Scientia Geographica Sinica 2016 , 36 (7): 1036-1042 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2016.07.009

Orginal Article

基于城镇用地和最小时间成本的城市影响区划分及其人口分析

李俊¹^,, 董锁成², 李泽红², 黄永斌³, 陈艳晓¹

1. 安徽工业大学商学院, 安徽马鞍山 243032
2. 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101
3. 安徽大学经济学院, 安徽合肥 230039

Urban Influential Spheres and Its Population Based on Urban Land and Minimum Time Cost

Li Jun¹^,, Dong Suocheng², Li Zehong², Huang Yongbin³, Chen Yanxiao¹

1. School of Business, Anhui University of Technology, Maanshan 243032, Anhui, China
2. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
3. School of Economics, Anhui University, Hefei 230039, Anhui, China

中图分类号: F291

文献标识码: A

文章编号: 1000-0690（2016）07-1036-07

收稿日期: 2015-10-15

修回日期: 2015-12-20

网络出版日期: 2016-07-20

基金资助: 国家自然科学基金项目（41271556）资助

作者简介:

作者简介：李俊（1985-）,湖北天门人,讲师,博士,主要研究方向为城市空间结构。E-mail:panghuanzhi@163.com

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摘要

以宁蒙沿黄地带为案例,基于城镇用地和最小交通时间成本划分城市影响区,分区统计影响区人口,将其与城市行政区非农人口的增速差进行统计分析。结果表明：基于城镇用地和最小交通时间成本的城市影响区划分边界更接近于行政区界;考虑城镇用地后大城市影响区扩展,考虑最小交通时间成本后小城市影响区相对扩展;以东胜区-伊旗为中心的地区非农人口增速始终显著高于潜在服务人口增速,这类城市应增强对周边县的扩散作用;以大武口-惠农区为中心的地区非农人口增速始终显著低于潜在服务人口增速,这类城市应加速产业与非农人口集聚。

关键词： 城市影响区 ; 最小时间成本 ; 引力模型 ; 潜在服务人口 ; 宁蒙沿黄地带

Abstract

Considering ignore of traditional urban influential spheres on population analysis, population analysis was made on non-agricultural and influential population growth rate difference, by introducing urban land and minimum time cost to extend current urban influential spheres research, better to instruct urban system planning. Base on minimum time cost, taking urban land area as urban source, urban influential spheres were delineated, by contrast with traditional Voronoi diagram based on point and polygon source. Then based on urban influential spheres, combined with population grid data and urban administrative non-agricultural population, non-agricultural and influential population growth rate difference was calculated and its mean and standard error analysis on non-agricultural and influential population growth rate difference were made to make a deeper exploration on effects of urban land and minimum time cost on urban influential spheres delineation. By employing Getis statistical index of non-agricultural and influential population growth rate difference, cities with significant non-agricultural and influential population growth rate difference were recognized, so special suggestion could be made for each type of city. A case study on the areas along Huanghe River in Ningxia and Inner Mongolia Autonomous Region in 1990, 2000 and 2010, showed after introducing minimum time cost and urban land, edges of urban influential spheres were more exact like urban administrative edges, compared to traditional point and polygon Voronoi diagram; taking urban land instead of urban point as urban source, larger city’s influential sphere was larger, while traffic seemed to narrow the gap between large and small city’s influential sphere which meant traffic helped to enlarge small city’s influential spheres and reduce large city’s spheres; Dongsheng and Yijinhuoluo Counties were typical of cities whose potentially served population grew slower than administrative non-agricultural population, so this type of urban needed to enhance diffusion effect on nearby counties, while as for cities like Dawukou and Huinong whose potentially served population grew faster than non-agricultural population, infrastructure construction emphasis should be placed on aggregation of industry and attracted more population from nearby counties. This work could provide an alternative technique for urban system planning.

Keywords： urban influential spheres ; minimum time cost ; gravity model ; potentially served population ; the areas along Huanghe River in Ningxia and Inner Mongolia Autonomous Region

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李俊, 董锁成, 李泽红, 黄永斌, 陈艳晓. 基于城镇用地和最小时间成本的城市影响区划分及其人口分析[J]. , 2016, 36(7): 1036-1042 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2016.07.009

Li Jun, Dong Suocheng, Li Zehong, Huang Yongbin, Chen Yanxiao. Urban Influential Spheres and Its Population Based on Urban Land and Minimum Time Cost[J]. Scientia Geographica Sinica, 2016, 36(7): 1036-1042 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2016.07.009

宁蒙沿黄地带（包括宁夏回族自治区银川、石嘴山、吴忠、中卫,以及内蒙古自治区呼和浩特、包头、鄂尔多斯、乌海、巴彦淖尔共计9个地级行政区）受自然条件制约,城市沿黄河沿交通线集中分布,呈现显著的“大城关,小城市”的城镇空间格局,适合应用引力模型划分城市影响区,同时这一地带为中国西北高强度开发而快速城市化典型地区^[1],分析此地带城市影响区具有典型性和现实紧迫性。

