城市间相互作用的万有引力模型分析_龙青云
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基于引力模型的安徽省各城市间联系度分析作者:唐颖来源:《山东青年》2017年第05期摘要:基于引力模型,对安徽省16个城市之间的相互关系进行了分析。
首先利用中心职能指数和中心职能强度对16个城市的中心等级进行了划分;其次,利用引力模型测度了16个城市的经济联系量和经济联系隶属度;最后,从加强城市合作、提升区域整体实力的视角提出了安徽省发展策略。
关键词:引力模型;中心职能指数;联系测度一、引言当前,随着我国城镇化与工业化的深入发展,城市规模不断扩大,城市主体外延扩张,城市群逐渐成为我国城镇化进程中的主要产物。
同时,随着我国经济发展方式的转变,封闭式的“单兵作战”愈发不能满足城市的持续高效发展,为了提升城市竞争力,城市间“抱团”发展逐渐成为城市增强自身实力的必然选择,通过区域合作或者说城市间的彼此借力,实现区域整体竞争力的提高,对区域内城市而言,是一种“双赢”的局面,因此,城市群是未来区域及城市实现自身发展的重要趋势。
鉴于城市联系或合作的普遍性和重要性,国内学者对城市间联系做了众多研究,尤其是借助引力模型定量描述城市联系度,如郑良海等(2011)计算了关中城市群内各城市间的经济联系度;贾卓等(2013)通过对兰白城市群联系度的测度,分析了西部城市群的功能升级问题;高兴亮和殷为华(2015)基于引力模型探讨了山东省城市经济联系的格局演变等。
近年来,为了促进安徽省加速发展,国家和地方政府制定了一系列战略规划,如中部崛起计划、皖江城市带区域发展规划及泛长三角经济圈等,安徽省充分发挥自身优势,借力政策扶持,积极承接产业转移,实现了跨越式发展。
从内部而言,安徽省以合肥市为区域核心,通过政策优惠、资金扶持等着力培育合肥市的“内核”地位,进而通过合肥市的辐射作用,带动周边城市的发展,实现良性互动。
因此,分析安徽省各城市间的联系程度,有利于把握区域内部的分工合作模式,从而为区域整体发展战略的制定提供政策依据。
二、研究方法(一)城市中心性三、计算结果(一)城市中心职能指数和城市中心职能强度本文依据中心职能强度指数对安徽省内的16个城市做了等级划分,结果表明,合肥市作为安徽省省会城市,各方面优势明显,应作为一级中心城市,芜湖、安庆、马鞍山、蚌埠、阜阳、六安和滁州7市整体水平差异不大,应作为二级中心城市,宿州、宣城、淮南、淮北、铜陵和亳州6市形成了安徽经济发展的三级中心城市,池州和黄山2市则作为四级中心城市。
相互作用模型在城市规划中的运用Interaction Model Application for Urban Planning作者:Christiane Weber,法国国家科学研究中心研究员。
译者:罗彦,中国城市规划设计研究院深圳分院硕士。
zsuly@163.com陈素素,深圳市龙岗区规划交通研究中心,硕士。
摘要:城市增长是未来几个世纪备受关注的问题。
为了保证城市可持续发展,有必要对城市的发展进行监控,但预测城市的发展趋势需要一些空间信息的支持。
卫星图像能够提供可靠的信息用来评定城市增长的不同状态,而预测未来的建设区段则更加重要。
本文构建了相互作用模型(interaction models),或者更精确地说叫潜力模型(potential model),以确定城市空间的扩展方向。
该模型被运用于法国斯特拉斯堡地区的分析,采用了两张遥感数据影像,一张用于模型处理,一张用于检验结果。
另外,模型还运用GIS技术以提高准确度,同时还考虑到了交通网络。
Abstract: Urban growth is a terrific issue for the nextcenturies. Monitoring the urban development in orderto assure sustainable cities in the future is an absolutenecessity. Decision support in this domain needssome spatial information enabling to forecast theurban development trends. Satellite imagery mayprovide reliable information assessing different statesof urban