城市数据实践：基于时空圈测度的京津冀城市群分析
前言：本期研习社分享，来自城市数据研习社社员徐凯恒的学期作业，学号A730。作者参加了由国匠城和城市数据团共同举办的《面向规划实践的数据能力增强计划》，以下为其参与城市数据研习社学期计划（点击查看）的作业成果。相关参考文献在文末列出，可点击阅读原文进行下载，研究不足之处，欢迎大家留言讨论。
基于时空圈测度的京津冀城市群分析
大家好，我叫徐凯恒，来自吉林建筑大学，现为研三在校学生。大概是去年下半年的某一天吧，发现国匠城和城市数据团发起了“千人计划”这个有趣的活动。作为一个对GIS和数据可视化很感兴趣的学生来说，这无疑相当具有吸引力。于是在今年2月加入了这个计划。对于有基础的人来说，参加这个课程可以看成是一个查漏补缺的过程，也学到了很多以往疏忽的细节，解决了了很多以往萦绕的问题，交到了很多真诚相待的朋友。
今天的内容来自今年的学期计划的第一期，感谢大鹏、小智老师的指导。
1、研究概况
1.1 京津冀城市群的概念
京津冀城市群是中国的政治、文化中心，也是中国北方经济的重要核心区。京津冀城市群的概念由京津唐工业基地的概念发展而来，包括北京、天津两大直辖市以及河北省的保定、廊坊、唐山、秦皇岛、石家庄、张家口、承德、沧州共8个地级市，其中北京、天津、保定、廊坊为中部核心功能区。
1.2 时空圈的概念
时空圈的概念用于城市中心可达性的测度，同时包含了时间与空间两个维度，是交通耗时在地理空间上的反应。
城市规划中时空圈的概念作为城市可达性的意象表达，往往意向性大于实用性。
互联网大数据的出现为以往难以精确计算的时空圈创造了创新性的技术方法。（感谢上海市规院的刘淼老师，讲座相当受用：“交通拥堵”指标思考及“交通等时圈”的应用）
2、自驾数据分析
2.1 中心城市可达性
使用课程得到的京津冀城市群内以每个城市为中心的点数据，我首先进行了以每个城市为单位的时空圈分析，这样就得到了自驾交通方式下从每个城市中心出发所使用时间的可视化图。这个时候我思考要怎样把这些单独的时间汇总呢？我想到的办法是对所有原始数据汇总最小值的办法，这样就得到了京津冀城市群内部的“中心城市可达性”图。颜色最接近红色的部分代表着到城市群内“至少一个”中心城市在30分钟内。
那么我们可以发现，张家口孤零零的一个也是有点可怜呢。京津冀城市群内部，以10个城市为中心，通过高速公路网，各自的时空圈连绵成片，特别是北京、廊坊、天津这一交通轴线表征了相互间良好的通达性。
将可达性等级与地形相对照，可以发现，交通时空圈与地形之间的关系相当明显，城市群东南部交通联系较强。
中心城市可达性
对整个城市群内的时空圈进行分级后，我划分出了7个等级，分别是30分钟，1小时，1小时30分钟，2小时，2小时30分钟，3小时，3小时以上（前后不包含）。于是我用六普人口数据对这七个等级的时空圈进行了一点小小的分析。1小时（不包含30分钟）时空圈人口总量最多，毕竟面积大，但是计算人口密度的话，还是30分钟时空圈人口密度最大，大家果然还是集中在城市中心。
时空圈人口密度
2.2 基于最短时间的城市服务区分配
由于有了以每个城市为中心的自驾交通时空圈图，我就思考能不能通过“到达某个城市时间最短”作为服务区分配的依据。于是我尝试用最低位置工具进行分析。
将得到的城市服务区与原有的行政边界进行对照，大体上服务区范围与行政边界存在一定的耦合现象，推测是由于行政边界的划定，本身参考了自然地理界线，而地理界线本身就是交通的阻隔线。
廊坊市位于北京与天津中间的“飞地”几乎完全属于北京市的交通服务区。可见这一区域受北京市交通影响更大。
基于最小自驾时间的城市服务区分配
2.3 中心城市间联系度
交通联系度通过城市之间往来交通的总时间算出，意指从一个城市出发到另一个城市再从另一个城市返回所共需花费的时间。通过中心城市联系度的分析发现，北京、廊坊、天津交通走廊的联系性最强。此外，北京——廊坊——保定以及天津——唐山——沧州之间的联系性较强。
