王小準(zhǔn)，邱宏華

（1.廣東省國(guó)土資源測(cè)繪院，廣東 廣州 510500）

深圳經(jīng)濟(jì)區(qū)城市腹地劃分與演變研究

王小準(zhǔn)1，邱宏華1

（1.廣東省國(guó)土資源測(cè)繪院，廣東 廣州 510500）

在深圳市特區(qū)一體化背景下，運(yùn)用主成分分析法測(cè)算城市綜合影響力指數(shù)。考慮了道路類型及地形阻抗，在GIS軟件支持下，利用Huff模型，進(jìn)行基于時(shí)間可達(dá)性的深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)城市腹地劃分及演變分析，并提出了相應(yīng)的城市空間發(fā)展策略。結(jié)果表明，場(chǎng)強(qiáng)最大等值線與10 min OD時(shí)間成本等值線基本重合；城市腹地與行政區(qū)域不存在顯著的空間相關(guān)性；城市綜合影響力的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)及交通環(huán)境的改善，使得大鵬新區(qū)大部分區(qū)域成為羅湖區(qū)在深圳東海岸的腹地孤島；特區(qū)一體化背景對(duì)深圳市中心區(qū)城市腹地變化影響顯著，原特區(qū)的羅湖、福田和南山的城市腹地已形成相對(duì)穩(wěn)定態(tài)勢(shì)，但隨著特區(qū)一體化推進(jìn)，原特區(qū)外的寶安和龍崗兩區(qū)逐步削弱了南山區(qū)、鹽田區(qū)、羅湖區(qū)的腹地范圍。

城市腹地；Huff模型；GIS；深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)

自克里斯泰勒提出中心地理論以來(lái)，中心城市及其腹地的相關(guān)研究就一直是地理學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)界的熱點(diǎn)[1]。城市與區(qū)域的關(guān)系表現(xiàn)為城市是區(qū)域的中心，區(qū)域是中心的腹地。城市腹地也稱城市吸引范圍、城市勢(shì)力圈或城市影響區(qū)，是城市的吸引力和輻射力對(duì)城市周圍地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系起著主導(dǎo)作用的地域[2]。

國(guó)外關(guān)于城市腹地的研究起步很早，農(nóng)業(yè)區(qū)位論和工業(yè)區(qū)位論體現(xiàn)了城市與周邊地區(qū)的產(chǎn)品交換關(guān)系，包含腹地概念的基本思想。20世紀(jì)30年代海港區(qū)位論和中心地理論明確提出了腹地的概念。國(guó)外腹地的研究，在20世紀(jì)50年代前，以中心地與腹地之間相互聯(lián)系的流態(tài)分析為主；50年代之后，主要基于不同等級(jí)中心地輻射范圍而展開(kāi)，研究方法也由定性描述發(fā)展到數(shù)學(xué)模擬法[3-9]。20世紀(jì)中期以后，隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)背景的變化發(fā)展，腹地逐漸完善并形成不同的理論，中心地理論、斷裂點(diǎn)理論、空間極化發(fā)展理論、核心-邊緣理論、世界城市理論以及信息腹地理論奠定和豐富了城市腹地理論基礎(chǔ)[10-13]。