growth, but it is necessary to anticipatewhere future built areas might be located. This paperpresents the interest of interaction models, moreprecisely the potential model, to define futuredevelopment zones. This model is applied to theStrasbourg area (France) using remotely sensed data.Two images are used, one to initiate the modelprocessing and the other to validate the results. GIScapabilities are applied to refine the results, addingtraffic network in the study.关键词:卫星数据;相互作用模型;发展趋势;城市规划Keywords: Satellite Data; Interaction Model;Development Trends; Urban Planning原文发表于Landscape and Urban Planning 63 (2003)49—60Christiane Weber 著 周彦 陈素素 译1 引言20世纪世界城市人口迅速增长,人口增长率从世纪初的14%增长到1950年的25%,1950年至1985年间城市人口又增长了3倍。
城市的空间相互作用研究和分析汪明月(湖北师范学院资源环境与城乡规划管理,湖北,黄石)摘要:地表上的任何一个城市都不可能单独孤立的存在,为了保障城市的正常运行,城市之间、城市和区域之间总是不断进行着物质、能量、信息的交换,这些交换称之为空间相互作用。
研究城市的空间相互作用利于城乡一体化的形成,优化城乡格局,更好地发挥中心城市的作用,达到共同富裕的目标。
关键字:空间分布;相互作用;城市1什么是城市空间分布体系:地表上的任何一个城市不可能孤立地存在。
为了保障生产、生活的正常运行,城市之间、城市和区域之间总是不断地进行着物质、能量、人员和信息的交换,我们把这些交换称之为空间相互作用(spatial interaction)。
正是这种相互作用,才把空间彼此分离的城市结合为具有一定结构和功能的有机整体,即城市空间分布体系。
2空间相互作用的分类:[英]海格特1972年借用物理学中热传导的三种方式,将空间作用的形式分为:对流、传导、辐射三种类型。
第一类:对流。
以物质和人的移动为特征。
如产品、原材料在生产地和消费地之间的运输。
第二类:传导。
指各种交易过程。
其特点不是通过具体的物质流来完成,而是通过簿记程序来完成,表现为货币流。
如,财政金融上的往来等,通过记帐形式来完成。
第三类:辐射。
指信息的流动和创新的扩散。
3相互作用产生的媒介:交通通信设施。
物质和人的移动依靠交通网络(铁路网、公路网、航空网);信息的转换和流动依靠通讯网络(电话、电报、卫星通话)。
如果把相互作用赖以进行的各种网络和城市一起考虑,那么城市就位于网络之中的节点(node)。
交织在城市中的网络愈多,说明城市的易达性愈好,在城市体系中的地位也愈重要。
4相互作用产生的条件:[美]厄尔曼认为相互作用产生的条件有三个:互补性、中介机会和可运输性。
互补性:即一区域所供的物质而另一区域的所求,构成了空间相互作用的基础,互补性越大,两地间的流量越大。
中介机会:改变原有空间相互作用格局的因素,导致地点上的置换,减少了长时间的相互作用。
引力模型下的新旧城区空间相互作用研究--以南京为例何颖【摘要】引力模型是衡量两地间空间相互作用力的常用模型。
文章首先选取多个衡量地域质量的指标,对两地综合质量进行了评估。
用两地间多种运输方式的权重、时速、货币成本等因素来取代传统惯用的空间距离,构建了新的引力模型表达式。
文章以南京市为例,用新的表达式测算了新旧城区的空间相互作用力,分析了新旧城区间相互作用的程度,并指出了对新旧城区空间相互作用研究中进一步的研究方向。