1 文献综述

伴随中国城市化进程,城镇体系规划已成为区域规划的主要内容之一。城镇体系规划包括等级规模结构、职能结构和空间结构。城市影响区划分是空间结构规划的一项重要基础工作。城市影响区划分目前主要包括两个方向：基于流的经验分析和基于空间相互作用模型的模拟分析^[2]。基于流的经验研究因为数据较难获取而常作为基于空间相互作用模型分析的检验与补充^[3]。基于空间相互作用模型的模拟分析以引力模型及其衍生模型为常见^[4]。引力模型最早由Ravenstein^[5]提出,Friedmann^[6]和Lee^[7]等将其应用于城市影响区划分,其进展可总结为3方面：

第一方面,模型本身改进：城市中心性,由单个人口或经济指标向城市综合指数发展,计算过程包括城市质量综合评价指标体系的建立和基于主成分分析的指标权重的确定;距离,由最开始的直线距离向交通距离和时间距离拓展;摩擦系数,除探讨其经济含义外,应用上典型的是将不同摩擦系数应用于不同尺度的区划^[8~10]。第二方面,影响区划分：形成两条路线,一是以保证行政区单元完整性优先,按照行政区单元上下级关系,又可进一步分为由上而下分解和由下而上归并;二是优先考虑影响力变化的连续性,又进一步分化为基于场强的划分和基于断裂点与加权Voronoi图的划分^[11~13]。最后,验证与补充：目前尚没有规范的验证方法,主要结合自然地理界限、行政区划范围和交通线路等验证分界线^[3]。

总的来说,基于引力模型的城市影响区研究尚集中在模型本身的城市点、距离和摩擦系数的探讨,大多仅停留在影响范围划定,而限于空间人口数据的获取,进一步分析影响区人口的研究尚不多,以至于刘涛等^[14]提出“规模相似的东部城市等级普遍低于西部城市,影响范围也小得多,这样能够反映前者的影响力不如后者吗?”的质疑。对此,本文首先用城镇用地实现城市点到城市面源的拓展,同时结合交通时间成本和不同土地利用类型格网通行时间成本计算总的时间成本作为距离,利用最小距离法来划分城市影响区,并与传统点和面源Voronoi划分结果进行对比^[15];进一步结合人口格网数据分区统计影响区人口,对其与城市行政区非农人口的增速差计算 $\begin{matrix} {G_{i}}^{*} \end{matrix}$ 值进行统计分析,识别出两者显著不匹配的城市,以期指明区域城市发展重点。

2 研究思路、方法与数据来源

2.1 研究思路

利用ArcGIS构建研究区1990、2000和2010年交通网络图并计算最小交通时间成本,再与对应年份土地利用数据计算的最小通行时间成本比较,对每一栅格单元时间成本取两者较小值而得到最终最小时间成本图,然后将对应年份城镇用地作为城市源,利用ArcGIS cost distance分析工具划分出城市影响区,最后结合对应年份人口网格数据分区统计影响区人口并计算其1990~2000年和2000~2010年增速,计算其与城市行政区非农人口增速差的 $\begin{matrix} {G_{i}}^{*} \end{matrix}$ 值识别城市发展类型进而确定城市发展方向。

2.2 研究方法

1）城市非农人口与影响区人口增长率差（NAID）。通过城市非农人口增长率和影响区人口增长率之差衡量城市提供服务人口与城市服务人口间匹配度。

$\begin{matrix} N_{NAID} = \frac{{N_{NAP}}_{_{i + 1}} - {N_{NAP}}_{_{i}}}{{N_{NAP}}_{_{i}}} - \frac{Inf P_{i + 1} - Inf P_{i}}{Inf P_{i}} \end{matrix}$ （1）

式中,N_NAID为人口增长率差值; $\begin{matrix} {N_{NAP}}_{_{i}} \end{matrix}$ 为i期城市行政区非农人口;InfP_i为i期城市影响区人口。

2） $\begin{matrix} {G_{i}}^{*} \end{matrix}$ 值。 $\begin{matrix} {G_{i}}^{*} \end{matrix}$ 值用于识别区域高低值集聚区^[15],本文基于NAID计算 $\begin{matrix} {G_{i}}^{*} \end{matrix}$ 值以识别城市提供服务人口与城市服务人口增速统计中显著不匹配的城市。计算如式（2）。

