寧蒙沿黃地帶最小綜合交通時間成本的城市影響區(qū)

李 俊 , 陳艷曉 , 毛琦梁

(1.安徽工業(yè)大學(xué) 商學(xué)院,安徽 馬鞍山243032； 2.首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué) 城市經(jīng)濟與公共管理學(xué)院，北京 100070)

寧蒙沿黃地帶最小綜合交通時間成本的城市影響區(qū)

李 俊1, 陳艷曉1, 毛琦梁2

(1.安徽工業(yè)大學(xué) 商學(xué)院,安徽 馬鞍山243032； 2.首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué) 城市經(jīng)濟與公共管理學(xué)院，北京 100070)

城鎮(zhèn)體系規(guī)劃已成為區(qū)域規(guī)劃的主要內(nèi)容之一，城市影響區(qū)劃分具有現(xiàn)實意義。引力模型已成為城市影響區(qū)劃分的主流方法，對引力模型進行2個方面的拓展：一是以城市建成區(qū)作為“源”實現(xiàn)城市“點”到“面”的拓展；二是綜合交通數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)計算最小時間成本，并以此作為時間距離劃分城市影響區(qū)。將城鎮(zhèn)用地作為“面”狀城市源，城市影響區(qū)輪廓與城鎮(zhèn)用地輪廓具有相似性，反映出放大的城鎮(zhèn)用地輪廓特征；最小時間成本原則下，城市影響區(qū)受道路類型尤其是通行時間成本較低的道路類型分布的影響顯著，在兩城市間格網(wǎng)通行時間成本相同前提下，兩城市影響區(qū)分界線將垂直平分城市間通行時間成本最低的道路線；交通格局奠定了城市影響區(qū)基本形狀，城鎮(zhèn)用地作為城市“源”和土地類型格網(wǎng)通行時間成本的引入使得城市影響區(qū)輪廓不規(guī)則和精細化。

城市影響區(qū)；最小時間成本；引力模型；寧蒙沿黃地帶

0 引言

城鎮(zhèn)體系作為城市地理學(xué)的經(jīng)典研究內(nèi)容，包括等級規(guī)模結(jié)構(gòu)、職能結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)[1]。而空間結(jié)構(gòu)研究的重點包括城市間、城市與區(qū)域間相互關(guān)系[2]。城市影響區(qū)的劃分是研究城市間相互作用的一個視角[3]。城市影響區(qū)劃分目前主要包括兩個方向：基于流的經(jīng)驗分析[4]和基于空間相互作用模型的模擬分析[5]?；诹鞯慕?jīng)驗研究因為數(shù)據(jù)較難獲取而常作為基于空間相互作用模型分析的檢驗與補充[6]?；诳臻g相互作用模型的模擬分析以引力模型及其衍生模型為常見。引力模型最早由Ravenstein提出，J.Friedmann等[7]將其應(yīng)用于城市影響區(qū)劃分，其進展可總結(jié)為5個方面。(1)城市中心性的表征，由單個人口或經(jīng)濟指標(biāo)向城市綜合指數(shù)發(fā)展，常見計算過程包括城市質(zhì)量綜合評價指標(biāo)體系的建立和基于主成分分析指標(biāo)權(quán)重的確定[8]。(2)距離，由傳統(tǒng)的直線距離[9]向交通距離和時間距離拓展[10-13]。(3)摩擦系數(shù)，理論上有學(xué)者建立微觀經(jīng)濟模型論證城市影響區(qū)邊界的存在，并以此解釋摩擦系數(shù)的涵義[14]。應(yīng)用上典型地是將不同摩擦系數(shù)應(yīng)用于不同尺度的區(qū)劃[15-16]。(4)影響區(qū)的劃分形成2條路線，一是以行政區(qū)單元完整性優(yōu)先，按照行政區(qū)單元上下級關(guān)系，又可進一步分為由上而下分解[17]和由下而上歸并[18]2種方式；二是優(yōu)先考慮影響力變化的連續(xù)性，又進一步分化為基于場強的劃分[19-21]和基于斷裂點和加權(quán)Voronoi圖的劃分[22-25]。(5)驗證與補充。目前，尚沒有規(guī)范的驗證方法，主要結(jié)合自然地理界限、行政區(qū)劃范圍和交通線路等驗證分界線[3]。

