中国高铁站的溢出效应及其空间分异——基于夜间灯光数据的实证分析

高铁作为中国交通运输史上一次划时代的变革,对沿线地区的经济发展和区域空间格局产生了重大影响。准确度量高铁站溢出效应及其空间分异规律,对于布设高铁站点、规划高铁新城具有重要意义。本研究解译了2017年前开通的527个高铁站点（对应180个城市）周围地区2004—2017连续14年的夜间灯光数据,采用双重差分法测度了高铁站溢出效应,并解析其空间分异规律。研究发现：第一,在全国层面,中国高铁的投运使站点周围区域经济活动强度提升约4.7%,其中东部地区高铁站溢出效应更为显著。第二,同城高铁站及机场的存在会削弱高铁站的溢出效应,其中机场和高铁站的竞争关系在发达城市更为显著。第三,城市规模与高铁站溢出效应呈非线性关系,特大城市的高铁站溢出效应最为显著;城市第三产业的发展能够提升高铁站溢出效应。此外,与北京、上海、广州（北上广）三大都市的距离是影响高铁站溢出效应的重要因素,随着距离的增加高铁站溢出效应变得不显著甚至为负。上述结论可为高铁站选址、高铁新城规划建设提供重要参考。     

京沪高铁对沿线城市地区间溢出效应的研究—基于2005-2013年地级面板数据

基于2005-2013年47个地级行政单元的夜间灯光数据和其他社会经济数据，本文分析了京沪高铁的开通对沿线地区的经济影响。研究结果表明，相对于相邻非高铁城市，京沪高铁显著地促进了所在城市的经济增长，这些高铁城市的经济增长也带动了其他相邻城市的经济发展。同时，京沪高铁的开通也显著地促进了京沪高铁经济带的地区间溢出效应。此外，相对经济水平较低的城市，京沪高铁的建成对经济发达城市的促进作用更为明显。这说明随着京沪高铁的开通，经济扩散和经济集聚是同时并存和同时发展的。研究结果还表明，人口集聚因素是促进京沪高铁经济带发展最重要的因素，以下依次是投资和出口。投资和人口集聚因素对整个经济带的经济促进作用在增强，而出口因素的作用在下降。     

京沪高铁站点客流时空分布特征分析

基于高铁余票信息建立的上下净客流量模型,以京沪高铁为例,从京沪高铁客流时空分布格局、站点客流日变化规律以及典型站点客流特征3个方面进行了分析,研究表明:1)传统城市断裂点理论适用于分析两个能级相差不大的城市,对于两个能级相差较大的城市则有局限性,主要原因是高能级城市的辐射力可能会覆盖低能级城市。同时发现,京沪高铁客流时空特征是传统城市腹地划分的新佐证。2)京沪高铁出现了较为明显的"隔日效应",这有利于增加商务、旅游等事件发生的概率,且在沪宁段出现了较为明显的"城际效应"。另外,京沪高铁还强化了区域内1 h时空距离的节点城市间的联系。3)京沪高铁促使城际间通勤现象的出现,有利于区域城市之间的分工。徐州客流主要流向长三角地区,苏州北站则是京沪高铁在沪宁段所出现的"城际效应"的典型代表。     

人口集聚对中国城市经济增长的影响分析

人口集聚是新经济地理学关注的焦点,由于连续年份城市建设用地数据难以获取等原因,目前仍无法明确人口集聚是否促进了中国城市经济增长。采用消除连续年份时空异质性的DMSP/OLS夜间灯光数据方法所提取的建设用地等数据,通过构建人口密度影响地均收入水平的理论模型,分析2005-2013年间人口集聚对中国35个大城市经济增长的影响。研究发现人口集聚对中国城市经济增长产生显著的正向影响,其影响程度沿东、中、西部依次递减;在解释机制上,人口集聚主要通过知识和人力资本促进中国城市经济的增长,而知识密集行业占比和高校师生比的空间分布及两者对城市收入的影响是沿东、中、西部依次递减的,是解释人口集聚促进城市经济增长存在空间差异的主要原因。     