$\begin{matrix} G_{_{i}}_{_{i}}^{*} = \frac{\overset{n}{\sum_{j = 1}} w_{ij} x_{j} - \overset{̅}{X} \overset{n}{\sum_{j = 1}} w_{ij}}{S \sqrt[]{\frac{n \overset{n}{\sum_{j = 1}} {w_{ij}}^{2} - {(\overset{n}{\sum_{j = 1}} w_{ij})}^{2}}{n - 1}}} \\ \overset{̅}{X} = \frac{\overset{n}{\sum_{j = 1}} x_{j}}{n} \\ S = \sqrt[]{\frac{\overset{n}{\sum_{j = 1}} {x_{j}}^{2}}{n} - {\overset{̅}{X}}^{2}} \end{matrix}$ （2）

式中,x_j是空间单元j的NAID值;w_ij表示空间单元i和j的空间关系;n为空间单元总数;S为标准差。

2.3 数据来源

本文重点探讨如何应用城市影响区划分及其人口分析支撑城镇体系规划,结合数据易得性,以宁蒙沿黄地带1990、2000和2010年数据为例展开分析。其中交通数据通过中国分省交通地图集（1989、2001和2011年）扫描后矢量化制作,1 km土地利用和人口格网数据来自国家科技基础条件平台建设项目：地球系统科学数据共享平台（www.geodata.cn）。1990、2000和2010年分区县非农人口来自中国人口普查分县资料。交通最小时间成本计算过程中各道路类型通行速度参考中国《铁路线路设计规范》和中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）和《公路线路设计规范》（JTGD20-2006）而设定：铁路120 km/h,高速公路100 km/h,国道70 km/h,省道50 km/h,县乡道30 km/h,简易路20 km/h。各类用地通行速度参考值如下：耕地和草地按照正常步行速度5 km/h,林地3 km/h,由于研究区水域基本没有通航功能,这里将水域与未利用地设定为0.1 km/h,城镇用地40 km/h,农村居民点和工矿交通用地20 km/h。中心地理论认为高等级城市也提供低等级城市所有职能,因此划分中将地级市驻地也纳入城市源。

3 城市影响区划分

图1a~d分别是普通城市点Voronoi图、以城镇用地为面源的Voronoi图、城市点和城镇用地最小时间成本图,总体上4张图比较一致,体现了影响区划分的稳定性。其中图1c和d与图1a和b的对比显示不管城市源为点还是面,基于最小时间成本城市影响区界更加细腻,并更加接近于行政区界。而对引入城镇用地的影响,基于Voronoi分割的图1a和b的对比显示,相较于基于城市点的Voronoi划分,基于城镇用地的Voronoi划分边界更加圆滑,由于城镇用地数量和方向的影响,城镇用地面积较大的城市与周边城市的影响边界出现较大变化;基于最小时间成本的图1c和d对比显示,基于城市点的最小时间成本划分与基于城镇用地的最小时间成本划分边界差异类似于图1a和b间差异,但基于城镇用地的最小时间成本划分更加接近行政区界。

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图1 研究区2010年城市影响区4种划分结果对比

Fig.1 Contrast of 4 types of urban influential spheres in 2010

4 城市影响区人口分析

4.1 城镇用地与交通对城市影响区人口变化的影响分析

表1不仅展示了基于4种方法划分的影响区（普通城市点Voronoi、城镇用地面Voronoi、城市点最小时间成本和城镇用地最小时间成本）计算得到的1990~2000和2000~2010两期NAID值,并且考虑到城市影响区人口增长对城市非农人口增长可能存在的滞后效应,将2000~2010年行政区非农人口增长率与1990~2000年影响区人口增长率的差值与前两期NAID值对比验证。总体上,3期NAID均值都为正,验证了快速城市化进程中非农人口增长率大于总人口增长率的事实。具体看城镇用地和交通因素的影响：单独引入城镇用地后,3期NAID均值都出现增长,NAID标准差并不一致,其中不考虑交通因素时,出现一定程度上升,考虑交通因素后,反而显著下降;单独引入交通因素后,3期NAID均值均出现下降,标准差均上升。

表1 基于4种影响区划分结果计算的NAID值对比（%）

Table 1 Contrast of NAID from 4 types of urban influential spheres (%)

		NAID1	NAID2	NAID3
均值	普通城市点Voronoi	62.97	40.88	46.17
	城镇用地面Voronoi	71.42	53.16	55.05
	城市点最小时间成本	51.75	34.77	34.95
	城镇用地最小时间成本	59.15	41.63	41.12
标准差	普通城市点Voronoi	63.95	75.83	64.64
	城镇用地面Voronoi	64.31	84.12	66.74
	城市点最小时间成本	73.60	85.06	82.59
	城镇用地最小时间成本	68.72	71.07	75.55

注：NAID表示城市非农人口与影响区人口增长率差;NAID1和NAID2分别为1990~2000年和2000~2010年两期NAID值;NAID3为2000~2010年行政区非农人口增长率减1990~2000年影响区人口增长率。

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表2 小城市与大城市影响区变化对NAID均值和标准差影响（%）

Table 2 Effect of small and large cities influential sphere variation on NAID mean and standard deviation(%)

