城市体系的空间网络结构
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城市体系名词解释本文对城市体系的概念进行了客观完整的解释,包括城市体系的定义、特点、结构和功能等方面,以及中国城市体系建设的现状和方针政策。
一、引言城市体系是指在一定区域范围内,以中心城市为核心,各种不同性质、规模和类型的城市相互联系、相互作用的城市群体组织。
城市体系是经济区的基本骨骼系统,是区域社会经济发展到一定阶段的产物,是城市带动区域最有效的组织形式。
本文将对城市体系的概念进行客观完整的解释,包括城市体系的定义、特点、结构和功能等方面,以及中国城市体系建设的现状和方针政策。
二、城市体系的定义城市体系是在一定区域范围内,以中心城市为核心,各种不同性质、规模和类型的城市相互联系、相互作用的城市群体组织。
城市体系是经济区的基本骨骼系统,是区域社会经济发展到一定阶段的产物,是城市带动区域最有效的组织形式。
此概念形成于 20 世纪 20 年代至 60 年代,由于世界城市化发展到较高程度,城市间的相互影响增强,故它们间的联系和协调发展成为重要的研究内容,以便有效地按地域系统组织生产和进行行政管理,获取最大经济效益和最佳社会效果。
三、城市体系的特点城市体系具有以下特点:1. 多样性:城市体系包括不同性质、规模和类型的城市,它们在功能、规模、空间布局等方面具有差异,但相互联系、相互作用,共同构成城市体系。
2. 层次性:城市体系中的城市按照不同的职能、规模和地位,形成明显的层次结构。
中心城市是城市体系的核心,起着带动整个区域发展的作用,其他城市则在中心城市的协调下,分工合作,共同发展。
3. 空间性:城市体系是在一定地域范围内形成的,不同城市之间的空间位置和距离对城市体系的结构和功能产生影响。
城市体系的空间结构包括集中组合与组团结构、一城多镇型、多中心型等形式。
4. 动态性:城市体系不是静态的,而是随着社会经济的发展和技术条件的进步不断演变和发展。
城市体系的调整和发展是为了更好地适应社会经济的发展需要。
四、城市体系的结构和功能城市体系的结构包括职能结构、规模结构和地域结构(布局)。
城市空间结构研究一直是西方城市地理学研究的传统领域,从20世纪初期以来获得了长足的发展,形成了诸多的理论流派。
从20世纪20年代到60年代,生态学派、区位学派、新古典主义学派、行为学派是城市空间结构研究的主流;20世纪70年代,新马克思主义学派成为主流。
在20世纪80年代以后又形成了后结构主义和后现代主义。
(1)社会生态主义学派最具代表性的要数芝加哥学派关于城市空间结构的三大经典模型,即同心圆理论、扇形理论和多核心理论。
1923年美国社会学家伯吉斯提出同心圆城市结构学说。
他在研究芝加哥的土地利用和社会特点后,提出了由五个同心圆带组成的城市格局。
他认为在城市不断扩张的同时,形成了不同质量的居住带,依次向外为:①市中心为商业中心区;②过渡带;③工人住宅带;④良好住宅带;⑤通勤带。
20世纪30年代,美国社会学家霍伊特提出了扇形理论。
他认为城市由市中心沿着主要交通路线发展或沿阻力障碍最小的路线延伸,故城市结构呈放射状的扇形模式。
1945年,美国社会学家哈里斯和E.L.厄尔曼提出多核心理论,多核心城市结构是一种比较现实的模式,反映了城市发展的多核心化和郊区化。
(2)城市区位主义学派德国地理学家克里斯塔勒于1933年出版了《南部德国的中心地》一书,提出了中心地理论,这也是近代空间经济研究的重要理论。
他继承了古典经济研究方法,运用抽象的理论演绎方法建立了精确化的理论。
德国地理学家克里斯塔勒通过对德国南部城市和中心聚落进行大量调查,他发现一定区域内的中心地在职能、规模和空间形态分布上具有一定规律性,中心地空间分布形态会受市场、交通和行政三个原则的影响而形成不同的系统。
