江蘇省城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系研究與實(shí)現(xiàn)

李明巨，甄 峰，張 浩，席廣亮，劉 波

(1.江蘇省基礎(chǔ)地理信息中心，江蘇 南京 210013；2.南京大學(xué) 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，江蘇 南京 210093)

0 引 言

城鎮(zhèn)空間格局，作為重要的地理國(guó)情信息，主要描述區(qū)域內(nèi)不同規(guī)模的城鎮(zhèn)按照一定的空間組織規(guī)則形成的空間體系狀況，包括時(shí)空地域結(jié)構(gòu)、空間等級(jí)、空間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)等。城鎮(zhèn)空間格局的識(shí)別和測(cè)度，對(duì)于把握區(qū)域城鎮(zhèn)化發(fā)展的規(guī)律具有重要的作用[1-2]，可為城鎮(zhèn)布局優(yōu)化、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌規(guī)劃等提供支撐。因此，區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)空間格局的演變與發(fā)展態(tài)勢(shì)，是當(dāng)前新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃決策部門急需了解的基礎(chǔ)信息。

以往，城鎮(zhèn)空間格局的確立大多仍是由專業(yè)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)定性地給出[3]。近年來(lái)，得益于GIS、遙感技術(shù)的發(fā)展，很多學(xué)者開始利用空間分析技術(shù)對(duì)城鎮(zhèn)空間格局進(jìn)行定量化的研究[4-6]。目前，城鎮(zhèn)空間格局定量化研究，在物理空間和社會(huì)空間等維度已經(jīng)較為成熟，如城鎮(zhèn)空間形態(tài)刻畫、城鎮(zhèn)等級(jí)位序分析、節(jié)點(diǎn)城市識(shí)別、城鎮(zhèn)空間聯(lián)系測(cè)度等。隨著信息化時(shí)代的來(lái)臨，虛擬空間中的城鎮(zhèn)空間格局也開始受到大家的重視。物理空間、社會(huì)空間、信息空間，形成了立體化刻畫城鎮(zhèn)空間格局的完整體系。

基于此，本文圍繞長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)背景下的江蘇省城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)，在時(shí)空大數(shù)據(jù)的支撐下，從物理空間、社會(huì)空間、信息空間等不同維度，設(shè)計(jì)了江蘇省城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系。

1 城鎮(zhèn)空間格局“尺度-維度-因子”

區(qū)域城鎮(zhèn)空間格局是由點(diǎn)-線-面相互作用的系統(tǒng)。點(diǎn)-線-面的抽象涉及到空間尺度問(wèn)題，點(diǎn)-線-面的相互作用環(huán)境涉及空間維度問(wèn)題，而相互作用的類型則代表了空間格局的指標(biāo)因子。

1.1 城鎮(zhèn)空間格局的尺度

不同的空間尺度，所考察的城鎮(zhèn)空間關(guān)系也有所不同。江蘇省城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)的設(shè)計(jì)，主要分為區(qū)域、省域和城市等空間尺度，如圖1所示。

圖1 城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)的空間尺度Fig.1 Spatial scales of urban spatial pattern monitoring

1）區(qū)域尺度。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶，是新時(shí)期中國(guó)三大區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略之一。江蘇省作為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶龍頭地區(qū)，省內(nèi)城市與沿線各城市在經(jīng)濟(jì)協(xié)作、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、交通互聯(lián)等領(lǐng)域的聯(lián)系越來(lái)越緊密。在區(qū)域尺度上，省內(nèi)城市與長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶節(jié)點(diǎn)城市的空間互動(dòng)關(guān)系，是江蘇省城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)的主要研究對(duì)象。

2）省域尺度。江蘇省城鎮(zhèn)化水平處于全國(guó)前列，各類空間和社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)強(qiáng)度較高。同時(shí)，全省城鎮(zhèn)化水平又存在明顯的地區(qū)差異，城鎮(zhèn)間空間要素的集聚態(tài)勢(shì)以及要素流動(dòng)的強(qiáng)弱格局非常顯著。在省域尺度上，江蘇省城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)，主要研究不同等級(jí)城鎮(zhèn)的空間形態(tài)、空間聯(lián)系和產(chǎn)業(yè)布局等。

3）城市尺度。城市在邊界擴(kuò)張、內(nèi)部用地結(jié)構(gòu)、工商業(yè)分布和公共服務(wù)布局等方面存在較強(qiáng)的空間分異和時(shí)序特征。城市尺度的空間格局監(jiān)測(cè)，主要考察城市邊界擴(kuò)張、土地利用變化、活力空間演變以及公共服務(wù)布局等。

