基于地理國情數(shù)據(jù)的交通優(yōu)勢度空間格局分析

趙卓文，張時智，吳勤書

（江蘇省測繪研究所，江蘇 南京 210013）

0 引言

在交通強國上升為國家戰(zhàn)略層面背景下，交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)能力日益完善。交通是城市各項社會經(jīng)濟活動的紐帶，在城市區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展中起到了顯著的基礎(chǔ)性、先導性作用。如何定量分析和評價區(qū)域的交通發(fā)展水平成為城鎮(zhèn)發(fā)展研究的重要方向。國內(nèi)學者金鳳君等［1］首次提出了交通優(yōu)勢度的概念，并認為交通優(yōu)勢度是反映社會經(jīng)濟發(fā)展的重要指標，是由“質(zhì)”“量”“勢”3個方面構(gòu)成的綜合分析指標。隨后眾多學者將該方法模型應(yīng)用到全國、城市群、各省域、各市域等地區(qū)進行分析驗證。吳旗韜等［2］、李柏敏等［3］、王武林等［4］通過構(gòu)建交通網(wǎng)絡(luò)密度、交通設(shè)施影響度、區(qū)位優(yōu)勢度分別對廣東、廣西、福建等地區(qū)的交通優(yōu)勢空間分布進行了分析評價。楊雅楠等［5］、勒文憑等［6］、崔學剛等［7］通過構(gòu)建交通優(yōu)勢度綜合評價模型分別分析了新疆、湖南、山東、云南等地區(qū)的交通優(yōu)勢度與區(qū)域經(jīng)濟和城鎮(zhèn)化的空間關(guān)系。而張瑜［8］、黃曉燕等［9］、吳威等［10］從交通網(wǎng)絡(luò)密度、鄰近度、交通可達性3個方面分別對南陽、河南、海南、長三角的交通優(yōu)勢度空間格局進行了分析。此外國內(nèi)還有眾多學者采用了交通優(yōu)勢度模型分析了全國其他各地的交通發(fā)展狀況［11-17］。

以上研究分析了不同區(qū)域交通優(yōu)勢度的空間分布為本文提供了良好的思路借鑒，但同時也存在一些不足：從研究區(qū)域看，各類研究中關(guān)于江蘇省近幾年的案例分析較少，江蘇是全國的交通大省，對江蘇省的研究在全國具有一定代表性；從數(shù)據(jù)源看，已有研究的數(shù)據(jù)源大多來自道路服務(wù)系統(tǒng)、各區(qū)域的地圖集和地圖冊，通過對地圖矢量化處理得到，存在一定的誤差。從技術(shù)方法看，目前的研究主要集中在交通網(wǎng)絡(luò)密度、交通設(shè)施影響度、區(qū)位優(yōu)勢度等幾個方面，區(qū)位優(yōu)勢度的計算一般單純地分析了各研究區(qū)域到主要行政中心的最短交通距離，未對行政中心進行等級劃分，同時對于交通優(yōu)勢度的綜合評價多采用等權(quán)求和法、層次分析法等方法確定各指標的權(quán)重，不能準確客觀反映指標的重要程度。因此本文利用江蘇省第一次地理國情普查成果數(shù)據(jù)，地理國情普查數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性好、精度高，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建交通優(yōu)勢度模型，并采用熵值法計算分析江蘇省縣級以上城市的交通優(yōu)勢度空間分布格局，為江蘇省交通發(fā)展提供科學依據(jù)，為建設(shè)強富美高新江蘇奠定基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