基于自驾往返时间的中心城市联系度分析
3、长途数据分析
3.1 长途交通等时圈
这次拿到的长途数据呢，只包括火车作为交通工具的长途时间数据以及市内短途数据。也是和自驾相同的方法进行了等时圈的分析。结论其实也是大同小异。承德与张家口与其他城市的交通联系性较弱。因为是火车时间数据，因此可以发现，等时圈走向是沿着铁路的。
长途交通等时圈
3.2 基于长途数据的中心城市联系度
与自驾交通方式相同的计算方法，得到了基于长途数据的中心城市联系度分析。城市群内部，东北与西南联系较为紧密。北京——廊坊——天津联系紧密。与自驾交通方式不同，唐山在长途交通方式上，与周边城市联系更为紧密。张家口与城市群整体联系较弱。秦皇岛——天津——石家庄之间也呈现出很强的联系性，考虑到这三个城市空间距离其实还是挺远的，因此这得益于铁路交通的便利。
基于长途往返时间的中心城市联系度分析
4、一些简单的结论
也不要吐槽这个小标题了，因为确实是一些很简单的结论。通过自驾交通与长途交通数据的分析，京津冀城市群主要发展轴为北京——廊坊——天津。京保石发展廊道与京唐秦发展廊道相比更具交通优势。张家口与承德在城市群内较为边缘化。沧州在铁路运输与公路运输上都具有一定的优势。
京津冀空间结构分析
5、思考总结
1、首先很惭愧，时间仓促，没有更深入的分析，整体流露出一股，额，怎么说呢，一股匆匆的味道。
2、学习一个新技术不是难事，学习一个新的软件，一门新的课程，都不是难事，难的是坚持与时间，难的是兴趣保持下来，我很高兴自己有这样的兴趣，也很高兴有很多志同道合的小伙伴。
3、接上句，还有一个困难的事，那就是如何学以致用。在学习的时候也经常问自己，学这个有什么用？你要怎么才能把这些转化成生产力？其实我也不知道。大数据也好，GIS也好，很多很多技术，好像都很有趣，好像人人都在说这是潮流，这是趋势。可是，现在，立即，能用来干什么？大鹏老师说，有这个技术，你学会了，以后有这个需求了，你就能用到，这是一种乐观实用主义者的态度，我很喜欢这个看法；我曾经觉得，我就是感兴趣，就是想学习，这是一种自欺欺人的理想主义者的态度，谁不想学以致用？上面说了，人人都在说，这是潮流，是趋势，这意味着什么？意味着，现在还只是一颗需要被呵护的嫩苗，意味着未来还未到来。我今天想了想，或许是我心中存在着那么一点希望未来早点来到的小确幸吧。虽不能搅动云彩，至少可以同沐春风吧。
4、咦，不知不觉怎么变成抒情文了，我还是快去写论文吧，要是毕不了业，那就真的搅不了云彩了。
5、最后，要感谢国匠城、数据团的各位小伙伴，各位老师，还有教了我很多人生经验的匠大~
6、最后的最后，不要脸的推广下我的公众号：数读城事。
相关参考文献，点击阅读原文下载查看：
王德，上海市一日交流圈的空间特征和动态变化研究。
邓力凡，基于交通等时线的城市中心区可达性对比研究，以15个重点城市为例。
谢栋灿，基于互联网地图服务的城市一日交流圈分析_以沪宁杭三市为例。
程林，基于GIS的长春市中心城区大型超市服务区分析。
崔真真，基于POI数据的城市生活便利度指数研究。
任学慧，大连城市居住适宜性的空间评价。
徐凯恒，已参加由国匠城和城市数据团共同举办的《面向规划实践的数据能力增强计划》，具备城市数据综合分析能力，特此颁发认证，以资鼓励。
证书查询网址：www.caup.net/cert
【优秀学员丨郭 翰】北京主城区人口聚集与街道拥堵分析
【优秀学员丨梁家俊】基于百度热力中山市中心城区结构分析
城市数据研习社
2016年8月，由国匠城与城市数据团联合成立的城市数据研习社，发起了面向城市规划行业的“千人计划”。 希望能够从规划师中首先招募1000人，组建城市数据学习社群，增强规划师的数据应用能力，提升整个行业的数据应用水平。在半年左右的时间内已有900多位规划师加入研习社。研习社学员已覆盖国内外132所高校，114所设计院和103家其它企事业单位。
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