疏格局及空间关联。研究表明：全国地级以上城市总体处于老龄化中期水平,城市间老龄化空间分异较大,老年人口密集区城市主要分布在胡焕庸线以东,稀疏区城市则均位于胡焕庸线以西,这与总人口分布状况基本一致;高密区城市基本都分布在东部沿海地区,中密区主要分布在长三角、珠三角、中原、山东半岛、成渝和京津冀地区,为中国分布范围最广的老年人口集聚区;城市间人口老龄化存在较强的空间正相关特征,空间集聚状况有所增强,人口老龄化空间格局表现出以热点区为中心,逐渐向外围过渡的“中心—外围”结构;自然环境、经济环境、城市化建设、人口环境等是导致老年人口集疏格局的关键形成因素。     

基于点状数据的上海都市型工业空间格局研究

镶嵌于城市地域的都市型工业,有着其独特的区位特征和空间格局。基于2008年上海都市型工业微观企业数据,探讨工业郊区化背景下都市型工业空间分布、集聚特征以及行业间的空间邻近关系。研究表明：上海都市型工业企业区位选择具有中心城区与近郊区双重指向性,在距离城市中心10~20 km区间都市工业分布最密集,空间分布的非均质特征明显。空间集聚以城市内各类园区（商业楼宇、都市工业园、工业园区）为主要载体,集聚格局在行业间存在一定差异。在空间邻近关系方面,各行业间呈现出基于相同要素投入、生产关联、共同市场、政策导向的邻近布局以及基于异质排他性、环境要求的弱邻近布局特征。     

山东省人口空间分布格局的多尺度分析

人口空间分布具有一定的尺度依赖性,从不同尺度上对人口空间分布格局进行分析,可以更确切、真实地揭示人口的空间分布规律,为制定区域发展规划、灾害评价、环境保护等提供科学依据。本文以山东省为研究区,运用空间自相关方法和统计相关分析方法,比较市级、县级、1 km三个尺度上人口分布的空间自相关性及其与环境—经济因子的统计相关性,试图探讨不同尺度下人口的空间分布模式及影响(指示)因素,从不同尺度揭示人口的空间分布格局特征。结果表明:①从不同尺度对人口的空间分布格局进行分析,可以得到从宏观到微观不同详细程度的信息。从市级尺度分析,可以得到山东省整体的人口空间分布特征;从县级尺度分析,可以得到山东省各市内部的人口空间分布特征;从1 km尺度分析,可以得到山东省各县内部的人口空间分布特征。②不同尺度上,人口的空间分布格局特征不同。市级和县级尺度上,人口分布受环境—经济因子的影响表现出与一些因子显著相关,而受空间集聚的作用较小;1 km尺度上,人口分布与环境—经济因子的相关性较小,而主要受空间集聚的作用,在县内部,人口往往集中分布于某一区域,呈现出典型的集聚分布模式。     

长江经济带主要城市群2h出行交通圈格局特征

城市群作为城镇化高级阶段区域社会经济发展和参与国际竞争的主要空间载体,良好的交通通达性是其高质量发展的必要条件。以《交通强国建设纲要》提出的城市群2h通达目标为研究视角,以长江经济带3个国家级城市群为研究对象,选取加权平均出行时间作为测度指标并引入场强和引力模型,对比分析3个城市群所有城市与中心城市两个层级2h出行交通圈格局特征。研究发现：① 3个城市群出行交通圈均表现为从中心向外围地区呈现出由低到高连续扩大的“圈层式”空间格局特征,且长三角和成渝城市群分别形成了“>”字型和“十”字型2h出行廊道,但长江中游城市群尚未形成2h出行廊道。② 城市群中心城市2h出行交通圈的空间分布受区位条件影响较大,越接近区域几何中心则2h出行交通圈覆盖范围越大,而影响腹地受中心城市综合规模的作用明显,3个城市群各中心城市2h出行交通圈和影响腹地的空间分异显著。③ 不同城市群中心城市2h出行交通圈衔接联系水平差异显著,表现出多元的圈层叠加的经济联系格局。④ 高密度高速公路路网在提高城市群中心城市2h出行交通圈衔接联系水平中发挥重要作用,按衔接联系模式特征可将各城市群总结为多中心网络型、多中心组团型与双中心轴辐型。     

