基于交通系统可达性的城市空间相互作用模型重构方法研究

为了对区域城市之间的空间相互作用进行定量化描述与计量,本文提出一种新的基于空间交通系统可达性的引力模型重构方法,将交通距离、运输量、运输能力、最短旅行时间等综合性因素纳入模型参数。城市间的距离不仅考虑了交通线的长度,还顾及两地客货运量的大小;模型系数也不是简单地设为常数,而是包含客运数量和货运能力比重,长途汽车、火车、航班和航运日均班次,以及两地最短旅行时间的变量。通过对山东省城市群进行实证分析,结果证明了该方法的合理性和有效性,能够用于城市（区域）间相互作用力的分析研究。     

中国滑雪场可达性及市场潜力测度

利用可达性分析方法与潜力模型对中国滑雪场空间分布格局与市场潜力进行了系统分析,全面认识了滑雪场在交通可达性方面的优劣势,并针对不同区域提出了相应的发展或改进方向.研究表明:中国滑雪场距离城市中心的平均最短旅行时间为1.24 h,南方可达性普遍较差,北方同一城市内部差异较大.全国各城市到达某一滑雪场的最短时间呈圈层式分布...     

基于引力模型的区域创新产出空间联系研究——以浙江省为例

以浙江省为例,分析与探讨基于引力模型的区域创新产出空间联系。根据最大引力线数量与区域创新产出联系总量确定了区域创新产出空间联系的中心城市,并结合断裂点公式测度了中心城市的创新产出辐射范围。研究发现,与2005年相比,2011年各县、市区的区域创新产出联系量与区域创新产出联系总量有明显增加,但区域创新产出联系的空间格局并未有显著变化,联系密集区主要集中于杭州、宁波两地;二、三级节点城市发生明显变化,而杭州市辖区始终是浙江区域创新产出联系的中心城市;中心城市辐射区范围增大,除宁波市辖区外,中心城市对节点城市的辐射效果均略有增强。基于此,提出加大区域创新投入,优化创新环境,完善城市、县市间道路建设,加强信息发展,缩短区域之间的硬距离与软距离,增强区域创新产出的空间联系等政策建议。     

中心城市对非中心城镇规模影响的定量分析

定量分析城镇体系内中心城市和两地间距离对非中心城镇规模的影响是现代城市空间研究的前沿课题。本研究借助城市自身发展指数模型和中心城市对外影响扩散模型,分别构建了单中心体系的中心城市对非中心城镇规模影响模型和空间距离对非中心城镇规模影响模型,将简化后的模型用于重庆市区(县)城镇规模数值计算与影响分析。结果表明:非中心城镇的规模取决于自身内在的发展和来自中心城市的影响。重庆中心城市对非中心城镇规模的影响约占非中心城镇规模的1/3,两地间距离对非中心城镇规模的影响约占非中心城镇规模的1/4。     

高铁网络下中国城市可达性演变特征 ——基于铁路客运旅行时间的分析

利用城市间铁路客运最短旅行时间,基于2008年和2017年城市经济和人口数据,采用加权平均旅行时间、可达性系数计算城市可达性,分析高铁网络下中国城市可达性的时空演变特征。结果表明:高铁网络的建设显著压缩了城市间的时空距离,提升了全国城市的可达性水平,特别是对那些高铁从无到有的城市更为明显;当前建成和运营的高铁网络并未带来城市可达性的空间收敛,反而加大了城市间可达性的非均衡程度。高铁对全国不同区域、不同规模城市可达性的影响具有显著的异质性,城市规模越大可达性的增长幅度也越大,呈现铁路网络下城市可达性的“马太效应”;东南地区可达性的提升更为明显,使得可达性的空间重心由我国北方向南方偏移。总体上,高铁沿线城市可达性的受益远高于无高铁城市,高铁强化了区位条件在可达性中的重要程度。     

中国高速公路网的可达性格局及演化

在全国尺度上评价1988~2030年中国高速公路可达性的空间格局及演化。基于交通旅行时间和最短时间路径的可达性模型设计,刻画了中国高速公路网的扩张过程,评价各时段中国高速公路网的通达性及演变,包括连通城镇、交通时间和时间区位系数等,分析各地区可达性的空间差异及变化特征,以及各时段内可达性的变化差异,重点识别可达性与区位受损和收益的突出区域;结合人口和经济等属性指标,评价各城市的综合发展潜能及变化。研究发现,高速公路建设拉近了边缘地区与核心地区的时间距离,西部地区的交通条件得到了很大改善,但并没有改变各城市的区位优劣水平,而且导致城市间发展潜力的差距更加不平衡。     