高铁驱动中国城市郊区化的特征与机制研究——以京沪高铁为例

国际理论与实践表明高铁的建设能够推动城市郊区化的发展。现阶段中国高铁大规模建设,与快速城市化同步推进,使得这一影响更为深刻和复杂。在高铁新城形成的过程中,高铁站点发挥了一个"放大器"的功能,推动了以高铁新城为主体的城市郊区化进程。以京沪高铁为例,定性与定量相结合分析了以高铁新城为代表的郊区化模式特征:①大城市相对主动的郊区化;②规划建设的规模与定位偏高;③迅速改变城市原有空间格局等。从政府、市场和社会三者的角度,利用城市政体理论分析了高铁驱动城市郊区化的内在机制。最后指出高铁对于城市郊区化的带动效应存在着选择性和不确定性,应从区域层面对高铁沿线及周边城市的定位及关系进行协调,将高铁新城的选址、规划、开发和建设纳入到城市整体空间发展的脉络之中,同时应加强高铁新城规划的公众参与,从而更好的利用高铁驱动中国城市郊区化的可持续发展。     

夜间灯光数据和兴趣点数据结合的建成区提取方法

提出一种夜间灯光数据和兴趣点(POI)数据相结合的建成区提取方法,根据NPP/VIIRS影像的亮度、纹理信息和POI数据的密度信息,分别利用阈值法对两种数据进行建成区提取,并应用数学形态学方法对提取结果进行融合。该方法利用POI数据位置准确、与建成区分布高度相关等特点,有效弥补了夜间灯光数据分辨率较低与灯光溢出问题,获取到较为准确的建成区边界。选取深圳、广州和惠州3个不同形态的城市,将该文方法与其他方法的提取效果进行对比,证明该方法提取精度较高,适用于市级尺度的精细化城市建成区提取和城市扩张研究。     

高速铁路对中国城市市场潜力的影响——基于铁路客运可达性的分析

近10年来中国高速铁路快速发展,对城市发展的影响正逐步显现.本文从市场潜力角度研究这一影响,根据《全国铁路旅客列车时刻表2012.07》统计获得的城市之间平均旅行时间和发车频次数据重新定义市场潜力函数,对比中国地级及以上城市普通铁路和叠加高速铁路之后的市场潜力特征,探讨高铁对城市市场潜力的提升作用,并从中分离出时间压缩效应和频次效应.研究发现:①普通铁路市场潜力呈现“多中心—廊道”结构,市场潜力高的城市主要分布在长三角、珠三角、京津冀城镇群内,以及京广、京沪、京哈等重要铁路线沿线;②叠加高速铁路之后城市市场潜力整体上仍呈现“多中心—廊道”结构,且多中心结构更为突出;③京沪、沪杭铁路沿线城市和东南沿海宁波—厦门段客运专线沿线城市的高铁效应最大;④高铁连接的109个城市时间压缩效应的平均值为31.3％,频次效应的平均值为68.7％,频次效应是高铁效应的主要形式.     

基于日高铁流量视角的中国高速铁路网络空间特征

构建中国180×180的O-D城市日高铁流量矩阵,基于社会网络分析研究其高铁网络结构特征,结果表明：① 中国高铁网络松散,东、中部网络密度大于东北与西部,以长三角为核心的东南与其他区域不均衡特征凸显,东、中、西、东北包含不同的高铁区系与核心。② 日高铁流量表现为沿京沪高铁“廊道型”向东西两侧递减弱化的“非对称性”格局,形成京沪、京广、杭福深相串联的高铁大三角主骨架;高铁中心要素也呈现沿京沪、京广、沪昆、杭福深等向线路两侧不规则递减格局,“廊道效应”显著。③ 胡焕庸线东南侧城市对高铁要素掌控能力大于西北侧,省会或区域中心城市多为高铁通达服务“中介”,一线城市高铁空间溢出效应有向二、三线城市过渡态势。     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的省域GDP统计数据空间化方法——以广西壮族自治区为例

针对省域小尺度资源环境研究领域对空间型社会经济数据的需求,以DMSP/OLS夜间灯光数据为依据,采用GIS与SPSS相结合的方法,分析广西生产总值、第一产业、第二产业、#工业和第三产业分别与夜间灯光指数的相关性,构建广西2010年GDP统计数据的空间化模型,并制作广西1km*1km GDP密度专题图。结果表明,DMSP/OLS夜间灯光数据与省域GDP的空间分布相关性明显,相关系数为0.9755。估算得到的GDP密度能够完整地反映广西GDP宏观分布现状,可为今后经济决策和产值估算提供一定的依据。     