	初值	小城市影响区扩展
大城市	50.00	51.00
小城市	-30.00	-35.00
均值	10.00	8.00
标准差	56.57	60.81
	初值	大城市影响区扩展
大城市	50.00	49.00
小城市	-30.00	-25.00
均值	10.00	12.00
标准差	56.57	52.33

注：NAID表示城市非农人口与影响区人口增长率差。

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进一步分析各城市NAID值可推断出NAID均值和标准差变化所蕴含的城镇用地和交通对城市影响区人口增速的影响。基于城镇用地最小时间成本,将2000~2010年各城市按NAID值降序排列,发现NAID前10名的城市平均NAP为16.15万,人口过10万的城市有7个,而后10名城市则为13.40万,过10万的仅有4个,因此可作大城市NAID值较大,小城市则较小的基本判断。在此前提下,表2假定有典型的大小两个城市,初始NAID值分别为50%和-30%,当小城市影响区扩展时,假设其NAID变为-35%,由于小城市影响区扩展增加的人口等于大城市影响区扩展缩减的人口,而大城市人口基数较大,故NAID变化幅度较小,设其变为51%,则整体NAID均值降低,标准差升高;大城市影响区扩展时,类似得整体NAID均值升高,标准差降低。

在表2推断基础上,结合表1中引入城镇用地和交通因素后结果可推断：引入城镇用地因素,大城市影响区扩展,故整体NAID均值升高,标准差下降;引入交通因素,小城市影响区相对扩展,故整体NAID均值降低,标准差升高。故总体上城镇用地扩大了大城市影响区,交通则扩大小城市影响区。

4.2 城市影响区人口与城市非农人口的比较分析

前节从总体上分析了研究区NAID值分布情况,而图2a和b进一步显示：① 以东胜区和伊旗为中心的内蒙古南部始终处于高值区,而以惠农区和大武口区为中心的宁夏北部始终处于低值区,且二者均在P=0.05水平上显著;② 研究区高低值区呈现东南-西北走向发展的态势,相比于1990~2000年,2000~2010年期间除前期以东胜区为中心的高值区范围有所缩小外,宁夏南部以沙坡头区为中心的区县成为高值区,而对低值区,除前期以惠农区和大武口区为中心的低值区范围扩大外,前期包括内蒙北部广大区县的低值区缩减到以临河区为中心的内蒙西北部地区。根据NAID定义,NAID高值区意味着非农人口增速显著高于城市潜在服务人口增速,低值区则意味着非农人口增速显著低于城市潜在服务人口增速,处于NAID高值区的东胜区-伊旗和沙坡头区应积极提高市域交通通达度,以减少时间成本扩大潜在服务人口规模,增强对周边县的扩散作用;而处于NAID低值区的大武口-惠农区和临河区等非农人口增速低于潜在服务人口增速,表明这些城市服务能力尚不能满足潜在服务人口的需求,这些城市应重点加强城市间交通基础设施建设,积极接受核心城市的辐射,加速产业与非农人口集聚,增强对周边人口的集聚作用。

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图2 NAID的 $G i *$ 值统计分析

Fig.2 $G i *$ value of NAID

5 结论

本文以城市建成区作为源,综合交通数据和土地利用数据,以最小时间成本原则划分城市影响区,并分区统计出城市影响区人口,将其与城市非农人口对比来分析城市发展重点。主要结论如下：

1）基于城镇用地的城市影响区划分边界相比传统Voronoi划分边界更圆滑,进一步引入最小时间成本划分原则后,边界更加细腻,更接近于行政区界。

2）对1990~2000年和2000~2010年两期各城市非农人口增速与影响区人口增速之差的均值和标准差分析表明：引入城镇用地因素,大城市影响区扩展;引入最小交通时间成本因素,小城市影响区相对扩展。因此总体上1990~2010年间城镇用地相对扩大大城市影响区,交通则相对扩大小城市影响区。

3）城市行政区非农人口与影响区人口增速差的 $\begin{matrix} {G_{i}}^{*} \end{matrix}$ 值分析表明：以东胜区-伊旗为中心的地区非农人口增速始终显著高于潜在服务人口增速,这类城市应重点提高市域交通通达度,扩大潜在服务人口规模,增强对周边县的扩散作用;而以大武口-惠农区为代表的地区非农人口增速始终显著低于潜在服务人口增速,这类城市应重点加强城市间交通基础设施建设,加速产业与非农人口集聚,增强对周边人口的集聚作用。