一种提高栅格成本距离分析准确性的改进算法

在栅格数据模型中进行成本距离分析,栅格单元间可移动方向受限于单元的邻域范围,导致到达目标单元的最短通行路径呈锯齿状,从而高估了到达目标单元的最小累计成本距离。该文引入光在介质中传播的思想,提出一种提高栅格成本距离分析准确性的改进算法:首先,基于单元的邻域关系将成本栅格转换为对应的加权网络模型;然后,采用Dijkstra算法计算源到其他所有单元的最短通行路径;计算过程中保留因单元成本改变而导致的路径偏折,对均质区域中通行路径上的不必要偏折进行及时校正,以减少被高估的行程成本。利用3种典型的成本栅格数据对算法进行验证,结果表明:与传统成本距离算法、细分移动方向方法、后处理校正方法相比,该文提出的改进算法能计算出更为合理和准确的结果。     

改进权重的京津冀可达性时空变化对比分析

以2000年和2015年两个时间断面京津冀地区最省时的交通网络为基础数据,利用ArcGIS网络分析模块,分析节点城市可达性的时空变化规律。在研究方法上突出强调某一时间断面最省时的交通网络体系和通过节点中心度改进的加权平均旅行时间。结果显示：京津冀区域的可达性格局变化较大,可达性整体提升的同时,处于第一阶梯的区域大幅扩张;总体而言,区域内可达性从优到差排序依次为：中心城市、东部和南部城市、北部城市;交通方式的变革极大地改善了区域可达性,各城市的加权平均旅行时间普遍缩减50%以上,中部和南部城市的变化率要远远大于北部城市;张家口和承德两市受山地地形和交通基础设施的限制,可达性一直处于较低水平。     

个体出行情景下上海中心城区地铁可达性研究

地铁是城市内重要的公共交通方式,对缓解交通压力、提高居民出行便捷度起到重要作用。个体通过地铁前往城市内不同地点的能力受个体前往地铁站的能力和地铁站间的通行能力影响。基于此,该文综合考虑个体可达性与地方可达性,提出评价个体到达区域内不同地点能力的指标——个体区域出行可达性,即从某点出发就近进入某类交通网络节点,通过该交通网络到达该网络所有节点的最短时间均值,可结合最短旅行时间及加权平均旅行时间计算得到,以尽可能精细地评价在节点分布足以代表区域的情形下个体到达整个区域的能力,并计算了上海中环以内城区地铁出行的个体区域出行可达性。结果表明:受线网结构和自然地物分布的影响,个体在上海中心城区通过地铁前往不同地点的能力由最中心地区向外波动下降,部分特殊地区和线网稀疏区个体出行能力较差,浦西地区的可达性情况明显好于浦东地区。     

"点-轴系统"的空间分析方法研究——以长江三角洲为例

"点-轴系统"理论提出以来,在理论拓展和实践应用中取得了丰硕的成果,随着地理信息系统技术发展和空间分析技术的广泛与深入的应用,"点-轴系统"理论的进一步深化研究有赖于区域空间分析方法和技术的创新.鉴于此,本文以陆大道先生的"点-轴系统"理论为基础,构建"点-轴渐进式"扩散模型,分别按照指数扩散方式和线性扩散方式构建了基于交通路网的时间距离衰减扩散模型,选择加权平均旅行时间作为"点-轴系统"空间可达性的评价指标.设计了最小种子算法用来计算区域内所有点以最短时间到达任意一个节点所花费的时间和所经过的路径.基于GIS平台开发"点-轴"空间结构分析信息系统("Pole-Axis"SAIS).运用该方法,对"点-轴系统"的一般形成过程模式进行空间分析,以长江三角洲为实证区域,探讨其"点-轴系统"的演化过程与发展态势.     