基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的黄淮海地区城乡常住人口格局模拟

以黄淮海传统农区为研究区,利用NPP/VIIRS夜间灯光数据、土地利用数据和人口统计资料,基于城乡人口活动状态及其空间特征,构建城乡常住人口空间化模型,模拟区域城乡常住人口分布,探究城乡人口空间格局特征。结果表明:基于NPP/VIIRS夜间灯光数据和土地利用数据构建的人口空间化模型,拟合优度为0. 80,精度检验平均误差为15. 6%,模拟精度高,适用性较好;模拟结果能够直观反映黄淮海地区人口集疏特征及县域城乡常住人口分布差异特征,真实展现局地微观尺度城乡常住人口实际分布状况;黄淮海地区城乡常住人口在空间上呈现"总体差异显著、局地内部均衡"的特征,区域尺度上城市地区集聚显著,局地尺度上县域和乡镇内部人口分布相对均衡。模拟结果可为区域城镇村空间布局优化和城乡公共服务设施配置提供参考。     

一种面向城市收缩地区的DMSP/OLS夜间灯光影像多年连续校正方法

现有时间序列夜间灯光影像校正方法只适用于灯光亮度持续增长情况,对于城市收缩地区夜间灯光亮度的校正效果不佳.该文提出一种面向城市收缩地区的DMSP/OLS夜间灯光影像多年连续校正方法(Inter-annual Se-ries Correction for Shrinking Area,ISCSA),包括多传感器相互校正、多传感器年内融合、时间序列可比较校正和连续校正四方面,以东三省1992-2013年34期DMSP/OLS夜间灯光影像进行验证,并分析其与社会经济数据的相关性.结果显示:该方法校正后的夜间灯光影像不仅能反映东三省长时序的城市扩张现象,还能体现短时间的城市收缩现象;校正后的夜间灯光亮度与GDP和人口的相关性相比原始影像数据和传统连续校正方法均有一定提升,能更合理地反映东三省社会经济要素的发展差异.     

从区域一体化看融合交通——以粤港澳大湾区和港深广高铁线为例

高铁的网络化规划和发展为粤港澳大湾区内居民跨城活动提供便捷的快速公交式服务,是粤港澳大湾区形塑“一小时生活圈”的重要支撑。高铁站与城市公共交通的接驳在高铁出行链中占据重要位置,对更好发挥高铁时空压缩效应、提升居民高铁出行满意度、增加高铁出行选择及载客量具有重要意义。本文结合融合交通理论与旅客换乘经历,提出高铁站与城市公共交通接驳理论框架与实地观察指标,并应用到广深港沿线香港西九龙站、深圳北站、广州南站的观察式调研中,分析和对比3个高铁站的公共交通接驳表现。研究发现：在信息衔接层面,香港西九龙站展现出更好的国际化形象与对特殊人群的人文关怀;在设施和服务衔接层面,深圳北站与香港西九龙站以商场作为公共交通换乘点/路线连接点的设计,优化了换乘环境;在车票制度衔接层面,广州南站与深圳北站更好运用信息化技术,便利换乘服务。最后,基于调研结论提出相关建议以提升高铁站点城市公共交通接驳水准,促进粤港澳大湾区发展。     

中国大城市病典型症状诱发因素的实证分析

论文基于已有研究将大城市病细分为交通拥堵、资源短缺、环境污染3种典型症状,采用2013年全国204个地级市横截面数据,根据夜间灯光数据构建人口空间分布指标,首先运用OLS回归探讨城市规模、空间失衡、建设滞后、产业转型、体制弊病等5种主要致病因素对大城市病的影响;其次,建立门槛效应模型进一步考察不同因素与大城市病之间是否存在非线性关系。实证研究结果表明,大城市病作为一种“综合病”,具体到不同层面对应的主要致病因素也大相径庭。其中,城市总体规模较大、城区人口过度集中分布、交通基础设施不够完善等是造成交通拥堵的主要原因;大城市中并不普遍存在资源匮乏的问题,相反地,产业结构的改善、公共服务的增加、行政权力的集中均有助于吸引和调动资源;此外,不论是城区人口总量的增加,还是分布结构的集中化,均显著不利于消除环境污染,并且非农产业比重的上升和城市道路面积的扩张也会对城市生态环境系统造成破坏。     