此后,德国学者廖什论证并发展了中心地理论。
(3)行为主义学派社会行为学派出现于二十世纪六十年代,它克服了社会生态学派和经济区位学派对人简单化和理想化假设的缺点,认为在现实社会中土地利用者的区位决策行为因价值观、思维方式、知识水平和掌握信息等方面的影响不可能达到利益最大化的程度,而且最大经济效益和最佳效用并非人们进行区位决策的唯一目的。
克里斯泰勒的城市区位论区位论就是人类选择空间活动的区位理论,即研究人类各种空间活动,应在什么样的地点最佳,效果最大的理论,研究人类活动区位,选择分析其形成原因与条件并预测其发展现象的科学。
克里斯泰勒的城市区位论又称中心地理论,是关于城市区位的理论,对一定区域内城市体系中的等级,职能间的关系及其空间结构的规律性进行研究,并采用六边形图示,对城市体系规模加以概括,是关于城市数目,阶层,规模以及分布的理论,其具体理论包括:一、城市等级规模的阶层性:①在一定地域内,城市是该市及其周围地区的中心地,为居住在它周围的地域内的居民提供的各种货物和服务等,中心地提供的物资和服务有高级和低级之分,低级中心地满足人们日常生活,其数量多,分布广,服务范围小,提供的物资和服务种类少,而高级中心地数量少,服务范围广,提供的服务和货物种类多,如大商场医院等。
每一个高级中心地都包括各个级中心地,更多的低级中心地。
②物资供应地服务供应范围有上限界限,如果上下限都很大的话,就有高级物资和服务,成为高级中心地,相反,就是低级中心地。
③商业地区建立某种物资供应,都有一个最低的利用人口,即人口数量少也不能成为高级中心地。
二、中心地空间分布模式—六角形网络。
①心地分布的区域为自然条件和资源物质分布的平等,人口的均匀分布,人们的收入,对物质服务的需求,以及消费方式相同。
②有统一的交通系统,统一规模的所有城市交通便利程度一致,运费与距离成正比。
③消费者都利用最近设施,减少运费。
④任何中心地提供的服务和物资的价格相等,消费者购买的物资和服务的实际价格等于售价加运费条件下,中心地是均匀分布在平原上,同类中心地间距离相等,服务范围也是同一半径的圆形区。
推崇运费最低原则,两圆形区橡胶区域被相邻的两个中心区评分,每个中心地的服务范围变成蜂窝状的六角形,各地等规模中心地之间无空隙,成为数学最佳结构。
三、市场原则,交通原则,行政原则与城市系统空间模式:克氏认为,中心地的空间分布形态,还受以上因素的制约,形成不同的城市空间分布系统。
智慧城市的体系架构智慧城市体系结构在城市通信基础资源之上分为四层:感知层、通信层、数据层、应用层,同时各层与城市信息化数据与联通公司内部系统进行对接。
城市基础资源主要是指光缆网、城域网、互联网、移动网等网络基础资源。
智慧城市建设的基础为通信网络,可以为承载智慧城市的各项应用提供高速、安全、可靠的传输通道。
智慧城市体系架构如下图所示:智慧城市体系架构图四层分别描述如下:2.2.1感知层智慧城市感知层是指利用RFID、传感器、摄像头、二维条码、遥测遥感等传感设备和技术,实现对城市中人与物的全面感知。
感知层是智慧城市技术体系的首要环节,主要进行信息的的采集处理,为智慧城市的高效运行提供基础信息。
感知层是人的感知延伸,它扩大了人的感知范围、增强了人的感知能力,极大的提高了人类对外部世界的了解水平。
感知方式是根据被感知的信息类型,继而采取相对应的感知技术及方法。
目前主要的信息类型有:数字信息、原始信息以及其他相关信息,所以主要的智慧城市感知方式可分为四类:①身份感知:通过条形码、RFID、智能卡、信息终端等对物体的地址、身份及静态特征进行标识。
②位置感知:利用定位系统或无线传感网络技术对物体的绝对位置和相对位置进行感知。
③多媒体感知:通过录音和摄像等设备对物体的表征及运动状态进行感知。
