转型期京津冀城市群空间扩展格局及其动力机制研究——基于夜间灯光数据方法

针对中西方城市群空间扩展路径研究的争论,以京津冀城市群为例,运用夜间灯光数据,采取扩展强度指数、空间关联模型、多维驱动力分析模型,定量揭示了城市群时空扩展路径及其动力机制。结果表明：① 1992-2012年,京津冀城市群时空扩展呈现以京津唐为核心的中心集聚扩展模式,保定—衡水—石家庄之间的“三角地带”成为城市群空间扩展的冷点区;② 城市群空间扩展虽然已经出现了扩散势头,但向心集聚的惯性作用力依然强大;③ 城市群时空扩展的动力机制表现出以市场力为主要驱动因子的特征,行政力、外向力和内源力对城市群空间扩展的影响作用依次递减,从城市群空间扩展的驱动力演化趋势看,市场力、行政力、外向力的影响呈现上升趋势,而内源力的影响系数则呈现下降趋势。最后,提出降低行政干预、构建市场主导机制、强化内外双向开放、推动产业升级政策建议,促进城市群空间结构持续优化。     

转型期京津冀城市群空间扩展格局及其动力机制——基于夜间灯光数据方法

针对中西方关于城市群空间扩展路径研究的争论,以京津冀城市群为例,运用夜间灯光数据,采取扩展强度指数、空间关联模型、多维驱动力分析模型,定量揭示了城市群时空扩展路径及其动力机制。结果表明:1 1992-2012年京津冀城市群时空扩展呈现以京津唐为核心的中心集聚扩展模式,保定—衡水—石家庄之间的"三角地带"成为城市群空间扩展的冷点区;2城市群空间扩展虽然已经出现了扩散势头,但向心集聚的惯性作用力依然强大;3城市群时空扩展的动力机制表现出以市场力为主要驱动因子的特征,行政力、外向力和内源力对城市群空间扩展的影响作用依次递减,从城市群空间扩展的驱动力演化趋势看,市场力、行政力、外向力的影响呈现上升趋势,而内源力的影响系数则呈现下降趋势。最后,提出降低行政干预、构建市场主导机制、强化内外双向开放、推动产业升级的政策建议,促进城市群空间结构持续优化。     

基于夜间灯光数据的呼包鄂城市群空间扩张特征及驱动力研究

为了揭示呼包鄂城市群时空演化特征和主导因素并明确其所处发展阶段,利用夜间灯光数据提取城市群1997年、2002年、2007年、2012年和2017年5个时期建成区轮廓,运用规模扩张指数、重心偏移模型和景观格局指数对其扩张过程、扩张方向和空间格局特征进行量化描述,在此基础上构建驱动力模型,探究其时空扩张驱动力。结果表明:(1)呼包鄂城市群呈现“先快后慢、先强后弱”的中心圈层式扩张的空间形态演变特征;(2)扩张方向上呈现“顺势转移、逐心而动”和“大幅东进、加速南移”的空间重心迁移特征;(3)空间格局上呈现核心-边缘分布以及“由极化转向集聚”的组织结构特征;(4)动力机制上以行政力和内源力平行驱动为主,市场力和外向力对城市群空间扩张影响作用依次递减。区域城镇化进程较快,总体处于快速发展的低级一体化阶段。     