区位因素影响下高铁站区产业结构特征——基于POI数据的实证分析

高铁站被视为拉动城市经济增长的新型空间,研究其周边产业结构对指导高铁站区的开发具有重要意义。本文选取了全国范围内9个不同区位、不同等级的高铁站为研究对象,以高铁站周边3000 m范围内10类产业的POI信息作为研究数据,通过Ripley's K函数、核密度估计和产业指数等方法探索不同区位下高铁站区的产业结构特征。研究发现：① 当高铁站的等级规模相同时,高铁站距离城市中心越远,站区内产业POI总数一般就越少。其中,购物服务、餐饮服务、生活服务和公司企业4类产业的POI数量显著高于其他产业。② 所有高铁站区的产业在1500 m的观测距离内均呈现出显著的集聚分布特征。其中,中心站产业集聚程度的变化较为平缓,城区站产业集聚程度最高,变化幅度也更大,而新城站的规律特征不明显。③ 中心站的产业集聚区域主要分布在高铁站周边0~2500 m的范围内,城区站的产业集聚现象在500~2500 m范围内较为明显,而新城站的产业集聚区域则集中在0~1500 m、2000~3000 m的范围以内。④ 基本服务产业和衍生服务产业主要集中于内圈层和中间圈层,相关服务产业则主要分布在中间圈层和外圈层,各圈层内产业复合特征明显,且高铁站越远离城市中心,其对产业的辐射作用越弱,产业衰减趋势也越明显。基于以上结论,本文认为未来高铁站区的产业开发更应关注土地开发集约化和产业发展复合化。     

基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的湘鄂赣省际交界区县域经济空间格局及影响因素

采用NPP/VIIRS夜间灯光数据表征经济发展水平，结合空间自相关分析方法对湘、鄂、赣省际交界区县域经济空间格局进行可视化分析，利用地理加权回归模型（GWR）分析相关影响因素的空间异质性。结果表明：湘鄂赣交界区县域经济存在明显的“金字塔”型等级特征，且低水平县（市）相对其他地区更靠近省界，边界效应特征表现突出；空间集聚性层次较低，具有“连片贫困”特征；热点地区大都位于湘、鄂、赣交界区外围地区，冷点地区位于广大的内部腹部地区，“内冷外热”两极分化的不平衡格局仍未能有效化解；劳动、资本、政府作用均具有积极作用，其中劳动投入与资本投入回归系数高值易集中于热点地区，低值则集中于冷点地区。政府作用影响效应一方面随着地区到中心城区距离的增加而依次递减，另一方面表现为省份间影响差异。交通水平与教育发展水平对经济发展差异影响呈现出正负两极分化特征。     

京沪高铁对区域中心城市陆路可达性影响

针对目前可达性研究技术的局限,设计网络分析与成本栅格加权集成法,并应用该方法生成高铁通车后城市等时圈图。利用日常可达性、潜力值与加权平均时间,比较有无京沪高铁两种情景下京沪地区中心城市可达性空间格局变化,探讨高铁对中心城市可达性的影响,并采用场强模型计算高铁通车前后中心城市腹地范围。结果显示：高铁将扩展等时圈范围,实现城市日常可达性整体大幅优化,形成非均衡的时间收敛空间。高铁站点沿线成为时间收敛的最大受益者,它们的加权平均时间与潜力值变率高。在不同地理尺度下,高铁降低加权平均时间均衡性,对潜力值均衡性影响不一致。高铁扩大北京与上海的腹地,增强其区域辐射力。针对区域可达性变化,可达性变率高的城市可适时调整产业类型,变率低的城市可通过加强快速交通网络与高铁的衔接来提高可达性。     

航空和高铁对中国城市创新能力的影响

交通运输是创新网络中人才流、资本流等知识与技术流动的物理空间承载,其对城市的创新能力影响已成为经济地理学的交叉前沿热点。论文基于2007—2018年中国城市尺度数据,以航空和高铁运输为例,构建交通运输对城市创新能力影响效应的理论框架,采用双向固定效应面板回归模型,实证检验航空和高铁对城市创新能力的多重异质性机制,并探讨了知识传播、资本积累、产业升级在交通运输与创新能力之间的中介效应。研究发现：① 航空和高铁建设均对城市创新能力有显著正向影响,高铁对城市的创新溢出效应约为航空的3倍。② 航空和高铁对不同类型城市的创新溢出效应存在显著异质性。城市等级异质性方面,航空和高铁对中心城市创新能力的正向影响强度高于非中心城市。人口规模异质性方面,航空对大、中城市创新能力提升有显著正向影响,对小城市有抑制作用;高铁运输则对不同人口规模城市的创新能力均有正向影响,呈现大城市>中等城市>小城市的态势。区域异质性方面,航空和高铁对东、中、西、东北地区的创新能力均有不同程度的提升作用,表现出显著的“马太效应”,东部地区优势地位凸显。③ 航空和高铁均可通过促进技术转移、风险资本配置、外商资本配置间接促使城市创新能力提升。此外,航空还能够通过促进产业升级间接促使城市创新能力提升。     

