城市地理学城市空间分布体系课件.ppt
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- 城市地理学 城市 空间 分布 体系 课件
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1、第八章第八章 城市空间分布体系城市空间分布体系 1v学习目标:学习目标:掌握中心地理论的模型、发展及掌握中心地理论的模型、发展及验证等内容。了解空间相互作用和空间扩散的验证等内容。了解空间相互作用和空间扩散的内容、廖士景观的内涵、核心与边缘理论的相内容、廖士景观的内涵、核心与边缘理论的相关知识。熟悉中国城市的空间分布情况。关知识。熟悉中国城市的空间分布情况。v学习重点:学习重点:中心地理论的模型、发展、验证中心地理论的模型、发展、验证及评价;核心与边缘理论。及评价;核心与边缘理论。v学习难点:学习难点:中心地理论;廖士景观。中心地理论;廖士景观。第八章 城市空间分布体系2 城市之间、城市与区域
2、之间不断地通过交城市之间、城市与区域之间不断地通过交通、通讯等联系通道发生着物质、能量、人员和信通、通讯等联系通道发生着物质、能量、人员和信息的交换息的交换(城市的城市的)空间相互作用空间相互作用(空间交互作用、空间交互作用、空间相关空间相关)(spatial interaction)(spatial interaction)。通过空间交互作用,使不同规模、等级、通过空间交互作用,使不同规模、等级、职能的城市结合成具有一定结构和功能的有机整职能的城市结合成具有一定结构和功能的有机整体体城市空间分布体系城市空间分布体系。第一节 空间相互作用和空间扩散3 1.1.对流对流人流、物流人流、物流 主要
3、指产品、原材料等物质的运输和人口的移主要指产品、原材料等物质的运输和人口的移动。动。2.2.传导传导金融流金融流(货币流货币流)是指城市间所进行的各种交易,它以货是指城市间所进行的各种交易,它以货币流的形式表现出来。币流的形式表现出来。3.3.辐射辐射信息流信息流 指的是信息的流动和新思想、新技术等创新的扩指的是信息的流动和新思想、新技术等创新的扩散。散。一、交互作用的分类(一一)交互作用的类型交互作用的类型4 1.1.交通网络交通网络 物质和人口的移动必须通过铁路、公路、航物质和人口的移动必须通过铁路、公路、航空、水路、管道等交通网络。所以交通是城市对外联空、水路、管道等交通网络。所以交通是
4、城市对外联系的重要载体。系的重要载体。2.2.通讯网络通讯网络 包括电话、电报、网络、卫星通讯等在内的包括电话、电报、网络、卫星通讯等在内的通讯网络是城市对外信息联系的主要手段,也是现代通讯网络是城市对外信息联系的主要手段,也是现代资本流转的重要载体。资本流转的重要载体。(二)交互作用的载体5二、相互作用产生的条件 (一一)互补性互补性(互补关系互补关系)即经济学中的供需关系,是指空间交互作用产即经济学中的供需关系,是指空间交互作用产生于两地间供应和需求联系的存在生于两地间供应和需求联系的存在(贸易关系贸易关系)。供需关系供需关系导致了商品、劳动力、资本、信息导致了商品、劳动力、资本、信息在地
5、域间的流动,没有供应和需求这两个基本条件,空在地域间的流动,没有供应和需求这两个基本条件,空间交互作用关系不会产生。因此互补性是构成空间交互间交互作用关系不会产生。因此互补性是构成空间交互作用的基础,作用的基础,两地间互补性越大,流动量也越大两地间互补性越大,流动量也越大。6(二)中介机会(侵入影响、侵入机会)如果两地间存在着如果两地间存在着自然自然(高山、大海、沙漠、高山、大海、沙漠、戈壁等戈壁等)或或文化文化(不同的语言、文化、政治制度、消费习不同的语言、文化、政治制度、消费习惯等惯等)障碍障碍,则空间交互作用就会受到不同程度的影响,则空间交互作用就会受到不同程度的影响,从而产生中介机会,