寧蒙沿黃地帶(包括寧夏回族自治區(qū)銀川、石嘴山、吳忠、中衛(wèi)，以及內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特、包頭、鄂爾多斯、烏海、巴彥淖爾共計9個地級行政區(qū))作為中國西北高強度開發(fā)而快速城市化典型地區(qū)[26-28]，受自然條件制約，城鎮(zhèn)體系呈現(xiàn)2個顯著特征：“大城關(guān)，小城市”；人口沿黃河沿交通線集中分布。針對此地帶城鎮(zhèn)體系規(guī)劃實際，采用基于最小交通時間成本的引力模型來劃分城市影響區(qū)具有現(xiàn)實意義。

已有交通時間成本計算中普遍考慮了道路交通單元的時間成本，而較少考慮非道路單元時間成本，本研究借助ArcGIS空間分析技術(shù)，綜合考慮道路格網(wǎng)交通時間和非道路格網(wǎng)(對應(yīng)不同土地利用類型)通行時間來計算綜合最小交通時間成本。引力模型中一般將城市作為“點”，通過中心性來表征“點”的“質(zhì)量”，而中心性的計算尚無規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。從城市服務(wù)等級切入，借鑒前述研究中由下而上劃分路線，按照由低到高城市職能等級分別對同一職能等級城市劃分影響區(qū)，這一思路相較于按統(tǒng)一指標(biāo)體系計算不同職能等級城市中心性思路而言更具有針對性。對于區(qū)縣級城市所提供的服務(wù)等級，假定低等級服務(wù)在“質(zhì)”上無差別，在“量”上嘗試用城鎮(zhèn)用地表征城市以實現(xiàn)城市“點”到城市“面”的拓展，在不增加分析數(shù)據(jù)成本的同時綜合非道路時間成本的最小時間成本計算更符合現(xiàn)實。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究重點介紹最小時間成本在城鎮(zhèn)體系規(guī)劃中的應(yīng)用方法。結(jié)合數(shù)據(jù)可得性，以2000年數(shù)據(jù)為例進行驗證。其中交通數(shù)據(jù)通過中國分省交通地圖集(2001年)掃描后矢量化制作，1∶10 000土地利用數(shù)據(jù)主要來自國家科技基礎(chǔ)條件平臺建設(shè)項目:地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(www.geodata.cn)。

1.2 研究方法

圖1是本研究主要分析流程，需要說明的是交通最小時間成本計算過程中各道路類型行車速度參考中國《鐵路線路設(shè)計規(guī)范》和中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01—2003)和《公路線路設(shè)計規(guī)范》(JTGD20—2006)而設(shè)定：鐵路120 km/h，高速公路100 km/h，國道70 km/h，省道50 km/h，縣鄉(xiāng)道30 km/h，簡易路20 km/h。設(shè)定各類用地通行速度參考值：耕地和草地按照正常步行速度5 km/h，林地3 km/h，由于研究區(qū)水域基本沒有通航，將水域與未利用地設(shè)定為0.1 km/h，城鎮(zhèn)用地40 km/h，農(nóng)村居民點和工礦交通用地20 km/h。同時,僅取同一服務(wù)等級城市進行城市影響區(qū)劃分，但根據(jù)中心地理論，高等級城市也提供低等級城市所有功能，因此，劃分中將地級市駐地也作為城市“源”。

圖1 分析流程Fig.1 Analysis flow

2 城市最小時間成本的影響區(qū)劃分

對低等級城市提供的服務(wù)，假設(shè)高等級城市的服務(wù)與低等級城市提供的服務(wù)無差異，在此前提下分析城市“點”到城市“面”拓展與最小時間成本準(zhǔn)則對城市影響區(qū)劃分的影響。

