【投稿】多尺度空间格局分析及区域产业空间建构丨城市数据派
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骆玉岩
吉林建筑大学，建筑与规划学院城乡规划专业大四学生，作为空间句法爱好者和初学者，一直在疯狂试探将空间句法和城市数据应用到设计和课题研究，幸运的是在本科阶段完成关于空间句法立项的省级和国家级课题。
多尺度空间格局分析及区域产业空间建构
——以农安县为例
摘要：在哈长一体化发展的背景下，以空间句法理论为指导，以地理信息系统为平台，通过分别建立空间句法和地理信息系统空间模型，基于开源地图数据，从研究物质空间形态入手，以农安县为研究对象，基于现状分析研究其处于不同尺度下的空间格局特点，发掘其位于哈长城市群区域尺度、城市尺度、县域尺度下的空间发展红利，为农安县未来县域“十字形两轴+一带”的空间体系架构提供建议及区域产业发展进行定位，也以此探讨空间句法在多尺度空间格局研究中的应用同时为其在总规编制中的应用提供理论依据和建议。
关键词：哈长一体化；空间句法；地理信息系统；空间格局；总体规划
目前,我国正大力推进城市群建设,推动区域经济一体化发展,促使经济发展模式由非均衡走向新均衡. 城市群是西方城市研究的一个重要概念,城市群亦是城市发展在当今世界的高级形态，当今世界的第一个城市群诞生在美国东北海岸沿线, 因其以波士顿和华盛顿为主要城市, 也被叫作波士沃施城市群。在经过改革开放以来40年的探索和发展, 我国城市群的“主体形态”地位已经形成，长江三角洲城市群、珠江三角洲城市群、京津冀城市群、哈长城市群、辽中南城市群等取得了长足发展，长江三角洲城市群已跻身世界级城市群，我国城市群的建设与发展丰富了世界城市群理论的内涵和样态。
位于我国东北地区的哈长城市群是我国城市群建设的重要组成部分，对于带动东北地区经济发展和老东北工业基地振兴被给予厚望。2016年3月11日国家发展改革委正式发布《哈长城市群发展规划》，规划提出，强化哈尔滨、长春市的核心带动作用，有效发挥其它城市的支撑作用，建设哈长主发展轴和哈大齐牡发展带、长吉图发展带，构建“双核一轴两带”的城市群空间格局（如图1）。为落实哈长一体化发展，吉林省提出设立哈长一体化发展示范区，吉林省将发挥长春市的核心带动作用，打造长春大都市区，推进长春市都市圈卫星城镇建设，同时加快长吉一体化进程，以此构建城市群体系。
随着长春市发展的不断扩张，城市开始由轴向拓展向网格化联动转变，长春都市区雏形开始逐渐形成，也为周边小城市发展带来更多机遇与红利；尤其对长春市外辖五县市的带动作用明显加强，其包含德惠市、榆树市、双阳市、九台区以及农安县。本文将以农安县为例，探讨城市群背景下的多尺度空间格局特点。农安县位于吉林省中部，县城距长春市70公里，适逢农安县进行2017-2035新一轮总体规划，明确了加强与长春市联动发展的导向，同时在长春市网络化建设中为农安县发展带来了重大发展机遇，使农安县区位发生从末端到节点，从边缘到门户的转变，加速了农安县的发展同时加强了农安县的城市地位。本文基于空间句法理论的指导进行哈长城市群的区域尺度空间格局分析、城市尺度空间格局分析以及县域尺度空间格局分析，分别探讨不同尺度下的空间格局，深刻剖析各尺度空间格局的特点，在多尺度空间分析角度下探讨农安县发展的机遇与挑战，对总体规划中的县域空间体系结构建构提出意见和对空间决策的实施提出优化方案。
空间句法的基本理念
空间句法理论是于1970-80年代由英国伦敦大学的Bill Hillier教授提出，其理论一方面与认知学紧密联系更与社会学密切关联，他根据空间网络的思路，将超过3个局部空间之间的整体复杂关联，称之为组构，其中把每张“人看”的局部透视简化为一个元素，将其比喻为语言学中的句法，即空间句法。其理论更强调以人为本。同时相较于其它城市问题分析方法更具有简明性并可进行量化分析，并在英国等全球75个国家中得以积极使用，被运用到各种尺度的设计中，乃至城市总体空间规划中。基于此，本研究采用此方法着重对样本城市进行不同尺度下的空间格局分析，剖析其空间格局特点，以此探讨在不同尺度下的同一城市的空间发展方向与机遇。