江蘇位于中國大陸東部沿海中心，是中國東部的經(jīng)濟大省。陸地面積10.72萬平方千米，占中國的1.12%。近幾年來，江蘇已建成交通大省，江蘇交通運輸發(fā)展已經(jīng)走在全國前列。江蘇省委、省政府對交通運輸?shù)墓ぷ饕哺叨戎匾?，強調(diào)交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，江蘇的交通基礎(chǔ)為江蘇的經(jīng)濟發(fā)展提供了有力的支撐。本文研究單元為江蘇省縣級以上城市，公路、鐵路、機場、港口等數(shù)據(jù)以江蘇全國第一次地理國情普查成果為主，同時結(jié)合機場、港口等POI數(shù)據(jù)；全省人口、社會經(jīng)濟GDP等統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來源于江蘇省統(tǒng)計年鑒及各類統(tǒng)計公報數(shù)據(jù)；江蘇省港口分類主要依據(jù)《江蘇省沿江沿海港口布局規(guī)劃（2015—2030年）》。

2 研究方法

本文依據(jù)國家頒布的《省級主體功能區(qū)技術(shù)規(guī)程》，參考金鳳君等［1］提出的理論方法，綜合考慮江蘇省已有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和發(fā)展實際，構(gòu)建了交通網(wǎng)絡(luò)密度、交通設(shè)施影響度、區(qū)位優(yōu)勢度等多維指標來評價江蘇省交通優(yōu)勢度的發(fā)展情況。

2.1 交通網(wǎng)絡(luò)密度

鑒于公路較強的普適性和便捷性，且對區(qū)域交通有較強的保障作用，因此通常以公路網(wǎng)密度代替交通網(wǎng)絡(luò)密度，具體計算公式如下：

式中：D為公路網(wǎng)密度；L為公路網(wǎng)總長度；R為行政區(qū)面積；i為評價單元。

2.2 交通設(shè)施影響度

根據(jù)《省級主體功能區(qū)技術(shù)規(guī)程》，交通設(shè)施的影響度具體評價可從區(qū)域是否擁有交通設(shè)施或距離交通設(shè)施的距離遠近進行分析。本文結(jié)合中山大學楊忍等［12］、北京師范大學蔡安寧等［17］的研究，選取江蘇省鐵路、公路、機場、港口等4種類型的交通設(shè)施，采用分類賦值的方法進行評價，測算出各單元交通設(shè)施影響度（見表1）。

表1 交通基礎(chǔ)設(shè)施影響度分級及其權(quán)重賦值

交通設(shè)施影響度的計算公式為：

式中：Ei為區(qū)域交通設(shè)施影響度；ωij為某i區(qū)域j交通設(shè)施類型的權(quán)重；j為交通設(shè)施運輸類型（鐵路、公路、機場、港口）。

2.3 區(qū)位優(yōu)勢度

區(qū)位優(yōu)勢度是指各縣域單元距離區(qū)域關(guān)鍵節(jié)點的通達性程度，通常采用最短路徑、最短時間等模型進行分析。區(qū)位優(yōu)勢度的測度主要包括計算各城市的影響力及各評價單元的區(qū)域可達性［15］。本文分別從經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量、居民生活質(zhì)量、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展質(zhì)量4個方面構(gòu)建城鎮(zhèn)化質(zhì)量綜合指標體系，通過人均二三產(chǎn)產(chǎn)值、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、城鎮(zhèn)居民人均住房面積、城鄉(xiāng)收入比、城鄉(xiāng)支出比、建成區(qū)綠化覆蓋率等20個指標來計算城鎮(zhèn)化質(zhì)量綜合指數(shù)，并根據(jù)綜合指數(shù)將江蘇省13個地級市分為5個層級，如表2所示?；诠肪W(wǎng)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)分析（Network Analyst），測算城市間道路的最短距離，綜合考慮各城市城鎮(zhèn)化等級和空間距離，最終確定各層級城市影響下的各單元區(qū)位優(yōu)勢權(quán)重賦值（見表3）。

表2 江蘇省各地級市城鎮(zhèn)化質(zhì)量綜合指數(shù)