我国航空客流网络发展及其地域系统研究

“极化”效应是高速交通网络引导客货流演进的空间表象,由此导致空间作用关系的变化和空间结构的演化。轴心—附属式的“轴—辐”空间模式已经成为航空客流网络发展的基本模式。本文以航空客流为分析对象,探讨了我国城市间的相互作用特征,以及高速运输网络发展的社会经济意义。结果表明,我国大陆航空客流的网络体系形成了明显的地域分异现象,产生了以三个一级枢纽为核心的“轴—辐”系统,即北京、广州和上海系统,以及两个相对独立的次级系统——乌鲁木齐和昆明系统;航空客流存在显著的距离衰减规律,绝大部分客流发生的距离在2400km之内;超大城市是航空客流的集聚地,以其为枢纽的航空网络的合理组织具有重大的社会经济意义     

中国春运城际出行网络结构特征与城市角色识别——基于多元交通客流的测度

作为要素流动的载体和空间重塑的主体,春运交通客流更能透视中国区域发展的新情况新问题。基于2017年春运期间交通客流数据,从整体网络、城际联系和城市节点维度对交通客流网络结构特征进行比较分析并综合识别城市地域交通类型。研究发现：① 与公路客流辐射范围和流量相比,铁路客流较大,航空客流较小;交通客流网络趋于发育为复杂网络;公路客流网络以邻省组合型城市组团为主,铁路客流网络主要为跨省组合型城市组团,航空客流网络均为“破碎”组合型城市组团。② 由短途为主的公路客流、中短途为主的铁路客流和中长途为主的航空客流分别构筑形成的区域空间结构具有显著的分化态势和极化现象,主要发生在“胡焕庸线”东南侧城市群内以及城市群之间。③ 在空间距离制约下,基于城市首位联系刻画而成的交通客流网络空间组织模式存在显著差异。公路客流形成5种区域空间组织模式,铁路客流形成多重组合的核心-边缘空间组织模式,而航空客流则形成多重组合的轴-辐空间组织运营模式。④ 城市地域交通类型分化显著,形成泾渭分明的“沉睡”区与“活跃”区,且中心城市和城市群成为集散客流的主要动力。希冀能为新形势下推动形成优势互补高质量发展的区域经济布局提供借鉴。     

中国铁路客运流联结的城市时间可达性

基于中国铁路客户服务中心提供的客运流数据,采集全国地级以上行政单元（未含港澳台数据）间铁路客运运行的最短历时,基于GIS网络分析和空间分析等方法,选取时间可达性和一日交流圈2个指标对城市可达性进行测度和分析。研究发现： ① 城市时间可达性水平划分为7个级别,在空间上呈现中心-外围式圈层结构,中心区域沿铁路干线和高速铁路线轴向扩展,廊道效应明显,东部、中部地区的城市时间可达性优于西部地区。② 城市之间的时间可达性小于2.0 h的城市对在空间上构成了由京广、京沪、京哈、京福、杭深、青太、徐兰、沪汉蓉、沪昆、广昆等高速铁路连接的“五纵五横”带状分布格局。时间可达性小于10.0 h的城市对覆盖了“胡焕庸线”东南部的大部分区域,城市带转为城市网络。③ 直辖市、省会/首府城市一日交流圈以31个城市为中心,按照时间可达性由小到大呈现轴向扩展,廊道效应明显。基于城市一日交流圈划分了19个城市群和拉萨城市圈,为城市群的划分提供方法借鉴。     

长江经济带三大城市群城际客运联系网络结构对比分析

“流空间”是人文-经济地理学关注的重要议题。基于城际客运交通流数据,运用ArcGIS空间分析、城市联系强度模型等方法对长江经济带长三角、长江中游、成渝三大城市群城际客运联系网络结构特征进行刻画,结果表明：①长三角城市群城际客运联系网络以上海市为主核心,苏州、南京、杭州为次核心,通过核心城市向外延伸的交通轴线组成相互之间联系紧密的城市网络,西部与南部地区的联系相对较弱;长江中游城市群城际客运联系网络以武汉、长沙、南昌三个省会城市为核心节点,周边次中心城市与其省会交通联系紧密,但城市间跨省联系较弱,本省城市仅与另外两个省会城市存在突出的向心性联系;成渝城市群高等级联系网络大多指向成都、重庆主城区,次级区域中心城市发育不足,成渝城市主轴线在强交通联系推动下发育成型,但川渝接壤地区的城际客运联系存在“断层”。②长江经济带三大城市群在网络化演化进程中,具有城市群“等级-网络”的基本演化特征,其中成渝城市群、长江中游城市群仍处于“核心-边缘”的双核或三核结构,长三角城市群已出现多核网络化发展趋势。③高速铁路作为新兴要素流,对公路、普通铁路等传统要素流具有明显的替代效应,增强了三大城市群核心城市向外延伸的轴线联系,是驱动城市群城际客运联系网络结构演变的新动力。     