1.2 城鎮(zhèn)空間格局的維度

城鎮(zhèn)間空間相互作用，除表現(xiàn)在物理空間外，還存在于社會(huì)空間和信息空間，如圖2所示。

圖2 城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)的空間維度Fig.2 Spatial dimensions of urban spatial pattern monitoring

1）物理空間。物理空間，是城鎮(zhèn)在地域空間上所呈現(xiàn)出的物理狀態(tài)，如城鎮(zhèn)建設(shè)邊界、土地覆被變化、產(chǎn)業(yè)布局、設(shè)施分布等。

2）社會(huì)空間。社會(huì)空間，是城鎮(zhèn)在抽象空間中所呈現(xiàn)出的社會(huì)狀態(tài)，如交通流、經(jīng)濟(jì)流、金融流等空間聯(lián)系，以及城鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)等級(jí)體系、城市活力等。

3）信息空間。信息流，是直接塑造城市間關(guān)系的重要?jiǎng)恿χ弧３擎?zhèn)信息空間格局，包括城市信息流、網(wǎng)絡(luò)空間關(guān)注度等。

1.3 城鎮(zhèn)空間格局的因子

城鎮(zhèn)空間格局可分為城鎮(zhèn)空間形態(tài)、空間聯(lián)系、空間組織、產(chǎn)業(yè)布局、活力空間分布、公共服務(wù)布局等因子。根據(jù)不同的空間尺度和維度，城鎮(zhèn)空間格局因子可以分解為不同的子項(xiàng)指標(biāo)，具體如圖3所示。

圖3 城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)的因子Fig.3 Factors of urban spatial pattern monitoring

1）空間形態(tài)。包括空間邊界、用地結(jié)構(gòu)、空間重心等，可分為城鎮(zhèn)建成區(qū)邊界范圍、邊界擴(kuò)張強(qiáng)度、邊界擴(kuò)張方向、用地結(jié)構(gòu)變化強(qiáng)度、邊界及用地空間重心遷移等子指標(biāo)。

2）空間聯(lián)系。包括交通聯(lián)系、經(jīng)濟(jì)聯(lián)系、信息聯(lián)系等，可分為城鎮(zhèn)間交通可達(dá)時(shí)間、等時(shí)圈、客貨運(yùn)流量、經(jīng)濟(jì)聯(lián)系潛力強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)流強(qiáng)度、金融流強(qiáng)度、互聯(lián)網(wǎng)關(guān)注度等子指標(biāo)。

3）空間組織。主要描述城鎮(zhèn)體系和城市內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，可分為城鎮(zhèn)空間等級(jí)、城鎮(zhèn)空間分區(qū)、城市功能分區(qū)等子指標(biāo)。

4）產(chǎn)業(yè)布局。主要描述城鎮(zhèn)在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展和相互關(guān)聯(lián)，可分為包括開發(fā)區(qū)空間分布、城鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)競(jìng)合、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移強(qiáng)度等子指標(biāo)。

5）活力空間。包括城市商業(yè)服務(wù)業(yè)活力、科技創(chuàng)新活力和土地開發(fā)活力等，可分為活力空間分布、活力強(qiáng)度格局變化等子指標(biāo)。

6）公共服務(wù)布局。包括教育、醫(yī)療和文化休閑等公共服務(wù)布局，可分為公共服務(wù)邊界、空間分布均衡性、空間可達(dá)性、服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)等子指標(biāo)。

2 城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)模型

城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)的空間尺度、空間維度、指標(biāo)因子是一個(gè)有機(jī)整體。不同空間尺度下同一指標(biāo)因子的監(jiān)測(cè)重點(diǎn)有所不同，如在省域尺度的城鎮(zhèn)空間形態(tài)監(jiān)測(cè)主要包括城鎮(zhèn)空間邊界擴(kuò)張強(qiáng)度、省域城鎮(zhèn)空間重心遷移等，城市尺度的空間形態(tài)包括城市空間邊界擴(kuò)張方向、用地結(jié)構(gòu)變化強(qiáng)度、用地空間重點(diǎn)遷移等。相同指標(biāo)因子在不同的空間維度中的監(jiān)測(cè)內(nèi)容也有所不同，如公共服務(wù)布局在物理空間主要表現(xiàn)為公共服務(wù)設(shè)施的空間位置分布情況，而在社會(huì)空間則可以擴(kuò)展到公共服務(wù)設(shè)施的口碑質(zhì)量評(píng)價(jià)等因素。

根據(jù)監(jiān)測(cè)目標(biāo)，對(duì)空間尺度、空間維度、指標(biāo)因子進(jìn)行有機(jī)組合，即構(gòu)成了江蘇省城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)模型，具體如圖4所示。