不同尺度的空间格局分析
基于空间句法的理论和方法，以空间拓扑关系为研究基础，在地理信息系统语境下讨论跨越不同尺度的空间范围内空间句法变量，发掘空间发展潜力，在此过程中可以认识到空间形态与城市发展之间的关系，在相关程度较大的情况下，从空间结构和空间分布的角度去预测未来城市发展方向，在宏观尺度分析中，也包含了中微观层面的空间建构。分析在不同半径下展开，如50公里、300公里、1500公里和3000公里分别大致代表市域、城镇群、国家和洲际。本研究根据样本城市——农安县的实际情况出发，确定分析半径为25公里对应县域尺度空间格局分析，100-200公里对应城市尺度空间格局分析、200-300公里对应区域空间格局分析，通过分析其不同尺度下的空间格局特点，为未来发展发掘最有利的、合理的、科学的发展方向。
3.1农安县区域尺度空间格局分析
在对区域空间格局分析时，空间结构对于社会经济的空间分布模式有一定影响。在区位上农安县位于哈长城市发展轴与长吉图发展带空间交汇地区（如图1），在区位上具有发展优势，基于此绘制其空间轴线地图和时空阻力模型，综合空间句法与地理信息系统平台进行空间分析，分别以全局半径、300km、250km为半径进行区域空间格局分析，为农安县在中部区域城市群发展中寻找机遇与发展方向，获取更多空间红利。
图1 哈长城市群空间格局示意图
图2 全局标准化选择度示意图
在全局半径下可见（如图2），其区域空间格局特点明显成“十字形”发展结构，以哈长发展轴、长吉图发展轴向东见长，农安县并不在十字发展轴上，长吉图战略有势无实，农安县城市地位较弱，且位于城市群十字结构的真空地带，所以城市边缘区受益明显，腹地发展滞缓。在300km半径下，城市群十字发展轴依然存在（如图3），但在以长春为核心向外扩展的城市空间联系呈现不同程度的减弱趋势，由以长春至双辽、长春至哈尔滨空间联系减弱更明显，分别衰减9.96%和5.85%；同时农安与长春的空间联系增强明显，增长3.83%；在250km半径下（如图4），长春至双辽和哈长城市带空间联系进一步迅速衰减，分别衰减11.37%和10.18%，同时其他城市与长春的空间联系也进一步衰减，但长农经济带空间联系持续增强，空间联系增长5.41%（如表1）。
表1 区域尺度下不同半径标准化选择度值
由此在区域空间格局分析下可见农安县宏观空间联系与长春市更强，但并不在城市群发展的主要轴带之上，虽然于长春空间联系不断加强，且出行时间成本较低，位于长春一小时经济圈内，但空间联系仍处于最低值，在城市群层面中还无法与其他大城市竞争空间红利，所以农安县空间发展应专注于更小区域的空间资源挖掘利用。
图3 300km标准化选择度示意图
图4 250km标准化选择度示意图
3.2农安县城市尺度空间格局分析
根据区域空间格局分析结果可知农安县在哈长城市群中尚无法和其他大城市竞争空间红利，其空间发展应该专注于小区域展开，深度挖掘其空间资源利用。基于上述结论分别以200km和 100km为半径进行农安县城市尺度空间格局分析。
在以200km半径进行空间格局分析时（如图5）,可见哈尔滨市的中心性不如长春及大庆市，并且哈长城市发展轴未在，且根据时空阻力模型计算可以发现长春为城市尺度中可达性最高的城市（如图7），主要是因为哈长两大城市之间没有一个规模较大的城市承接哈长的辐射，目前扶余市、德惠市作为哈长城市轴上最大的城市，虽城市等级和规模仍不够大但其空间发展潜力较大，农安县可适时加强其与德惠市、扶余市的空间联系，以提升自身空间区位优势。同时农安县在200km半径下，其与松原及长春的联系较强。
