广东省城市规模Zipf法则检验及其影响因素分析

利用广东省1990年～2007年各城市市区非农业人口数据计算广东省城市规模分布的Zipf指数,得出广东省城市规模分布由分散分布向均衡的位序——规模分布过渡的结论。同时,选取5个解释变量,建立多元回归模型对影响广东省城市规模分布的zipf指数变化的因素进行分析。研究发现,1990年以来,5个解释变量对广东省城市规模分布的影响作用有所变化。1990年～2000年,促使城市规模分布趋于集中的力量强于分散力量。进入2000年以后,集中力量逐渐减弱,与分散力量趋于平衡。     

河南省城市体系规模结构演变分析

利用1988—2012年城市非农人口数据,运用城市首位度指数、位序-规模法则、城市基尼指数等方法分析了河南省城市体系规模结构的演变。研究结果表明:河南省城市体系规模结构合理;城市规模结构符合位序-规模法则,各等级城市规模稳步增长,呈现竞争激烈的发展态势;城市体系规模结构属首位分布和位序-规模分布的过渡类型,首位城市郑州有相当大的发展空间,第二、第三位城市(洛阳、商丘)实际规模与理论规模也有差距。今后应加快交通网络建设,分类指导,重点促进首位城市郑州的产业升级和现代服务业发展,完善县城基础设施建设,形成城市体系发展的拉力和推力,进一步促进河南省城市体系规模结构优化。     

2000年以来江西省城市规模体系与空间体系的时空演变

基于2001―2012年江西省各县市城市人口数据,结合ArcGIS和SPSS等分析工具,采用城市首位指数、分形等计量分析方法,对2000年以来江西省城市规模体系与空间体系的时空演变特征进行深入分析。结果表明：1）随着大城市和中等城市数目的增加,城市规模“金字塔”趋于合理;2）城市间人口规模的相对差距在扩大,绝对差距在缩小,城市等级规模趋于合理;3）城市首位度较高,属于典型的首位型城市分布;4）城市规模分维数较小且下降明显,大城市发展快于中小城市,城市发展总体处于集聚效益加速凸显阶段;5）城市规模空间体系演变表现出区域差异性、圈层集聚性以及轴线指向性等特征。最后指出江西省城市规模体系与空间体系存在特大城市数量过少、城市规模偏小、城市人口发育南北差距过大等问题并提出相应优化对策。     

基于夜光遥感的粤港澳大湾区人口空间分布及特征研究

将粤港澳大湾区的珞珈一号辐射亮度数据和高精度土地类型数据融合,在区县级行政区划上构建分区逐步回归模型,获得大湾区2020年500 m人口格网数据并进行精度验证,从人口数量和密度、空间方向性和空间集聚分散等角度分析2020年人口空间分布特征。结果表明：1）珞珈一号夜光遥感数据与土地类型数据的融合提高了人口空间化精度;2）大湾区人口数量与密度具有高度协同的空间分布关系,存在五大人口集聚区,分别是广州天河、越秀、海珠、荔湾和白云西南部组成的集聚区;东莞内部环形集聚区;深圳西、中和北部集聚区;港澳集聚区和肇庆端州集聚区,边缘城市人口稀疏;3）人口分布沿广州—东莞—深圳—香港方向性显著,说明经济水平是影响人口空间分布的重要因素;4）人口集聚特征明显,68%的人口分布聚集在27.64%空间范围内,人口热点区位于东莞、深圳和香港一带,冷点区域主要分布在肇庆和江门内部。     

成渝经济区城市体系优化分析——基于位序规模模型

应用城市体系位序规模模型,采集1998—2012年面板数据对成渝经济区城市体系进行了定量测度。结果显示:成渝经济区城市体系属于双核首位分布型,成都和重庆双核与其他城市的规模差距不断拉大,城市体系出现断层,特大城市和大城市实力偏弱,属于城市群发展的初级阶段,大城市集聚发展时期,扩散效应不明显。提出成渝经济区城市体系优化要以高位序城市为核心发展各种形态的城市群体,引导成渝整合构建成渝城市群;促进城市规模晋级,弥补特大城市缺口和大城市的薄弱环节;积极发展区域性中心城镇,引导农村人口向中心镇集中;建成大中小城市协调发展、等级完整合理的长江上游现代化城市体系,并构建一个更加繁荣、和谐的成渝城市群。     