本文仅就区县级城市服务功能对区县级城市影响区进行了划分,城镇体系空间结构规划还包含空间等级性,在完善一个等级城市影响区划分基础上,可进一步拓展到多个等级的城市影响区划分,为区域城镇体系空间结构规划奠定全面的基础。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[7]	Lee Y. An allometric analysis of the US urban system: 1960-1980 [J].Environment and Planning A, 1989, 21(4): 463-476. https://doi.org/10.1068/a210463 URL PMID: 12315637 [本文引用: 1] 摘要 "In the present study the allometric equations for urban places in the [United States] are derived and interpreted. Data on the area and population size of the urbanized area (as defined in the U.S. Census) for 1960, 1970, and 1980 are fitted to the allometric equation. The data set for each of the three time periods is further disaggregated by population-size class (seven classes) and by region (nine regions in total). The results of the analysis are interpreted with reference to works of allometric growth in the biology and urban growth literature.".
[8]	Andres F, Jesus L R. European Union Enlargement,European Spatial Development Perspective and Regional Policy: Lessons from Population Potentials [J]. Investigaciones regionales, 2006, 9(2): 3-21. URL [本文引用: 1] 摘要 Berkeley Electronic Press Selected Works
[9]	赵宏波,马延吉. 老工业基地城市可达性及经济联系格局研究——以吉林省为例 [J]. 地理科学,2013,33(11):1316-1322 Magsci 摘要 <p>选取老工业基地吉林省的9 个主要城市为研究对象，运用加权平均旅行时间指数对各城市的可达性水平进行测度，采用改进的引力模型测算出各城市的经济联系强度，并依据经济联系的隶属度来确定城市经济联系方向，结合引力断裂点模型和GIS 空间分析技术对吉林省城市经济联系的空间范围进行界定。研究结果表明：吉林省可达性水平较高地区主要集中在中部地区，形成以长春为中心，由内向外呈逐步降低的“中心-外围”圈层式空间格局；城市经济联系强度地域分布呈显著差异，中部城市的经济联系强度大于西北部和东部城市的经济联系强度，且交通可达性与经济联系强度具有显著的相关性；在中部地区形成了1 个以长春市为中心，向外辐射的“同心圆”式的经济联系密集区，东部的延吉市与长吉地区经济联系密切，东南部的通化市和白山市经济联系紧密，吉林省城市经济联系符合距离衰减规律。</p> .[Zhao Hongbo, Ma Yanji. The Urban Accessibility and Economic Linkage Spatial Patterns of old Industrial Base in Northeast China: A Case Study of Jilin Province. Scientia Geographica Sinica,2013,33(11):1316-1322.] Magsci 摘要 <p>选取老工业基地吉林省的9 个主要城市为研究对象，运用加权平均旅行时间指数对各城市的可达性水平进行测度，采用改进的引力模型测算出各城市的经济联系强度，并依据经济联系的隶属度来确定城市经济联系方向，结合引力断裂点模型和GIS 空间分析技术对吉林省城市经济联系的空间范围进行界定。研究结果表明：吉林省可达性水平较高地区主要集中在中部地区，形成以长春为中心，由内向外呈逐步降低的“中心-外围”圈层式空间格局；城市经济联系强度地域分布呈显著差异，中部城市的经济联系强度大于西北部和东部城市的经济联系强度，且交通可达性与经济联系强度具有显著的相关性；在中部地区形成了1 个以长春市为中心，向外辐射的“同心圆”式的经济联系密集区，东部的延吉市与长吉地区经济联系密切，东南部的通化市和白山市经济联系紧密，吉林省城市经济联系符合距离衰减规律。</p>
[10]	范强,张何欣,李永化,等. 基于空间相互作用模型的县域城镇体系结构定量化研究——以科尔沁左翼中旗为例 [J]. 地理科学,2014,34(5):601-607. Magsci [本文引用: 1] 摘要 <p>以空间相互作用模型为基础，GIS 为主要平台，通过改进断裂点模型，实现了对科左中旗城镇体系结构的分级以及经济区的划分。首先，提出了以城镇中心性强度代替城镇人口规模并结合加权Voronoi 图的模型改进方法。然后，通过引入加权平均距离摩擦指数、成本加权距离等概念，建立并完善了中心性强度计算的指标体系。利用所得的中心性强度值并结合当地实际，将研究区的城镇体系结构划分为中心镇、二级中心镇以及一般镇3 个级别。最后，通过比较常规Voronoi 图与改进Voronoi 图两种空间划分方案，最终确定以各城镇中心性强度的平方根为权重的改进Voronoi 图的空间划分方案作为研究区城镇辐射范围的划分依据，再通过逐步合并与搜索，得到科左中旗的经济区划分方案，即以中心镇为主的东、中、西三大经济区。</p> [Fan Qiang, Zhang Hexin, Li Yonghua et al. Quantitative Analysis and Urban System Planning of County Area Based on Spatial-Interaction Model: A Case in Horqin Left Middle Banner, Inner Mongolia. Scientia Geographica Sinica, 2014,34(5):601-607.] Magsci [本文引用: 1] 摘要 <p>以空间相互作用模型为基础，GIS 为主要平台，通过改进断裂点模型，实现了对科左中旗城镇体系结构的分级以及经济区的划分。首先，提出了以城镇中心性强度代替城镇人口规模并结合加权Voronoi 图的模型改进方法。然后，通过引入加权平均距离摩擦指数、成本加权距离等概念，建立并完善了中心性强度计算的指标体系。利用所得的中心性强度值并结合当地实际，将研究区的城镇体系结构划分为中心镇、二级中心镇以及一般镇3 个级别。最后，通过比较常规Voronoi 图与改进Voronoi 图两种空间划分方案，最终确定以各城镇中心性强度的平方根为权重的改进Voronoi 图的空间划分方案作为研究区城镇辐射范围的划分依据，再通过逐步合并与搜索，得到科左中旗的经济区划分方案，即以中心镇为主的东、中、西三大经济区。</p>