表3 評價單元與各等級城市距離的評價賦值（單位：km）

通過加權(quán)求和得到各城市的區(qū)位優(yōu)勢度：

式中：Fi為i區(qū)域區(qū)位優(yōu)勢度；為i區(qū)域受某一中心城市k影響的區(qū)位優(yōu)勢度；k為某一中心城市。

2.4 交通優(yōu)勢度

根據(jù)研究得到的交通網(wǎng)絡(luò)密度、交通設(shè)施影響度和區(qū)位優(yōu)勢度，通過熵值法確定權(quán)重，計算得到各區(qū)域的交通優(yōu)勢度：

式中：Ai為某區(qū)域交通優(yōu)勢度分別為經(jīng)過標準化的交通網(wǎng)絡(luò)密度、交通設(shè)施影響度和區(qū)位優(yōu)勢度；ω1，ω2，ω3分別為對應(yīng)的權(quán)重。

3 結(jié)果分析

3.1 交通網(wǎng)絡(luò)密度

根據(jù)2015年江蘇省公路網(wǎng)密度的統(tǒng)計，通過Natural break（Jenks）聚類分析將江蘇省縣級及以上城市公路網(wǎng)絡(luò)密度等級分為5個層級，如表4所示。

表4 2015年江蘇省城鎮(zhèn)公路網(wǎng)密度層級劃分

根據(jù)2015年江蘇省縣級及以上城市公路網(wǎng)絡(luò)密度分級，公路網(wǎng)密度整體上呈現(xiàn)蘇南地區(qū)較高、蘇北地區(qū)較低的地區(qū)差異。公路網(wǎng)密度大于0.46 km/km2的縣級及以上城市有11個，占全省20.37%，屬于公路網(wǎng)稠密區(qū)域，主要有南京市轄區(qū)、鎮(zhèn)江市轄區(qū)、揚中、泰州市轄區(qū)、泰興、靖江、常州市轄區(qū)、無錫市轄區(qū)、江陰、昆山、連云港，其中，連云港是第一層級中唯一的蘇北城市，是全國性綜合交通樞紐。句容、丹陽、揚州市轄區(qū)、常熟、張家港、海門、南通市轄區(qū)、如皋、海安、灌南、新沂等11個縣級及以上城市的公路網(wǎng)密度在0.40～0.46 km/km2，處于第二層級，屬于公路網(wǎng)密集區(qū)域。處于三、四、五層級的縣級及以上城市有32個，占江蘇省的60%左右，江蘇省整體公路網(wǎng)密度不高，其中蘇北沛縣、泗洪、泗陽、盱眙、射陽，蘇中高郵、寶應(yīng)的公路網(wǎng)密度均低于0.28 km/km2，屬于公路網(wǎng)稀疏區(qū)域，主要位于洪澤湖、高郵湖周圍。第四層級覆蓋范圍最廣，主要包括淮安、鹽城、蘇北的大部分縣級城市和蘇中的部分縣級城市，蘇南地區(qū)的蘇州也在此層級，主要原因是太湖在蘇州區(qū)域內(nèi)面積較大，整體拉低了城鎮(zhèn)的交通網(wǎng)絡(luò)密度。

3.2 交通設(shè)施影響度

江蘇省各城市的公路網(wǎng)較為發(fā)達，高速公路除阜寧縣外，其余各城市均擁有；國道除了揚中、泗洪、豐縣、沛縣，其余各城市均擁有；省道經(jīng)過每一個縣級及以上城市，因此，江蘇省縣級及以上城市的公路影響度差別不大。江蘇省鐵路的分布以蘇南地區(qū)較為密集，滬寧城際鐵路、京滬高速鐵路沿江分布，蘇北徐州市鐵路分布也較為集中，分布著京滬鐵路、隴海鐵路、徐沛鐵路等。江蘇省客運機場主要有9個，其中南京的南京祿口國際機場、無錫的蘇南碩放國際機場為主要干線機場，其余為支線機場；機場整體上分布較為均勻，蘇南、蘇中、蘇北均有分布。江蘇省港口眾多，其中主要港口大多分布在沿江沿海城市，其余港口主要分布在河流湖泊附近。

