中国城市经济网络结构空间特征及其复杂性分析

通过对当前城市体系研究进展和分析方法的阐述与总结,结合统计物理中复杂网络分析 工具,采用GIS、Matlab 和数据库等技术手段,构建城市联系网络,一定程度上突破了传统的等级 或位序城市关系研究,最后以2003 年和2007 年的Top1、Top5 和Top10 网络(城市联系强度的最大 值、前5、前10 名所连接的城市)为例证进行实证研究。研究表明：① 可将中国城市划分为北方城 市区、长江城市区、南部城市区３大城市区,形成了“三极多核”的空间格局。全国城市网络的联 系方向主要集中在环渤海地区、长三角地区和珠三角地区的主要城市(如北京、上海、广州)。但 是,从三大地区内部差异来看,环渤海地区城市等级性明显,长三角地区和珠三角地区呈现多核 化发展趋势,即城市网络化发展加强。Top10 网络反映各个城市前10 名的联系方向有所分散,即 呈现“最大联系极化、联系广度分散化”的发展趋势;② 从Top5、Top10 网络与随机网络、空间邻 近网络的对比来看,中国城市的实际网络既具有空间邻近网络这种规则网络的高聚类系数,又 具有随机网络所拥有的稀疏、长距离连接特性,表现为高聚类系数和短路径的双重特性,呈现 “小世界”网络特征;③ 从聚类系数的纵向变化看,2007 年比2003 年的城市网络连接更加分散, 区域的开放程度正在提高;④ 2007 年的平均路径长度稍有下降,说明全国城市网络中城市联系 更为紧密,连接通道增多。     

基于复杂网络聚类的最优选址模型

最优选址在社会经济活动中非常重要。传统的网络聚类分析以空间两点之间的直线度量距离,而不是以空间最短网络路径作为聚类条件,无法找到复杂网络的最优选址中心。基于最短路径的复杂网络聚类模型,探索复杂道路网络中的最优选址。模型通过迭代法获取近似最优解,二分邻域分割法逼近最优解分布区,应用邻域下降法达到最优选址点。实验结果表明:本模型与穷举-Dijkstra算法相比,计算精度相当,计算速度提高了约23倍以上。模型以复杂网络聚类为基础推导,为复杂网络选址、聚类提供了一种新的理论与方法。     

世界城市网络研究方法论

20 世纪70 年代以来,随着全球贸易自由化的进程、多国公司逐渐确立了其经济全球化主要组织载体的地位以及国家决策权向城市的分散,国家作为独立的经济单元的重要性下降,国际竞争日渐被具体化为以城市为核心的区域间的竞争;城市作为经济单元的重要性迅速上升,成为全球治理体系中的重要行动者。作为全球经济的组织节点,世界城市按其在全球生产过程中的作用与地位的不同而构成具有一定经济控制能力和社会经济联系的网络体系。世界城市网络研究立足于世界/全球城市和世界城市体系中的城市间关系研究,经由基础设施、企业组织和社会文化等多个研究途径,以定量化的分析方式揭示了世界城市间的关系并探讨了世界城市网络形成的多重动力机制,是学术界对当代交通和通讯技术变革、企业组织变革及全球治理方式变革等对世界城市发展所施加影响的积极回应。最后,本文从城际关系秩序、空间组织逻辑、关系型数据的生产和获取、空间尺度和城市经济类型对城市网络的影响等5个方面探讨了世界城市网络研究对中国相关领域研究的借鉴和启示。     