2.1 城市“點”到城市“面”拓展的影響分析

勻質(zhì)區(qū)域背景下，若將城市視為“點”，根據(jù)中心地理論，城市影響區(qū)是以城市“點”為中心的六邊形區(qū)域，若將城市視為“面”，從中心地理論類推，相鄰城市影響區(qū)邊界的確定應(yīng)是以兩城市建成區(qū)多邊形上距離最近的“點對”為中心構(gòu)造六邊形邊界，一個城市影響區(qū)邊界由它與相鄰城市所形成六邊形邊界所組成。根據(jù)分形理論，重復(fù)簡單規(guī)則能生成復(fù)雜對象，這樣的復(fù)雜對象具有無尺度特征。將城市建成區(qū)作為城市面狀“源”，以建成區(qū)邊界點為種子構(gòu)造六邊形邊界，最終生成復(fù)雜的城市影響區(qū)，城市影響區(qū)的無尺度特征意味著，從整體上看，城市影響區(qū)輪廓與城鎮(zhèn)用地輪廓具有相似性，是放大了的城鎮(zhèn)用地輪廓。

2.2 最小時間成本準(zhǔn)則的影響分析

基于最小時間成本城市影響區(qū)劃分的基本思想是對研究區(qū)任一格網(wǎng)單元，搜索其到鄰域城市“源”的時間成本，將其劃歸到最小時間成本的城市“源”的影響區(qū)。由此可得3個推論。

推論一，由于道路類型格網(wǎng)的通行時間成本遠低于一般土地利用類型格網(wǎng)，在計算最短時間成本過程中會優(yōu)先選擇道路類型格網(wǎng)單元作為最小時間成本路徑上經(jīng)過的單元，城市影響區(qū)將沿道路線延伸，道路線的分布將基本決定城市的影響區(qū)范圍。

推論二，在2個城市通過1條道路線連接前提下，若2個城市間區(qū)域格網(wǎng)通行時間成本相同假設(shè)下，2個城市影響區(qū)分界線是道路連接線的垂直平分線；若2個城市間區(qū)域最小時間成本不相同，道路連接線的中點必在2個城市影響區(qū)分界線上，且分界線仍位于道路連接線的垂直平分線附近，偏差隨垂直平分線兩側(cè)格網(wǎng)通行時間成本差異增大而增大。

推論三，若2個城市間同時有多個類型道路線連接，則取通行時間成本低的道路類型連接線按推論一和推論二進行分析，可得出影響區(qū)的基本范圍。

3 影響區(qū)劃分結(jié)果

3.1 基于最小時間成本的城市影響區(qū)劃分的實現(xiàn)