通過對各種交通設(shè)施的統(tǒng)計，根據(jù)Natural break（Jenks）聚類分析將江蘇省縣級及以上城鎮(zhèn)交通設(shè)施影響度等級分為5個層級，如表5所示。

表5 2015年江蘇省城鎮(zhèn)交通設(shè)施影響度層級劃分

從交通設(shè)施影響度的空間分布格局來看，交通設(shè)施影響度的范圍為4.5～14.0，平均值為8.86，整體態(tài)勢良好。其中，常州的交通設(shè)施影響度最大，寶應(yīng)和濱海的交通設(shè)施影響度最小。交通設(shè)施影響度為4.5～8.0的有24個縣級及以上城市，占江蘇省的44.44%，主要包括蘇北和蘇中北部的城市；影響度為8.0～10.0的處于第三層級，第三層級的城市分布較為分散，蘇南、蘇中、蘇北均有分布；影響度為10.0～12.0和12.0～14.0的分別有12個和6個縣級及以上城市，分別處于第二層級和第一層級，占江蘇省的33.33%，主要以蘇南和蘇中城市為主，蘇北的徐州市和鹽城市處于第二層級?？傮w上，2015年江蘇省縣級及以上城鎮(zhèn)交通設(shè)施影響度具有較明顯的地域差異性，長江沿線城鎮(zhèn)帶是交通設(shè)施影響度最大的區(qū)域，因為這里不僅有長江航道及港口的影響，還有沿江高速和沿江國道的支撐。

3.3 區(qū)位優(yōu)勢度

根據(jù)各城市的區(qū)位優(yōu)勢度統(tǒng)計，通過Natural break（Jenks）聚類分析將江蘇省縣級及以上城鎮(zhèn)區(qū)位優(yōu)勢度等級分為5個層級，如表6所示。

表6 2015年江蘇省城鎮(zhèn)區(qū)位優(yōu)勢度層級劃分

2015年江蘇省縣級及以上城鎮(zhèn)區(qū)位優(yōu)勢度具有明顯的地域規(guī)律，以江蘇境內(nèi)長江段中點為中心，向四周特別是向北呈優(yōu)勢度遞減趨勢。區(qū)位優(yōu)勢度為2.0～3.5的城市最多，占比35.19%，成片分布在蘇北地區(qū)，區(qū)位優(yōu)勢度在3.5～5.5的處于第四層級，僅淮安市轄區(qū)、阜寧、金湖和啟東4個城市處于第四層級。區(qū)位優(yōu)勢度最高（10.5～13.0）的城市有8個，主要圍繞在長江段中心區(qū)域，包括常州市轄區(qū)、丹陽市、鎮(zhèn)江市轄區(qū)、揚中市、泰州市轄區(qū)、泰興市、靖江市、江陰市。第二層級為圍合第一層級的包括南京、句容、溧陽、宜興、無錫市轄區(qū)、蘇州市轄區(qū)、張家港、如皋、泰州、揚州、儀征等的環(huán)形區(qū)域。第三層級為第二層級外圍的昆山市、太倉市、海門市、南通市、如東市、鹽城市轄區(qū)等沿海地區(qū)。

3.4 交通優(yōu)勢度

根據(jù)各城市的交通優(yōu)勢度統(tǒng)計，通過Natural break（Jenks）聚類分析將江蘇省縣級及以上城鎮(zhèn)交通優(yōu)勢度等級分為5個層級，如表7所示。