交通运输网络的复杂性研究

通过分析复杂网络理论在航空、轨道交通(地铁和铁路)、城市交通(公交和道路)等中的应用,指出系统复 杂性是交通运输网络复杂性的根源,以及复杂网络分析方法中忽视地理空间性所引起的问题,即一般性地认为交 通运输网络为小世界网络或无标度网络。目前基于统计物理学的交通运输网络的复杂性研究多为拓扑化的理论分 析或数据建模,与实际网络结构特征及动力学机理仍存在较大差距。研究进一步指出,交通运输网络由需求网络、 组织网络、径路网络和设施网络四种网络结构组成,是一类具有“开放性”复杂系统的网络化复合结构。交通运输作 为一门实践应用性较强的学科,应围绕“理论→模型与方法→实践”模式前向性循环推进。综合分析复杂网络的理 论与实践情况,提出未来交通运输网络的复杂性研究的主要内容：①对交通运输系统的网络结构复杂性的基础认 识;②以地理空间特性为基础的网络复杂性分析;③基于组织与效率的网络结构复杂性分析及应用;④相互作用产 生的各种流与网络结构的互动关系;⑤网络局域结构特征及对广域结构的影响;⑥系统开放性对网络演化的影响。     

世界油料贸易网络演化特征及其影响因素

基于UN Comtrade公布的2011—2020年国际油料贸易数据,采用复杂网络分析法,研究世界油料贸易网络的演化特征,并通过QAP模型探究油料贸易网络的影响因素。结果表明：1）油料贸易网络具有良好的连通性和小世界属性,但整体网络密度及互惠系数相对较低,网络中各节点间的联系有待加强;国际油料出口市场高度集中,进口市场相对分散,贸易重心向以巴西为首的发展中经济体偏移;油料贸易网络存在核心―半边缘―边缘的圈层结构,核心成员国家主要集中在北美和南美地区,美国、巴西和阿根廷是主要的核心国家,对其他国家存在较强的影响力。2）经济规模差异、人均收入差异、人均耕地面积差异和陆地接壤对油料贸易具有显著的正向影响;制度距离和劳动力数量差异则存在显著的负向影响;地理距离在无权网络中与油料贸易负相关,而在加权网络中为正相关。中国虽是油料进口大国和消费大国,但油料进口来源过度集中,进口潜在风险较大。中国应调整油料进口国别结构,构建油料供应网络,深化贸易合作与利益融合,保障油料进口安全。     

基于GIS的宁夏路网空间特征研究

宁夏回族自治区作为我国唯一的省级回族集聚地区,是一个很独特的地理-人口-交通单元,也是连接华北和西北的重要节点.以宁夏的交通路网数据为基础,通过设置阻抗改进网络分析法,并结合成本距离算法和GIS空间分析计算2011、2017年和2023年的县(区)可达性,研究全区路网的空间结构特征,并提出路网发展的决策建议.研究表明:...     

城市道路网络特征对交通事故作用机理的研究进展

机动交通快速发展背景下城市道路交通安全问题日益严峻,道路网络作为影响区域交通流与居民交通出行行为的关键因素,对区域交通事故的数量、类型和空间分布具有重要影响。论文从道路布局形式与几何拓扑特征2个方面归纳总结城市道路网络特征对交通事故的作用机理,并通过梳理道路网络与交通出行行为的关系分析其对交通事故的潜在影响。研究指出,格网型、平行曲线型、回路尽端型等道路网络布局形式以及中心性、连通性等道路网络拓扑指标,对交通事故的类型、频率和严重程度的影响存在差异性和空间尺度效应;合理的交叉口密度、路网密度、街区密度等道路网络几何特征对于提升交通安全水平具有重要作用。未来研究需要进一步运用复杂网络理论刻画道路网络的结构、功能等特征,在控制居住自选择效应的基础上,从交通出行行为视角深入分析复杂道路网络对交通事故的作用机制与非线性影响,同时考虑道路网络特征与建成环境的潜在交互作用。     

流域地形景观系统的复杂网络描述

人工作用下流域地形景观系统研究是流域地貌水文研究的重要内容。该文采用复杂网络理论研究黄土高原丘陵沟壑区小流域系统,借助数字地形分析方法从DEM数据中提取网络要素,建立流域地形景观复杂网络模型;选取度、平均路径长度、集聚系数等指标,分析得到网络具有小世界特征,网络中度-度关联性呈现负相关性,负地形中沟谷网络呈现无标度特征;地理尺度对流域地形景观网络拓扑结构影响不大,在人工作用下的地形景观网络呈现平均度减小、集聚系数增大;网络中关键节点的变化影响着网络拓扑结构,改变了小流域系统的地貌水文特征。复杂网络理论为研究流域地形景观系统演化提供了一种新方法。     