基于夜间灯光影像数据的黄河流域中心城市建成区空间扩展及动力因子分析

研究黄河流域建成区扩展特征有助于透视用地开发效果和践行中心城市高质量发展规划。基于1992、1997、2002、2007、2012、2018年6期夜间灯光影像与统计数据,提取建成区范围,采用扩展强度指数、紧凑度指数、协调发展系数与灰色关联分析,探究1992—2018年黄河流域8个中心城市扩展的时空格局、质量及动力因子。结果表明：（1）黄河流域中心城市建成区面积分化明显,中下游城市扩展规模和强度大,扩展形态呈紧凑度普遍下降趋势。（2）夜间灯光影像数据刻画的西安建成区综合水平高、西宁水平低,银川综合发展快、兰州慢;除西宁、呼和浩特与太原外,其他中心城市平均夜间灯光指数在1997—2018年呈下降趋势,反映城市扩展水平降低。（3）中心城市人口-土地协调发展系数均呈波动下降趋势,除呼和浩特、太原和济南外,人口-土地由基本协调型向土地过快扩展型转变;中心城市经济-土地协调发展系数呈波动下降趋势,经济年均增长率降低,建成区面积年均扩展率增加,基本由经济过快增长型向经济-土地协调发展型转变。（4）中心城市空间扩展主要受经济发展（地区生产总值）影响;从中心城市整体看,全时段（1996—2018年）行政力（固定资产投资）和内源力（人口规模）影响作用较大,分时段（1996—2002年、2002—2012年与2012—2018年）行政力影响系数亦较高,市场力（社会消费品零售总额）与外向力（实际利用外资额）影响作用程度随时间增加明显。新时期黄河流域中心城市空间扩展应注重内部提质增效,提高建设用地利用效率,促进城市高质量发展。     

青藏高原地区人类发展水平评估及其演变分析

通过夜光发展指数（NLDI）、文化多样性和城市位序规模法则3个维度进行分析,评估不同时期青藏高原地区的人类发展水平。研究表明：① 21世纪以来,青藏高原地区人类发展水平在逐年提升,但是人类发展水平整体上还处于中等偏下水平,区域内部人类发展水平存在一定的空间差异,东南部夜间灯光强度比较高,人口分布集中;② 青藏高原民族多样性较高区域主要沿着藏彝走廊和河西走廊延伸和扩展,多元文化交融地区的夜间灯光强度高,人类发展水平总体呈上升趋势;③ 采用位序规模法则分析由夜光强度构建的城市规模,最大城市规模太小仍然是青藏高原地区城镇体系的突出问题。     

改革开放以来中国城市等级体系演变的基本特征

选取372个设市城市作为样本,在构建1987年、2005年城市规模数据集的基础上,对比分析了城市规模位序变动的特征,以此刻画近30年来中国城市等级体系演变的基本轮廓.研究发现:城市规模序列呈现大规模、大幅度的变动;城市位序变动随城市规模等级呈现分异特征,城市规模等级越小,城市位序变动越明显;城市规模增长还表现为明显的区域差异性.对变动幅度较大的138个城市进行典型观察,结果显示:成长明显的城市具有地域集中性,在交通沿线和沿海地区尤为突出,城市规模位序的提升与地区经济发展密切相关,部分旅游城市上升明显,而资源型城市则明显下降,城市的成长受行政性调整力量影响较大.     

辽中南城市群城市规模分布演变特征

运用城市首位指数、城市规模分布的基尼系数和分形等理论与方法,对改革开放以来辽中南城市群城市规模分布的现状及演变特征进行分析。结果表明,2007年,辽中南城市群城市等级规模结构呈位序-规模分布;城市体系中大城市规模偏大,中等城市偏小,小城市规模较小;城市规模空间分布不均衡,区域分异明显。改革开放以来,辽中南城市群城市规模分布发生显著变化,城市规模与数量均呈快速扩张态势;城市首位指数均不断降低,城市规模结构由首位分布向位序-规模分布转变;城市规模分布的分维数不断增加,城市规模差异逐渐减小,不断向均衡方向发展。在此基础上提出了加快沿海城市带的发展、加强交通基础设施的建设和重视矿业城市转型等建议。     

1980—2016年黄土高原地区人口和可达性异速标度分析

论文基于黄土高原地区乡镇1980、1990、2000、2010、2016年5期截面数据,利用位序—规模法则和异速标度律,分析了乡镇尺度人口和可达性规模结构、等级体系及异速标度演化关系。结果表明：① 人口规模以中小等级乡镇为主,60%的乡镇人口规模正增长,总体呈“南北高、中间低”分布格局;可达性水平总体呈明显上升趋势,空间上自东南向西北逐渐降低;河谷平原区人口规模和可达性均最大。② 人口和可达性均呈位次型分布,人口位序—规模具有明显双分形结构,由均衡向极化转变;可达性位序—规模以2000年为转折点由双分形演变为单分形,由低水平均衡转向更高水平均衡。③ 3006个乡镇整体以正异速生长为主,负异速生长为辅,黄土高塬沟壑区、河谷平原区内乡镇异速生长类型以人口增长正异速生长为主,黄土丘陵沟壑区、土石山区、沙地和沙漠区内乡镇以人口下降正异速生长为主,农灌区内乡镇异速生长以人口增长正异速一级和人口下降负异速一级为主。最后根据人口和可达性异速类型和空间分布特征,提出各分区发展的建议。     

