江苏省城镇空间格局监测指标体系研究与实现

李明巨，甄 峰，张 浩，席广亮，刘 波

(1.江苏省基础地理信息中心，江苏 南京 210013；2.南京大学 建筑与城市规划学院，江苏 南京 210093)

0 引 言

城镇空间格局，作为重要的地理国情信息，主要描述区域内不同规模的城镇按照一定的空间组织规则形成的空间体系状况，包括时空地域结构、空间等级、空间联系网络等。城镇空间格局的识别和测度，对于把握区域城镇化发展的规律具有重要的作用[1-2]，可为城镇布局优化、城乡统筹规划等提供支撑。因此，区域内城镇空间格局的演变与发展态势，是当前新型城镇化规划决策部门急需了解的基础信息。

以往，城镇空间格局的确立大多仍是由专业人员根据经验定性地给出[3]。近年来，得益于GIS、遥感技术的发展，很多学者开始利用空间分析技术对城镇空间格局进行定量化的研究[4-6]。目前，城镇空间格局定量化研究，在物理空间和社会空间等维度已经较为成熟，如城镇空间形态刻画、城镇等级位序分析、节点城市识别、城镇空间联系测度等。随着信息化时代的来临，虚拟空间中的城镇空间格局也开始受到大家的重视。物理空间、社会空间、信息空间，形成了立体化刻画城镇空间格局的完整体系。

基于此，本文围绕长江经济带建设背景下的江苏省城镇空间格局监测，在时空大数据的支撑下，从物理空间、社会空间、信息空间等不同维度，设计了江苏省城镇空间格局监测指标体系。

1 城镇空间格局“尺度-维度-因子”

区域城镇空间格局是由点-线-面相互作用的系统。点-线-面的抽象涉及到空间尺度问题，点-线-面的相互作用环境涉及空间维度问题，而相互作用的类型则代表了空间格局的指标因子。

1.1 城镇空间格局的尺度

不同的空间尺度，所考察的城镇空间关系也有所不同。江苏省城镇空间格局监测指标的设计，主要分为区域、省域和城市等空间尺度，如图1所示。

图1 城镇空间格局监测的空间尺度Fig.1 Spatial scales of urban spatial pattern monitoring

1）区域尺度。长江经济带，是新时期中国三大区域发展战略之一。江苏省作为长江经济带龙头地区，省内城市与沿线各城市在经济协作、产业转移、交通互联等领域的联系越来越紧密。在区域尺度上，省内城市与长江经济带节点城市的空间互动关系，是江苏省城镇空间格局监测的主要研究对象。

2）省域尺度。江苏省城镇化水平处于全国前列，各类空间和社会经济活动强度较高。同时，全省城镇化水平又存在明显的地区差异，城镇间空间要素的集聚态势以及要素流动的强弱格局非常显著。在省域尺度上，江苏省城镇空间格局监测，主要研究不同等级城镇的空间形态、空间联系和产业布局等。

3）城市尺度。城市在边界扩张、内部用地结构、工商业分布和公共服务布局等方面存在较强的空间分异和时序特征。城市尺度的空间格局监测，主要考察城市边界扩张、土地利用变化、活力空间演变以及公共服务布局等。

1.2 城镇空间格局的维度

城镇间空间相互作用，除表现在物理空间外，还存在于社会空间和信息空间，如图2所示。

图2 城镇空间格局监测的空间维度Fig.2 Spatial dimensions of urban spatial pattern monitoring

1）物理空间。物理空间，是城镇在地域空间上所呈现出的物理状态，如城镇建设边界、土地覆被变化、产业布局、设施分布等。

2）社会空间。社会空间，是城镇在抽象空间中所呈现出的社会状态，如交通流、经济流、金融流等空间联系，以及城镇网络等级体系、城市活力等。

3）信息空间。信息流，是直接塑造城市间关系的重要动力之一。城镇信息空间格局，包括城市信息流、网络空间关注度等。

1.3 城镇空间格局的因子

城镇空间格局可分为城镇空间形态、空间联系、空间组织、产业布局、活力空间分布、公共服务布局等因子。根据不同的空间尺度和维度，城镇空间格局因子可以分解为不同的子项指标，具体如图3所示。