京津冀都市圈建设用地格局与变化特征研究

基于2000、2010年京津冀都市圈30 m分辨率的地表覆盖数据,提取出建设用地数据信息,运用空间统计分析、空间自相关、土地类型转换及景观指标测算的方法,从规模变化、空间变化和景观格局变化的角度,揭示京津冀都市圈建设用地的空间格局及时空变化特征,并通过多元回归模型对影响建设用地变化的驱动因素进行分析。结果表明:2000年~2010年间,在京津冀一体化发展战略背景下,伴随产业升级与产业转移的快速发展,京津冀都市圈建设用地规模经历了快速增长,高密度区县数量及其空间集聚性均呈显著上升趋势;空间变化的非均衡性和两极分化特征明显,整体沿北京—保定—石家庄、北京—天津、唐山—天津—沧州三条轴线扩展,同时京津唐地区的组团扩展和网络扩展特征日趋明显,呈现"中心—外围—边缘"的圈层式结构;景观格局的空间分散态势有所增加,各区县建设用地紧凑度指数较低,变化程度较小,建设用地的斑块变化具有一定的粗放性和无序性。运用多元回归对建设用地变化的驱动因素进行分析发现,人口、GDP和固定资产投资是影响京津冀都市圈建设用地的主导因素,其中人口是影响两期建设用地扩展的主导因素。     

京津冀城市群多情景空间演化模拟北大核心CSCDCSSCI

京津冀城市群是中国经济发展三大引擎之一,随着京津冀协同战略的深入推进,其空间拓展呈现出新趋势与新动力。首先,集成约束性元胞自动机、空间聚类、Logistic回归、时间迭代等算法,构建出以地理分区、宏观预测和微观分配为核心的多情景空间演化模型。然后,利用京津冀2000-2013年及规划预测的用地、交通、城镇、生态和社会经济等数据,进行模型参数识别与模拟效果验证,并从交通引导、城镇辐射、经济发展等定量揭示城市群地域空间演化的动力机制。最后,从城镇化发展速度、生态保护格局和规划政策引导三大角度进行多情景模拟,总体呈现城镇扩展速度减缓、京津用地疏解效应明显和交通引导趋势加强等特点,且主要沿京津、京保石、京唐秦和京张四条发展轴扩展。2014-2030年新增城镇建设用地共3851 km^2,年均增长量226.5 km^2,远低于2000-2013年的339.7 km^2;其中,京津两地新增用地占比由42%下降到26%,保定和廊坊则成为未来城镇扩展的主力军,四市总增量占比达56%。     

京津冀城市群多情景空间演化模拟

京津冀城市群是中国经济发展三大引擎之一,随着京津冀协同战略的深入推进,其空间拓展呈现出新趋势与新动力。首先,集成约束性元胞自动机、空间聚类、Logistic回归、时间迭代等算法,构建出以地理分区、宏观预测和微观分配为核心的多情景空间演化模型。然后,利用京津冀2000-2013年及规划预测的用地、交通、城镇、生态和社会经济等数据,进行模型参数识别与模拟效果验证,并从交通引导、城镇辐射、经济发展等定量揭示城市群地域空间演化的动力机制。最后,从城镇化发展速度、生态保护格局和规划政策引导三大角度进行多情景模拟,总体呈现城镇扩展速度减缓、京津用地疏解效应明显和交通引导趋势加强等特点,且主要沿京津、京保石、京唐秦和京张四条发展轴扩展。2014-2030年新增城镇建设用地共3851 km~2,年均增长量226.5 km~2,远低于2000-2013年的339.7 km~2;其中,京津两地新增用地占比由42%下降到26%,保定和廊坊则成为未来城镇扩展的主力军,四市总增量占比达56%。     

1980—2020年粤港澳大湾区城镇用地空间格局类型演变及其驱动力多维探测

深入研究1978年改革开放以来粤港澳大湾区城镇用地空间格局类型,探索土地城镇化多维和交互驱动机制,对推进粤港澳大湾区建设,打造世界级城市群具有重要意义。本文基于模糊聚类,从规模、形态和分布3个维度划分和定义粤港澳大湾区城镇用地空间格局类型,利用地理探测器测度城镇用地空间格局多维变化驱动力及其交互作用。结果表明：① 粤港澳大湾区城镇用地空间格局类型包括分形/复杂大面积型、分形小面积型、复杂小面积型、简单小面积型和散布型5种类型,城镇用地规模和形状复杂性具有一定的正相关性,2010年后用地规模趋于稳定,形态的规则性和紧凑性得到优化,分布集中。② 人口、GDP、地方财政收入、固定资产投资额和路网密度等社会经济因素对城镇用地面积和形态变化影响显著,核心城市对城市群发展的牵引作用在2000年后得以显现。2010—2020年各影响因子对城镇用地面积、分布和类型变化的作用差异有所减弱,但社会经济因素对形状特征的影响力上升。③ 城镇用地面积特征变化的影响力交互作用最为多样,表现有非线性增强、协同增强、单因子减弱和非线性减弱4种类型;对形状、分布和空间格局类型变化的影响力交互作用主要表现为协同增强和非线性增强。核心城市牵引力、路网密度、河网密度与多数因子交互产生“1+1>2”的效果,反映出城市群核心区位、交通优势对城镇用地扩展的强烈推动作用。     

