基于POI与NPP/VIIRS灯光数据的城市群边界定量识别

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)。     

基于空间分形特征的城市群实体空间识别方法

城市群是城市地理学的重要研究领域,对城市群的实体空间进行界定识别是研究城市群的前提和基础。城市群作为众多城镇的集群,前人对城市群的空间识别主要是以城市为单元进行的,缺少对识别单元空间形态的考虑。城市群实体空间的形态具有自相似性,空间分形特征可作为自相似性的表征工具,通过对空间分形特征的分析、识别及提取,可以实现对空间对象基于形态的客观测度。本文借鉴单个城市其边界的相关识别方法,从不同尺度的空间最小可识别单元出发,测度城市群城镇空间形态的分形特征,并据此提出了城市群城镇的客观识别方法。该方法利用城镇的空间分形特征识别归属于城市群的城镇,通过空间最小可识别单元的变化得到不同的城镇规模并获取城市群城镇的空间分形特征,再以此为基础对空间分形特征的存在范围进行识别,将其映射于空间最终实现对城市群城镇的识别,进而得到城市群在空间上的分布状况。本文将该方法应用于京津冀城市群,基于2016年Landsat卫星遥感影像,实现了对京津冀城市群构成城镇的识别,为界定城市群的实体空间提供了一次有益尝试。     

城市群视角下空间联系与城市扩张的关联分析

在城市群发展的不同阶段,城市扩张表现出不同的时空特征。从城市群视角研究城市扩张的时空规律,对于理解城市扩张与城市群网络化组织结构之间的复杂耦合关系具有重要意义。本文以长江三角洲城市群为例,基于交通网络、引力模型和空间句法模型,结合1980、1990、2000和2010年Landsat遥感影像提取建设用地扩张信息,计算城市扩张强度与速度指标;采用核心城市可达性与空间相互作用力强度分析城市的交通网络区位;采用空间句法模型计算城市交通网络的通达性和城市在城市群交通路网中的地位。结果表明：城市扩张强度与核心城市可达性、核心城市空间相互作用力强度、空间句法变量指标呈正相关关系。城市扩张速度与上述指标在第一阶段(1980-1990年)和第二阶段(1990-2000年)呈正相关关系;但在第三阶段(2000-2010年)整体表现为负相关,分布在城市群外围、交通路网联系程度较低的城市扩张速度更快,呈现出空间收敛的趋势。表明城市群中的城市空间联系在城市扩张中起到重要但又不断演变的作用,研究结果对于长三角城市群规划和其他城市群城市扩张调控具有借鉴意义。     

城市群-开发区-产业集群互动研究的理论思考

以相互作用理论为指导,系统解析了城市群-开发区-产业集群互动研究的总体思路、研究内容与研究方法。基于理论分析,提出城市群-开发区-产业集群是相互耦合的复杂网络系统,三者的互动研究应遵循互动影响因素分析、互动方式识别、互动机制揭示、互动强度与协调度测度、互动模式探讨和互动路径设计的分析框架,并采用多学科融贯的综合研究、大数据分析、GIS空间分析、多智能体和元胞自动机建模等方法进行研究。     

不透水地表盖度视角下中美城市群空间结构对比——以“京津冀”与“波士华”为例

将城市不透水地表盖度产品应用于城市群空间结构研究具有重要价值。本文基于多源遥感数据提取了“京津冀”与“波士华”城市群近40年（1972-2011年）亚像元级不透水地表专题信息,构建了城市群空间结构对比分析数据集;并引入引力模型和景观格局理论,利用引力指数、景观格局指数以及空间结构参数等,采用地理信息系统空间分析方法,从城市群与城市两个尺度对城市群空间结构进行了对比研究。结果表明：① “京津冀”城市群不透水地表快速增长,而“波士华”城市群较为稳定;② “京津冀”城市群空间结构经历了城市孤立发展阶段、双核心城市群阶段、城市群组阶段以及城市群网络化阶段,“波士华”城市群空间结构较为稳定,空间结构呈现出“点—轴”带状分布;③ 中国城市不透水地表盖度“高—高”聚集区呈现出典型团块状“摊大饼”形态,而美国城市呈现出一种“多中心集聚、分散成组”的态势;④ “京津冀”城市群生态、生产与生活用地不透水地表面积占比均高于“波士华”城市群。最后,基于两国城市群空间结构的对比结果,从空间布局优化角度对“京津冀”城市群的发展提出了初步建议。     