%Gravity model is a commonly-used model which is employed to evaluate the spatial interactions between two loca⁃tions. First of all,this paper makes an evaluation of the overall quality of two locations with a couple of selected measuring pa⁃rameters.While representing the traditional distance with the weight,speed per hour,and monetary cost of various transport means,this paper sets up a new gravity model.Then the paper proceeds to take Nanjing as an example and works out the spa⁃tial interaction between its old and new towns.Finally,the direction of further research is pointed out.【期刊名称】《华东经济管理》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P19-22)【关键词】引力模型;新旧城区;南京【作者】何颖【作者单位】徐州工程学院经济学院,江苏徐州 221008【正文语种】中文【中图分类】F061.5根据国务院发展2研1究中心发展战略和区域经济研究部的一项课题研究报告,世纪,随着全球化、科技进步背景下的生产模式、消费模式、治理模式和产业结构等方面的重大变化,人类经济和社会活动的空间布局随之也已经发生了重大变化,进入了城市为主的时代[1]。
城市间相互作用力对城市建设用地利用效率影响研究——以武汉城市圈为例柯新利;丁璐;马才学【期刊名称】《华中师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(048)005【摘要】建设用地利用效率提升是缓解快速城镇化进程中土地利用矛盾的关键所在.当前我国正处于快速城镇化阶段,城市群已成为我国城镇化的重要形式,城市之间的相互联系日益紧密,科学认识城市间相互作用力对建设用地利用效率的影响对提高城市建设用地利用效率具有重要意义.以武汉城市圈为案例区,在采用引力模型测算城市间相互作用力和采用C-D生产函数测算各城市建设用地利用效率的基础上构建逐步回归模型,将城市间相互作用力引入建设用地利用效率分析框架,以解析城市间相互作用力对建设用地利用效率的影响.结果表明:(1)城市间相互作用力是影响城市建设用地利用效率重要因素之一,与建设用地利用效率成正相关;(2)城市间相互作用力对建设用地利用效率的影响在不同城市间有较大的差异;(3)将城市间相互作用力引入到城市建设用地利用效率的解释模型,可以提高建设用地利用效率变化的解释能力,形成建设用地利用效率的科学认识.【总页数】7页(P761-767)【作者】柯新利;丁璐;马才学【作者单位】华中农业大学土地管理学院,武汉430070;华中农业大学土地管理学院,武汉430070;华中农业大学土地管理学院,武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TU984.11;U412.1+4【相关文献】1.基于土地利用效率差异的差别化土地管理研究--以武汉城市圈为例 [J], 张俊峰;张安录2.城市吸引力对建设用地规模扩张的影响\r——以武汉城市圈为例 [J], 黄海艳;蔡银莺3.城市吸引力对建设用地规模扩张的影响——以武汉城市圈为例 [J], 黄海艳;蔡银莺;4.武汉城市圈规划设置前后建设用地利用效率差异 [J], 张东丽; 蔡银莺5.武汉城市圈规划设置前后建设用地利用效率差异 [J], 张东丽; 蔡银莺因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于引力模型的广西城市空间联系研究
韩健可;毛蒋兴
【期刊名称】《城市建筑》
【年(卷),期】2024(21)5
【摘要】全面、准确地把握广西当前城市空间联系格局,对推动广西经济高质量发展具有重要意义。
文章选取相应指标,利用引力模型对广西城市的城市质量、城市
间综合距离和城市间的吸引力进行计算,评价分析广西壮族自治区的城市空间联系。