城市群创新网络的空间演化与组织 ——以京津冀城市群为例

京津冀城市群协同发展作为国家战略,如何实现协同创新是城市群协同发展的关键。通过创新系统主体授权专利合作,研究京津冀城市群的创新联系,揭示京津冀城市群创新网络的空间组织和演化特征。结果表明:京津冀城市群创新网络经历了初级发展阶段(2000—2005年)、增强发展阶段(2005—2010年)和扩展与快速发展阶段(2010—2015年)。从空间发展角度来看,北京、天津是京津冀城市群的创新中心,在网络中具有较强的控制力与自主创新能力,京津冀城市群逐步形成"双核+多节点"的创新网络格局。围绕主要城市的创新,京津冀城市群创新网络形成一些小组团创新网络结构。     

海湾型城市建设用地扩展的时空动态特征及驱动力研究——以厦门市为例

解译了厦门市1986~2007年6个时间点的遥感影像,提取建设用地斑块,借助ArcG IS9.0空间分析模块和空间统计功能,进行缓冲区分析。通过绘制建设用地类型扩展量曲线图,分析波峰-波谷时空变化,结合同期自然和人文因素的变化,揭示建设用地扩展的驱动力。结果表明:①自然因素和人文背景影响城镇用地扩展的基本格局;②社会经济实力积累推动建设用地空间分布的演变;③城市化和工业化相互作用快速推动建设用地的扩展;④政策因素多层次地影响建设用地的时空变化。     

黄河下游滩区周边城镇空间扩展特征与驱动机制

在区域一体化及黄河流域生态保护和高质量发展战略背景下,黄河下游滩区将承担更加多元的生态与社会功能,滩区周边城镇空间进入新的快速成长期。基于城镇空间扩展差异指数、紧凑度、相关维数的定量测算探析2000—2020年黄河下游滩区周边城镇空间扩展格局及形态特征,在此基础上耦合随机森林回归算法与重心-时空地理加权回归（GTWR）模型,采用“主成分分析-重要性判断-驱动空间识别”的分析方法对城镇空间扩展时空变化进行驱动机制的多维度解析。结果表明：(1)黄河下游滩区周边地区城镇空间呈圈层式扩展,时空分异与空间溢出特征显著;2005—2010年为高速发展期,此后众多城镇空间重心向靠近黄河与中心城市方向迁移,局部地区城镇空间沿河流方向轴向拓展,区域一体化发展不断加强。(2)研究范围内城镇空间形态在波动变化中不断演进,经历了多点集中式扩展-局部线性蔓延-组团化协同发展的变化过程,城镇间联系日趋紧密,簇群结构日渐完善。(3)社会经济、产业结构、自然条件构成了滩区周边城镇扩张的内驱力,政策战略与水利工程形成了城镇发展的外驱力,二者耦合协同推动滩区周边城镇扩展格局与空间形态的不断变化。社会经济与产业结构是城镇扩...     