[11]	钟业喜,陆玉麒. 基于空间联系的城市腹地范围划分——以江苏省为例 [J].地理科学,2012,32(5):536-543. Magsci [本文引用: 1] 摘要 <p>以ArcGIS 为平台,在1:25 万基础地理数据、江苏省交通路网数据、江苏省各县(市)统计数据的支持下,应用“自下而上”的划分方法对江苏省1990 年、1996 年、2002 年和2008 年不同等级的城市及其腹地的吸引范围进行了划分。划分过程包括：运用因子分析得到65 个城市的综合实力,利用可达性分析技术得到城市间两两时间距离,运用最大联系强度以及逐级归并方法确定不同等级城市及其腹地范围。结果表明：采用城市间两两可达性来代替直线距离,对划分结果的准确性有所提升;划分方法充分考虑了城市间的隶属关系,划分过程中充分体现了城市质量与城市间的时间距离,划分结果较好地体现了区域均衡。“自下而上”划分方法体现了与传统的“自上而下”划分方法完全不同的研究路径,作为城市腹地划分方法的一种补充,可供研究人员进一步理论和实证探讨。</p> [ Zhong Yexi, Lu Yuqi. Measuring Method of Urban Hinterland Based on Spatial Linkage: A Case of Jiangsu Province. Scientia Geographica Sinica, 2012, 32(5):536-543.] Magsci [本文引用: 1] 摘要 <p>以ArcGIS 为平台,在1:25 万基础地理数据、江苏省交通路网数据、江苏省各县(市)统计数据的支持下,应用“自下而上”的划分方法对江苏省1990 年、1996 年、2002 年和2008 年不同等级的城市及其腹地的吸引范围进行了划分。划分过程包括：运用因子分析得到65 个城市的综合实力,利用可达性分析技术得到城市间两两时间距离,运用最大联系强度以及逐级归并方法确定不同等级城市及其腹地范围。结果表明：采用城市间两两可达性来代替直线距离,对划分结果的准确性有所提升;划分方法充分考虑了城市间的隶属关系,划分过程中充分体现了城市质量与城市间的时间距离,划分结果较好地体现了区域均衡。“自下而上”划分方法体现了与传统的“自上而下”划分方法完全不同的研究路径,作为城市腹地划分方法的一种补充,可供研究人员进一步理论和实证探讨。</p>
[12]	Toth G, Kincses A. Factors of accessibility potential models [J]. Regional Science Inquiry Journal, 2011, 3(1): 27-44. URL 摘要 The use of accessibility potential models is widespread in transport geographical studies. In this analysis the connections between the different accessibility models and development conditions are examined. In connection with the use of the models, the problem arises that, due to their complexity, their interpretation may meet some difficulties. In order to solve this problem, a method which is suitable for breaking down the accessibility potentials into factors has been developed. The study analyses the spatial relation between development and accessibility taking as example the EU NUTS3 regions, the factors of the accessibility potential models are presented and the relations between these factors and the components of development are examined. Finally, the population potential in the NUTS3 regions of EU27 is examined according to the nationality of the dominant region influencing it.
[13]	佘冰,叶信岳,房会会,等. 基于局部聚类的网络Voronoi图生成方法研究 [J]. 地理科学,2015,35(5):637-643. Magsci [本文引用: 1] 摘要 <p>提出一种将网络约束下的Voronoi 和空间聚类相结合的方法, 通过构造局部的聚类分析方法对网络边进行加权, 根据实际的点过程性质可以把权重定义为加权或者乘权, 进行标准化后与道路段本身长度融合进行计算, 依此生成网络Voronoi 图, 以期理解城市街道的空间特性。以武汉市江汉区为例, 对城市网格管理系统产生的城市事件进行算法验证, 结果表明, 该方法提供了一种灵活的网络约束下的服务区域划分工具, 可用于基于网络空间点过程影响下的服务区划分, 也可用于系统性地定量刻画城市管理的动态特性。</p> [She Bing, Ye Xinyue, Fang Huihui et al. A Method for Integrating Network Voronoi and Spatial Clustering. Scientia Geographica Sinica,2015,35(5):637-643.] Magsci [本文引用: 1] 摘要 <p>提出一种将网络约束下的Voronoi 和空间聚类相结合的方法, 通过构造局部的聚类分析方法对网络边进行加权, 根据实际的点过程性质可以把权重定义为加权或者乘权, 进行标准化后与道路段本身长度融合进行计算, 依此生成网络Voronoi 图, 以期理解城市街道的空间特性。以武汉市江汉区为例, 对城市网格管理系统产生的城市事件进行算法验证, 结果表明, 该方法提供了一种灵活的网络约束下的服务区域划分工具, 可用于基于网络空间点过程影响下的服务区划分, 也可用于系统性地定量刻画城市管理的动态特性。</p>
[14]	刘涛,曹广忠. 城市规模的空间聚散与中心城市影响力——基于中国637个城市空间自相关的实证 [J]. 地理研究, 2012, 31(7): 1317-1327. Magsci [本文引用: 1] 摘要城市规模的空间集聚与分散和中心城市影响区域划分是城市体系中不同规模等级城市之间相互作用的两个传统研究视角。本文将二者结合起来,提出自下而上考察中心城市影响力的新视角,通过空间自相关分析,从区域和地方两个尺度综合考察了中心城市的影响力和城市规模的空间聚散特征。基于中国637个城市的实证研究表明,东部大城市的区域影响力逐渐由沿海向内陆渗透;中部大城市的区域影响力有限,但地区性影响力可以覆盖整个区域;西部大城市的影响力十分有限,大量的边缘性小城市处于自生发展的状态。对城镇密集地区的考察发现,长三角是中国最成熟的都市连绵区;京津冀、珠三角、山东半岛和辽中南都市连绵区正逐步走向成熟,但城市规模和空间组织特征差异较大;以长株潭、武汉、郑州和成渝等为中心的内陆型大都市区域也很可能较快形成,中心城市间的功能整合、空间优化和区域影响力的提升至关重要;而西部大部分地区可能并不适合发展大都市区域,而应考虑新的城市规模和空间组织形式。 [Liu Tao, Cao Guangzhong. Agglomeration and dispersion of city sizes and the influence of central cities: Based on the multi-scale spatial autocorrelation and the case of China. Geographical Research, 2012, 31(7):1317-1327.] Magsci [本文引用: 1] 摘要城市规模的空间集聚与分散和中心城市影响区域划分是城市体系中不同规模等级城市之间相互作用的两个传统研究视角。本文将二者结合起来,提出自下而上考察中心城市影响力的新视角,通过空间自相关分析,从区域和地方两个尺度综合考察了中心城市的影响力和城市规模的空间聚散特征。基于中国637个城市的实证研究表明,东部大城市的区域影响力逐渐由沿海向内陆渗透;中部大城市的区域影响力有限,但地区性影响力可以覆盖整个区域;西部大城市的影响力十分有限,大量的边缘性小城市处于自生发展的状态。对城镇密集地区的考察发现,长三角是中国最成熟的都市连绵区;京津冀、珠三角、山东半岛和辽中南都市连绵区正逐步走向成熟,但城市规模和空间组织特征差异较大;以长株潭、武汉、郑州和成渝等为中心的内陆型大都市区域也很可能较快形成,中心城市间的功能整合、空间优化和区域影响力的提升至关重要;而西部大部分地区可能并不适合发展大都市区域,而应考虑新的城市规模和空间组织形式。
[15]	Ord J K, Getis A. Local spatial autocorrelation statistics: distribution issues and an application [J]. Geographical Analysis, 1995, 27(4): 286-306. [本文引用: 2]