基于空间句法的城市交通网络特征研究 --以安徽省芜湖市为例

加速的城市化进程迫切要求加强交通网络的规划与建设,而定量研究交通网络一直是城市研究中的难点,传统GIS空间分析功能在城市交通网络研究中也显不足。该文引入空间句法理论,提出通达能力CC1与集成程度CA两个新的变量,以安徽省芜湖市为例,将空间句法模型用于城市交通网络的定量化实证研究。结果表明,芜湖市交通网络通达能力空间分布呈环状特征,与该市经济发展、交通需求基本吻合,空间句法理论可以有效地定量研究城市交通网络以及空间形态。     

全球手机贸易网络演化特征研究

基于复杂网络方法,运用Pajek、Ucinet、Gephi等软件,构建全球手机产业贸易网络,探究2001-2016年全球手机产业贸易网络结构及其演化过程。根据研究发现全球手机贸易网络呈现稠密化发展趋势,网络整体遵循“核心-边缘”的圈层结构,结构内部不断演化和重组;全球手机贸易网络呈现由双核主导向多核演变,空间格局上形成由欧美日发达国家向东亚发展中国家的转移趋势;全球手机贸易网络的四大子群网络板块特征明显,且随着时间的发展而发生变化。     

基于公路网络的甘肃省城市旅游腹地研究

甘肃省旅游资源丰富,有3 个5A级和15 个4A级景区,但是由于受交通条件和经济因素的影响,旅游经济并不是十分发达.本文将城市地理学的腹地理论应用于旅游规划中,同时考虑中心城市旅游经济综合规模和公路交通条件,在GIS软件支持下,采用矢量数据的空间分析方法,以2009 年甘肃省14 个地级市州为研究对象,借助场强模型和哈夫模型,计算旅游经济的场强,进行城市旅游腹地的测定,发现场强随着距离中心城市和路网越远而逐渐减小,并且腹地多形成于中心城市周边,沿路网分布十分明显.然后将旅游腹地与市域行政区范围进行叠置分析,找出属于处于相同层次类型的城市,以期为增加全省旅游经济收入,全省城市旅游经济区划和旅游规划编制提供参考.     

基于共享单车轨迹的精细路网更新方法

城市道路数据的完整性和实时性是保障位置服务和规划导航路径的关键支撑。该文提出一种基于共享单车轨迹数据的新增自行车骑行道路自动检测和更新方法:首先,结合缓冲区方法和轨迹—路网几何特征检测增量轨迹;其次,基于分段—聚类—聚合策略提取更新路段,利用多特征融合密度聚类算法与最小外包矩形骨架线法提取增量道路中心线;最后,基于拓扑规则完成道路更新。以广州市共享单车轨迹为例,将该方法与传统栅格细化法进行实验对比,结果表明:该方法能有效更新道路网络,且在2 m和5 m精细尺度范围内提取的新增道路覆盖精度提升14%左右;在7 m尺度下精度达90%以上,在10 m尺度下精度达96%以上。     

珠三角公路通达性演化及其对城市潜力的影响

将空间句法模型与GIS结合,基于1990年、2009年公路网数据,定量分析1990年以来珠三角公路网通达性时空演变,进而探讨其对城市潜力变化的影响。结果表明：① 近20 a来,珠三角公路网拓扑连接等级差异趋于缩小、整体通达性显著提高,但核心区内部和外部路网发育差距趋于扩大;② 公路通达性总体上呈“核心-外围”结构,核心区范围不断扩大,至2009年以广-佛核心都市区、深-莞-惠都市区为最高,向外围逐渐递减,并形成了“∧”型高集成度轴线分布带及由此向外放射状延伸的态势;各等级公路轴线分布格局变化空间分异明显,公路网拓扑连接的区域不均衡性更加明显;三大地带公路通达性空间差异明显,中部最高且提高较快,东部次之但与中部差异趋于缩小,西部相对最低且与中、东部的差异进一步扩大;③ 公路网总体布局上智能性、可理解性有较大提高,但核心区外部公路智能度仍普遍较差;④ 公路通达性与城市潜力呈正相关性并得到增强,公路交通对城市潜力变化影响更加显著,但2009年仍属中度相关。     