基于EVI指数的DMSP/OLS夜间灯光数据去饱和方法

DMSP/OLS夜间灯光数据被广泛应用于表征人类活动强度及其生态环境影响的诸多研究中,但因OLS传感器设计的局限,在用电强度较高的城市中心,灯光信号存在明显的饱和,这一不足可能影响到一些基于夜间灯光数据研究成果的可靠性。针对这一问题,NOAA-NGDC研发了辐射定标算法,但因缺乏星上定标系统,算法较为复杂,且受较多条件限制等原因,目前只有部分时期的辐射定标数据产品（RCNTL）。近期有学者提出一种基于植被指数NDVI构建的城市灯光指数VANUI,为灯光数据去饱和研究提供了一个操作简单且结果良好的方法,但该方法在一些城市效果不佳。基于此,本文综合利用夜间灯光与EVI指数信息,通过对VANUI指数构建方法进行改进,建立了一个新的缓解夜间灯光强度饱和的EANTLI指数。为了评价指数的效果,将EANTLI与VANUI从三个方面进行比较：① 区分、识别饱和区内地物的能力;② 与RCNTL的拟合程度;③ 对用电量估算的效果。结果表明：EANTLI在三个方面均表现出优势,在潜在饱和区内对特征地物具有更高的可区分性,与RCNTL的线性相关程度更高,与用电量的相关性相比于NTL、VANUI亦明显提高。因此可以认为EANTLI在指数的设计上较为合理,不仅易于计算,而且能达到较好的缓解灯光强度饱和、凸现城市内部差异的目的,在用于反演城市发展指标时能获得更为准确的结果,因此具有较高的应用价值。     

城乡过渡带空间演进与空间交互强度分析

采用NPP/VIIRS夜间灯光数据提取广州市城乡过渡带边界,利用基于sDNA模型修正的引力模型测算2012—2019年广州市城乡过渡带的空间交互强度,分析其空间演进特征与社会经济发展的关系。研究表明：1）2012—2019年广州市城乡过渡带总体呈扩大趋势,以北偏东方向发展为主,破碎区块逐渐演变为连续区域;2）广州市城乡过渡带之间的空间交互网络结构呈现“多方向化”趋势,从最初的西南侧单线网络结构逐步发育成多方向闭合网络联结结构,目前演变为南北两支、东西向的强空间交互态势,以白云区为代表的北部区域和以番禺区为代表的南部区域是广州市城乡过渡带的重要战略节点地域;3）广州市城乡过渡带社会经济优势度呈现出由内向外的3个空间层级结构,并由城市核心区辐射带动,向北、东北与东南3个方向推动发展为城乡过渡带;4）各城乡过渡带的发展速度不均衡现象仍较明显,广州市应结合本区域优势产业和自然资源,走联合与互补发展并存的道路,重视城乡过渡带区域发展引擎,增强其与周边地区联系的潜力。     

京沪沿线铁路网络系统职能分工研究

远程高铁、城际高铁和普通铁路三大系统组成的铁路网络系统将在未来发挥举足轻重的作用。基于京沪高铁和京沪铁路近4000份实地调研数据及实际客流,探讨客流流动格局,辨析三大铁路系统的分工。研究发现：① 高铁和普铁城市联系职能分工明显,前者主要服务于中心城市间联系,后者兼顾了普通城市间联系,后者是对前者的补充;② 城际高铁和远程高铁发生明显分工,城际高铁承担城镇群内城市间联系,释放远程高铁客运能力,从而使远程高铁承担各城镇群间联系;③ 相比于普通铁路,高铁旅客公费比例更高,商务出行更多,收入水平更高。研究结论可为修建城际高铁提供经验支持,也为分析高铁对区域城镇空间结构影响提供思路。