6、引起货物运输原定起止点的替换。从而产生中介机会,引起货物运输原定起止点的替换。一般来说,中介机会可起到一般来说,中介机会可起到节省运费节省运费、减少长减少长距离交互作用距离交互作用的作用。的作用。【准确把握中介机会,可促进一个国家、地区、准确把握中介机会,可促进一个国家、地区、城市经济的发展。城市经济的发展。】7(三)可运输性(交通运输条件、可运度)空间交互关系是靠交通运输这一基本条件空间交互关系是靠交通运输这一基本条件来实现的。交互关系的大小与来实现的。交互关系的大小与运输成本运输成本、运输时运输时间间有关。当运输距离太长、费用太高,或运输时有关。当运输距离太长、费用太高,或运输时间太长,导
7、致商品流通的经济效益很低或无效益,间太长,导致商品流通的经济效益很低或无效益,即使存在某种互补性,交互作用也难以发生。即使存在某种互补性,交互作用也难以发生。8 空间交互关系的一个重要特点是空间交互关系的一个重要特点是距离距离衰减规律衰减规律(distance-decay regularity)(distance-decay regularity)区域间的空间交互关系随着空间距离的增加而区域间的空间交互关系随着空间距离的增加而衰减。衰减。距离空间交互作用9 货物的可运输性是由货物的可运输性是由单位重量商品的价值单位重量商品的价值决决定的,价值高的商品运距长;可运输性也是定的,价值高的商品运距长
8、;可运输性也是时间时间的函的函数,随着时间的推移,运输工具革新、运输网络完善,数,随着时间的推移,运输工具革新、运输网络完善,会导致运费下降,使可运度大。会导致运费下降,使可运度大。可运输性也显著可运输性也显著影响着人的购物出行行为影响着人的购物出行行为(人人们愿走较少的路程去购买低价值的商品,愿走较远的们愿走较少的路程去购买低价值的商品,愿走较远的路程去购买价值高的商品路程去购买价值高的商品)。10三、城市间、城市和区域间的相互作用(一一)基本概念基本概念 1.1.结节点结节点 结节点是指在人口流动和能量物质交换中结节点是指在人口流动和能量物质交换中具有聚焦性的特具有聚焦性的特殊地段殊地段。
9、城市是区域中的结节点。城市是区域中的结节点(村庄、小城镇也是各自区域的结村庄、小城镇也是各自区域的结节点节点)。2.2.吸引区吸引区 每个结节点都有一个每个结节点都有一个按其有效服务半径的区域按其有效服务半径的区域,称为,称为“吸吸引区引区”。吸引区的大小取决于结节点所提供的商品、服务和各种机。吸引区的大小取决于结节点所提供的商品、服务和各种机会的多少。一般来说,会的多少。一般来说,结节点的人口规模越大,其吸引区域也越大结节点的人口规模越大,其吸引区域也越大。3.3.结节区域结节区域 由结节点及其吸引区组成的区域。由结节点及其吸引区组成的区域。11 4.4.城市绝对影响范围城市绝对影响范围 城
10、市人流、物流、金融流等对外联系所及的范围。一城市人流、物流、金融流等对外联系所及的范围。一个区域可以同时接受很多城市的影响。个区域可以同时接受很多城市的影响。5.5.城市直接吸引范围城市直接吸引范围 即城市吸引区,是指某一城市的即城市吸引区,是指某一城市的吸引力和辐射力在社吸引力和辐射力在社会经济联系中起主导作用的地域会经济联系中起主导作用的地域。城市吸引区的形成是区域内。城市吸引区的形成是区域内同级城市空间交互作用力量平衡的结果。同级城市空间交互作用力量平衡的结果。6.6.城市等级体系城市等级体系 不同规模的结节点和结节区域的组合不同规模的结节点和结节区域的组合。不同等级的结。不同等级的结节
