陈小鸿：基于空间关联的都市圈识别方法——以长三角为例

导读

2021年9月27日上午，2020/2021中国城市规划年会暨2021中国城市规划学术季“学术对话三十三：都市圈交通出行解决策略”在成都天府国际会议中心成功召开。学会城市交通规划学委会委员、同济大学交通运输工程学院陈小鸿教授应邀作了题为《基于空间关联的都市圈识别方法——以长三角为例》的精彩主旨报告。

本文字数：4047字

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陈小鸿

学会城市交通规划学委会委员，同济大学交通运输工程学院教授

01

都市圈空间界定，需要理念上的重构和技术上的突破

1

都市圈发展的现实需求，和需要有导向型的规划引领

都市圈是客观存在的空间形态，是聚集发展的过程。都市圈的范围不受行政区划的制约，所体现的是空间产业交通的内在发展的规律。但是都市圈的发展需要规划引导，都市圈交通是承上启下、相对独立的网络，需要新的组织方式。因此2021年9月，《都市圈国土空间规划编制规程》推荐性行业标准发布，为都市圈规划明确规则。

都市圈的交通结构比特大城市更复杂，既有通勤需求，也有商务需求，还有产业协作的需求，需要有新的设施形态和交通组织的方式。生产和生活方式的演变导致了交通的规律性发生变化，这是都市圈交通演变的本质。都市圈交通出行为多种力量并存现象——集聚与扩散并存，核心与组团并存，通勤与商务并重。都市圈的特点决定都市圈发展的现实需求；新的设施形态和交通组织需要导向型的规划引领。

2

都市圈空间界定面临两个难点与两条模糊的边界

《都市圈国土空间规划编制规程》提出了空间“协同”的重点和内容，但是完成该项工作需要突破两个难点。第一个难点是现状空间识别与规划协调空间的界定，即现实的和未来的规划协调区域之间的关系；第二个难点是交通骨干网络布局和都市圈空间结构的长期演化特征。

与此同时，都市圈面临两条模糊的边界。第一条边界是都市圈的概念和交通内涵，特别是都市圈规划和五级三类国土空间规划的关系；第二条边界是都市圈的规划需要有稳定的判据来界定地理空间范围，或规划的空间范围。决定都市圈基本边界的经济，人口的关联性，是具有动态变化特征的。

发改委以一小时通勤圈概念来界定都市圈范围，而学界普遍以核心城市的辐射距离为半径，所形成的功能互补、分工合作、经济联系比较紧密的一小时交通圈的区域为都市圈范围。一小时通勤圈是现实特征，在现状评估、问题诊断上是非常有价值的；一小时交通圈是设施系统可达成的目标，可以更好地支持空间规划尤其是中长期规划，且空间范围相对稳定，边界相对清晰。

3

多都市圈结构特点需要建立量化分析方法

长三角城市群，作为国内发展历史最悠久、空间范围最大的的城市群，具有非常典型的多个都市圈略有重叠的结构。长三角41个城市里面，存在四个被普遍认可的大都市圈多圈范围（上海都市圈-南京都市圈、上海都市圈-杭州都市圈、南京都市圈-合肥都市圈、杭州都市圈-宁波都市圈），四大都市圈之间的重复区域，实际上反映了核心城市的规划期望和行政势能带来的关系。

第一，基于传统行政管制与资源统筹能力，都市圈的范围的界定不明。第二，在空间上相互重叠，导致都市圈各节点功能定位困难。第三，由于缺乏相对比较一致的分析方法，导致缺规划权、建设权、管理权的统筹依据。第四，城际与市域轨道网络设施布局需要规划指导方法。综上四点，建立一个良好分析的方法存在必要性，需要建立一个可比的、相对比较一致的都市圈的空间识别方法。

02

基于空间关联的都市圈及其核心圈层识别

1

基于联系需求与交通成本的量化分析法

该分析法的技术路线为：首先对城市群选取中心城市候选集；根据城市的市能、职能、综合实力计算城市职能指标，确定高指标城市为中心城市；根据城市间引力和城市间空间关联，划分都市圈；分析都市圈的实际的边界和规划期望空间协调范围之间的关系，对都市圈进行可视化分析。

该分析法所需要的数据源包括基础统计数据（人口、GDP、客运量和货运量数据）、产业数据、专利授权合作数据、地图网站流动性数据和交通基础设施与营运数据。以长三角城市群为例，将长三角共41个城市划分为307个区县单元建立基础设施网络；利用百度迁移数据，以交通流动强度来看都市圈的状态。

通过对汽车、火车两种不同的交通方式在2015~2019年所呈现出来的联系的范围和联系的强度进行研究。研究结果表明五年内长三角日迁徙交通流的强度存在显著变化。交通流动强度是界定都市圈存在，判断其等级的关键标准。

2

计算城市职能，识别高指标城市为中心城市

以城市综合能级作为相对指标进行城市等级的计算。基于人口指数（城镇人口），经济职能指数（国内生产总值），产业职能指数（产业数量和种类），货运运输职能指数（货运量）和客运运输职能指数（客运量）五个指标，通过进行指标合成来判定城市的基本等级。

基于城市等级划分指标将长三角城市分为五个等级，其中上海为一级区域中心，南京、苏州、杭州、宁波为二级区域中心。城市等级和行政直接有关，和城市体量、城市间的交互关系存在一定关联。

