区域空间结构的点—轴式分析方法研究 ——以长江三角洲为例

论文摘要

本文以现有的区域空间结构理论为基础,提出了基于GIS的点一轴式空间分析方法,并以长江三角洲为例,研究了长江三角洲城镇节点的空间结构、长江三角洲点—轴式空间结构以及长江三角洲点—轴式空间结构的演化过程与发展态势。点—轴式空间结构分析的总体技术路线是将区域空间结构中的点状要素,主要包括城镇节点、交通节点(水运港口、航空机场、铁路站点、高速公路互通口)和线状要素(航道、铁路、公路、陆路交通线)进行不同的空间组合,并基于线状要素分析点状要素的空间可达性、空间扩散和空间吸引范围。提出了节点无权重数目为1,节点无权重数目大于1以及节点有权重数目大于1三种情况下基于交通路网的节点的时间可达性评价模型和基于交通路网的节点的时间距离衰减扩散模型,在此基础上提出了基于时间可达性的节点的空间吸引范围模型以及实现三种模型的基于时间可达性的最小种子算法、基于多边形网格快速填充的分值扩散算法。采用Mapinfo公司的控件MapX和Borland公司的可视化编程工具Delphi,开发了用于点—轴式空间分析的区域空间结构分析信息系统(SSAIS)。选取长江三角洲区域16市及所辖各县行政单位为研究单元,分别将长江三角洲16个地级及以上级别城市和76个县、县级市及城市市区抽象为16个和76个空间节点,从空间分布、综合实力的评价、空间可达性、空间扩散和空间吸引范围五个方面分析均质区域背景下长江三角洲城镇节点的空间结构。选取长江三角洲16个地级及以上级别的城市为城市节点,交通节点主要包括水运港口、航空机场、铁路火车站和高速公路互通口,在此基础上,研究了城镇节点基于内河航道、铁路交通网、公路交通网和陆路交通网的轴向渐进式空间扩散,基于陆路交通网的海港、长江干线港口、水运港口、航空机场、铁路火车站点和高速公路互通口的轴向渐进式空间扩散,基于陆路交通网的城镇节点的区域可达性评价、城市节点的等时圈及一日交流圈分析以及基于时间可达性的城镇节点和交通节点的空间吸引范围。选择了1985年、1995年、2006年和2020年的长江三角洲陆路交通网作为研究的轴线,研究的节点主要包括长江三角洲16个地级及以上级别的城市节点,交通节点主要包括水运港口、航空机场、铁路火车站和高速公路互通口,在此基础上,分析了基于不同时期的陆路交通网的城镇节点和交通节点的轴向渐进式空间扩散的演化过程与发展态势,基于陆路交通网的城镇节点的区域可达性的空间格局及其演化,城市节点的等时圈及一日交流圈的动态变化分析以及基于陆路交通网的城镇节点和交通节点的吸引范围的空间演化与发展态势。