宁蒙陕甘沿黄生态经济带建设构想

2010

... 宁蒙沿黄地带（包括宁夏回族自治区银川、石嘴山、吴忠、中卫,以及内蒙古自治区呼和浩特、包头、鄂尔多斯、乌海、巴彦淖尔共计9个地级行政区）受自然条件制约,城市沿黄河沿交通线集中分布,呈现显著的“大城关,小城市”的城镇空间格局,适合应用引力模型划分城市影响区,同时这一地带为中国西北高强度开发而快速城市化典型地区^[1],分析此地带城市影响区具有典型性和现实紧迫性. ...

宁蒙陕甘沿黄生态经济带建设构想

2010

Evolution and spatial patterns of spheres of urban influence in China

2014

... 伴随中国城市化进程,城镇体系规划已成为区域规划的主要内容之一.城镇体系规划包括等级规模结构、职能结构和空间结构.城市影响区划分是空间结构规划的一项重要基础工作.城市影响区划分目前主要包括两个方向：基于流的经验分析和基于空间相互作用模型的模拟分析^[2].基于流的经验研究因为数据较难获取而常作为基于空间相互作用模型分析的检验与补充^[3].基于空间相互作用模型的模拟分析以引力模型及其衍生模型为常见^[4].引力模型最早由Ravenstein^[5]提出,Friedmann^[6]和Lee^[7]等将其应用于城市影响区划分,其进展可总结为3方面： ...