基于城市群尺度的高铁列车与长途汽车网络结构比较

基于城市群尺度,以高铁列车和长途汽车作为2种交通方式代表,结合网络分析方法对比2种方式的联系格局和结构属性等。研究发现:①高铁列车在城市群之间的运输频次普遍较高,长途汽车的频次主要集中于城市群内部的运输线路;②各城市群的长途汽车网络已拥有一定规模,网络的成环率、结合度和连接率普遍高于高铁列车网络;③2种交通方式在不同城市群的发展差异较大,长三角和珠三角等城市群的2种网络都较为成熟发达,京津冀和成渝等城市群的长途汽车网络连通性明显优于高铁,北部湾等城市群的2种网络都有较大的发展空间;④高铁列车网络具有轴线结构特征,长途汽车则呈"核心-边缘"的网络结构,在具体城市群中两种网络结构又具有一定差异性。     

New Tricks with Old Maps: Urban Landscape Change,GIS, and Historic Preservation in the Less Developed World

This article presents a methodology for a more detailed investigation of urban landscape change in rapidly growing cities of the less developed world beyond typical macrolevel approaches. This research is an attempt to bridge the gap between traditional landscape analysis and geographic information science (GIS). The article presents the preliminary results from a pilot project in Zamalek, Egypt, highlighting the benefits and drawbacks of the two techniques. Rarely used to study the less developed world, these techniques are utilized to assess change within a portion of Cairo's urban landscape. Large‐scale historic maps and high‐resolution satellite imagery, combined with field attribute collection, are the major data sources in this applied landscape analysis. A motivating factor in the desire to examine landscape change at such a large scale is the need to create monitoring systems for historic preservation in cities of the less developed world.     

New Tricks with Old Maps: Urban Landscape Change,GIS, and Historic Preservation in the Less Developed World

This article presents a methodology for a more detailed investigation of urban landscape change in rapidly growing cities of the less developed world beyond typical macrolevel approaches. This research is an attempt to bridge the gap between traditional landscape analysis and geographic information science (GIS). The article presents the preliminary results from a pilot project in Zamalek, Egypt, highlighting the benefits and drawbacks of the two techniques. Rarely used to study the less developed world, these techniques are utilized to assess change within a portion of Cairo's urban landscape. Large-scale historic maps and high-resolution satellite imagery, combined with field attribute collection, are the major data sources in this applied landscape analysis. A motivating factor in the desire to examine landscape change at such a large scale is the need to create monitoring systems for historic preservation in cities of the less developed world.     

中国城市体系跨境网络结构特征——基于世界500强企业母子关系分析

为了认识中国城市体系跨境网络结构特征,以世界500强企业的母子企业间的内在关系视作城市之间的联系证据,建构中国境内城市与境外城市之2-模网络,从总体网络、内源网络和外源网络3个维度进行分析。结果表明:总体网络区域分布较广而差异大,网络要素总体上呈现位序-规模分布,又不同程度偏离"理想值";外源网络相对内源网络发育,并在城市构成上形成部分差异;外源网络度数中心度、核心-边缘分化特点显著,同时境内的上海、北京、广州、苏州等之间,境外的东京、首尔、新加坡、纽约等之间呈现显著的联系共享特点。     

基于无尺度网络的中国城市医疗网络分析

根据城市统计中存在大量属性数据的特点,基于无尺度网络方法,根据2002~2014年中国城市医疗统计数据变化的相似性来建立城市之间的联系,得到中国城市医疗软件网络和硬件网络。在对两个网络对比和测试分析后得到：① 中国城市医疗网络是由20%高度城市代表的具有圈层聚类结构的无尺度复杂网络。② 中国城市医疗硬件网络比软件网络复杂和稳定。③ 中国城市医疗网络的结构和功能主要由强关系城市决定,弱关系城市对网络没有实质影响。可见,以无尺度网络方法来分析城市网络可以发现很多隐藏的问题。