研究结果表明:广西各城市发展不均衡,南宁中心地位高;广西整体城市空间联系不够紧密,呈“西南密、东北疏”联系网络,南北区域的城市空间联系差距明显;受屏蔽效应影响的城市和边缘城市的发展落后于其他城市。
【总页数】4页(P128-131)
【作者】韩健可;毛蒋兴
【作者单位】南宁师范大学地理科学与规划学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU984.2;K902
【相关文献】
1.基于引力模型和城市流的长江中游城市群空间联系研究
2.基于引力模型的城市群经济空间联系研究——珠三角城市群的实证研究
3.基于引力及要素流动空间模型
的空间经济联系研究——以海峡西岸城市群为例4.基于空间自相关与引力模型的
闽三角城市群经济空间联系研究5.广西北部湾城市间经济联系研究——基于引力
模型视角
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基于新闻信息流的城市相互作用模型探讨——以重庆市为例林森;赵渺希
【期刊名称】《规划师》
【年(卷),期】2011(027)C00
【摘要】空间相互作用模型是城市规划研究中的经典模型,其基本的前提假设是城镇之间的吸引力与城镇规模、空间距离有关。
研究以新闻信息流数据为前提基础,讨论城市引力模型的局限性和空间适用范围。
首先,引入相关理论,回顾和探讨了城市相互作用模型理论和以信息流为基础的城市网络分析相关论述;其次,通过从实证归纳的角度分析重庆市域范围的城市间关联网络,描述城市间的"连通性"和网络的"结节性";最后,通过对相关数据进行模拟回归分析,发现基于城市信息联系基础上的城市引力模型具有明显的空间适用范围,同时具有超越空间距离的趋势。
【总页数】4页(P176-179)
【作者】林森;赵渺希
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TU984.1
【相关文献】
1.基于新闻信息流的城市相互作用模型探讨——以重庆市为例
2.基于有效时间距离的城市相互作用模型及其应用——以川渝城市群为例
3.信息流视角下的成渝城市群空间组织特征及其规划探讨——基于百度指数的城市网络研究
4.信息流视角
下的成渝城市群空间组织特征及其规划探讨
— —基于百度指数的城市网络研究5.基于随机森林回归和气象参数的城市空气质量预测模型——以重庆市为例
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2005年9月第16卷第5期湖南经济管理干部学院学报Journal of Hunan Economic Management College Sep 1,2005Vol 116No 15收稿日期:2005-06-15作者简介:龙青云(1963)),男,湖南衡阳人,衡阳市规划设计院工程师。
城市间相互作用的万有引力模型分析龙青云(衡阳市规划设计院,湖南衡阳 421000)1摘 要2随着我国城镇化步骤的加快,城市间的人口往来也日益频繁起来。
经常性的人口往来可以加强城市间经济、文化等各方面的交流,从而促进城市的发展。
本文借助于物理学中万有引力定律来建立城市间的人口往来数量模型,并提出模型在城市规划中的应用,以期为城市规划提出有益的参考。
1关键词2人口往来;万有引力;城市群1中图分类号2X321文献标识码2A1文章编号21008-939X (2005)05-048-02随着我国经济的迅速发展,城市间人口的流动也日益频繁起来。
城市间人口的经常性往来已成为城市间经济、文化交流的突出现象,它既是市场经济的必然产物,又反过来影响经济社会发展进程。
因此,加强对中国城市间往来人口的分析与研究具有重要的意义。
本文指的城市间人口往来指的是由于工作或其他方面需要在城市间进行往返的人员,并不包含人口迁移等。
一、城市人口往来中的万有引力模型据相关统计显示,两城市间人员往来量与两城市的人口P 1,P 2有关,P 1,P 2越大,往来量越大;同时往来量也和城市间的距离d ij 有关,d ij 越大,往来量越小。
联系到著名的万有引力公式F=GM 1M 2r 2,它所阐述的是物体之间的相互作用、相互影响,其中M 1,M 2是两个物体的质量,而r 则是两个物体之间的空间距离。
相似于这种万有引力公式中的阐述,对于一个区域中的城市而言,也会有这样一种相互作用、相互影响的关系。