圖2為寧蒙沿黃地帶42個區(qū)縣2000年影響區(qū)劃分的中間結(jié)果與最終結(jié)果。圖2a是寧蒙沿黃地帶2000年交通圖，圖2b是2000年對6類一級土地利用根據(jù)通行時間成本重新分類圖，圖2c是對每個格網(wǎng)在交通時間成本和圖2b中重分類的土地利用通行時間成本兩者中“取小”原則得到的最小時間成本圖。圖2d右上角是2000年基于最小時間成本的城市影響區(qū)劃分結(jié)果圖，而圖中央則放大顯示了包頭市轄區(qū)的影響區(qū)，用于結(jié)果驗證。鑒于包頭市轄區(qū)影響區(qū)范圍顯著大于其行政區(qū)范圍，且與周邊城市通過多種道路線連接，選擇它來驗證是否正確實現(xiàn)了最小時間成本的準(zhǔn)則。驗證過程主要是根據(jù)前節(jié)3個推論來考察包頭市轄區(qū)與相鄰城市影響區(qū)劃分的合理性。整體上包頭市轄區(qū)影響區(qū)沿包頭—東勝區(qū)和包頭—白云鄂博鐵路線向南北2個方向大范圍延展，符合推論一。具體對東—東北—北—西北—西—西南—南—東南8個方向?qū)Π^市轄區(qū)與鄰近城市影響區(qū)分界線展開驗證。東向上包頭—土默特右旗，由于兩城市間存在多種道路線，根據(jù)推論三，取鐵路線展開分析，根據(jù)推論二，分界線應(yīng)過包頭—土默特右旗鐵路線中點，垂直于包頭—土默特右旗鐵路線。結(jié)果顯示包頭—土默特右旗分界線位于土默特右旗一側(cè)，這種偏差是因為包頭市轄區(qū)建成區(qū)東西跨度超過50 km，本研究以建成區(qū)表示城市，將以最東端建成區(qū)格網(wǎng)單元代表包頭市計算包頭市轄區(qū)—土默特右旗分界點，比按傳統(tǒng)引力模型將城市抽象成“點”，以偏西的市政府駐地來計算包頭—土默特右旗分界點要明顯偏向土默特右旗一側(cè)。東北向上包頭—固陽，兩城市對間存在省道連接線，根據(jù)推論二，分界線應(yīng)過包頭—固陽省道線中點，垂直于包頭—固陽省道線。結(jié)果顯示，包頭—固陽分界線經(jīng)過包頭—固陽省道線中點，顯著彎向固陽縣。對于這種偏差，從偏離大小和方向來解釋，對偏離大小，包頭—固陽分界線包頭一側(cè)鐵路、高速和國道分布密集，而固陽縣一側(cè)僅稀疏分布省道、縣鄉(xiāng)道和簡易道，根據(jù)推論二，區(qū)域最小時間成本間較大差異會導(dǎo)致分界線較大地偏離垂直平分線；對于偏離方向，邊界輪廓與包頭市轄區(qū)建成區(qū)北部輪廓一致，這是因為本研究采用建成區(qū)來表示城市，包頭市建成區(qū)輪廓局部向固陽突出，必然會導(dǎo)致分界線局部向固陽突出。北向上包頭—達罕旗，這里需要分為兩段解釋，包頭市轄區(qū)—白云鄂博鐵路段，白云鄂博—達罕旗省道段。對于包頭市轄區(qū)—白云鄂博鐵路段，包頭市轄區(qū)影響區(qū)隨著鐵路線一直延伸到白云鄂博礦區(qū)邊界；對于白云鄂博—達罕旗省道線，影響區(qū)分界線基本垂直平分白云鄂博—達罕旗省道線，但是為何邊界線沒有繼續(xù)向北延伸至國界？這個問題將在后續(xù)分析中進行解釋。

圖2 基于最小時間成本的城市影響區(qū)劃分過程Fig.2 Urban spheres of influence delineated by the minimum time cost

西北向包頭市轄區(qū)—烏拉特中旗無道路線直連，但由于包頭市轄區(qū)—白云鄂博鐵路線和烏拉特中旗到包頭市轄區(qū)—白云鄂博鐵路的縣道線的存在，包頭市轄區(qū)—烏拉特中旗分界線基本平行于包頭市轄區(qū)—白云鄂博鐵路線且偏向于鐵路線一側(cè)，可以這樣理解包頭市轄區(qū)—烏拉特中旗邊界線的生成過程(圖3)，過烏拉特中旗(設(shè)為A點)作垂直于包頭市轄區(qū)—白云鄂博鐵路線(設(shè)為線段XY)的垂線(垂足設(shè)為B點)，在垂線AB上假設(shè)存在1個城市建成區(qū)格網(wǎng)單元(設(shè)為C點)，從烏拉特中旗到這個格網(wǎng)與到包頭市轄區(qū)實際時間成本相等，這樣在區(qū)域格網(wǎng)通行時間成本相同條件下，包頭市轄區(qū)—烏拉特中旗分界線就是AC中垂線了。那么線段BC的長度可以根據(jù)XY長度和鐵路通行時間成本與縣道通行時間成本之比來估計，即BC=min(BX,BY)/(vr/vc)，其中，min(BX,BY)表示BX與BY中的較小值，vr與vc分別為鐵路與縣道通行速度，這樣，AC中垂線垂足D