④状态感知:利用各种传感器及传感网对物体的状态进行动态感知。
智慧城市通过身份、位置、多媒体和状态感知等多种相结合的感知方式,实现信息从汇聚阶段向“人—人”、“人—物”、“物—物”之间协同感知阶段和泛在融合阶段迈进。
2.2.2通信层智慧城市通信层主要完成所有感知控制网络的接入,同时提供安全、可靠、准确、及时的数据传送,实现更全面的互联互通。
通过各种形式的高速率高带宽的通信网络工具,将各种电子设备、组织和政府信息系统中收集和储存的分散信息及数据连接起来,进行交互和多方共享。
从而更好地对环境和业务状况进行实时监控,从全局的角度分析形势并实时解决问题,使得工作和任务可以通过多方协作来得以远程完成。
城市体系的空间网络结构1.不同职能,不同规模的城市要发生交互作用,城市与区域之间也要发生交互作用,形成各自的势力范围。
城市体系的空间网络结构是研究一个国家或区域中城镇体系的点(城市与城市)、线(城市与联系通道)、面(城市与区域,吸引范围)三要素在空间的组合关系。
2.中心地理论杜能的农业区位论(1826年《孤立国-孤立国对农业和国民经济的关系》)韦伯的工业区位论(1909年《工业区位论-区位的纯理论》)克里斯泰勒、廖什的城市区位论(1933年《德国南部的中心地》;1940年《经济的空间分布》)“没有中心地理论,就没有城市地理学”克里斯泰勒的中心地理论是把城镇作为零售中心和服务中心,来探讨城镇体系的聚落规模、职能和分布的规律性的理论。
3.中心地理论的若干概念1)中心职能或中心地职能:聚落遍在的为外部服务的作用,这种职能一般要集中在区域的中心。
有这种职能的聚落叫中心地(Roadside路店;Hamlet小村,闾市;Village村庄,村市;Town 镇,镇市;City城,城市)2)职能:提供商品或服务的作用(如加油站,停车场,银行,食品店)企业单位:提供职能的单位(Establishment)职能单元:一个企业单位提供一种职能叫一个职能单元,一个企业单位提供两个职能或两个企业单位各提供一个职能叫两个职能单元,。
3)门槛值和服务范围:维持一个职能单元存在所需的最起码的人口数或购买力服务范围有门槛范围、最大范围、实际范围不同职能的门槛值和服务范围是不同的职能的企业数与中心地的人口规模之间存在指数曲线关系n b P = a *当店数等于1时,P 就是该职能的门槛值4)服务职能的等级:将不同职能按门槛值排队(按入门次序分),就有低阶职能和高阶职能之分。
不同国家或地区服务职能的入门次序可能是不同的。
(见表69)5)中心地的等级:按中心地执行的职能的数量和职能的等级,可以把中心地分成不同的等级。
规律性:中心地等级越高,中心职能越多,中心地人口越多(中心地的等级与中心职能数和中心地规模成正相关);高级中心地不仅有低级中心地所具有的职能,而且有低级中心地所没有的较高级的职能,这些交高级的职能有较高的门槛和较大的服务范围;高级别中心地数量少,间距大,服务范围大6)中心性:对中心地的等级的度量克里斯泰勒用电话指数来度量中心性(用中心地的实际电话数减中心地的预期电话数为中心性指数,分成9级)4.理论假设1无边的大平原;均质的肥力和水分;初始人口均匀分布;均匀的陆路联系;决定因素是距离;经营者和消费者有理智的行为。
简单说:均质平原和经济人5.理论要点1)形成一套呈三角形分布的中心地的等级体系,不同等级中心地有不同大小的六边形市场区2)不同级别的中心地和市场区一级一级相嵌套。
低级中心地和市场区被高一级的所包括。
见图72,假设B级中心地有r,r-1,r-2,r-3和e,e-1。
等不同的职能,B级中心地的市场区范围由最高级职能的半径R所决定。
但是在B级中心地市场区边缘的居民,不愿意到B级中心地去接受低级的服务,因为距离远,不经济。