11最简单的应用即直接把两城市间的人口数量P 1、P 2以及作为质量M 1、M 2,两城市间的距离作为d 代入引力公式中来计算城市间的往来数量,其中G 可由统计数据得出,这样可以直接得出两城市间的人员往来量。
但在实际应用中,在引用该模型时出现了一些问题,即:(1)吸引力不一定与距离的平方成正比(2)两城市之间的吸引不对称。
此时需要对模型加以修正,公式修正为:F=GP A 1P B 2d K ij(1)其中A ,B 反映两城市人口规模的影响力,A ,B 越大,表示城市人口的影响力越大;K 则表示了距离的影响力,K 越大,说明距离的影响越大。
21也有部分学者使用城市间相互作用中的引力模式来描述两城市间的人口往来量,两个城市间的相互作用与这两个城市的人口规模(表示城市的质量)成正比,与它们之间的距离成反比。
其一般形式如下:I ij =(W i P i )(W j P j )D b ij(2)式中,I ij 为i 和j 两个城市间的相互作用量;W i ,W j 为经验确定的权数;P i 和P j 为i 和j 两个城市的人口规模;D ij 为i 和j 两个城市间的距离;b 为测量距离摩擦作用的指数。
这个引力模式的特点是简单明了,但要应用于实际却比较复杂。
难度较大的问题是式中的变量如何确定的问题。
引力模式中确定城市质量一般用人口规模,有时也用其它指标。
如艾萨德(W 1Isard)就认为,在探讨大城市的移民问题时,城市的就业机会和收入水平在反映城市的吸引力方面更具代表性。
又如,考虑市场问题时,城市的零售总额比人口规模更多地反映出城市对产品的需求量。
更好的方法是,选取若干个相互独立又能反映城市实力的指标,采用数学统计的方法构造出一个指数,用这个指数来表示城市的质量。
引力模式中的距离,一般用km 表示。
但随着各种现代化运输工具的发展,传统的距离概念正受到挑战。
在交通便捷的地方,空间上的距离被/缩短0了,因此也可以用时间、运输成本等特殊距离单位来衡量两地间的距离。
引力模式中的质量加权问题更为复杂。
在一些应用中,人口的加权取值1,这等于没有加权。
如果选用别的适当的数值将能更好地改善这个模式的性能。
质量加权的基本原理,是要显示人口规模不能反映出的人口结构上的差异,因此,人口性别、年龄、收入、职业、受教育水平等因素都可以作为/权数0来考虑。
但是,要加权,就将使引力模式变得复杂,计算困难。
而不加权,公式的适用范围和客观性都受到局限。
引力模式中另一个重要问题是对距离指数b 的选择。
理论上认为,b 应等于110或210(即取平方),但经验研究显示,b 值可以在015)310的幅度内变化,其原因在于不同货物的可运输性不同,从而影响了距离指数的值。
二、模型参数的讨论通过上述的分析,我们知道质量参数和距离参数的确定是影响到模型准确性的关键因素。
因此我们来分析下万有引力模型公式中的参数设定。
首先是城市质量M ,我们认为推动人员往来的主要原因是经济上的因素,曾经有学者用相对简单的城市GDP 或者城市总人口数来衡量,也有学者尝试过M =GDP @N 这样的一种组合。
当然,这样的城市质量测度工作会带来极大的便利。
但是同时也会直接带来一个城市质量测度全面性的问题。
在影48响城市间人员往来数量的因素中,我们可以分为经济因素和时间因素两方面。
经济价值要描述城市的发达程度以及在城市中工作所花费的成本。
我们用城市GDP 来表示城市的发达程度;而成本方面我们用平均到达成本和城市平均消费水平来衡量,既C=E ni=1K i c iE ni=1K i+C 0,其中:i 代表第i 种运输方式,K i 代表第i种运输方式的权重,c i 代表第i 种运输方式的货币成本;则E ni=1K i c iE ni=1K i表示了到达该城市的平均运输价格,C 0表示城市的平均物价水平。
为了使价值更高我们取GDP 与C 的比值来表示M,即M =GDP P C 。
再来讨论分母d 2,万有引力公式中的r 显然是指物体的空间距离,在模型建立过程中,很多学者也曾简单地使用过距离概念。
但是,后来在实际工作中发现这样简单化的应用显然无法真正体现城市间的引力关系。
距离概念的重要性是勿庸致疑的,但把d 的内涵仅仅界定为两个城市之间的空间距离是不可取的。
应该注意到,距离在抽象意义上虽然是同质的,但是对于城市这样一个具体的经济主体来说,距离显然更多地包含了非空间因素。
在两城市间人员往来中,距离表达的概念实际上是往来的时间因素,即到达目的所需要耗费的时间,因此我们直接用平均到达时间来表达,即T =E ni=1K i t iE ni=1K i,其中t i 表示第i种运输方式的时间。