圖3 包頭與烏拉特中旗分界線示意圖Fig.3 Illustration of delineation between Baotou and Wulate

可以估算出來，驗證D是否在包頭市轄區(qū)—烏拉特中旗分界線上即可。通過觀察估測可以證明實際分界線是滿足上述結(jié)論的，從而解釋了為何包頭市轄區(qū)—烏拉特中旗分界線偏向包頭市轄區(qū)的原因。西向包頭市轄區(qū)—烏拉特前旗的分界線的驗證與土默特右旗類似。西南向包頭市轄區(qū)—杭錦旗，通過省道線連接，根據(jù)推論二和三，分界線應(yīng)該經(jīng)過省道線中點垂直于省道線，劃分結(jié)果符合推論，注意到由于黃河大橋處于東部，就包頭市轄區(qū)影響區(qū)越過黃河繼續(xù)向杭錦旗方向推進的趨勢而言，東部強于西部，因此,包頭市轄區(qū)影響區(qū)東部向杭錦旗推進的寬度大于西部。南向包頭市轄區(qū)—東勝，通過鐵路線相連，由于鐵路通行成本遠低于其他道路類型，盡管包頭市轄區(qū)與東勝區(qū)在行政區(qū)上并不接壤，但由于居于兩者中間的達拉特旗城區(qū)離鐵路線較遠，因此根據(jù)推論一，包頭市轄區(qū)與東勝區(qū)依托鐵路線,其影響區(qū)分別向南和向北推進，擠占達拉特行政區(qū)，包頭市轄區(qū)與東勝區(qū)影響區(qū)已經(jīng)接壤，其分界線依然滿足推論二。東南向包頭市轄區(qū)—達拉特旗，由于包頭市轄區(qū)東西跨度超過50 km，以包頭市轄區(qū)—達拉特旗國道線與黃河交點為界，將包頭市轄區(qū)—達拉特旗國道線垂直平分線分為東西段，西段由于包頭市轄區(qū)—東勝鐵路線和其他包頭市轄區(qū)跨黃河大橋的存在，邊界線顯著偏離垂直平分線，偏向達拉特旗一側(cè)，而東段則基本沿垂直平分線，變化不顯著?？傮w看，包頭市轄區(qū)與相鄰城市影響區(qū)劃分結(jié)果符合前節(jié)推論，最小時間成本的準(zhǔn)則得到了實現(xiàn)。