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• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究框架与主要研究内容
• 1.3 长江三角洲区域的界定
• 第二章 区域空间结构研究的理论基础
• 2.1 区域空间结构的基本涵义
• 2.2 区域空间结构的基本要素
• 2.2.1 节点及区位
• 2.2.2 线及网络
• 2.2.3 域面
• 2.2.4 区域空间结构要素的组合模式
• 2.3 区域空间相互作用
• 2.3.1 区域空间相互作用的条件
• 2.3.2 区域空间相互作用的基本模式
• 2.3.3 空间扩散
• 2.4 区域空间结构理论
• 2.4.1 中心地理论
• 2.4.2 增长极理论
• 2.4.3 点——轴渐进扩散理论
• 2.4.4 圈层结构理论
• 2.4.5 核心——边缘理论
• 2.4.6 双核空间结构理论
• 2.5 可达性与区域空间结构
• 2.5.1 可达性及其相关概念
• 2.5.2 可达性的评价
• 2.5.3 可达性的实证研究
• 2.5.4 可达性与区域空间结构
• 第三章 基于GIS技术的点—轴式空间分析方法
• 3.1 点—轴式空间分析方法的内涵
• 3.2 GIS技术
• 3.2.1 GIS的概念
• 3.2.2 GIS技术的基本功能
• 3.2.3 地理空间关系
• 3.3 基于GIS技术的点—轴式空间结构分析的技术路线
• 3.3.1 区域空间抽象
• 3.3.2 技术路线
• 3.3.3 基于网格法的空间单元划分
• 3.4 点—轴式空间结构分析模型及算法
• 3.4.1 基于交通路网的节点的时间可达性评价模型及最小种子算法
• 3.4.2 基于交通路网的节点的时间距离衰减扩散模型及网格快速分值填充算法
• 3.4.3 基于时间可达性的节点的空间吸引范围模型
• 3.5 空间结构分析信息系统（SSAIS）的设计与实现
• 3.5.1 系统总体设计
• 3.5.2 系统功能结构
• 3.5.3 系统的开发结构
• 3.5.4 系统数据库设计
• 3.5.5 系统主要功能实现
• 3.6 小结
• 第四章 长江三角洲城镇节点空间结构分析
• 4.1 城镇节点的空间分布
• 4.1.1 城镇节点的离散度
• 4.1.2 城镇节点的几何居中性
• 4.1.3 城镇节点的分布轴线
• 4.2 城镇综合实力的评价
• 4.2.1 城镇综合实力评价方法的选择
• 4.2.2 长江三角洲16个地级及以上级别城市综合实力的评价
• 4.2.3 长江三角洲75个县、县级市及城市市区的综合实力评价
• 4.3 城镇节点的空间可达性
• 4.3.1 可达性评价指标的选择
• 4.3.2 长江三角洲16个地级及以上级别城市空间可达性的评价
• 4.3.3 长江三角洲76个县、县级市及城市市区空间可达性的评价
• 4.4 城镇节点的空间扩散
• 4.4.1 城镇节点无权重的空间扩散
• 4.4.2 城镇节点加权空间扩散
• 4.4.3 基于均质路网的城镇节点无权重的空间扩散
• 4.4.4 基于均质路网的城镇节点加权空间扩散
• 4.5 城镇节点的空间吸引范围
• 4.5.1 Voronoi图的概念
• 4.5.2 基于Voronoi图的城镇节点的空间吸引范围
• 4.6 小结
• 第五章 长江三角洲点—轴式空间结构分析
• 5.1 城镇节点的轴向渐进式空间扩散
• 5.1.1 基于内河航道的城镇节点的空间扩散
• 5.1.2 基于铁路交通网的城镇节点的空间扩散
• 5.1.3 基于公路交通网的城镇节点的空间扩散
• 5.1.4 基于陆路交通网的城镇节点的空间扩散
• 5.2 基于陆路交通网的交通节点的轴向渐进式空间扩散
• 5.2.1 水运港口的空间扩散
• 5.2.2 机场的空间扩散
• 5.2.3 火车站的空间扩散
• 5.2.4 高速公路互通口的空间扩散
• 5.3 基于陆路交通网的城镇节点的区域可达性评价
• 5.3.1 区内可达性的评价结果
• 5.3.2 区外可达性的评价结果
• 5.3.3 区域可达性的评价结果
• 5.3.4 区域可达性的空间格局
• 5.3.5 城市节点的等时圈及一日交流圈分析
• 5.4 基于时间可达性的城镇节点吸引范围的划分
• 5.4.1 基于时间可达性的城市吸引范围的概念
• 5.4.2 长江三角洲城市等级的划分
• 5.4.3 一级城市吸引范围的划分
• 5.4.4 二级城市吸引范围的划分
• 5.4.5 三级城市吸引范围的划分
• 5.4.6 四级城市吸引范围的划分
• 5.4.7 城市吸引范围的等级体系
• 5.5 基于时间可达性的交通节点吸引腹地的划分
• 5.5.1 水运港口的吸引腹地的划分
• 5.5.2 航空机场的吸引腹地的划分
• 5.6 小结
• 第六章 长江三角洲点—轴式空间结构的演化过程与发展态势
• 6.1 长江三角洲陆路交通网的空间演化
• 6.1.1 陆路交通网的演化过程
• 6.1.2 陆路交通网络拓扑图的构建
• 6.1.3 陆路交通网演化的网络分析
• 6.2 城镇节点的轴向渐进式空间扩散的演化过程与发展态势
• 6.2.1 基于不同时期的陆路交通网的城镇节点的空间扩散
• 6.2.2 基于陆路交通网的城镇节点空间扩散的演化过程及发展态势
• 6.3 交通节点的轴向渐进式空间扩散的演化过程与发展态势
• 6.3.1 基于陆路交通网的水运港口的空间扩散的演化过程及发展态势
• 6.3.2 基于陆路交通网的航空机场的空间扩散的演化过程及发展态势
• 6.3.3 基于陆路交通网的火车站点的空间扩散的演化过程及发展态势
• 6.3.4 基于陆路交通网的高速公路互通口的空间扩散的演化过程及发展态势
• 6.4 城镇节点的区域可达性空间格局及其演化
• 6.4.1 区内可达性的空间格局及其演化
• 6.4.2 区外可达性的空间格局及其演化
• 6.4.3 区域可达性的空间格局及其演化
• 6.4.4 城市节点的等时圈及一日交流圈的动态变化分析
• 6.5 基于时间可达性的城镇节点吸引范围的空间演化
• 6.5.1 一级城市吸引范围的空间演化
• 6.5.2 二级城市吸引范围的空间演化
• 6.5.3 三级城市吸引范围的空间演化
• 6.5.4 四级城市吸引范围的空间演化
• 6.6 基于时间可达性的水运港口吸引腹地的空间演化
• 6.6.1 一级水运港口吸引腹地的空间演化
• 6.6.2 二级水运港口吸引腹地的空间演化
• 6.6.3 三级水运港口吸引腹地的空间演化
• 6.7 基于时间可达性的航空机场吸引腹地的空间演化
• 6.7.1 一级航空机场吸引腹地的空间演化
• 6.7.2 二级航空机场吸引腹地的空间演化
• 6.7.3 三级航空机场吸引腹地的空间演化
• 6.8 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 主要研究结论
• 7.2 可能的创新点
• 7.3 研究不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录