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。     

长江中游城市群空间结构演变历程与特征

城市群空间结构反映了城市群中城市的等级结构、职能结构和联系形态,代表了城市群在一定时间范围内的扩张模式与发展特征。本文选取中国首个获批复的国家级城市群——长江中游城市群作为研究对象,收集其1990—2019年的LULC、Landsat等图像资料以及城镇人口等数据,通过空间数据库构建、方格网系统建立、城镇扩张程度计算、扩张玫瑰图构建,从宏观、微观层面研究了长江中游城市群1990—2019年的空间结构演变历程及特征,并按照历史发展特征及规律,对2025年、2030年的发展态势进行情景分析。结果表明：① 1990—2019年长江中游城市群的空间结构经历了“三中心”到“一核双心多组团”,再到“双核多心多组团”模式的历程。作为“双核”的武汉城市圈、长株潭城市群已发展为巨型核心,在2020—2030年期间将继续扩张,成为面积达2000 km²和1500 km²的超巨型核心。而南昌规模相对较小,将继续作为辐射江西的区域发展中心。目前已形成了襄阳、宜昌、荆州、常德、衡阳、九江、上饶等7个发展次中心,在未来有望进一步增加。② 在发展历程中,逐渐形成了长江沿线、武汉—长沙、武汉—南昌、南昌—长沙4条城镇化发展主轴和多条发展次轴,但由于缺乏强有力的边界枢纽和桥头堡,轴线对城市群的辐射带动作用有待进一步提升。③ 城市群发展存在一些问题,包括武汉城市圈与长株潭城市群的核心极化作用过强并出现连绵发展趋势、江西缺乏强有力发展核心、城镇建成区过度集中导致环境问题等。亟待从控制核心扩张速度、培育新的区域中心、强化轴线功能等方面进行调控和优化。     

文化产业成长对城市空间形态演变的影响——以西安市核心区为例

基于扩展强度指数、等扇分析法、核密度分析及空间句法等方法,运用1998年、2008年、2018年3个时期的文化产业企业地理数据、夜间灯光数据及城市道路网轴线模型分析西安市核心区文化产业空间成长与城市空间形态演变的特征,探究二者空间关系与作用机制。结果表明：① 西安市核心区文化产业沿“东北-西南”走向扩展,其空间集聚格局逐渐由“单核”“一带两核”向“一轴一带两核”演变。② 核心区城市外部空间形态沿“东北-西南”走向扩展,内部空间形态由“团状单核”“条带状主次双核”向“团带状双核”演变。③ 核心区文化产业成长与城市空间形态演变呈显著的关联性,即不同时期二者空间扩展方向基本一致,空间形态格局演变高度耦合。④ 核心区文化产业先导型发展模式推动城市外部空间形态的扩展,而填充型发展模式,包括在城市建成区的空间扩展与向既有产业集聚区的持续集聚推动着城市内部空间形态的优化。研究对完善文化产业空间研究体系,提升产业空间支撑城市空间转型的协同度方面具有重要意义。     

基于城市流和层级性的城市群扩展模型构建

城市群是具有网络关系与层级性的区域空间,一直是中国推进城镇化与区域协调发展的主体单元。本文综合考虑城市群的网络与层级性特征,运用城市流刻画城际网络交互作用,采用分层广义线性模型（HGLM）揭示城市群分层驱动机制。同时,选取长江中游城市群开展实证研究,通过与元胞自动机（CA）耦合,构建HGLM-CA模型模拟城市群空间扩展。将模拟结果与Logistic-CA模型、BBO-CA模型进行比对,据此评析HGLM-CA模型的优劣与改进方向。实证结果表明：城市群空间扩展是多层驱动因素共同作用的结果,城市流不仅会推动城市群空间扩展,而且对元胞层因素起到重要的调节作用,使之具有城际分异性;HGLM-CA模型相比Logistic-CA模型模拟精度更高,说明顾及城市流与层级性的城市群空间扩展模拟结果更为精准;与智能模型BBO-CA相比,HGLM-CA模型模拟精度较低,但其便于从层级性角度把握城市群空间扩展机制。     

Exploring spatial-temporal change and gravity center movement of construction land in the Chang-Zhu-Tan urban agglomeration