就会在3个B级中心地之间的位置有一个比B低一级的中心地K来提供服务,K级中心地的服务范围是由它所提供的最高级职能的服务半径(e)所决定的。
K级中心地的服务范围分别是B级中心地服务范围的一部分,K级中心地的居民可以到周围的3个B级中心地接受较高级的服务。
依次类推,可以导出比B 高一级的中心地G,和比K 低一级的中心地A,以及它们相应的市场区。
它们的嵌套关系见图73。
3)在市场原则下的中心地空间结构(K =3)市场组织最合理6个低级中心地在它高一级中心地市场区的角上;低级中心的市场区分属3个高一级中心地的市场区;高一级中心地的市场区是低一级中心地市场区的3倍;低级中心地可以到周围3个高一级中心地接受服务;在行政管理上,每3个低级单元组成一个高一级的单元,有1个一级单元,有3个二级单元,9个三级单元,27,81,。
;中心地的等级为1,2,6,18,54。
较高等级中心地的距离是低一级中心地距离的根号3倍4)在交通原则下(K=4)运输效率最高6个低级中心地在它高一级中心地市场区的边上;低级中心的市场区分属2个高一级中心地的市场区;高一级中心地的市场区是低一级中心地市场区的4倍;低级中心地可以到周围3个高一级中心地接受服务;在行政管理上,每4个低级单元组成一个高一级的单元,有1个一级单元,有4个二级单元,16个三级单元,64,256,。
;中心地的等级为1,3,12,48,192。
较高等级中心地的距离是低一级中心地距离的根号4倍(2倍)5)行政原则(K =7)行政管理上的方便6个低级中心地在它高一级中心地市场区的角内;1个高级中心的市场区包括了7个低级中心的市场区;高一级中心地的市场区是低一级中心地市场区的7倍;在行政管理上,每7个低级单元组成一个高一级的单元,有1个一级单元,有7个二级单元,49个三级单元,343,。
;中心地的等级为1,6,42,294,。
2较高等级中心地的距离是低一级中心地距离的根号7倍6)3种原则可能同时交错发生作用见P335表,原则是对的,但具体到数字有点牵强附会。
等级 A B C C' D E F个数 1 2-3 6-12 6 42-54 118K =7 1 || 6 | 42 ||294K =3 1 | 2 | 6 18 |54| 162 |486K=4 1 | 3 |12 |48 |192 |768评价:1)城市作为服务中心具有一定的普遍意义,在不发达的情况下是这样,到了高度发达的今天也还是有意义,尽管在工业社会下有例外。
2)在这一前提下,不同等级的中心地,人口数,职能数,职能的门槛值,入门次序,城市数及其间距等等观念,基本是正确的。
六边形市场区的模式在实践中也有体现,特别在平原农业区。
3)在克氏的启发下,各国的学者做了不少验证,有些验证发现与克氏有相似的规律性。
例如中心地是分等级的,它们之间的间距符合K=3或K=44)也有一些验证不符合克氏的规律,因此提出了批评。
这些批评集中到一点,是对克氏的严格的阶梯状体系结构提出质疑。
在克氏严格的嵌套关系下,不同等级的城市数、城市人口数、职能数和职能等级都是呈阶梯状的。
但实际的情况往往是连续的,没有明显的差距。
甚至出现一些反例。
例如图77中心地人口与职能数的关系不明显;图78市场区的面积与中心地的等级和人口数间的关系不明显。
5)最后归结为克氏的假设条件有问题,地域不是均质的,人口分布和购买力是不均匀的;在实际是多目的购物和消费的情况下,到最近中心地接受服务的假设有问题,会趋向与到高级中心,会打乱严格的不同等级中心的市场区大小(图79);在信息不完善的情况下,企业主的最大利益原则的实现有问题,这要求企业的进入符合企业单位数和中心地数的最小化。
6)因此,就有人来修正克氏的模型,如图80,K=3和K=4 同时存在。
7)理论模型就是理论模型,在实践里处处有它的影子,但不是处处是它的再现和翻版。