城市化進(jìn)程的加快，使得腹地資源愈來(lái)愈引起中心城市的關(guān)注，中心城市的發(fā)展空間和城市間競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)表現(xiàn)出日益增強(qiáng)的敏感性，在我國(guó)“北、上、廣、深”地區(qū)尤為明顯。城市腹地范圍的劃分對(duì)城市總體規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)功能區(qū)劃等研究具有重要的指導(dǎo)意義。作為中國(guó)第一個(gè)經(jīng)濟(jì)特區(qū)的深圳，已發(fā)展為有一定影響力的國(guó)際化城市。2010-07-01起深圳特區(qū)一體化將寶安、龍崗兩區(qū)納入特區(qū)范圍，特區(qū)面積擴(kuò)大了4．96倍，以中心城區(qū)為核心，以西、中、東3條調(diào)整軸和南、北2條發(fā)展帶構(gòu)成的“三軸兩帶多中心”軸帶組團(tuán)城市空間結(jié)構(gòu)逐漸形成，特區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)一步增強(qiáng)。目前珠三角地區(qū)城市腹地研究較少[14]，未見(jiàn)對(duì)深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)城市腹地的研究，筆者以深圳市特區(qū)一體化為背景，在ArcGIS軟件環(huán)境支持下，借助Huff模型，分析了特區(qū)一體化前后深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)中心區(qū)的城市腹地演變規(guī)律，并根據(jù)各區(qū)城市腹地與區(qū)級(jí)行政范圍的面積比例，提出了相應(yīng)的城市空間發(fā)展策略，以期對(duì)腹地劃分方法進(jìn)行補(bǔ)充。

1 城市腹地劃分的分析模型

1.1 基于主成分分析法的城市綜合影響力指數(shù)獲取

城市綜合影響力大小用一個(gè)復(fù)合性指標(biāo)體系衡量，主要包括城市規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展等方面。筆者從城市規(guī)模、城市對(duì)外開(kāi)放程度、經(jīng)濟(jì)實(shí)力和社會(huì)發(fā)展等方面建立了城市綜合影響力指數(shù)衡量指標(biāo)體系，利用主成分分析法特征值加權(quán)得到城市綜合影響力指數(shù)，以反映城市綜合影響力大小。

1.2 Huff模型

Huff模型公式如下：式中，Pij為空間上某點(diǎn)i選擇到中心城市j的概率；S為城市綜合實(shí)力，可用城市綜合影響力指數(shù)表示；d為距離，k為中心城市個(gè)數(shù)；β＞0是距離摩擦系數(shù)，一般取值為2[15]；通常稱為勢(shì)能或場(chǎng)強(qiáng)，代表城市影響力大小。

2 研究方法

2.1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來(lái)源

深圳市地處廣東省南部（113°46'～114°37'E，22°27'～ 22°52'N），土地總面積1 953 km2，2011年末常住人口1 046．74萬(wàn)。本文以2009年原特區(qū)所轄的4個(gè)行政區(qū)和2011年所轄的6個(gè)行政區(qū)為研究對(duì)象，不包括與陸地分離的零星島嶼，并以各行政區(qū)區(qū)政府所在地作為區(qū)中心位置。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于2009年和2011年《深圳市統(tǒng)計(jì)年鑒》，以及各區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)、統(tǒng)計(jì)年鑒和政府工作報(bào)告?？臻g數(shù)據(jù)來(lái)源于《深圳市土地利用總體規(guī)劃（2011～2020）》、《深圳市交通地圖（2013年）》、《深圳市城市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃（2011～2016）》。

2.2 數(shù)據(jù)處理

1）指標(biāo)體系。以城市綜合影響力指數(shù)來(lái)衡量行政區(qū)的城市實(shí)力，參照前人的研究成果[9,14]，在遵循系統(tǒng)性、全面性、可比性、獨(dú)立性和可操作性原則的基礎(chǔ)上，選取了4個(gè)方面8項(xiàng)代表性指標(biāo)測(cè)算城市綜合影響力指數(shù)，包括城市規(guī)模(土地面積與年末常住人口）、城市開(kāi)放度（進(jìn)出口總額）、經(jīng)濟(jì)實(shí)力（地區(qū)生產(chǎn)總值與社會(huì)消費(fèi)品零售總額）、社會(huì)發(fā)展（城鎮(zhèn)居民家庭年人均可支配收入、每10萬(wàn)人擁有衛(wèi)生技術(shù)人員和醫(yī)院床位數(shù)）。

2）計(jì)算城市綜合影響力指數(shù)。采用平均值標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除數(shù)據(jù)級(jí)和量綱的影響：