但在100km半径下，其与长春的空间联系进一步增强（如图6）,增长2.64%，而与松原的空间联系减弱，衰减3.75%；同时与同为长春市外五县市的德惠市空间联系显著增强，空间联系增长8.70%（如表2）；所以在城市尺度空间格局中农安县应加强其与长春市及德惠市的联系与发展，通过时空阻力模型计算时间成本也可以确定这一结论，长春与德惠、农安就处于一小时经济圈内，有助于加强长农经济带的发展，借助长春市的资源与优势，助力自身发展，同时提升城市等级和规模，以便应对长春市的辐射影响；同时可以判断，南北方向更适合农安县域城镇集中发展，在县城近域范围其南侧空间可达性更好更适合城市空间发展。
图5 200km标准化选择度示意图
图6 100km标准化选择度示意图
图7 区域尺度时空阻力模型计算示意图
表2 城市尺度下不同半径标准化选择度值
3.3农安县县域尺度空间格局分析
基于区域尺度空间格局分析和城市尺度空间格局分析的结果，可以明确农安县域城镇的集中发展方向为南北方向，进一步通过分析县域空间格局，发掘现有空间下的优势及劣势，结合农安县2017-2035年总体规划中确立的空间体系结构，从空间发展上为农安县寻找内生发展动力。
在建立农安县县域空间模型分析后，可以进一步肯定城市尺度下空间格局的分析结果既加强与长春市联系，南北向发展的结论（如图10）；农安县在新一轮总体规划中确立了“井字形”网络的县域空间体系结构，以“哈拉海镇-农安县城中心城区-合隆镇”为城镇发展主轴、以“巴吉垒镇-三岗乡”、“三岗乡-华家镇-前岗乡”为城镇发展次轴，以“伏龙泉镇-巴吉垒镇-农安县城中心城区-万金塔乡”为城镇发展带，以农安县中心城区为核心、哈拉海镇和合隆镇为两个重要增长极的空间发展格局，以期形成双核驱动、两轴联动、两带多点联动的发展态势（如图8）。
但是根据空间分析结果结合现行农安县城镇发展状况，可见很难形成“井字形”网络空间结构，县域内以南北向“哈拉海镇-农安县城中心城区-合隆镇”发展主轴空间联系最强，东西向上发展次轴和发展带空间联系较弱（如表3），各主要城镇空间联系也较弱；在“三岗乡-华家镇-前岗乡”发展次轴上三个主要城镇间无直接空间联系，且无主要道路联系，均需绕道取路，制约了此条次轴的发展，且发展需要成本投入较大，遂短期内不建议发展此城镇次轴，将有限的资源投入到更高回报的发展空间上，但并不意味全盘放弃，而是借其它城镇发展之力补其之短，同时加快道路建设，实现互联互通，加强各城镇的空间联系，织补起空间结构更完善的城镇发展体系。
表3.县域尺度下25km半径标准化选择度值
为满足上位规划提出的城镇空间格局发展需求，以25km为半径进行县域尺度整合度分析，同时为确保分析的准确性，结合实际道路属性等因素以地理信息系统为平台，借助Open Street Map的开源数据建立时空阻力模型计算真实出行时间成本（如图9）同时结合整合度最大值作为评价乡镇中心性的空间参数（如图11），计算10个位于空间体系结构上的主要乡镇可达性、中心性排名，可达性排在前三名的城镇为合隆镇（23.566min）、华家镇(26.123min)、中心城区(29.222min)，中心性排在前三名的中心城区（1.580）、哈拉海镇（1.360）、合隆镇（1.215）均为南北向发展主轴上的重要节点，充分证明了南北向更适于农安县县域空间发展方向，向南联系松原市方向，向北联系长春市方向的上述分析结论,但中心性较高的等级较高的哈拉海镇可达性排在第9位，应该加强哈拉海镇的对外交通联系，有助于搭建起至关重要的南北向发展主轴；伏龙泉镇（1.153）、巴吉垒镇（1.031）也具有较高的中心性（如表4），从总体规划发展中确定的城镇类型和职能上也具有承担和带动发展的潜力，但是由于对外交通联系方式单一，道路网稀疏且等级不高，在一定程度上增加了出行成本和阻隔了与其他乡镇的直接联系，但是有理由相信一旦提高交通效率，中心效能会非常显著，而作为“伏龙泉镇-巴吉垒镇-农安县城中心城区-万金塔乡”城镇发展带上节点城镇的万金塔乡（0.741）中心性较低，但可达性较好，所以应该加快万金塔乡的建设和功能完善，发挥中心城镇效能，有助于构建起“伏龙泉镇-巴吉垒镇-农安县城中心城区-万金塔乡”城镇发展带和县域城镇空间体系。