3.2 城市“點”到城市“面”和最小時間成本的驗證

圖4a是基于城市“點”普通Voronoi圖劃分結(jié)果，城市影響區(qū)呈規(guī)則多邊形。圖4b是基于城市“面”的普通Voronoi圖劃分結(jié)果，相較于圖4a，整體上形狀變化主要體現(xiàn)在邊界線細節(jié)更豐富，變得更加精細；大小變化不明顯，僅包頭市轄區(qū)的白云鄂博礦區(qū)遠離其他5個轄區(qū)，包含一個獨立在外的以白云鄂博礦區(qū)為中心的影響區(qū)，而烏拉特后旗和海南區(qū)由于城市建成區(qū)面積較小，城市影響區(qū)分別被臨近的杭錦后旗和海勃灣區(qū)所侵占。圖4c是基于城市點的最小時間成本劃分結(jié)果，相較于圖4a，城市影響區(qū)形狀發(fā)生較大變化，沿交通線延伸特征顯著，以包頭市轄區(qū)、東勝區(qū)、杭錦后旗和利通區(qū)為典型。同時相較于圖4b，城市影響區(qū)形狀細節(jié)變化也更豐富，表明區(qū)分不同土地利用類型柵格不同通行時間成本后，城市影響區(qū)形狀更加不規(guī)則和精細。圖4d是基于城市面的最小時間成本劃分結(jié)果，相比較于圖4a、圖4b和圖4c，城市影響區(qū)形狀變化不僅表現(xiàn)在細節(jié)上，而是更顯著地表現(xiàn)在整個輪廓的變化上，典型的是包頭市轄區(qū)、五原縣、惠農(nóng)區(qū)、鄂托克旗和靈武市。對這種變化，可以理解為在普通Voronoi圖劃分中，從城市“點”到城市“面”的拓展帶來的僅僅是距離上拉近，由于城鎮(zhèn)用地面積較小，以建成區(qū)面積最大的包頭市轄區(qū)計也不過141個格網(wǎng)單元，其對影響區(qū)的影響不超過141個格網(wǎng)單元(不考慮烏拉特后旗建成區(qū)不夠1個格網(wǎng)單元而影響區(qū)受侵占的特殊情況)，相對普遍擁有2 000以上格網(wǎng)單元的城市行政區(qū)來說，確實不夠顯著。但是在最小時間成本準(zhǔn)則下，從城市“點”到城市“面”的拓展帶來的不僅是距離上拉近，更是通行時間上拉近，而根據(jù)前節(jié)城市“點”到城市“面”拓展影響的分析可知，在城市“面”的情況下，城市與相鄰城市影響區(qū)界將由連接時間成本最低的“點對”決定，不同方向上相鄰的不同城市，計算時“點對”不同，當(dāng)這種變化發(fā)生在格網(wǎng)單元通行時間不同的區(qū)域上時，有可能在某一“點對”間存在通行時間成本較低的道路類型格網(wǎng)單元，從最小時間成本準(zhǔn)則的影響分析知，這類格網(wǎng)單元的存在會顯著影響最小時間成本的計算過程，因而對該城市影響區(qū)形狀產(chǎn)生“突變”而出現(xiàn)顯著變化。此外，細節(jié)方面，由于建成區(qū)在各方向上拓展程度不同，各方向上連接相鄰城市道路線的通行時間不同，影響區(qū)邊界亦表現(xiàn)得更加不規(guī)則和精細化?？偟膩碚f，基于最小時間成本劃分的影響區(qū)在城市“點”到城市“面”的拓展過程中產(chǎn)生的形變比基于普通Voronoi圖劃分的影響區(qū)更顯著。最后，通過包頭市轄區(qū)在基于城市“點”和城市“面”兩種情況下影響區(qū)對比來對上節(jié)中問題進行解釋。包頭市轄區(qū)在城市“面”情況下的影響區(qū)劃分中北界未延伸至國界是因為白云鄂博礦區(qū)在2000年擴張至達罕旗境內(nèi)，一部分建成區(qū)作為達罕旗城市建成區(qū)，這樣白云鄂博礦區(qū)以北地區(qū)被劃分為達罕旗影響區(qū)，不影響對劃分合理性的解釋。

圖4 城市“點”/城市“面”與Voronoi/最小時間成本組合情況下影響區(qū)劃分Fig.4 Comparative delineated results of Voronoi or minimum time cost for urban point or urban area

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

(1)城市“點”拓展到城市“面”后，基于普通Voronoi圖的城市影響區(qū)輪廓與城鎮(zhèn)用地輪廓具有相似性，反映出放大的城鎮(zhèn)用地輪廓特征。(2)最小時間成本原則下，城市影響區(qū)受道路類型尤其通行時間成本較低的道路類型分布的顯著影響，在兩城市間區(qū)域時間成本相同前提下，兩城市影響區(qū)分界線將垂直平分城市間通行時間成本最低的道路線。(3)基于最小時間成本城市影響區(qū)的劃分結(jié)果相較于傳統(tǒng)Voronoi圖劃分結(jié)果，形狀沿交通指向特征顯著，并且輪廓細節(jié)更豐富，體現(xiàn)了不同等級道路和不同土地利用類型格網(wǎng)通行時間成本差異對劃分結(jié)果的影響。(4)基于最小時間成本的城市影響區(qū)劃分在城市“點”到城市“面”拓展過程中產(chǎn)生的形變大于基于普通Voronoi圖的城市影響區(qū)劃分，輪廓細節(jié)也更加豐富。