11、点有不同等级的结节区域,低等级的结节区域被高等级的结节点有不同等级的结节区域,低等级的结节区域被高等级的结节区域所覆盖,高等级的结节区域又被更高等级的结节区域所节区域所覆盖,高等级的结节区域又被更高等级的结节区域所覆盖,从而组成层层嵌套的城市等级体系。覆盖,从而组成层层嵌套的城市等级体系。12(二)城市吸引区边界的确定 城市吸引边界的确定,就是结节区域的划分。从理论上城市吸引边界的确定,就是结节区域的划分。从理论上讲,可以通过各种分析找到城市间吸引力的讲,可以通过各种分析找到城市间吸引力的平衡点平衡点,并可以在地,并可以在地图上画出每个城市的吸引范围界线,实际上,由于城市的每个职图上画出每个城
12、市的吸引范围界线,实际上,由于城市的每个职能都可以划分出各自的吸引范围,并且多数是不一致的,因此,能都可以划分出各自的吸引范围,并且多数是不一致的,因此,城市吸引范围的边界是一个城市吸引范围的边界是一个过渡带过渡带。城市的吸引范围的特点为:城市的吸引范围的特点为:边界模糊性边界模糊性和和动态性动态性 内部联系强度的内部联系强度的过渡性过渡性 相互之间的相互之间的等级层次性等级层次性13 在国外,通常通过调查来研究城市的吸引范在国外,通常通过调查来研究城市的吸引范围,主要调查项目有:围,主要调查项目有:线上调查线上调查:调查交通线上各点的车流资料,:调查交通线上各点的车流资料,获得获得净运流净运
13、流。两城市间净运流最小的点,就是两城市。两城市间净运流最小的点,就是两城市运输流的界线。运输流的界线。面上调查面上调查:通过面谈访问,了解居民购买:通过面谈访问,了解居民购买或出行的指向来确定城市的吸引范围。或出行的指向来确定城市的吸引范围。点上调查点上调查:通过调查城市商业、服务业等:通过调查城市商业、服务业等各种企事业单位的顾客来确定吸引范围。各种企事业单位的顾客来确定吸引范围。1.经验的方法14 根据铁路通勤流向根据铁路通勤流向、报、报 纸发行范围纸发行范围、电话通话、电话通话 次数次数、工业公司首脑的、工业公司首脑的 办公地点办公地点、银行首脑的、银行首脑的 办公地点办公地点、综合得到
14、、综合得到 模式边界模式边界纽约和波士顿腹地的划分纽约和波士顿腹地的划分(一一)15纽约和波士顿腹地的划分纽约和波士顿腹地的划分(二二)16 一般来说,城市单指标的吸引范围和两个城市之间的多一般来说,城市单指标的吸引范围和两个城市之间的多指标吸引范围比较容易确定,但要寻找指标吸引范围比较容易确定,但要寻找一个中心城市和若干个同一个中心城市和若干个同级城市之间的综合性的吸引范围级城市之间的综合性的吸引范围就比较复杂,问题的关键在于:就比较复杂,问题的关键在于:同级别的中心城市的确定同级别的中心城市的确定 应根据城市的应根据城市的行政等级、人口规模、经济实力行政等级、人口规模、经济实力等指标,同时
15、参考等指标,同时参考交通网络交通网络,主要采用定性的方法找出,主要采用定性的方法找出离该城市最近的一圈同级城市。特别是当区域内城市很离该城市最近的一圈同级城市。特别是当区域内城市很多,使用简单的定性分析往往难以确定城市的职能等级多,使用简单的定性分析往往难以确定城市的职能等级,这时就需要计算每个城市的,这时就需要计算每个城市的中心度中心度,再进行比较分级,再进行比较分级。17 20 20世纪世纪7070年代,年代,普雷斯顿普雷斯顿(R.E.Preston)(R.E.Preston)提出提出了城市中心度了城市中心度(中心性中心性)的计算公式:的计算公式:C C=R RS SMFMF其中:其中:C
