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。     

中国中部地区城市影响范围划分方法的比较

随着城市化、区域一体化的不断推进,各种类型的城市与区域规划陆续推出。其中,识别城市的腹地范围、促进城市与腹地的协同发展是其关键内容。因此,城市影响范围的划分具有重要的现实意义。已有的研究成果多以单一年份的静态研究及单一方法的应用研究为主,缺乏时间序列上的动态演变分析,更无多种方法综合集成分析。正是基于以上考虑,在详细梳理与比较不同理论的差异性基础上,采用引力模型和改进场模型两种方法对中国中部地区的城市影响范围进行测度和比较研究,细致比较这两种基于不同视角的模型方法在识别城市影响范围的优势与劣势,进而提出综合集成研究的基本框架,分析中国中部地区城市影响范围及其动态变化特征。希望能为合理选择和运用城市影响范围的分析方法,有效制定区域等级体系规划、城市空间组织方案提供科学参考。     

北京城区交通时间可达性测度及其空间特征分析

道路基础设施建设是城市运营与发展的基本环节,也是实现城乡基础设施一体化的重要途径与内容。北京市长期实行“环状+发射状”的城市路网格局,对城市基础设施建设和时间可达性产生了重要影响。尤其是近些年来,随着城市机动车保有量的快速增加,城市核心区与主要干道的交通设施负载量巨增,严重制约了城市的通勤效率,加重了人民的生活负担。为应对挑战,实现交通设施跨越式发展,北京市自2008 年以来加快了轨道交通建设步伐,以改善城市的通勤能力。本文采用一般道路设施与轨道交通(矢删数据) 结合的方法对北京城区进行了时间可达性的综合度量和其空间特征的分析。通过可达性与道路密度双重指标的运用进行区域综合分区,本文进一步揭示了北京市城区内的空间可达性特征和道路基础设施建设情况以及两者在南北城区内的空间表征差异。在综合分区的基础上,分析2008 年以来各个区域土地利用效益与区位因素的相互关系,甄别土地利用效益区位因素的区域差异性,从而对不同分区的城市建设、城市发展规划与土地资源优化配置提供科学支撑。     

北京市城区扩展的空间格局与影响因素

2000年以来北京市持续推进产业结构升级,由此引发了经济活动的空间重构,伴随着住宅郊区化、职住分离以及交通基础设施的配套建设,将引起新一轮城市空间扩展。构建顾及综合可达性因素、邻域因素、自然因素、规划因素以及社会经济因素的城市空间扩展模型,分析诊断北京城区扩展进程中的主要影响因素及问题,从而为指导与管治北京市城市空间的有序扩展提供科学支撑。研究表明：① 综合交通静态可达性（单一年份）与城市扩展呈显著负相关;综合交通动态可达性（年份之间的可达性变化）则在引导北京市城市空间发展方面并无显著影响。② 邻域建设用地百分比与城市扩展呈正相关,而农用地、林业用地及水域用地的比例将减少土地开发的概率。③ 城市总体规划在指导城市空间扩展的纲领性地位逐渐受到重视,其对城区扩展的影响程度最为显著。④ 常住人口的分布现状、第二产业企业数量、第三产业企业数量分布现状对土地开发无显著影响。⑤ 认为北京市静态可达性与土地利用变化呈负相关,即可达性条件较差的地区,土地开发的可能性越小,这与北京市“摊大饼式”空间蔓延和居住郊区化的发展现实相符;北京市动态可达性与土地利用变化亦呈负相关,表明可达性提高程度越大的区域并不一定带来更高的土地开发几率,这从侧面传递了沿着既有建成区进行土地扩展的概率远远大于由于诸如轨道交通建设而带来可达性极大改善区域的概率。因此,重视与发挥综合交通动态可达性指标对城市扩展的引导作用,将是有效破解城市蔓延式扩张、优化城市扩展的重要手段。     

基于改进场模型的城市影响范围动态演变——以中国中部地区为例

由于在认清城市与腹地、城市与城市之间相互关系方面具有独特优势,城市影响范围成为 目前中国区域研究的热点。本文从城市影响力指数及区域可达性两方面对传统的场模型进行 改进,更为合理地界定出城市影响范围。以中国中部地区1990、2000、2007 年3 个年份的研究为 例,研究城市影响范围的动态演变特征。在此基础上,重点从空间形态演变方面提炼出城市影 响范围演变的3 大阶段及其对应的5 种类型,并对各阶段城市的较快发展提出建议。从理论及 实践层面对城市影响范围的研究进行了探索,以期为城市影响范围甚至区域相关问题的进一步 研究提供帮助。     