交通网络与城市群旅游地耦合协调演化研究

基于交通网络和城市群旅游地的双向视角,以长株潭城市群为典型案例地，构建城市群交通网络和旅游地的耦合协调演化的评价指标体系，利用综合评价法、耦合协调度模型等方法，分析二者耦合协调演化过程。结果表明：①长株潭城市群交通网络和旅游地发展水平呈协同上升态势，演化大致可以划分为两个阶段，发展水平差异呈倒“U”型下降态势。②城市群交通网络和旅游地发展空间格局均呈现出以长沙为热点区，其他城市为外围受辐射冷点区的空间格局特征，但内部空间格局的非均衡性仍然较大。③长株潭城市群交通网络和旅游地发展水平耦合协调度由“失调”阶段逐渐向“转型过渡”和“优化协调”阶段演变，长沙市一直处于高耦合协调的单极态势，中高耦合协调度地区趋于集聚于城市群东部旅游集散地，低耦合协调度区位指向远离旅游集散地的城市群西部地区。     

城市群、产业集群与开发区互动发展研究——以长株潭城市群为例

城市群、产业集群与开发区的协同发展是实现城市群地区可持续快速发展的重要手段。在已有文献研究的基础上,基于宏观与微观相结合的视角,梳理了城市群、产业集群与开发区三者之间的关系及互动机制。认为城市群是新型城镇化的主体形态,是产业集群和开发区发展的空间载体,城市群为开发区和产业集群发展提供生产要素、服务和市场;开发区是城市群的创新创业高地与产业集聚、集群发展的重要场所,是城市群的重要生产功能区;产业集群是产业发展的重要组织形式,是推动开发区和城市群发展的重要驱动力。产业集群与开发区共享着城市群的资源与服务,开发区通过产业集聚与创新,产业集群通过产业链延伸、耦合与创新,与城市群形成生产要素、市场交易、创新与服务等方面的多维度相互作用,最终实现三者的协同发展。基于城市群、产业集群与开发区规模、结构、职能和创新等4个方面的17个指标,采用典型相关分析法,以长株潭城市群为案例区,对城市群、产业集群与开发区两大变量组进行了互动因素与强度的量化分析,结果表明：① 长株潭城市群、产业集群与开发区已形成有效互动。其中,城市群通过经济规模、城市结构、创新投入与产出、服务职能的发展,促进产业集群的经济规模、产业集聚、经济效益与产业创新,以及开发区的建设品质、产业集聚与产业效率的发展。开发区通过产业集聚与创新效率的提高,产业集群通过产业规模、效益协同开发区效率的提升,强化了城市群规模、结构、创新与职能的发展。② 长株潭城市群通过经济规模、结构、创新与服务四类因子,对产业集群与开发区产生了全面的促进作用,但产业集群与开发区并未完全协同地促进城市群发展。③ 要进一步提升产业集群的效益与开发区的效率,加强其对城市群发展与繁荣的支撑作用,全面实现三者的多维良性互动,提高城市群的核心竞争力。     

城市群的边界效应与边界地区发展

在城市群主导区域发展的空间背景下,城市群间的相互作用已形成一种新的边界地区。提出城市群间相互作用的边界效应模型,并重构了边界地区的发展阶段。以武汉城市圈-中原城市群及信阳市为对象进行实证研究,结果表明:边界效应模型能够测度城市群间相互作用对其边界地区的可能影响;现阶段,武汉城市圈与中原城市群间的相互作用为信阳市发展提供了较大的介入机会,但尚未形成显著的边界效应,可能原因是信阳市自身的介入能力不足,说明边界效应是外部介入机会与内部介入能力耦合作用的结果;与此相对应,信阳市总体上仍处于地方化主导的发展阶段,推进区域化进程将是其未来发展的战略选择。研究结论能够为城市群间的相互作用及其边界地区发展提供借鉴和启示。     

城市群空间发育范围识别方法综述

城市群既是城市区域化的重要表现形式,也是区域工业化和城镇化发展到高级阶段的标志性产物。本文基于城市群多元化的概念演进历程,以城市群识别的技术方法和手段为主线,详细梳理了国内外学者对城市群发育范围划分和界定的研究历程,认为"概念本质的认识、界定标准的设定、最小分析单元的选用和识别方法的选择"是学术界对城市群空间范围识别难以共识的主要原因;理清了城市群空间发育范围识别和界定的研究脉络:以美国都市区划分为代表的传统社会经济指标法影响深远,奠定了西方国家关于城市群发育范围识别和界定的研究基调;采用引力模型对中心城市辐射范围划分成为当前中国城市群发育范围划分的主流;在明确识别对象的基础上,以GIS空间分析技术为手段,综合指标和模型多种方法为一身的集成模拟法,代表了城市群空间发育范围识别和界定研究的未来趋势。     