式中，Mjr為第j城市第r項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的新值；Xjr為第j城市第r項(xiàng)指標(biāo)的原始統(tǒng)計(jì)值；Xr為城市第r個(gè)指標(biāo)的算術(shù)平均值，

用SPSS軟件進(jìn)行主成分分析，提取主要影響因子。按照特征值大于1以及累積貢獻(xiàn)率大于85%的原則提取主成分因子，前3個(gè)主成分方差貢獻(xiàn)率分別為51．19%、29．59%、13．63%，累積貢獻(xiàn)率已達(dá)94．40%。第一主成分可命名為社會(huì)發(fā)展水平F1，第二主成分可命名為城市規(guī)模F2，第三主成分可命名為城市開(kāi)放程度F3。方差極大化旋轉(zhuǎn)后前3個(gè)主成分在個(gè)變量上的載荷見(jiàn)表1。

表1 方差極大化旋轉(zhuǎn)后的主成分載荷矩陣

城市綜合影響力指數(shù)計(jì)算公式[9]如下：

式中，λt為第t個(gè)主因子的方差貢獻(xiàn)率；?tr為第t個(gè)主因子在第r個(gè)變量上的因子載荷；Ft為第t個(gè)主因子的特征根。據(jù)此，測(cè)算得到深圳市特區(qū)一體化前后行政區(qū)的城市綜合影響力指數(shù)結(jié)果見(jiàn)表2、3。

表2 原經(jīng)濟(jì)特區(qū)中心區(qū)的綜合影響力指數(shù)（2009年）

表3 特區(qū)一體化后深圳市中心區(qū)的綜合影響力指數(shù)（2011年）

3）基于時(shí)間可達(dá)性的距離測(cè)度。本文現(xiàn)狀交通僅考慮了軌道線、高速路、快速路、干線性主干道、主干道、次干道、支路和其他非水域道路，根據(jù)《中華人民共和國(guó)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTGB01-2003）》和《深圳市城市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃（2011～2016）》，結(jié)合深圳市路網(wǎng)密度和路網(wǎng)質(zhì)量，各類型道路平均時(shí)速以平均設(shè)計(jì)速度乘以0．8的折算系數(shù)定義[16]，分別為軌道交通時(shí)速112 km/h、高速公路時(shí)速96 km/h、快速路時(shí)速64 km/h、干線性主干道時(shí)速56 km/h、主干道時(shí)速48 km/h、次干道時(shí)速32 km/h、支路時(shí)速24 km/ h和其他非水域道路16 km/h。目前可達(dá)性的測(cè)度常用方法包括緩沖區(qū)分析法、最小距離法、旅行成本法和吸引力指數(shù)法等[17-24]。測(cè)量時(shí)間可達(dá)性思路包括網(wǎng)絡(luò)分析法[25,26]和柵格分析法[27-31]。網(wǎng)絡(luò)分析法較后者在計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中線和節(jié)點(diǎn)位置的可達(dá)性時(shí)精度更高。本文采用該方法，以樣本點(diǎn)為起點(diǎn)，以區(qū)政府位置為目標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)行OD時(shí)間成本矩陣測(cè)算。

4）場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算與城市腹地范圍劃分。將表2、3的城市綜合影響力指數(shù)代入式（1），測(cè)算6個(gè)區(qū)中心對(duì)13 610個(gè)樣本點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)“取大原則”確定樣本點(diǎn)所屬的區(qū)中心，并重新編號(hào)賦值。為提高精度，先根據(jù)樣本點(diǎn)的編號(hào)賦值字段插值為T(mén)im模型，后轉(zhuǎn)化為Grid模型，并進(jìn)行重分類得到各中心區(qū)的腹地范圍（圖1）。