区域定量划分方法的初步研究——兼论用断裂点理论进行区域划分问题

2003

... 第一方面,模型本身改进：城市中心性,由单个人口或经济指标向城市综合指数发展,计算过程包括城市质量综合评价指标体系的建立和基于主成分分析的指标权重的确定;距离,由最开始的直线距离向交通距离和时间距离拓展;摩擦系数,除探讨其经济含义外,应用上典型的是将不同摩擦系数应用于不同尺度的区划^[8~10].第二方面,影响区划分：形成两条路线,一是以保证行政区单元完整性优先,按照行政区单元上下级关系,又可进一步分为由上而下分解和由下而上归并;二是优先考虑影响力变化的连续性,又进一步分化为基于场强的划分和基于断裂点与加权Voronoi图的划分^[11~13].最后,验证与补充：目前尚没有规范的验证方法,主要结合自然地理界限、行政区划范围和交通线路等验证分界线^[3]. ...

区域定量划分方法的初步研究——兼论用断裂点理论进行区域划分问题

2003

论长春都市圈的地域范围与空间结构

2014

论长春都市圈的地域范围与空间结构

2014

The laws of migration

1885

The urban field

1965

An allometric analysis of the US urban system: 1960-1980

1989

European Union Enlargement,European Spatial Development Perspective and Regional Policy: Lessons from Population Potentials

2006

老工业基地城市可达性及经济联系格局研究——以吉林省为例

2013

老工业基地城市可达性及经济联系格局研究——以吉林省为例

2013

基于空间相互作用模型的县域城镇体系结构定量化研究——以科尔沁左翼中旗为例

2014

基于空间相互作用模型的县域城镇体系结构定量化研究——以科尔沁左翼中旗为例

2014

基于空间联系的城市腹地范围划分——以江苏省为例

2012

基于空间联系的城市腹地范围划分——以江苏省为例

2012

Factors of accessibility potential models

2011

基于局部聚类的网络Voronoi图生成方法研究

2015

基于局部聚类的网络Voronoi图生成方法研究

2015

城市规模的空间聚散与中心城市影响力——基于中国637个城市空间自相关的实证

2012

... 总的来说,基于引力模型的城市影响区研究尚集中在模型本身的城市点、距离和摩擦系数的探讨,大多仅停留在影响范围划定,而限于空间人口数据的获取,进一步分析影响区人口的研究尚不多,以至于刘涛等^[14]提出“规模相似的东部城市等级普遍低于西部城市,影响范围也小得多,这样能够反映前者的影响力不如后者吗?”的质疑.对此,本文首先用城镇用地实现城市点到城市面源的拓展,同时结合交通时间成本和不同土地利用类型格网通行时间成本计算总的时间成本作为距离,利用最小距离法来划分城市影响区,并与传统点和面源Voronoi划分结果进行对比^[15];进一步结合人口格网数据分区统计影响区人口,对其与城市行政区非农人口的增速差计算

\begin{matrix} {G_{i}}^{*} \end{matrix}

值进行统计分析,识别出两者显著不匹配的城市,以期指明区域城市发展重点. ...

城市规模的空间聚散与中心城市影响力——基于中国637个城市空间自相关的实证

2012

\begin{matrix} {G_{i}}^{*} \end{matrix}

值进行统计分析,识别出两者显著不匹配的城市,以期指明区域城市发展重点. ...

Local spatial autocorrelation statistics: distribution issues and an application

1995

\begin{matrix} {G_{i}}^{*} \end{matrix}

值进行统计分析,识别出两者显著不匹配的城市,以期指明区域城市发展重点. ...

... 2）

\begin{matrix} {G_{i}}^{*} \end{matrix}

值.

\begin{matrix} {G_{i}}^{*} \end{matrix}

值用于识别区域高低值集聚区^[15],本文基于NAID计算

\begin{matrix} {G_{i}}^{*} \end{matrix}

值以识别城市提供服务人口与城市服务人口增速统计中显著不匹配的城市.计算如式（2）. ...

〈

〉

基于城镇用地和最小时间成本的城市影响区划分及其人口分析

Urban Influential Spheres and Its Population Based on Urban Land and Minimum Time Cost

1 文献综述

2 研究思路、方法与数据来源

2.1 研究思路

2.2 研究方法

2.3 数据来源

3 城市影响区划分

4 城市影响区人口分析

4.1 城镇用地与交通对城市影响区人口变化的影响分析

4.2 城市影响区人口与城市非农人口的比较分析

5 结论

参考文献 文献选项 原文顺序 文献年度倒序 文中引用次数倒序 被引期刊影响因子

参考文献

原文顺序

文献年度倒序

文中引用次数倒序

被引期刊影响因子