北部湾城市群综合交通网络一体化分析与评价

北部湾城市群作为我国西部陆海新通道、海上丝绸之路的重要门户,地理位置极具战略性和特殊性,精准谋划北部湾城市群交通一体化发展蓝图,对于北部湾城市群向国家级城市群迈进具有重要战略意义.该文以北部湾城市群综合交通路网为研究对象,基于空间句法,对北部湾城市群路网拓扑性和节点城市交通控制力强度进行多尺度形式一体化评价,并结合GIS高级空间统计、交通需求量预测以及城市研究重力模型,进行城市群功能性特征指标量化分析.总体上,该研究从"形式+功能"角度对北部湾城市群多模式交通网络现状及演化特点进行解读与发展研判,旨在深化对北部湾城市群交通立体网络结构现状的认知,辅助提高对北部湾城市群未来交通政策研制、基础设施规划建设和通道枢纽节点协调布设等重点工程的决策把控.研究结果表明,北部湾城市群多层次多节点层级体系清晰,"一湾双轴、一核两极"发展框架基本明确,区域间城市组团格局初步形成.     

哈长城市群核心-外围结构及发展阶段判断研究

以哈长城市群为例,从“核心-边缘”理论视角出发,将哈长城市群空间结构划分为核心区和外围区,然后运用模糊综合评价法,分析评价哈长城市群发育程度,判断哈长城市群发展阶段水平,并探讨哈长城市群成长策略。研究结果表明：哈长城市群空间结构具有“3核心-外围区”空间结构特征,发展阶段处在雏形发育的末期阶段。哈长城市群需要加强中心城市建设,促进人口与经济要素集聚,加强区域经济合作和区域基础设施建设,促进城市群的一体化发展。     

城市群空间结构效益评价与优化研究——以长株潭城市群与环洞庭湖城市群为例

从城市群规模效益、距离效益和空间联系效益3个方面出发,运用ArcGIS和城市相互作用强度模型对长株潭城市群和环洞庭湖城市群空间结构效益进行评价比较分析。结果表明：环洞庭湖城市群在外在规模上具有相对优势,具体表现为人口规模、空间规模以及城市数量较大,但城市群的紧凑度不高,城市规模等级结构优势不够明显,空间可达性较差,重要城市之间的空间联系不够紧密,呈现“大而散”的特征;相对而言,长株潭城市群城市数量、人口规模及用地较小,但其紧凑度及规模效益较高,城市规模等级结构优势度相对较高,可达性较好,重要城市之间的空间联系较为紧密。在此基础上,以实现城市群空间结构效益最大化为目标,构建了以长沙为中心城市的“一心两圈三轴”结构体系。     

城市群视角下中国人口分布演变特征

以“十三五”提及的19个城市群为研究对象,采用第五、第六次全国人口普查的常住人口数据,引入重心模型、空间自相关、泰尔指数等研究方法,从城市群视角分析中国人口分布的演变特征。结果表明：① 2000-2010年中国城市人口密度、自然增长率、流动人口、常住人口的空间演变与城市群的分布、发展密切关联;全国常住人口的空间分布重心朝东南方向移动;城市群是全国人口密度和人口总量增长的高值区,是人口自然增长率的低值区;全国集聚或扩散的人口流量较大的城市主要位于城市群内。② 10年间城市群内外地区的人口密度差异均呈扩大趋势,城市群的发展使人口大量流入城市群或其核心城市,城市群内的人口分布不均衡程度加剧,成为全国人口密度差异进一步扩大的主要原因。③ 中国城市群发展水平差异较大,处在不同发展水平的城市群表现出不同的人口集聚和扩散效应;处于发展水平较高的城市群主要位于东部沿海人口稠密地区,对人口有较强的吸引力,人口呈现总体集聚的特征,且逐步形成一定的等级结构。人口较稀疏的中西部地区的城市群大多仍处于发展水平较低阶段,对人口的吸引力较弱,人口呈现核心集聚边缘扩散的特征,城市体系结构尚未稳定。     

产业集聚与城镇空间格局的耦合关系及时空演化——以长三角区域为例

产业集聚与城镇空间格局的变动之间存在着密切的联系。针对两者之间的耦合关系及时空演化问题,构建区域产业集聚与城镇空间格局演化综合评价指标,并利用1990—2016年长三角区域16个城市的统计数据,基于面板回归模型和空间重心模型探究两系统之间演化的互动作用关系和时空演化。结果表明：长三角区域的产业集聚与城镇空间格局间存在较显著的耦合关系;长三角区域各市区的耦合协调度及空间匹配度均稳步提升,但长三角区域耦合协调发展程度不够均衡,长三角南部的耦合协调的发展程度稍弱于长三角区域北部的发展;在近几十年的发展中,长三角北部地区逐渐形成以上海-南京为轴线的耦合协调发展区域,整个长三角区域的耦合协调则呈现“Z”字形特征。     