圖1 中心區(qū)城市腹地格局演變

3 結(jié)果分析

3.1 場(chǎng)強(qiáng)分布與空間可達(dá)性、城市影響力指數(shù)關(guān)系分析

從圖2可以看出，區(qū)中心附近形成場(chǎng)強(qiáng)相對(duì)較高值區(qū)，隨著時(shí)間成本距離增加，場(chǎng)強(qiáng)值逐漸變小，在5 min OD時(shí)間成本等值線附近形成場(chǎng)強(qiáng)低洼區(qū)，場(chǎng)強(qiáng)最大等值線基本與10 min OD時(shí)間成本等值線重合，且在其附近分布密集，說(shuō)明場(chǎng)強(qiáng)變化顯著。經(jīng)IBM SPSS Statistics 21．0軟件相關(guān)性分析顯示，2009年最大場(chǎng)強(qiáng)等值線圍合的區(qū)域即中心區(qū)城市腹地的面積，與中心區(qū)城市綜合影響力指數(shù)、社會(huì)發(fā)展指數(shù)、城市規(guī)模指數(shù)和城市開(kāi)發(fā)指數(shù)相關(guān)系數(shù)分別為0．684、0．648、0．768、-0．044，表明中心區(qū)城市腹地的面積與中心區(qū)城市綜合影響力指數(shù)、社會(huì)發(fā)展指數(shù)、城市規(guī)模指數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)，相關(guān)性顯著，與城市開(kāi)發(fā)指數(shù)相關(guān)性不明顯；2011年中心區(qū)城市腹地的面積與中心區(qū)城市綜合影響力指數(shù)、社會(huì)發(fā)展指數(shù)、城市規(guī)模指數(shù)和城市開(kāi)發(fā)指數(shù)相關(guān)系數(shù)分別為0．515、0．270、0．282、0．844，表明中心區(qū)城市腹地的面積與這4個(gè)指數(shù)相關(guān)性呈現(xiàn)正相關(guān)，其中與城市開(kāi)發(fā)指數(shù)相關(guān)性顯著。

圖2 特區(qū)一體化背景下深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)中心區(qū)場(chǎng)強(qiáng)分布

3.2 城市腹地與行政區(qū)界線空間關(guān)系分析

從圖1可以看出，現(xiàn)寶安區(qū)行政界線范圍內(nèi)，除深圳西海岸狹長(zhǎng)區(qū)為寶安城市腹地外，其余位于原特區(qū)外的松崗街道、公明街道、石巖街道、光明街道西部、沙井和西鄉(xiāng)街道東部成為南山城市腹地區(qū)，位于光明街道東部和龍華功能區(qū)轄的4個(gè)街道成為福田區(qū)的城市腹地?，F(xiàn)龍崗區(qū)行政界線范圍的南灣街道、布吉街道、坂田街道東部、葵涌街道東部、大鵬街道和南澳街道成為羅湖區(qū)城市腹地，坂田街道西部成為福田城市腹地。

行政區(qū)界線和2011年城市腹地疊置分析可以看出，第1類即腹地在本區(qū)行政區(qū)域占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)（＞80%）的僅福田區(qū)（83．06%），城市空間發(fā)展應(yīng)采取大城市拉動(dòng)戰(zhàn)略；第2類即占據(jù)較大優(yōu)勢(shì)（50%～80%）的有羅湖區(qū)（67．17%）和南山區(qū)（74．69%），城市空間發(fā)展應(yīng)注意其他中心區(qū)的影響；第3類即其他不占據(jù)優(yōu)勢(shì)（＜50%）的包括龍崗區(qū)（49．64%）、鹽田區(qū)（43．25%）和寶安區(qū)（23．76%），城市空間發(fā)展中應(yīng)采用多中心聯(lián)動(dòng)戰(zhàn)略。此外，從各區(qū)城市腹地面積與行政區(qū)域面積比例可以看出，福田區(qū)比例為4．39倍、羅湖區(qū)為4．38倍、南山區(qū)為2．87倍、鹽田區(qū)為1．22倍、龍崗區(qū)為0．56倍、寶安區(qū)為0．30倍，說(shuō)明了城市腹地與行政區(qū)域不存在顯著的空間相關(guān)性。