华家镇（1.018）距离中心城区最近，受中心城区辐射影响较强，也具有较高中心性和可达性，但三岗乡（0.887）和前岗乡（0.996）不具有较高的中心性且三者之间空间联系较弱，空间上不具备成为带动县域发展的空间轴带，还需加强其空间联系，首要任务是建立起高效的交通联系，再完善其功能，才有可能成为空间发展的次要轴线。
同时农安县中心城区作为县域核心，应完善功能拓展其辐射范围，成为县域发展引擎，实现空间均衡发展。应该加强农安县中心城区与哈拉海镇及合隆镇的空间联系，以确保主要城镇空间体系的确立，同时提升伏龙泉镇-巴吉垒镇-农安县中心城区-万金塔乡的横向空间联系，首先架构起依托于中心城区的“十字形”城镇空间结构，再架构起以巴吉垒镇-龙王乡和以华家镇-前岗乡的空间发展带，最终形成“井字形”的县域城镇空间体系结构，分梯度的发展模式，有助于使有限资源的效益最大化，同时在分时序开发时可针对问题适时调整，有助于在规划落实时可以科学化、合理化，更可以为农安县发展提供自生动力。
图8 农安县县域空间体系结构示意图
图9 县域尺度时空阻力模型计算示意图
图10 25km标准化选择度示意图
图11 25km整合度示意图
表4.县域尺度下主要乡镇空间评价
在空间资本化日趋激烈的经济环境下,产业价值链深深依赖于特定空间,一个城市的演进发展甚至可以理解为不同的发展范式和空间范式交替作用的结果。而单纯的以产业论产业已不能满足新的发展需求，基于县域空间格局分析，确定了分梯度、分层级、分主次开发建立起县域城镇空间体系结构的开发时序，据此建立了县域标准化整合度空间模型，以此计算各主要城镇的中心性（如表4）评价开发潜力和确定开发时序，可见中心城区、哈拉海镇及合隆镇排在前三位，是首要开发建设的发展轴，后兴隆镇-巴吉垒镇-中心城区-万金塔乡为第二梯度开发建设发展带，巴吉垒镇-三岗乡为第三梯度开发建设发展轴，通过将空间发展轴与产业发展叠加，为空间发展赋能，为产业空间落位提供指导。
4.1第一梯度发展轴（哈拉海镇-中心城区-合隆镇）
在细分县域内城镇等级时中心城区、哈拉海镇、合隆镇被定义为中心城镇，也符合上述空间中心性分析，在县域城镇空间体系建构和产业结构建构上扮演重要角色，应首要重点发展该空间轴线和产业轴线，在发展策略上，积极融入长春，建立于长春市联动共赢的发展格局，促进产业一体化，以农安经济开发区为载体，借力西部产业带承接长春市制造业外溢，建立长春市西北部环长经济发展带，同时将产业带以合隆为起点，向北延伸，串联华家、 农安城区、哈拉海等珲乌线重点城镇，建立战略性新兴产业带，以现有的建成的久负盛名的位于合隆镇的中国中车集团长春公司为基础，深化合隆镇服务水平营造良好营商环境，大力推进建设世界级轨道客车产业集群，以轨道客车整车及零部件生产产业为主导，打造具有特色的产业名片；中心城区是区域城镇职能结极的核心，其功能主要体现在作为区域城镇发展的增长极和城镇联系的枢纽，具有良好受教育人口和产业基础，加快产业创新转型发展，继续深化现代服务业，使之可以成为服务整个县域的中心城镇和对外展示的良好窗口，吸纳人才和资金流入，培育内生发展动力；哈拉海镇北接松原市，具有良好的农业产业基础，联系松原市及周边食品加工企业，进行粮食深加工和食品业，不在以单一初级粮食产业为主，丰富产业业态，以现代农业产品加工作为优先打造的产业体系，以区域特色农作物三辣、设施瓜菜、马铃薯、肉兔、羊肉等为重点，建立粮食精深加工基地、禽类产品加工地、“三辣”作物加工地的三大具有特色的品牌基地，深度挖掘区域特色资源潜力，调整农业产业结构，培育一批特色明显、类型多样、竞争力强的农场品生产专业城镇、知名品牌和专业村，整合城镇-乡村一体的空间结构，实现城镇-乡村联动发展，以城镇之力反哺乡村。