Detecting clusters over intercity transportation networks using K-shortest paths and hierarchical clustering: a case study of mainland China

Intercity transportation infrastructures and services determine the depth and breadth of the spatial interactions among cities within an urban agglomeration, and have profound impacts on the spatial structure of the urban agglomeration. To evaluate whether the public intercity ground transportation infrastructures and services (i.e. passenger trains and long-distance buses) can support the integration and development of urban agglomerations, we propose a method for ‘transportation cluster’ detection (TCD), which has three unique features: (1) the K-shortest paths are used to quantify the proximity between cities, which is more in line with people’s travel behaviors; (2) a dendrogram is obtained through hierarchical clustering to reveal the structural hierarchies of transportation clusters; and (3) the integration of geo-modularity and hierarchical clustering assures high strength of division of transportation networks. The proposed TCD method was applied to the network of passenger trains, the network of long-distance buses, and the combined network of both in mainland China, respectively. By comparing the resultant transportation clusters with the urban agglomerations delineated by the Chinese government, cities that have weak transportation connections with other cities within an urban agglomeration were identified, and such findings could help devise transportation planning to better support the integrated development of urban agglomerations.     

城市规模的空间聚散与中心城市影响力——基于中国637个城市空间自相关的实证

城市规模的空间集聚与分散和中心城市影响区域划分是城市体系中不同规模等级城市之间相互作用的两个传统研究视角。本文将二者结合起来,提出自下而上考察中心城市影响力的新视角,通过空间自相关分析,从区域和地方两个尺度综合考察了中心城市的影响力和城市规模的空间聚散特征。基于中国637个城市的实证研究表明,东部大城市的区域影响力逐渐由沿海向内陆渗透;中部大城市的区域影响力有限,但地区性影响力可以覆盖整个区域;西部大城市的影响力十分有限,大量的边缘性小城市处于自生发展的状态。对城镇密集地区的考察发现,长三角是中国最成熟的都市连绵区;京津冀、珠三角、山东半岛和辽中南都市连绵区正逐步走向成熟,但城市规模和空间组织特征差异较大;以长株潭、武汉、郑州和成渝等为中心的内陆型大都市区域也很可能较快形成,中心城市间的功能整合、空间优化和区域影响力的提升至关重要;而西部大部分地区可能并不适合发展大都市区域,而应考虑新的城市规模和空间组织形式。     

长三角城市群生态安全评价与时空跃迁特征分析

采用“压力?状态?响应”模型、突变级数法和探索性时空数据分析方法,对长三角城市群26市生态安全状况进行定量测度和定性评价,分析了各城市生态安全空间格局和时空跃迁的演变特征。结果表明：① 2005—2015年长三角城市群各市生态安全状况有所好转,但大部分城市处于较不安全和较安全水平区间,总体生态安全水平不高。② 长三角城市群中部和东南部城市生态安全水平的空间结构稳定性更好;南通市具有最大的空间依赖性,而上海市表现出最小的空间依赖性;LISA（Local Indications of Spatial Association）时间路径移动方向的分析则表明长三角城市群在生态安全演变上体现出较强的空间整合性。③ Moran’s Ι 的空间凝聚度 $ {K}_{t} $=0.698,即不发生类型跃迁的概率为69.8%,表明长三角城市群各城市生态安全水平存在一定的格局变动但自身相对位置不易发生改变。探讨区域生态安全的协同增长机制,可为长三角城市群生态安全问题的诊断与调控提供理论基础,同时也可为其他城市群的可持续发展提供参考与借鉴。     

中国跨区域纠纷案件网络空间结构特征

本研究旨在评估中国跨区域纠纷案件的空间地理分布特征。借助GIS等分析工具，对跨区域纠纷案件的空间分布特征进行分析，结果表明：①中国纠纷案件网络呈现出“一轴、两心、多组团”的“钻石型”网络结构，形成了“核心-次中心-边缘”层级明显的区域网络结构，局部呈现出“大集聚、小分散”网络格局；②区域纠纷案件网络主要类型有：单中心网络结构、双中心网络结构、多中心网络结构；③主要城市群间的纠纷案件的关联度由强到弱依次为：珠三角洲城市群、长三角洲城市群、成渝城市群、天山北坡城市群、关中平原城市群、京津翼城市群，纠纷案件关联度越强，跨区域的法律纠纷事件发生越频繁；④纠纷案件的网络发展过程中表现出：纠纷案件被行政区分割、发达城市群法律纠纷行为外溢、产生法律纠纷行为向中心城市集聚等特征。