3.3 特區(qū)一體化背景下中心區(qū)城市腹地演變分析

圖1和表4為2009年與2011年深圳市中心區(qū)城市腹地劃分結(jié)果，從中可以看出，特區(qū)一體化背景下，原特區(qū)城市腹地面積變化明顯，以羅湖區(qū)變化最大，縮至原來(lái)的35．76%，南山區(qū)次之，縮至原來(lái)的68．51%。

從空間上看，現(xiàn)寶安城市腹地約99．97%用地來(lái)源于原南山城市腹地，主要分布在沙井街道西部、福永街道、西鄉(xiāng)街道西部、新安街道；現(xiàn)龍崗城市腹地約97．04%用地來(lái)源于原羅湖城市腹地，主要分布在東湖街道東部、鹽田街道北部、沙頭角街道北部、平湖街道、坪地街道、坪山街道、橫崗街道大部分、坑梓街道、龍城街道、龍崗街道；現(xiàn)福田城市腹地范圍基本與原來(lái)一致，僅原腹地區(qū)的光明街道西部轉(zhuǎn)入現(xiàn)南山城市腹地范圍；現(xiàn)羅湖城市腹地范圍基本屬原羅湖腹地區(qū)；現(xiàn)南山城市腹地范圍基本屬原南山腹地區(qū)；現(xiàn)鹽田城市腹地面積僅為原鹽田腹地區(qū)的14．97%，且39．42%用地由其他腹地區(qū)轉(zhuǎn)入。

圖1也表明了原特區(qū)的羅湖、福田、南山之間的腹地分界位置基本保持不變，已形成相對(duì)穩(wěn)定態(tài)勢(shì)。特區(qū)一體化后，原特區(qū)外的寶安和龍崗兩區(qū)納入特區(qū)范圍，逐步削弱了南山區(qū)、鹽田區(qū)、羅湖區(qū)的腹地范圍。大鵬新區(qū)大部分區(qū)域成為羅湖區(qū)在深圳東海岸的腹地孤島，這主要是由于羅湖區(qū)城市綜合影響力指數(shù)為鹽田區(qū)的約1．05倍，具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，且惠深沿海高速建設(shè)加強(qiáng)了羅湖區(qū)與大鵬新區(qū)的空間聯(lián)系。

表4 特區(qū)一體化背景下中心區(qū)城市腹地面積變化量統(tǒng)計(jì)/hm2

4 結(jié) 語(yǔ)

本文根據(jù)深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)的特點(diǎn)，采用城市綜合影響力指數(shù)來(lái)反映一個(gè)城市的綜合實(shí)力大小，相比傳統(tǒng)評(píng)價(jià)城市實(shí)力的單一指標(biāo)方法較為客觀。本文未考慮2009年和2011年深圳市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化，未考慮對(duì)外軌道交通影響，未考慮深圳市域外周邊同級(jí)別中心區(qū)和高等級(jí)區(qū)的腹地影響，未討論水庫(kù)區(qū)、林地區(qū)和作為城市基本生態(tài)控制線范圍內(nèi)的嚴(yán)格控制區(qū)域等自然環(huán)境限制對(duì)腹地的影響，各類型道路平均時(shí)速以平均設(shè)計(jì)速度乘以0．8的折算系數(shù)定義，支路及以下等級(jí)道路與現(xiàn)狀有一定偏差，并對(duì)劃分腹地范圍結(jié)果帶來(lái)一定影響。以上這些方面都是未來(lái)亟需深入研究的內(nèi)容。用Huff模型來(lái)確定城市腹地，其劃分結(jié)果是否與實(shí)際吻合，這些有待于通過(guò)城市間的流態(tài)，如金融流、信息流、客貨流進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)修正。

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1672-4623（2015）02-0110-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.02.040

王小準(zhǔn)，工程師，注冊(cè)測(cè)繪師，主要從事測(cè)繪新技術(shù)研究與應(yīng)用。

2014-09-11。