旅游建构城市群“乡土—生态”空间的理论框架及研究展望

城市群“乡土—生态”空间是国土空间的重要组成部分和城市群空间的有机组成部分,是城市群优化城乡空间结构、维持传统人文活动、传承地域历史文化、维系生态系统健康的战略空间。关注旅游建构城市群“乡土—生态”空间的过程、格局和机制对满足国家战略需求和旅游地理学科建设具有重要意义。系统梳理城市群空间、旅游发展影响、城市群“乡土—生态”空间基本属性等研究领域的相关成果,发现已有研究对城市群内部及周边的边缘地带关注不足,有待进一步探索和诠释新的功能地域空间;对旅游显著影响中国经济社会空间的事实关注不够,有待进一步强化旅游助推中国现代化经济体系建设、生态文明建设、优秀传统文化传承创新的典型“空间性”研究;对城市群“乡土—生态”空间的利用方式关注较少,有待进一步开展城乡空间利用和城乡关系演变研究。研究认为,以旅游作为新的产业路径、新的利用方式科学引导主体功能区规划落地,推动城市群“乡土—生态”空间转型升级,发挥旅游在城市群空间结构优化和城市群可持续发展过程中的作用是探索国土整治与国土空间优化中国特色道路的重要举措。在构建旅游建构城市群“乡土—生态”空间的“三阶段”理论假说的基础上,指出未来应该重点开展的研究内容：遵循“过程—格局—机制—效应”的研究路线,探讨旅游建构城市群“乡土—生态”空间的实践路径,提出旅游建构城市群“乡土—生态”空间的政策保障体系研究的技术路径,探索旅游建构城市群“乡土—生态”空间在不同尺度空间上的一般特征和规律。     

东北地区要素空间集聚与不平衡发展研究

基于2000—2017年东北地区县域尺度生产要素与GDP数据，借助空间分析法，考察东北地区要素集聚与不平衡发展的时空特征和空间关系。结果表明：① 2000年以来，东北地区要素集聚度总体呈下降趋势且区域差异缩小，经济发展水平呈持续上升趋势且区域差异逐步缩小。② 要素空间集聚与经济发展水平由以中心城市为主的高值区，逐渐演变为以中心城市为核心，及其临近地域组成的城市群高值集聚区。二者空间耦合性较好，形成了中南部地区要素集聚与经济发展的空间高度一致性；但北部地区存在显著的空间错位，特别是北部地区的鹤岗、伊春等市的市辖区虽然要素集聚度高于其他地区，但经济发展水平却处于中低水平。可以看出，以哈长城市群和辽中南城市群为主的城市群，正日渐成为东北地区经济发展的核心带动区。③ 区位差异、偏向城市的发展政策，以及产业转型升级等因素共同作用，主导了东北地区要素集聚与不平衡发展的空间分异。     

我国城市群整合发展的基础与实践

目前, 我国许多城市群还没有形成以城市集群为支撑的有整体竞争实力的地域实体, 区 域协调机制还没有从根本上建立起来。为了解决这个严重制约城市群发展的问题, 必须走整合发 展的道路, 整合发展是城市群战略的重大课题。城市群的整合发展要树立正确的科学理念, 充分 吸取国内外相关研究的宝贵启示。整合发展的理论基础分核心理论和基本理论, 前者有竞争优 势、空间相互作用、空间发展和区域协调理论等, 后者有系统、现代经济增长、可持续发展和区域 创新理论等。城市群的存在、城市群的要素和城市群地区的城镇化是整合发展的现实基础, 涉及 城市群存在状态的演进及其广域存在价值, 资源秉赋、整体实力、产业结构、交通通信和核心城 市, 城镇化的综合水平和面临的主要问题等。城市群整合发展的实践包含6 个方面的内容: 城市 竞争力整合、城市体系整合、产业整合、空间整合、城乡生态环境整合和发展的支撑平台整合。     

环渤海地区城市密集区的空间识别与集聚特征

在探讨城市密集区内涵和特征的基础上,以环渤海地区118个城市为研究区域,通过空间识别确定了6个城市密集区范围;利用城市GDP和人口数据,借助Theil系数、城市基尼系数和首位城市集聚度等方法,从空间差异、集聚程度和集聚效应三方面对城市密集区的集聚特征进行探究。结果显示:(1)以城市等级和社会经济数据为筛选标准确定了北京、天津等7个中心城市、38个标准市和77个其他城市;(2)以2 h通行时间确定了以京津、石家庄、沈阳、大连、济南和青岛为核心的城市密集区范围;(3)Theil系数表明环渤海地区整体差异较小,其中城市密集区区内差异大于区际,内部差异对整体差异的贡献率超过91%;(4)集聚类型划分中,京津地区属于强单中心,沈阳、大连和青岛地区属于弱单中心,济南和石家庄地区被归入弱多中心类型;(5)京津城市密集区强大的集聚效应破坏了"石家庄—黄骅"的双核结构链,重新构建了区域的经济结构格局。