中国城市用地与人口规模分布时空动态比较——以环渤海地区为例

复合1992-2012年DMSP/OLS稳定夜间灯光等多源遥感数据和统计数据,运用多种城市规模分布理论方法,对城市用地与人口规模分布时空演变特征进行系统比较。结果表明：环渤海地区城市用地规模增长速度明显快于城市人口规模增长速度,城市人口规模分布比城市用地规模分布更为均衡;城市用地规模呈首位型分布但首位优势在减弱,城市人口规模呈位次型分布但首位优势在增强;位序迅速上升的城市主要位于山东省和河北省,位序显著下降的城市主要位于辽宁省。环渤海地区城市规模空间分布呈显著的区域差异和空间极化特征,且城市用地规模分布空间特征比城市人口规模分布更为突出。研究结论可为优化区域城市空间开发格局、促进人地系统可持续发展提供参考。     

基于灯光数据的京津冀城市多标度异速分析

城镇体系的时空演化是一个复杂的动力学过程,具有无尺度性,其特征可以采用异速标度指数定量描述。论文以京津冀为例,基于1992—2013年夜间灯光数据的校正结果,提取城镇夜间灯光信息,采用多标度异速分析方法,分析京津冀城镇体系的相对发展特征及其空间分异格局。研究发现：①京津冀大城市的增长空间局限日益显著。虽然大城市如京津唐的绝对发展水平高,但接近环境承载量的极限,22 a间增长快速的是大城市交接地带的小城市(如三河、迁安、廊坊等)。②相对增长速度快的城市从东北到西南呈现带状分布——政府选择发展的“雄安新区”就在这个轴带上。由此可以得出两个结论：其一,京津冀城市演化的趋势相对均衡化,空间结构异质性逐步减弱,整个城镇体系的发展趋于相对平衡状态;其二,大、小城市“两极”贯通或许是增强城镇体系功能的有效途径。京津冀的空间格局优化不能仅仅考虑主要的、规模大的中心城市,而应该基于等级结构协调整个城镇网络体系。     

闽南三市城镇发展与地表温度的空间关系

基于厦门、漳州、泉州三市1996—2017年的Landsat遥感数据与夜间灯光数据,应用总体耦合态势模型及协调性模型探讨了城镇发展与地表温度的时空耦合规律,并运用标准差椭圆、双变量空间自相关及景观指数分析两者之间的空间响应规律,结果表明：1996—2017年,闽南三市表征城镇发展变化的夜间灯光与地表温度的空间分布呈现出与地形、区位等因素的空间耦合性。三市夜间灯光与地表温度的总体耦合态势不断加强,协调类型逐渐增多;城镇发展早期,夜间灯光对地表温度的影响存在滞后性,在城镇发展后期,夜间灯光则对地表温度的影响呈超前性;夜间灯光与地表温度呈正相关关系,空间溢出效应明显。夜间灯光对地表温度的正向影响逐渐加强,其与地表温度的HH、LL聚集不断扩张;HH集聚连片趋势明显。厦门的城镇发展对地表温度的影响更显著,而在泉州、漳州则较弱。本文可为闽南三市热环境优化提供科学指导。     

城市体系规模分布与空间分布的关系研究

运用位序-规模法则与最近邻分析,定量分析了1985~2011年间全国前300位城市的规模分布与空间分布的演变规律,并利用Granger因果关系检验对二者之间的相关性就行了研究。研究表明：（1）中国前300位城市市区非农业人口规模的分布符合位序-规模法则。从历年变化趋势来看, 规模结构指数Q值总体上呈现出“下降-上升-波动”的三阶段变化特征,说明人口集中与分散的各种驱动力量相互交织。（2）从空间分布类型来看,各年城市空间分布的R统计值虽然有较大的波动,但均远小于1,表现出明显的集聚分布模式,区域自然与社会经济条件及国家发展战略深刻影响着城市体系的发展及其空间分布。（3）在1985-2011年间,我国前300位城市的规模分布指数Q和空间分布指数R之间的变化趋势有着很大的一致性,由Granger因果关系检验的结果可以看出,中国城市体系的规模分布与空间分布之间存在着双向的因果关系。意味着城市在谋划自身的发展过程中,不仅要注重自身主观的积极作为,还需考虑到周边其他城市的影响,充分利用城市间的空间联系来强化自身发展。     