可以看到的是,在当前标准化的管理下,对于运输方式的时间的测度也具有了相当的准确性。
设第i 种运输方式的平均速率为v i ,则t i =d i P v i ,此时T=E ni=1K i d iP v i E ni=1K i,时间T 再次化成了距离的函数。
但需要注意的是,这里的距离d 指的是交通距离,而不是城市间的直线距离,在铁路和公路、航运、航空等运输方式中为运输线路的距离。
通过对公式中的参数设定,我们就可以得到人口往来模型中的万有引力公式F=G @GDP 1P C 1@GDP 2P C 2E ni=1K i d i P v iE ni=1K i(3)需要说明的是引力参数G 在人员往来模型中表达的涵义较多,它表示各种诸如社会、经济等其他因素对人员往来的影响,例如城市间的经济互补性是影响人员往来的重要因素。
三、公式的引申在万有引力公式中,G @Md2用来表示物体对距离为d 的物体的引力参数,如引力常数g 即表达了地球对其表面物体的吸引程度。
类似地,我们也可以用G @GDP 1P C 1T来表示该城市对周围地区人口的吸引程度,不妨定义为人员往来参数。
通过这样的引申,我们不仅可以确定其他城市与该城市的人员往来参数,还可以确定某个区域与该城市的人员往来参数,例如某个县或镇与该城市的往来人员数量。
不过由于各种经济、自然、社会的环境的变化,将会导致参数G 的变化,这需要在应用中加以注意。
四、万有引力模型的应用城市人员往来引力模型的应用范围非常广泛,同时运用的方式也可以是多种多样的。
我们可以运用它来帮助解决确定城市群的范围问题。
工业化、城市化是现代化的必然过程和结果,城市群是城市化发展的高级形式。
我国正经历着城市化加速发展阶段,而城市群是未来我国空间经济组织的主导形式。
目前对城市群的讨论当中,大都探讨了城市群区域的土地面积、人口数量、GDP 、财政收入、城镇化水平等因素。
而实际上,人员往来是促成形成城市群的重要原因。
因此在确定城市群的范围时,我们可以借助万有引力模型来实现目的。
通过估计城市间人员往来规模来确定城市群范围表达了城市间的经济文化交流是促进城市经济发展的重要因素。
首先确定一个中心城市,即在经济文化等各方面都比较发达的城市。
通过借助公式(3),我们可以确定不同区域与中心城市的人员往来规模,当达到一定规模时即可考虑纳入区域经济体系当中,然后再考虑纳入城市群的问题。
在公式(3)中,我们看到交通距离对人口往来的影响很大,因此大力发展城市间交通是组建城市群的基础性因素。
以我省为例,2004年我省省会长沙在中国城市综合竞争力排行榜上仅排第30,特别是在资本竞争力、结构竞争力、制度竞争力、基础设施竞争力等方面,长沙的排名较为靠后。
显然,与南边的广州和北边的武汉比较,长沙只不过是一个轻量级的城市,离区域经济/增长级0的标准相差甚远。
湖南作为一个内陆省份,必须通过打造自己的核心城市来带动全省的经济发展。
在湖南省的各州市当中,我们可以看到长沙、株洲、湘潭是相隔距离最近的城市,三市之间的交通也十分方便,长沙南站平均每10分钟就有发往其他两地的汽车,三市之间的人员来往也是全省最密切的,因此营造长株潭一体化成为加快我省经济发展的首先一步。
万有引力公式中的d 指的是交通距离,通过与河南正在兴起的中原城市群比较,我们可以在加强交通基础设施的基础上来扩大长株潭城市群的规模,将更多的城市纳入长株潭经济体系之中。
可以预见,在便捷的交通运输基础上,通过人员互相的往来进行城市间经济、文化的互补,长株潭区域经济的范围将会越来越大。
五、结论通过万有引力模型的建立,我们对城市间的人员往来进行了描述,这对于我们根据城市间的人员往来进行城市规划是十分有意义的。
当然,模型中还存在着很多不足,对于参数G 所包含的意义的描述仍然有所欠缺,随着我国经济的发展,人员往来问题的复杂性也将逐步加深,这就需要进一步的对万有引力模型进行一定的修改。
(责任编校:柴歌)参考文献:[1]余振宇1城市经济引力模型分析[J]1内蒙古科技与经济,2003,(4):73~741[2]欧阳慧1我国重点增长潜力区的选择与发展战略[J]1宏观经济研究,2004,(12):35~371[3]朱传耿,顾朝林,张伟1中国城市流动人口影响因素的定量研究[J]1人口学刊,2002,(2)1[4]许学强1城市地理学[J]1北京:高等教育出版社,20001[5]湖南统计信息网,http:P P www 1hntj 1gov 1cn P 149。