16、 C:城市的中心度:城市的中心度 R R:城市零售总额:城市零售总额 S S:经选择的几种服务业的经营总额:经选择的几种服务业的经营总额 :中等家庭收入中用于零售和几种服务支出的:中等家庭收入中用于零售和几种服务支出的百分比百分比 M M:该城市的中等家庭收入:该城市的中等家庭收入 F F:该城市的家庭总数:该城市的家庭总数由此得到所有城市的中心度,然后选择与本城市中由此得到所有城市的中心度,然后选择与本城市中心度最接近的几个城市作为同级别中心城市。心度最接近的几个城市作为同级别中心城市。18 职能调查指标体系的确定职能调查指标体系的确定 职能调查指标的选择,需要从中心城市的职能特征中加职能调
17、查指标的选择,需要从中心城市的职能特征中加以确定。一般来说,职能调查的指标体系主要包括:以确定。一般来说,职能调查的指标体系主要包括:a.a.资本流指标资本流指标:银行、证券等金融行业的资本流转情况;:银行、证券等金融行业的资本流转情况;b.b.信息流指标信息流指标:长途电话、电报的流量和流向等;:长途电话、电报的流量和流向等;c.c.客流指标客流指标:民航、铁路、长途汽车的旅客流量和流向:民航、铁路、长途汽车的旅客流量和流向等;等;d.d.物流指标物流指标:粮食、油料、生猪、工业原料等物资的来:粮食、油料、生猪、工业原料等物资的来源范围等向心联系指标;经本城市中转的重要物资的批发范围等源范围
18、等向心联系指标;经本城市中转的重要物资的批发范围等离心联系指标。离心联系指标。调查的重点主要在该城市与周围同级城市间的调查的重点主要在该城市与周围同级城市间的中间地带中间地带。19 用理论模式来划分城市的吸引范围,就是用理论模式来划分城市的吸引范围,就是将城市与外界的空间交互作用抽象化,用简单的数将城市与外界的空间交互作用抽象化,用简单的数学模式来进行模拟,这些模式几乎都来源于牛顿的学模式来进行模拟,这些模式几乎都来源于牛顿的万有引力定律:万有引力定律:2.理论的方法 其中:其中:F:物体间的相互引力:物体间的相互引力 G:地心常数:地心常数 Mi,Mj:物体质量:物体质量 dij:物体间的距
19、离:物体间的距离20 1931 1931年,年,赖利赖利(W.J.Reilly)(W.J.Reilly)将牛顿定律引进到零售商业将牛顿定律引进到零售商业区的研究,认为区的研究,认为A A、B B两城市间任何一地两城市间任何一地C C,到两城市的零售额的,到两城市的零售额的相对份额相对份额(T(Ta a/T/Tb b)与两城市的规模大小和到两城市的距离远近有与两城市的规模大小和到两城市的距离远近有关,并提出了关,并提出了“零售引力规律零售引力规律”,其公式为:,其公式为:城市城市A城市城市Bda 城市城市C db零售引力规律零售引力规律21 1949 1949年年康弗斯康弗斯(P.D.Conve
20、rse)(P.D.Converse)在赖利理论的基础上提出在赖利理论的基础上提出了寻找平衡点的了寻找平衡点的“断裂点公式断裂点公式”(分界点公式分界点公式):断裂点公式断裂点公式 如果分别计算出中心城市如果分别计算出中心城市A A和周围若干个邻近和周围若干个邻近同级城市之间的断裂点,用平滑曲线将它们连接起来,同级城市之间的断裂点,用平滑曲线将它们连接起来,就会得到就会得到A A 城市的吸引范围。城市的吸引范围。在实际划分时,还要考虑在实际划分时,还要考虑自然地理边界自然地理边界(山脉、山脉、海洋等海洋等)、政治边界政治边界(国界等国界等)等对交互作用流的阻碍因等对交互作用流的阻碍因素。素。22