城市夜间灯光强度空间衰减规律及应用

夜间灯光强度是城市社会经济活动强弱的直观表征,通常随到城市中心距离增加而逐渐降低。但其空间衰减过程是否可以定量化、模型化,以及空间衰减规律关于城市形态的指示意义仍不明确。论文获取32个中国主要城市2012年和2020年NPP-VIIRS夜间灯光年度合成数据,以城市中心为圆心,计算同心圆圈层内平均夜光强度;受建设用地密度空间衰减函数启发,采用反S函数拟合城市夜间灯光强度空间衰减特征。结果表明：反S函数可以很好地拟合夜间灯光强度空间衰减特征,模型参数D和α的变化分别反映了城市扩张过程和形态变化。2012—2020年间,各城市半径(参数D)增长到1.1~3.6倍;城市规模较小的长春、银川和西宁经历的夜光亮度增长幅度最大,而东部沿海城市增长幅度较小。参数α的变化说明中国主要城市由夜间灯光反映的空间形态趋于紧凑。反S函数为刻画夜间灯光强度空间衰减提供了新工具,为测度城市扩张和形态变化提供了新指标。     

以建成区面积表征的中国城市规模分布

选择1990~2000年中国城市用地面积位于前200位的地级及地级以上的城市用地资料,把运用在城市人口规模上的位序-规模法则移植到城市用地上,分析了城市土地利用规模的变化规律。然后运用分形理论,阐释了城市用地的位序-规模曲线。结果显示：(1)以建成区面积作为衡量城市规模的指标,中国城市规模分布符合位序-规模法则,拟合曲线的判定系数都在0.95以上;(2)根据位序-规模曲线的形态,中国城市按建成区面积可分为3类：用地面积>200 km²的大城市,50~200 km²的中等城市和<50 km²的小城市;(3)城市建成区用地的位序-规模曲线有平行向前推进的特点,这为预测我国未来城市建成区用地规模提供很好的基础;(4)中国位于前200位的城市用地规模分布的均衡度不断增强,城市建成区用地规模总量持续增加。     

近六百年来长江三角洲地区城镇空间与城镇体系格局演变分析

基于历史文献、古地图和现代遥感数据,引入历史学古代城镇形态复原方法,复原（提取）明代以来长江三角洲地区113座城镇7个时间断面（1461年、1820年、1930年、1970年、1980年、2000年和2010年）下的城镇边界,采用扩张速率、扩张效率、首位度指数和位序-规模法则,分析了近六百年来区域城镇空间与城镇体系等级规模演变格局。取得以下研究结果：\mathrm{①}研究时段内,区内城镇用地总规模由205.98 km²增加到6442.19 km²,扩大了31.27倍;城镇扩张经历了萌芽阶段（明清时期）、起步阶段（民国至改革开放前夕）、成长阶段（改革开放至2000年）和加速阶段（2000—2010年）,城镇扩张速率不断加快,但扩张效率有待提升;\mathrm{②}在城镇等级规模空间格局上,明清时期南京与苏州为区内的一级城镇,民国后,上海逐渐取代其地位,从五级城镇发展成为区域核心城镇,四级以上城镇主要集中在长江干流沿岸和太湖流域,五级以下城镇大多集中在安徽;城镇体系呈首位型分布,城镇首位度较高,且改革开放后的城镇首位度较明清与民国时期要高,不同等级规模城镇之间差距扩大,大城镇优势较强。近30年,长江沿岸城镇发展加速,苏锡常都市圈、南京都市圈等逐渐形成并快速发展。     

京津冀城市用地形态的双分形特征及其演化

区域城乡一体化的标志之一是城镇体系结构的一体化,这个过程可以从标度的角度进行描述和评价。分形是标度分析的重要方法,地理空间无尺度分布特征的典型参数是分维。论文以京津冀城镇体系为例,利用遥感图像的解译数据和人口普查数据开展分形分析、位序-规模分布分析和异速标度分析,用以解释1995—2013年间京津冀城镇体系演化的过程。结果表明,京津冀城镇体系及其演化的特征有：①京津冀空间结构和位序-规模分布都表现为自仿射双分形结构;②京津冀区域的城市人口-城区面积异速标度退化为假线性关系;③随着城镇体系的演化,自仿射的双分形结构逐步向自相似分形结构演化。由此得出结论：其一,京津冀城镇体系存在结构性的不协调因素。其空间结构和等级结构具有二元化特征,但演化方向却呈现内在结构一体化的显著趋势。其二,大城市用地不够集约。城市边缘区的无序扩张导致土地利用铺张浪费。地方政府和规划专家可以有意识地利用城镇体系演化的这种特征和趋势制定管理措施和优化规划方案。