基于隐马尔可夫模型的时空轨迹语义匹配方法

时空轨迹数据关联的语义信息能更好地反映用户行为,对于POI密集分布的城市区域,轨迹的语义信息很难根据单一的距离或时间要素进行匹配,该文设计一种基于隐马尔可夫模型(HMM)的时空轨迹语义匹配方法。首先,利用时间阈值与距离阈值提取逗留点,并利用考虑时间的DBSCAN聚类方法对逗留点进行聚类,得到由抽象停留位置构成的轨迹;然后,结合POI数据获得停留位置的候选语义,再以停留位置序列为观测序列,以每个停留位置所关联的候选地点作为隐藏状态建立HMM,并用改进的加权距离的TF-IDF方法计算HMM的观测概率;最后,解算HMM得到最有可能的访问地点序列作为轨迹的语义匹配结果。该方法不依赖其他外部数据或训练数据,适用于POI密集分布的城市区域,基于真实时空轨迹数据集的实验结果验证了该方法的有效性。     

基于网络分析的城市影响区和城市群空间范围识别

以不打破行政界线为前提,利用Huff模型,基于矢量数据,采用最短交通路网距离和城市综合规模值来综合测算腹地与中心城市之间的势能,根据势能确定腹地县域的归属,对全国地级及以上城市的空间影响范围进行识别,并和基于改进场强模型的城市影响腹地范围界定结果进行对比。以全国发育较成熟的15个城市群为对象,综合测定城市群的影响范围,并与城市群规划中的空间范围进行对比,提出城市群空间范围调整建议。并以长株潭城市群为例,通过社会网络分析方法,综合分析测定城市群的空间影响范围。研究结果可为城市(群)规划提供科学依据和方法参考。     

兰新高铁沿线县域可达性时空收敛效应与经济潜力特征分析

运用加权平均旅行时间、等时圈、经济潜力和空间变差函数等方法和模型,综合分析了兰新高铁运营前后沿线县域可达性时空收敛效应和经济潜力特征变化。结果表明：（1） 兰新高铁开通运营后,沿线91个县域单元加权平均旅行时间缩短33.46%,呈现“核心—边缘”结构,中小县域的可达性优化作用总体上强于核心城市。（2） 高铁站点城市及中心城市可达性提升存在明显的“节点效应”和“廊道效应”。高铁站点及其附近地区的可达性收益最多,时空收敛在一定程度上服从地理距离衰减规律。（3） 区域经济潜力整体呈均衡化发展,激发沿线城镇经济发展潜能,经济潜力演变等级性和层次性特征愈加显著。     

长江三角洲高速公路网络构建对区域可达性的影响

高速公路建设有利于缩短地区间的交通里程并节约旅行时间,改善区域间的可达性并有利于地区间的经济联系的增强。以长江三角洲地区为研究区域,基于1992、1998、2004和2010年的公路交通网络数据,采用节点平均交通里程、节点平均迂回系数、节点平均旅行时间和区域平均旅行时间等空间和时间距离指标对长三角地区选定年份的交通可达性及其变化进行测算与比较。研究表明：1）各县市平均交通里程均获得了不同程度的缩短,节点平均迂回系数均获得了不同程度的降低,但不同县市在不同时期的改善幅度存在较大差距,2004―2010年各县市平均交通里程改善幅度最大,尤其是跨江和越海通道建设使长江和杭州湾沿岸县市的迂回度获得了较大幅度的降低;2）随着高速公路的建设,各节点平均旅行时间和区域平均旅行时间均获得了大幅度的改善,尤其是边远地区改善幅度更大,但受交通建设边际效应递减规律的限制,可达性的改善幅度不断减弱。     

可达性研究动态及测算模型修订

可达性在地理、交通、经济、规划等学科领域的应用日益广泛,但其概念和测算方法仍在不断的探讨之中。通过考察可达性的概念及其有关的研究动态,将可达性定义为空间网络中其他节点的某种流量借助某种交通方式抵达目标节点的难易程度。对5种主要的可达性模型进行比较,将交通站点通勤频次引入基于加权最短旅行时间的可达性模型,提出一个修订的可达性测算模型。运用全国168个地级及以上城市2011年的数据,对未修订和修订的可达性模型的测算结果进行分析对比,修订的可达性模型更能真实地反映可达性信息。     