Urban agglomeration is caused by the continuous acceleration of the urbanization process in China. Studying the expansion of construction land can not only know the changes and development of urban agglomeration in time, but also obtain the great significance of the future management. In this study, taking Changsha-Zhuzhou-Xiangtan (Chang-Zhu-Tan) urban agglomeration in Hunan province as a study area, Landsat images from 1995 to 2014 and Autologistic-CLUE-S model simulation data were used. Moreover, several factors including gravity center, direction, distance and landscape index were considered in the analysis of the expansion. The results revealed that the construction area increased by 132.18%, from 372.28 km² in 1995 to 864.37 km² in 2014. And it might even reach 1327.23 km² in 2023. Before 2014, three cities had their own respective and discrete development directions. However, because of the integration policy implementation in 2008, the Chang-Zhu-Tan began to gather, the gravity center moved southward after 2014, and the distance between cities decreased, which was in line with the development plan of urban expansion. The research methods and results were relatively reliable, and these results could provide some reference for the future land use planning and spatial allocation in the urbanization process of Chang-Zhu-Tan urban agglomeration.

     

北京城市边缘区非农产业活动特征与形成机制*

考察了北京主城边缘区的非农产业结构与空间特征,揭示了二者的交互演进过程:非农产业的发展是城市边缘区形成的重要标志,产业结构的升级促进了边缘区的圈层扩展和空间演进;边缘区的外移过程中,制造业具有稳定的优势,交运仓储、生产资料租赁等传统生产者服务业的优势也随之强化,但空间黏滞性较强的旅游、体育等行业则促进了边缘区产业结构的时相差异性。文章对城市边缘区"年轮式"的圈层扩展进行了定量实证分析,并将其实现的微观路径归纳为飞地式、轴向、填充式和外推式等四种扩展模式。城市规划、城郊高速公路和开发区建设、地价和综合环境的改善是城市边缘区产业空间演变的重要动力。城市空间优化和产业结构调整的结合是解决边缘区产业、空间和社会问题的有效途径。     

多中心城市群土地利用/覆被变化地学信息图谱研究——以长株潭城市群为例

多中心城市群具有交通网络发达、功能联系密切、空间多维复合等特征,其土地利用/覆被变化（LUCC）是一个相当复杂的过程。采用地学信息图谱方法,探索城市群LUCC数量结构与时空格局一体化耦合机理,研究用地变化与区域发展互动关系,有助于深入揭示多中心城市群土地利用时空演变规律,为同类城市群的国土空间规划和健康发展提供参考。本文以典型案例长株潭城市群为例,构建1995—2015年四个时期地学信息图谱,并耦合重心转移模型,在总体量化分析基础上,重点从城际与城乡视角深入解析城市群土地利用时空变化特征和一体化发展态势。研究结果表明：① 土地利用总体动态加速演变。四期建设用地扩张年动态度分别为1.06、4.10、2.21和7.39,转移强度动态增加,耕地和林地呈加速减少态势。② 城际与城乡地类图谱转移呈现多维演变。图谱“15（耕地→建设用地）、25（林地→建设用地）、45（水域→建设用地）”重心由株洲城区（Ⅰ 期）向长沙城区（Ⅱ 期和Ⅲ 期）再向湘潭城区（Ⅳ期）迁移,经历“相对均衡-长沙加速崛起-有机均衡”和“城市加速集聚-城乡相对均衡”演变过程。③ 近年来,城际转移强度差异缩小,转移结构分异增加,区域主体功能逐步凸显。同时,外围区县加速发展,城乡一体化水平明显提升。④ 城市群土地利用涨落势图谱与经济社会一体化发展高度耦合,同时耕地保护与高质量发展有待加强。     