21、(三)相互作用模式1.1.引力模式引力模式 该 模 式 最 初 由 英 国 统 计 学 家该 模 式 最 初 由 英 国 统 计 学 家 雷 文 茨 坦雷 文 茨 坦(E.G.Ravenstein)(E.G.Ravenstein)将牛顿定律应用到社会科学研究中。将牛顿定律应用到社会科学研究中。该模式认为,该模式认为,两个城市间的相互作用量,与它们的人口两个城市间的相互作用量,与它们的人口规模成正比,与它们的距离成反比规模成正比,与它们的距离成反比。其一般形式为:。其一般形式为:23 这个模式简单明了,但在实际应用中应注意以下几点:这个模式简单明了,但在实际应用中应注意以下几点:P Pi i,P
22、 Pj j:一般为两城市的人口规模,但城市间的相互作用:一般为两城市的人口规模,但城市间的相互作用除了用人口规模来表示城市质量外,也可以用除了用人口规模来表示城市质量外,也可以用零售额、就业机会、工零售额、就业机会、工业总产值、固定资产、流动资金业总产值、固定资产、流动资金等其它指标替代等其它指标替代(断裂点公式也可考断裂点公式也可考虑用这些指标替代人口规模虑用这些指标替代人口规模)。D Dijij:一般采用两城市间的直线距离或实际距离,当:一般采用两城市间的直线距离或实际距离,当:考考虑路况时,可用时间距离;虑路况时,可用时间距离;考虑交通费用时,可用经济距离;考虑交通费用时,可用经济距离;
23、还还可用心理感应距离。可用心理感应距离。b b:根据可运输性状况,在:根据可运输性状况,在0.50.53.03.0选择,一般取选择,一般取1.01.0或或2.02.0 W W:根据城市间人口的年龄构成、消费水平、就业水平、生:根据城市间人口的年龄构成、消费水平、就业水平、生产率水平等的差异,给予不同的权数。产率水平等的差异,给予不同的权数。242.2.潜力潜力(潜能潜能)模式模式 依据这一公式,两个城市依据这一公式,两个城市(地区地区)之间的潜在势能即为:之间的潜在势能即为:ijjidPP 20世纪四五十年代,世纪四五十年代,斯图尔特斯图尔特(J.Q.Stewart)又将牛顿的两个物又将牛顿的
24、两个物体间的势能概念引入到地理学。其一般形式为:体间的势能概念引入到地理学。其一般形式为:ijjidMMGE 于是某一城市体系中,于是某一城市体系中,i城市以外的其它城市城市以外的其它城市(地方地方)施加到施加到i城城市的潜能之和为:市的潜能之和为:njijjiinniiiiiidPPdPPdPPdPPE12211(i ij j)25两边同除以两边同除以Pi,则有:,则有:njijjidPV1(ij)考虑考虑距离指数距离指数,则有,则有biiinjbijjidPdPV1(ij)考虑考虑i城市城市本身的潜能,则有本身的潜能,则有 iiinjijjidPdPV1(ij)26 对潜能模式的几点说明对
25、潜能模式的几点说明:P Pi i,P Pj j可以采用人口规模可以采用人口规模(此时此时V Vi i为人口潜为人口潜能能),也可以采用零售额,也可以采用零售额(市场势能市场势能)、收入、收入(收入势收入势能能)等指标替代。等指标替代。d diiii的取值有几种看法:的取值有几种看法:a)a)d diiii=1=1 c)c)i i城市与距它最近的城市之间距离的一半;城市与距它最近的城市之间距离的一半;d)d)i i城市吸引范围的半径。城市吸引范围的半径。Sdii b)建成区的平均半径建成区的平均半径:27 潜能等值线图潜能等值线图(潜力面图潜力面图)如果求算出城市体系中每个城市的潜能值,则可以画
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