基于虚拟城市模型的城市形态对污水系统影响研究

城市形态与污水设施的运行之间关系密切,探讨城市形态对城市内污水设施的影响对解决现有设施存在的水力失效及未来情景应对能力欠佳等问题具有重要价值。因此,论文测算了现阶段中国地级城市的城市形态,设置了城市形态情景和排水情景,使用Kruscal算法进行管网定线、SWMM软件模拟系统性能,构建自上而下的虚拟城市空间与污水系统耦合模型,探索了不同形态城市的污水系统生命周期成本、结构和性能的一般性规律,构建了系统经济性、有效性和适应性指标体系以综合评估城市污水系统。研究发现,在城市人口36.24万、面积35 km²的规模下,污水系统的生命周期成本约为6亿~7亿元。方形、长条形和星形的流速失效比分别为0.55、0.67、0.55,充满度失效比分别为0.35、0.42、0.36。在排水情景改变下,污水量变小时,系统流速失效情况均更为严重,而充满度失效情况均有所改善;当污水量变大时,流速失效情况均有所改善,而充满度失效情况更为严重。分析系统结构特性,发现越分散的污水系统连通性越好,长条形城市的污水系统相较于方形和星形城市更为集中。对指标作相关性分析,发现越分散的污水系统经济性和有效性更好,但适应性更差。从系统经济性和有效性角度出发,方形和星形城市更有利。从污水系统适应性角度出发,长条形城市优于方形和星形城市,结合2010—2015年的城市形态分析,长条→长条(变化前后城市形态均为长条形,以此类推)、星形→长条、方形→长条的86个城市的城市发展方向不够合理,各城市在未来扩建或新建规划中应在因地制宜基础上考虑内部污水设施,选择合理的城市形态。     

大都市区可持续发展的模式分异与情景模拟——以北京为例

科学判断大都市区可持续发展模式并系统预测其可持续水平变化规律是因地制宜制定发展政策的基础。基于多维度综合指标体系的可持续性评价研究,在彰显大都市区发展差异性、系统性和动态性上存在不足。通过耦合系统动力学模型和共享社会经济路径,模拟中国北京市16个市辖区2011—2030年可持续发展水平变化趋势,据此凝练大都市区可持续发展模式并对比不同模式下各发展情景优势与不足。结果表明,北京各区在经济、社会与环境方面表现各异,存在协同发展、生态偏向和低位成长3种发展模式;在共享社会经济路径（shared socioeconomic pathway, SSP)1、SSP2(BAU(business-as-usual))、SSP3和SSP5共4种情景中,SSP1是最理想的城市可持续发展情景;为实现由历史轨迹向SSP1情景的转变,各类型区应采取差异化发展策略。协同发展型区域应以社会保障与就业支出为抓手,补齐社会发展短板,提升协调发展质量;生态偏向型区域应降低能源消耗,并增加环保投入,强化生态优势,以积蓄绿色发展势能;低位成长型区域短期内可以维持高国内生产总值增长率,培育综合经济实力,以迈出发展困境,但要兼顾...     

城市群的界定与识别研究

城市群的界定与识别是城市群研究的重要内容之一。传统研究以实证数据判断为主,但由于数据可获取性不易,极大的限制了该手段的应用;模型等定量识别方法较少采用,结果的精度较差是其主要弊端。本文在综合以往学者研究的基础上,提出城市群界定的标准体系;运用区域作用组合模型,得出城市群的识别体系。通过模型与实证相结合,更加高效和精确地识别城市群。通过研究,为城市群的界定提供一种研究思路,并为城市群识别的操作层面提供了一种测度手段。     

2000 年以来中国城市空间扩张的时空平稳性

城市空间扩张一方面表现为建成区的空间扩张,另一方面表现为市辖区面积的不断增加,在当今快速城镇化的中国这两个过程尤为剧烈而显著不平稳。地理学上的平稳性强调时间和空间两个层面的演变过程。引入几何学的方法,以标准化的建成区面积和市辖区面积构建坐标系,绘制2000-2010 年主要地级城市的空间扩张的路径,按照均值对路径进行分类,并引入mov、tor、sd 三个指数作为时空平稳性的测度。研究表明：① 2000 年以来,市辖区扩张主要集中在长三角、珠三角、闽东南以及中西部的省会及其周边城市,而建成区的扩张态势并没有这种显著的极化效应,在各个城市群均有较高的速率。② 从类型上,可以分为稳定型和跨越型两种。稳定型中以稳定在低于均值的LL型最多,而其他偏少;跨越型中,以在HH、HL、LH、LL四者间发生一次置换的为主。③ 三个平稳性系数的计算结果显示,城市等级较高的城市对mov、sd 指数比较敏感,这两个指数主要反映了城市相对于全国的平稳性特征;而处于中游的城市对tor指数比较敏感,这个指数主要反映了城市自身在年际间变动的平稳性特征。     

遗传算法在城镇土地定级权重确定中的应用

在总结前人研究成果的基础上引入遗传算法。该算法是一种改进后的客观确权法,它避免了其他客观分析方法的限制性因素,通过设定不同的目标,不断优化对数据集的拟合,找到因素之间的相互关系以及权重排序。遗传算法能够挖掘出同一地块的最优权重组合,发现单一因素对地价高低的影响变化趋势,从而划分因素所属的类型。实例验证了该方法的可行性和科学性,取得了很好的效果。