城市与区域定量研究进展

本文系统地梳理了城市与区域的定量研究方法,主要包括数理模型和模拟方法、单个城市增长和动力系统研究、城市系统动力学模型及其发展过程模拟研究、空间一般均衡模型研究以及多模型复合/集成系统研究等。主要结论为：1950年以前的城市与区域研究主要采取时间序列预测法,依靠历史资料的时间数列进行趋势外推研究;1960-1970年代主要采用数理统计分析方法,应用人口统计学模型和线性回归方法进行研究;1970-1980年代,随着系统科学的发展,采用系统分析方法发展了诸如交通、人口、土地等专业模型,展开对城市与区域问题的深入分析;1990-2000年代,研究数据的获取手段得到极大的改善,利用数据模型、地计算分析、模拟预测等分析手段使得研究的深度和广度均有了长足进步。近年来,由于空间数据挖掘的突破,大数据、云计算和巨型模型系统开始进入城市与区域研究领域,多模型复合/集成系统研究成为主要研究方向。     

中国省会城市高铁费用可达性及居民消费格局

高铁建设虽在较大程度上改善了城市间的时间可达性,但其高票价导致的旅行费用增加在一定程度上限制了人们对高铁的消费预期。从费用可达性和居民对高铁的消费能力两个方面,基于省会城市间2008和2015年的铁路最短旅行时间及相应的票价、城镇居民人均收入数据,采用平均旅行费用、高铁消费能力指数和高铁消费预期指数等指标对省际费用可达性及居民对高铁的消费能力和消费预期进行分析。主要研究结论为：①高铁不同程度上抬升了省会城市间的旅行费用,费用可达性空间格局从以郑州、济南为中心的核心—边缘型空间格局转变为以呼和浩特、太原为中心的核心—边缘型空间格局;②大多数城市的居民高铁消费能力得到了不同程度的提升,但高铁消费能力和消费预期都呈现出东中部优于西部和东北部地区的不均衡分布特征。本文可对优化高铁供给格局进而对提升高铁的利用效率具有一定的参考价值。     

基于蚁群优化算法的城市生态用地空间规划模型

城市生态用地规划是城市生态系统保护的重要基础和前提。针对传统空间规划方法的不足,提出基于蚁群优化算法的城市生态用地空间规划模型。研究对蚁群优化算法的空间禁忌策略、选择策略进行改进,考虑了城市生态用地的生态效益和空间集约性,在规划目标函数中引入生态适宜性、空间紧凑度和最邻近距离指数,并设计最邻近距离指数的栅格计算方法。以广州市为例,分别模拟城市生态用地占广州市面积15%,30%和50%情景下的生态用地规划方案,取得了较好的效果。研究表明：基于蚁群优化算法的城市生态用地空间规划模型能够合理的对城市生态用地的空间布局进行配置,明显提高了城市生态用地生态效益和空间集约性。     

跨海通道空间效益模型——以珠江口跨海通道为例

跨海通道建设可缩短海湾两岸城市间交通时间,提升城市间经济联系。提出跨海通道空间效益理论模型,并采用城市相互作用强度引力模型,基于GIS计算珠江口港珠澳大桥和深中通道开通前后两岸城市最短时间矩阵,定量分析两岸城市可达性、经济联系强度和空间格局,验证理论模型的科学性。基本验证了跨海通道效益理论模型,结果表明：① 珠三角加权可达性水平较高地区主要集中在核心地区,跨海通道对可达性影响较大地区主要分布在南部,从南向北逐渐减小。② 跨海通道显著提升区域经济联系总量,深圳与香港、中山与澳门分别成为珠江口两岸提升最高的城市。跨海通道改变城市经济联系空间格局,促进区域经济联系分布更加均衡。③ 大陆与港澳间的通关时间是区域城市经济联系的重要影响因素,通关时间对区域经济联系总量的影响约占四分之一,未来需建立更加便捷的通关程序。     

基于引力模型的江苏区域经济联系强度与方向

区域经济联系一直是经济地理学和区域研究的重要内容.以江苏为研究对象,借助描述区域问相互作用强度的引力模型结合GlS技术的网络分析功能获得65个县市间的时间距离矩阵的基础上.测算了江苏省各地区相互联系的强度,对苏南、苏中和苏北三大地区内以及三大地区间的经济联系强度的地域分异特征进行分析,并尝试采用地区间经济联系强度来确定各地区的主要经济联系方向.研究表明:各地区对外经济联系总量差距较大并具有明显的等级特征;区域经济联系强度的区域分异较为突出,苏南和苏中的区内和区间经济联系较强,区域经济联系符合距离衰减规律;各地区内和地区间沿主要交通干道形成主要的经济联系方向.通过区域间经济联系强度的测算与比较,识别了全省主要的经济联系方向不仅有利于明确各地区经济发展的空间导向,而且有利于协调地区内和地区间的经济联系与合作.