行政边界对城市群交界地区土地利用变化的影响——以通州—武清—廊坊地区为例

由于各地资源禀赋差异和各级政府之间的复杂关系,城市群交界地区不可避免地存在经济社会发展上的矛盾和不平衡。已有研究揭示了行政边界效应在省域、城市群等不同尺度均普遍存在,且在不同阶段影响土地利用变化的程度大小不一,但多将行政边界转化为虚拟变量而非空间地理要素,不足以理解中微观尺度各种因素之间的复杂相互作用。论文旨在利用1985—2020年的中国年度土地覆盖数据集,以区县为单元,运用质心迁移、核密度分析和Logistic回归方法,分析京津冀典型城市群交界地区“通州—武清—廊坊(通武廊)地区”不透水面(ISA)的扩张机理并测度行政边界效应的影响。结果显示：① 不同行政区因资源禀赋和所处发展阶段的不同,城市用地扩张的速度和主要时期存在一定的差异;② 由于要素的高度流动,地理邻近的行政区城市扩张驱动要素表现出一定的相似性;③ 在不同区域分工水平下,行政界线的边界效应对城市用地扩张的影响表现出一定差异性。通过“强—弱”管控提高通武廊地区各要素协调水平,减少行政边界对地方之间资源整合的负面影响,对于实现京津冀城市群协同发展具有重要作用。     

行政边界对城市群城市用地空间扩张的影响——基于京津冀城市群的实证研究

作为静态的抽象地理要素,行政边界如何影响城市用地的空间扩张过程?以城市群为研究对象,从理论的角度出发,构造符合中国城市群发展历程的行政边界效应阶段模型,并根据城市群发育过程中行政边界对城市用地空间扩张的影响,将其分为四个阶段：隐形阶段、异化阶段、疏导阶段和消融阶段,分析不同阶段城市群城市用地扩张的空间特征和动力机制。研究以京津冀城市群为实证案例,采用趋同分析和β回归方程测度不同类型行政边界对城市用地扩张的边界效应。研究表明：行政级别跨度越大,边界效应越大,城市间城市用地扩张规模的差距也越大;行政边界对城市用地空间扩张的影响具有长期性和累积性的特点,时间越长,边界对城市用地扩张的影响效应越显著。为突破行政边界制约、合理划定城市开发边界、实现城市群城市用地理性扩张提供理论支撑和政策建议。     

基于重心-GTWR模型的京津冀城市群研究

Research into urban expansion patterns and their driving forces is of great significance for urban agglomeration development planning and decision-making.In this paper,we reveal the multi-dimensional characteristics of urban expansion patterns,based on the intensity index of the urban expansion,the differentiation index of the urban expansion,the fractal dimension index,the land urbanization rate,and the center of gravity model,by taking the Beijing-Tianjin-Hebei(Jing-Jin-Ji)urban agglomeration as an example.We then build the center of gravity-geographically and temporally weighted regression(GTWR)model by coupling the center of gravity model with the GTWR model.Through the analysis of the temporal and spatial patterns and by using the center of gravity-GTWR model,we analyze the driving forces of the urban land expansion and summarize the dominant development modes and core driving forces of the Jing-Jin-Ji urban agglomeration.The results show that:1)Between 1990 and 2015,the expansion intensity of the Jing-Jin-Ji urban agglomeration showed a down-up-down trend,and the peak period was in 2005-2010.Before 2005,high-speed development took place in Beijing,Tianjin,Baoding,and Langfang;after 2005,rapid development was seen in Xingtai and Handan.2)Although the barycenter of cities in the Jing-Jin-Ji urban agglomeration has shown a divergent trend,the local interaction between cities has been enhanced,and the driving forces of urban land expansion have shown a characteristic of spatial spillover.3)The spatial development mode of the Jing-Jin-Ji urban agglomeration has changed from a dual-core development mode to a multi-core development mode,which is made up of three functional cores:the transportation core in the northern part,the economic development core in the central part,and the investment core in the southern part.The synergistic development between each functional core has led to the multi-core development mode.4)The center of gravity-GTWR model combines the analysis of spatial and temporal nonstationarity with urban spatial interaction,and analyzes the urban land expansion as a space-time dynamic system.The results of this study show that the model is a feasible approach in the analysis of the driving forces of urban land expansion.