适用与全世界的城市体系空间结构的模型是不存在的。
他寻找到了一些共同的规律性,我们的任务是继续探讨在不同条件下,会发生什么变形。
6.变形1)集聚变形:实际的人口密度不均,大城市周围人口密度大,购买力高,市场区小,远离城市的地方则相反。
2)带状资源分布下的变形:带状的森林开发、带状的肥沃土地开发、带状的煤带开发,低级中心不在自己市场区的中央3)线状资源分布下的变形:山区的河谷4)点资源分布下的变形5)时滞变形6)对外联系不均匀时的变形7.廖什的中心地理论1)均质平原,不同于克氏的有均匀分布的工业原料,有普及的可用于生产的技术知识和相同的消费需要,人口均匀集聚在农村基本聚落里。
2)市场区,不同于克氏的是生产和消费都在市场区内进行,中心地不是单纯的提供服务3的中心,也是日常物品的生产中心。
3)六边型市场区和K值,不同的是每一种不同的商品有不同的门槛值,有不同大小的市场区,K值大小反映市场区的大小。
3、4、7不过是最小的3种市场区。
见图83的9种市场区4)150种不同K值的市场区重叠,围绕一个中心旋转、调整,得到廖什景观(见图84)5)不同于克氏的体系,不那么严密,但更接近实际多城扇面和少城扇面(1)出售高阶商品的中心地不一定供应各种低阶商品(2)某一等级的中心地,不一定供应同一套商品3)(同一等级中心地规模可能不同,非阶梯状(4)人口少的中心地可能向人口多的中心地供给商品(5)(6)不同等级的中心地之间的数量不是一个常数8.城市腹地的概念)一个城市的影响范围可以很大;一个地域可以接受很多城市的影响12)城市对外影响力的大小随距离而衰减3)两个同等级城市之间一定存在一个相互作用力相等的地方4)城市的直接吸引范围或直接腹地:是一个城市的吸引力和辐射力对城市周围地区的社会经济联系起主导作用的一个地域。
请注意不是说在这一范围内,不受其他城市的影响,而是说以这个中心城市的影响为最大。
5)实际上两城市之间直接吸引范围的界线是一条中性带,具有过渡性。
一个城市与其吸引范围内的联系强度是不均匀的,可以分成集中作用区,一般作用区和边缘作用区(图86)6)城市的每一种职能都会有不同的影响范围,城市综合的影响范围是多种指标吸引范围的综合。
7)不同等级的城市有不同的职能,有不同等级的吸引范围。
当我们划分城市的吸引范围时,实际上就是寻找一城市与周围同级城市之间的吸引范围的界线。
8)城市的吸引范围具有的特点:边界的模糊性、动态性、内部联系强度的不均匀性,相互之间的等级层次性。
不受行政界线的限制,但具体划界要求保持和某级行政边界保持一致。
9.一般规律1)城市等级越高,规模越大,实力越强,吸引范围也大,反之亦反2)经济发达地区,同级城市稠密,城市的直接吸引范围较小,但联系强度较大;相反,吸引范围较大,而联系强度较小。
3)专业化程度很高的城市,常常作为中心城市的职能强度比同级规模的城市要弱。
专业化城市的专业化职能的影响范围是很大的。
所谓中心城市是指在政治、经济、文化等众多领域具有吸引力和辐射力的城市。
是综合性职能的城市。
4)中心城市与它的吸引范围的关系有两大类,一是中心区位城市在它吸引范围的中部,一是门户区位城市在它吸引范围的口部10.划分城市吸引范围的方法1)经验的方法4两城市间净车流,—通过车流=①通过线上资料的调查,调查不同断面的车流:总车流净车流最小的点,即两城市吸引范围的边界;了解居民购物或出行的指向;调查不同地方的消费者,②通过面上资料的调查,③通过点上资料的调查,了解城市商业、服务业企业的顾客来源,如银行帐户的分布;住院病人的地址;医院出生婴儿的记录,日报的发行范围日报发行范围;铁路通勤的方向;7个指标划分纽约与波士顿之间的吸引范围:格林用长途电话联系;银行客户;卡车蔬菜运销;渡假者来源;大工业企业董事的办公地点。