图3 城镇空间格局监测的因子Fig.3 Factors of urban spatial pattern monitoring

1）空间形态。包括空间边界、用地结构、空间重心等，可分为城镇建成区边界范围、边界扩张强度、边界扩张方向、用地结构变化强度、边界及用地空间重心迁移等子指标。

2）空间联系。包括交通联系、经济联系、信息联系等，可分为城镇间交通可达时间、等时圈、客货运流量、经济联系潜力强度、经济流强度、金融流强度、互联网关注度等子指标。

3）空间组织。主要描述城镇体系和城市内部组织结构，可分为城镇空间等级、城镇空间分区、城市功能分区等子指标。

4）产业布局。主要描述城镇在产业领域的发展和相互关联，可分为包括开发区空间分布、城镇产业竞合、产业转移强度等子指标。

5）活力空间。包括城市商业服务业活力、科技创新活力和土地开发活力等，可分为活力空间分布、活力强度格局变化等子指标。

6）公共服务布局。包括教育、医疗和文化休闲等公共服务布局，可分为公共服务边界、空间分布均衡性、空间可达性、服务质量评价等子指标。

2 城镇空间格局监测指标模型

城镇空间格局监测的空间尺度、空间维度、指标因子是一个有机整体。不同空间尺度下同一指标因子的监测重点有所不同，如在省域尺度的城镇空间形态监测主要包括城镇空间边界扩张强度、省域城镇空间重心迁移等，城市尺度的空间形态包括城市空间边界扩张方向、用地结构变化强度、用地空间重点迁移等。相同指标因子在不同的空间维度中的监测内容也有所不同，如公共服务布局在物理空间主要表现为公共服务设施的空间位置分布情况，而在社会空间则可以扩展到公共服务设施的口碑质量评价等因素。

根据监测目标，对空间尺度、空间维度、指标因子进行有机组合，即构成了江苏省城镇空间格局监测指标模型，具体如图4所示。

图4 城镇空间格局监测“尺度-维度-因子”指标模型Fig.4 The "scale-dimension-factor" diagram of urban spatial pattern monitoring

3 城镇空间格局监测指标体系

3.1 长江经济带城市空间格局监测指标体系

长江经济带城市空间格局，主要监测江苏省13个地市与长江经济带节点城市的交通联系、经济联系、信息联系的空间格局强度和变化情况见表1。

表1 长江经济带城市空间格局监测指标Tab.1 Urban spatial pattern monitoring indexs of the Yangtze economic belt

3.2 江苏省域城镇空间格局监测指标体系

江苏省域尺度城镇空间格局监测，主要监测全省县级以上城市的空间形态、空间联系、空间组织、产业布局及其变化情况见表2。

表2 江苏省域尺度城镇空间格局监测指标Tab.2 Urban spatial pattern monitoring indexs of Jiangsu provincial scale

3.3 典型城市空间格局监测指标体系

典型城市空间格局监测，主要监测城市空间形态、空间组织、城市活力空间、城市公共服务布局及其变化情况见表3。

表3 典型城市空间格局监测指标Tab.3 Typical city spatial pattern monitoring indexs

4 江苏省城镇空间格局监测实践

本文设计的江苏省城镇空间格局监测指标体系，涉及城镇物理形态、社会空间组织和信息联系等，是多元地理空间的综合体现。各类指标的测度和实现，需要多样化的数据资源和评价技术方法支撑。

本文综合多方面的研究成果，以测绘部门的基础测绘数据、地理国情普查数据为基础，融合社会经济数据、互联网开放大数据等，探索了江苏省城镇空间格局监测技术路径并开展工程实践，取得了一系列的监测成果，包括基于百度指数的长江经济带、江苏省城市2010年、2015年信息联系强度测度，如图5所示；基于客运班次数据的长江经济带、江苏省城市2015年交通联系强度测度，基于高清遥感影像和灯光数据的江苏省县级以上城市2005年、2010年、2015年空间边界监测，如图6所示；基于综合指标的江苏省县级以上城市2005年、2010年、2015年空间等级体系评价，基于POI和地理国情数据的南京市2012年、2014年、2016年公共服务边界识别，如图7所示；基于POI和地理国情数据的南京市2012年、2014年、2016年活力空间监测，以及基于交通路网可达模型的南京市2012年、2014年、2016年公共服务设施辐射范围评价等。

图5 2015年江苏省内城市与长江经济带节点城市信息联系监测Fig.5 The monitoring of 2015 information links between the cities in Jiangsu with the node cities of Yangtze economic belt

图6 江苏省2005～2015年县级以上城市建成区空间边界监测Fig.6 The monitoring of 2005-2015 the built up area boundary in thecities above the county level in Jiangsu

图7 南京市2012～2016年城市公共服务边界监测Fig.7 The monitoring of 2012-2016 urban public service boundary in Nanjing

5 结束语

随着时代的发展，城镇空间格局的内涵和外延不断拓展。本文以江苏省城镇空间格局监测实践为依托，构建了“尺度-维度-因子”监测指标逻辑模型，探索性地把社会空间和信息空间纳入监测范畴，然后结合可获取的时空数据和互联网大数据，系统地设计了长江经济带区域尺度、江苏省域尺度和典型城市尺度的监测指标体系。上述监测指标体系为江苏省城镇空间格局常态化监测奠定了良好基础，也可为全国其他省份开展城镇空间格局监测提供借鉴。