圖4 城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)“尺度-維度-因子”指標(biāo)模型Fig.4 The "scale-dimension-factor" diagram of urban spatial pattern monitoring

3 城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系

3.1 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系

長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市空間格局，主要監(jiān)測(cè)江蘇省13個(gè)地市與長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶節(jié)點(diǎn)城市的交通聯(lián)系、經(jīng)濟(jì)聯(lián)系、信息聯(lián)系的空間格局強(qiáng)度和變化情況見表1。

表1 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)Tab.1 Urban spatial pattern monitoring indexs of the Yangtze economic belt

3.2 江蘇省域城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系

江蘇省域尺度城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)，主要監(jiān)測(cè)全省縣級(jí)以上城市的空間形態(tài)、空間聯(lián)系、空間組織、產(chǎn)業(yè)布局及其變化情況見表2。

表2 江蘇省域尺度城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)Tab.2 Urban spatial pattern monitoring indexs of Jiangsu provincial scale

3.3 典型城市空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系

典型城市空間格局監(jiān)測(cè)，主要監(jiān)測(cè)城市空間形態(tài)、空間組織、城市活力空間、城市公共服務(wù)布局及其變化情況見表3。

表3 典型城市空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)Tab.3 Typical city spatial pattern monitoring indexs

4 江蘇省城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)實(shí)踐

本文設(shè)計(jì)的江蘇省城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，涉及城鎮(zhèn)物理形態(tài)、社會(huì)空間組織和信息聯(lián)系等，是多元地理空間的綜合體現(xiàn)。各類指標(biāo)的測(cè)度和實(shí)現(xiàn)，需要多樣化的數(shù)據(jù)資源和評(píng)價(jià)技術(shù)方法支撐。

本文綜合多方面的研究成果，以測(cè)繪部門的基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)、地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，融合社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)開放大數(shù)據(jù)等，探索了江蘇省城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)技術(shù)路徑并開展工程實(shí)踐，取得了一系列的監(jiān)測(cè)成果，包括基于百度指數(shù)的長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶、江蘇省城市2010年、2015年信息聯(lián)系強(qiáng)度測(cè)度，如圖5所示；基于客運(yùn)班次數(shù)據(jù)的長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶、江蘇省城市2015年交通聯(lián)系強(qiáng)度測(cè)度，基于高清遙感影像和燈光數(shù)據(jù)的江蘇省縣級(jí)以上城市2005年、2010年、2015年空間邊界監(jiān)測(cè)，如圖6所示；基于綜合指標(biāo)的江蘇省縣級(jí)以上城市2005年、2010年、2015年空間等級(jí)體系評(píng)價(jià)，基于POI和地理國(guó)情數(shù)據(jù)的南京市2012年、2014年、2016年公共服務(wù)邊界識(shí)別，如圖7所示；基于POI和地理國(guó)情數(shù)據(jù)的南京市2012年、2014年、2016年活力空間監(jiān)測(cè)，以及基于交通路網(wǎng)可達(dá)模型的南京市2012年、2014年、2016年公共服務(wù)設(shè)施輻射范圍評(píng)價(jià)等。

圖5 2015年江蘇省內(nèi)城市與長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶節(jié)點(diǎn)城市信息聯(lián)系監(jiān)測(cè)Fig.5 The monitoring of 2015 information links between the cities in Jiangsu with the node cities of Yangtze economic belt

圖6 江蘇省2005～2015年縣級(jí)以上城市建成區(qū)空間邊界監(jiān)測(cè)Fig.6 The monitoring of 2005-2015 the built up area boundary in thecities above the county level in Jiangsu

圖7 南京市2012～2016年城市公共服務(wù)邊界監(jiān)測(cè)Fig.7 The monitoring of 2012-2016 urban public service boundary in Nanjing

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展，城鎮(zhèn)空間格局的內(nèi)涵和外延不斷拓展。本文以江蘇省城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)實(shí)踐為依托，構(gòu)建了“尺度-維度-因子”監(jiān)測(cè)指標(biāo)邏輯模型，探索性地把社會(huì)空間和信息空間納入監(jiān)測(cè)范疇，然后結(jié)合可獲取的時(shí)空數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，系統(tǒng)地設(shè)計(jì)了長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域尺度、江蘇省域尺度和典型城市尺度的監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系。上述監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系為江蘇省城鎮(zhèn)空間格局常態(tài)化監(jiān)測(cè)奠定了良好基礎(chǔ)，也可為全國(guó)其他省份開展城鎮(zhèn)空間格局監(jiān)測(cè)提供借鑒。