4.2 討論

在交通線對外聯(lián)系上，本研究對鐵路線和高速公路未考慮到這類道路只有在站點處具有對外連接功能，與實際情況還有一定差距。進一步的研究包括2個方向:一是縱向深入，利用人口格網(wǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計影響區(qū)人口，通過城市行政區(qū)人口和城市非農(nóng)人口對比來分析城市間、城市與區(qū)域間關(guān)系，為市域城鎮(zhèn)規(guī)劃提供更實用的參考；二是橫向拓展，本研究僅就區(qū)縣一級城市的影響區(qū)進行了劃分，城市體系空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃還包含空間等級性，在完善同一服務(wù)等級上城市影響區(qū)劃分的基礎(chǔ)上，可進一步拓展到更高服務(wù)等級的城市，實現(xiàn)所有服務(wù)等級城市影響區(qū)劃分，而城市服務(wù)等級如何劃分？可探索的方向是吸收世界城市網(wǎng)絡(luò)研究的成果，通過分行業(yè)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)映射城市網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)層次性表征城市層次性，用“行業(yè)”表征“服務(wù)等級”，用“企業(yè)層級”表征“城市層級”的對應(yīng)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)不同服務(wù)等級城市的劃分。

[1] 顧朝林.中國城鎮(zhèn)體系——歷史·現(xiàn)狀·展望[M].北京:商務(wù)印書館,1992：213-226.

[2] 陸大道.區(qū)域發(fā)展及其空間結(jié)構(gòu)[M].北京:科學(xué)出版社,1995：142-180.

[3] 吳殿廷,朱青.區(qū)域定量劃分方法的初步研究——兼論用斷裂點理論進行區(qū)域劃分問題[J].北京師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2003,39(3):412-416.

[4] Simmons J.The Urban System and Linkages:Building,Connecting and Sharing Knowledge:A Dialogue on Linkages between Communities[D].Toronto:Ryerson University,2005.

[5] Lee Y.An Allometric Analysis of the US Urban System:1960-80[J].Environment and Planning A,1989,21(4):463-476.

[6] Du Guoqing.Using GIS for Analysis of Urban System[J].GeoJournal,2001,52(3):213-221.

[7] Friedmann J,Miller J.The Urban Field[J].Journal of the American Institute of Planners,1965,31(4):312-320.

[8] 周一星,張莉,武悅.城市中心性與我國城市中心性的等級體系[J].地域研究與開發(fā),2001,20(4):1-5.

[9] 張懷志,武友德,王源昌,等.滇中城市群空間經(jīng)濟聯(lián)系與地緣經(jīng)濟關(guān)系匹配研究[J].地域研究與開發(fā),2014,33(2):16-20.

[10] 張莉,陸玉麒,趙元正.基于時間可達性的城市吸引范圍的劃分——以長江三角洲為例[J].地理研究,2009,28(3):803-816.

[11] 邱岳,韋素瓊,陳進棟.基于場強模型的海西區(qū)地級及以上城市影響腹地的空間格局[J].地理研究,2011,30(5):795-803.

[12] 王麗,鄧羽,劉盛和,等.基于改進場模型的城市影響范圍動態(tài)演變——以中國中部地區(qū)為例[J].地理學(xué)報,2011,66(2):189-198.

[13] 尚正永,白永平.贛州市1小時城市經(jīng)濟圈劃分研究[J].地域研究與開發(fā),2007,26(1):16-19.

[14] 尹虹潘.城市規(guī)模、空間距離與城市經(jīng)濟吸引區(qū)——一個簡單的經(jīng)濟地理模型[J].南開經(jīng)濟研究,2006(5):82-91.

[15] 顧朝林,龐海峰.基于重力模型的中國城市體系空間聯(lián)系與層域劃分[J].地理研究,2008,27(1):1-12.

[16] 黃金川,孫貴艷,閆梅,等.中國城市場強格局演化及空間自相關(guān)特征[J].地理研究,2012,31(8):1355-1364.