表7 2015年江蘇省城鎮(zhèn)交通優(yōu)勢度層級劃分

2015年江蘇省縣級及以上城鎮(zhèn)交通優(yōu)勢度具有明顯的地域規(guī)律，交通優(yōu)勢度高的區(qū)域集中在蘇南地區(qū)以及長江沿岸的蘇中南部地區(qū)；交通優(yōu)勢度低的區(qū)域集中在蘇北地區(qū)的縣級城鎮(zhèn)。通過計算可得，江蘇省的交通優(yōu)勢度在0.06～0.92，其中豐縣的優(yōu)勢度最低，江陰市優(yōu)勢度最高。排名前10的縣級及以上城市分別是江陰市、常州市轄區(qū)、泰興市、丹陽市、揚中市、鎮(zhèn)江市轄區(qū)、靖江市、泰州市轄區(qū)、南京市轄區(qū)、揚州市轄區(qū)，與無錫市轄區(qū)、張家港同處于第一層級。第二層級的城鎮(zhèn)包括蘇州、南通等市轄區(qū)及昆山、常熟、宜興、溧陽、句容、儀征、如皋等縣級市。沿江一帶不僅公路網(wǎng)密度大，并且沿江港口分布眾多，鐵路發(fā)達，且蘇南地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量較高，因此造就了蘇南地區(qū)交通優(yōu)勢度較高的局面。第三層級的城鎮(zhèn)主要包括蘇中北部和蘇北南部的高郵、興化、如東、海門、太倉、鹽城市轄區(qū)、東臺、建湖。第四層級的城鎮(zhèn)包括淮安市轄區(qū)和寶應(yīng)、金湖、阜寧、漣水、沭陽、泗陽、邳州、睢寧等縣級城市。第五層級的城鎮(zhèn)全部為蘇北的縣級城鎮(zhèn)，包括盱眙、泗洪、宿遷市轄區(qū)、東海、灌云、灌南、響水、濱海、射陽及豐縣、沛縣，盡管蘇北地區(qū)路網(wǎng)并不稀疏，且有隴海鐵路、京滬鐵路等經(jīng)過，但蘇北地區(qū)城市化質(zhì)量不高，距離蘇州、無錫、南京等中心城市距離較遠，區(qū)位優(yōu)勢較低，因此交通優(yōu)勢度相對較低。

4 結(jié)論與討論

通過對2015年江蘇省縣級以上城市交通優(yōu)勢度空間分布格局進行分析評價，主要結(jié)論如下：

（1）區(qū)域差異明顯，中心城市市轄區(qū)優(yōu)勢突出。從空間分布看，江蘇省縣級及以上城鎮(zhèn)交通優(yōu)勢度具有明顯南高北低的區(qū)域差異，基本呈現(xiàn)“蘇南＞蘇中＞蘇北”的態(tài)勢，交通優(yōu)勢度高的區(qū)域集中在蘇南地區(qū)以及蘇中南部地區(qū)，以寧鎮(zhèn)揚、蘇錫常市轄區(qū)為核心；交通優(yōu)勢度低的區(qū)域集中在蘇北地區(qū)的縣級城鎮(zhèn)，以蘇北各市市轄區(qū)向四周逐步降低。江蘇省13個地級市市轄區(qū)的交通優(yōu)勢度均值達到0.6，為江蘇省均值的1.3倍，優(yōu)勢較為突出。

（2）空間自相關(guān)性較強，與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平正相關(guān)。一方面，江蘇省交通優(yōu)勢度在空間上存在較強的自相關(guān)性，高值和低值區(qū)呈現(xiàn)相對集聚鑲嵌分布的趨勢，形成了以寧鎮(zhèn)揚、蘇錫常市轄區(qū)為中心的南部高值區(qū)和以蘇北各地級市市轄區(qū)向四周逐步降低的北部低值區(qū)。另一方面，江蘇省交通優(yōu)勢度與經(jīng)濟發(fā)展水平存在較強的正相關(guān)性，通過計算得到江蘇省54個縣級以上城市的交通優(yōu)勢度與人均GDP的相關(guān)性系數(shù)為0.61。蘇南五市是江蘇省經(jīng)濟較為發(fā)達地區(qū)，人均GDP為全省均值的1.61倍，同時交通優(yōu)勢度均值達到0.7，為全省均值的1.6倍。而蘇北地區(qū)交通優(yōu)勢度低，也是全省經(jīng)濟相對落后的地區(qū)，可見經(jīng)濟發(fā)展與交通資源之間呈現(xiàn)相互促進、協(xié)同發(fā)展的局面。