3

基于经济和交通联系的空间关联分析方法

基于城市等级划分指标识别中心城市后，对各种不同等级城市之间的空间关联进行量化分析。空间关联首先是空间的集聚度，然后是联系强度，最后是城市群的网络结构。在城市群的空间关联上，基于地理学第一定律，定义为一个区域分布的地理事物的某一属性和其他所有事物的推一属性之间的关系，聚焦城市间的经济联系和交通关联。在经济联系中选用经济吸引和产业关联强度两个指标；在交通联系中选用人口迁徙和交通可达性两个指标。

基于经济联系指标和交通联系指标，进行空间联系-产业关联-经济吸引的比较分析。通过对人口迁徙的关联强度，产业关联的强度和经济吸引的强度进行研究。研究表明重要城市都表现出较强的中心性，传统的一些联系走廊在空间上具有相对的稳定性。在各关联图中，上海市、南京市、杭州市和合肥市均表现出较强的中心性，尤其体现在人口迁移和经济吸引方面；南京市、苏州市、上海市、杭州市和宁波市在三种城市空间关联中组成的“之”字走廊形态稳定清晰；安微省各地级市在三种空间关联分析中，处于弱势。

在交通可达性方面，对以上海为核心的整个的大上海都市圈从2003、2008、2013到2018的交通可达性的变化进行研究。研究表明交通可达性与基础设施和服务能力具有强相关联性。

对公路可达性和铁路可达性进行对比分析。一方面，铁路竞争力在较大程度上受制于站点布设，使用铁路出行有较长比例时间花费在接驳上，对于都市圈的主导交通方式，和可依赖的交通基础设施需要作出判断。另一方面，城际网络与城市网络的叠合关系，使得都市圈的交通网络有特殊需求，这种特殊需求是城际和城市交通网络的时间的比重。都市圈的交通网络尤其是接入点的分布，需要特别关注。

此外对城市空间关联进行分析，分析结果表明空间联系轴带与交通走廊的格局是变动态势。一方面，传统廊道的稳定性继续保持，上海市与苏州市同时存在人口迁移、产业联系和经济吸引的首位度关联，两者间综合关联等级最高。另一方面，交通便利性催生出新的交通走廊带的延展——镇江-南京-上海-杭州-宁波-金华的综合关联较高，处于第二等级，呈现变形的“之”字走廊，物流网络重新布置的格局，导致出现了金华，义乌这一类城市中心；一体化趋势下沪宁杭甬和合肥之间的发展带具有延展态势，发展良好。

4

都市圈空间范围：规划界定的合理性

对长三角六个都市圈（上海都市圈、南京都市圈、杭州都市圈、合肥都市圈、宁波都市圈、苏锡常都市圈）的规划文件进行分析。六个都市圈规划文件的各自表达对于空间范围的划定上存在重叠。因此重新基于一致的计算方法来划定都市圈边界——基于中心城市集聚辐射能力的计算法。

基于该计算方法对长三角都市圈做出三个方案。方案一为上海、南京、内部、杭州、合肥五大都市圈；方案二为上海、南京、内部、杭州、合肥五大都市圈加温州都市圈；方案三为上海、南京、内部、杭州、合肥五大都市圈加温州都市圈和苏锡常都市圈。方案二将温州都市圈从宁波都市圈独立出来，宁波都市圈的人均指标有所提升，温州都市圈的人口密度和单位面积GDP指标好于合肥都市圈；方案三将苏锡常都市圈独立出来，拉低了上海都市圈的各项指标，且苏锡常都市圈缺乏首位城市。

用量化分析的方法，用联系密度所识别出来的空间范围小于行政概念上规划上的都市圈的边界，这可能是因为现有行政管制方式并不激励城市区域的发展。中心城市选择与都市圈的数量并不显著影响都市圈的主要密度指标，集聚发展的态势是区域发展的主要力量。

5

都市圈核心圈层识别：交通一体化重点

构建有需求，有效益的多层次轨道交通网络的时候，需要识别核心圈层。融合迁徙流、可达性，经济流，产业流等，识别长三角区域多都市圈结构的核心区域。采用自然断裂法对迁徙流指数、经济流指数、产业流指数进行分级；对门到门交通可达性采用1小时进行分级。

在长三角城市群识别出七个都市圈，在这七个都市圈中可以区分出一些密集的联系紧密区域。密集联系紧密区域面积占都市圈面积的30%~70%，但人口、迁徙和经济集中度更高——人口占50%~80%，迁徙量和GDP占65%~85%。整个城市群和都市圈，在空间的聚居特征和程度上，存在明显的差别。

03

都市圈空间界定小结与展望

1

都市圈需要形成基本一致且可量化的范围界定的方法

都市圈和城市群是我国新型城市化的主要载体和未来发展的主要模式，因此需要系统研究它的内涵和演化规律，形成基本一致且可量化的范围界定的方法，从而识别规划所需要协调的重点区域，有利于不断的完善《都市圈国土空间规划编制规程》。

2

基于空间关联分析法识别都市圈核心圈层

都市圈的空间范围是一个动态演变的过程，受到行政主导，经济联系规律，交通设施布局等多重作用，但是从规划的角度上来讲，都市圈的范围是需要相对稳定的。通过城市间的模型和多元数据的修正、综合交通可达性、人口发达水平、产业联系的强度、建立初步的定量分析的方法，识别都市圈的合理范围和核心圈层。

3

都市圈及其核心圈层识别法的实际应用

本研究所提出的都市圈和都市圈核心圈层识别，从空间联系的紧密程度给出量化分析方法，可用于大运量交通走廊布局，框定交通经济一体化协同范围。

供稿单位：上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司

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