[17] 劉志紅.城市經(jīng)濟區(qū)劃的理論方法——以山東省為例[J].經(jīng)濟地理,1991,11(4):25-30.

[18] 鐘業(yè)喜,陸玉麒.基于空間聯(lián)系的城市腹地范圍劃分——以江蘇省為例[J].地理科學(xué),2012,32(5):536-543.

[19] Brady S M.The Irish Urban System and Its Dynamics[R].Dublin:NUI Maynooth & Fitzpatrick Associates,2000:3-21.

[20] 杜忠潮,蘇英.陜西省城市影響區(qū)的空間結(jié)構(gòu)及發(fā)展趨勢研究[J].西北大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2003,33(5):586-590.

[21] 李震,顧朝林,姚士謀.當(dāng)代中國城鎮(zhèn)體系地域空間結(jié)構(gòu)類型定量研究[J].地理科學(xué),2006,26(5):544-550.

[22] 劉科偉.城市空間影響范圍劃分與城市經(jīng)濟區(qū)問題探討——以陜西省為例[J].西北大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,1995,25(2):129-134.

[23] 李圣權(quán),胡鵬,閆衛(wèi)陽.基于加權(quán)Voronoi圖的城市影響范圍劃分[J].武漢大學(xué)學(xué)報:工學(xué)版,2004,37(1):94-97.

[24] Mu L,Wang X.Population Landscape:A Geometric Approach to Study Spatial Patterns of the US Urban Hierarchy[J].The International Journal of Geographical Information Science,2006,20(6):649-667.

[25] 運迎霞,楊德進,盧思佳.近30年來新疆城鎮(zhèn)發(fā)展的格局與過程研究[J].城市規(guī)劃學(xué)刊,2011(3):74-80.

[26] 王傳勝,范振軍,董鎖成,等.生態(tài)經(jīng)濟區(qū)劃研究——以西北6省為例[J].生態(tài)學(xué)報,2005,25(7):1804-1810.

[27] 董鎖成,李雪,石廣義,等.寧蒙陜甘沿黃生態(tài)經(jīng)濟帶建設(shè)構(gòu)想[J].地理研究,2010,29(2):204-213.

[28] 方創(chuàng)琳.中國西部地區(qū)城市群形成發(fā)育現(xiàn)狀與建設(shè)重點[J].干旱區(qū)地理,2010,33(5):667-675.

Urban Spheres of Influence Delineated by the Minimum Comprehensive Time Cost in the Areas along Yellow River in Ningxia and Inner Mongolia Autonomous Region

Li Jun1, Chen Yanxiao1, Mao Qiliang2

(1.School of Business， Anhui University of Technology， Maanshan 243032, China; 2.College of Urban Economics and Public Administration, Capital University of Economics and Business, Beijing 100070, China)

Urban agglomeration has been main form of China’s regional development, and urban system planning has been main part of regional planning. So it was meaningful to do research on urban spheres of influences in regional planning. Based on gravity model, two improvements were made in progress. Firstly, it conformed better to reality to take urban built-up area as source to which minimum time cost was searched for each cell. Secondly, by selecting the minor of travelling time cost through traffic and other land use grid, final minimum time cost was used to generate boundary between two different urban. Main conclusions were as follows:under rule of minimum time cost, urban spheres of influence was delineated distinctively by distribution pattern of different traffic lines, especially the traffic line with minimum time cost. If region except traffic area between 2 urban had unique time cost, boundary of urban spheres of influence would be perpendicular to the traffic line with minimum time cost linking these 2 urban. Traffic line set basic pattern of urban spheres of influence while urban land area as urban “source” and difference of time cost on travelling through different land use grid just made boundary of urban spheres of influence more irregular and delicate.

urban spheres of influence; minimum time cost; gravity model; areas along Yellow River in Ningxia and Inner Mongolia Autonomous Region

2014-07-11；

2015-12-27

李俊(1985-)，男，湖北天門市人，講師，博士，主要從事城市演變研究，(E-mail)panghuanzhi@163.com。

F291

A

1003-2363(2016)01-0034-06