4.2第二梯度发展轴（后兴隆镇-巴吉垒镇-中心城区-万金塔乡）
旅游业与农业的融合有着充分的基础、资源、市场、技术条件,发展前景广阔,对于解决三农问题,促进旅游产业结构性转变有着重要的意义。根据现状县域自然资源和文化资源以及未来总体规划中的目标导向，可将此发展轴定位为“生态-文化产业发展轴”，巴吉垒镇临近农安县最大湿地——波罗泡及其他小型水库，巴吉垒镇可联合周围特色乡村，打造湿地特色小镇，发挥自然资源品牌效应，打造冬捕、冰雪文化等适合本地发展的特色的名片；中心城区具有历史悠久的辽金文化底蕴，保存大量历史遗迹，省级保护单位2处，市级保护单位15处，打造以农安辽塔、万金塔古城为特色的文化特色名片；利用农安突出的生态-文化品牌，依托城际铁路、珲乌高速、快速路等发达交通网络打造一小时经济圈、半小时经济圈内高品质低成本的城市生活圈。
4.3第三梯度发展轴（巴吉垒镇-三岗乡）
三岗乡为农贸型中心镇，作为重要的生活性果蔬生产基地，依托发达的交通网络，有能力成为服务于长春都市化进程的能力，可以发展生鲜农产品电子商务配送，在互联网+快速发展的时代，实现“订单式+精细化”的发展，提供高品质、高水平的服务，保障城市“菜篮子”“果篮子”的供应，发展现代农业，成为县域示范区，同时向北延伸，融合各乡村至巴吉垒镇，形成“点-线-面”的全局发展，结合巴吉垒镇的旅游产业，发展第三梯度农业观光、农业展览等多元的现代农业旅游点，同时促进产城融合发展。旅游业—农业的耦合协调度总体上呈现出一种符合于逐步协调的具体模式,并且这种耦合的协调程度与当前旅游业的发展水平是具有一定的匹配性的,与大力发展农业的基本理念相一致。
第一，从社会、经济、文化等因素的空间分布和关联的角度，很多学者定义并研究了区域空间形态，但很少从物质空间形态出发进行分析，本文基于哈长一体化空间发展背景下，将空间句法理论的分析方法延伸到了区域尺度，从区域空间格局分析到城市空间格局分析再到县域空间格局分析，以农安县为研究主体，重点针对多重尺度的空间变化，剖析了不同空间尺度下的空间格局特点，在一定程度上证实了空间句法理论同样适用于大尺度的空间分析，也将较难的区域大尺度的物质空间形态精确描述加以表达。
第二，不同尺度下空间对比分析，同时结合现状真实交通的道路等级和道路限速信息建立时空阻力模型进行对比分析，以验证现实和预测未来的视角，为农安县空间发展指明分时序、分梯度的开发模式，以南北向主轴为首要发展方向，依次搭建起东西向发展次轴，逐渐完善空间体系，为其构建总体规划中县域空间结构体系提供建议。以更科学、理性的方式为城市总体规划把脉，也为未来县级城市规划制定及发展提供研究范例和案例借鉴，而不再仅仅局限于县域或中心城区方面研究。
第三，不同尺度规模城镇的大区域空间系统分析，以及该系统对经济社会层面的影响是未来空间句法研究的主要方向。本研究契合未来主要发展方向以实际案例进行分析，同时结合地理信息系统平台，依托于时兴的开源数据，建立多个空间模型，交通模型，为未来空间句法分析如虎添翼也是将空间句法应用于更多不同尺度的句法分析做铺垫，同时这仅是一个案例的初探、需在未来的研究中进一步深化和验证。
第四，结合县域内生态、文化等资源优势，确定了个空间轴线主要发展产业，为空间发展赋能，确定了做强做大并积极创新转型的现代农业的发展方向，积极发展适于本土的新型旅游业，实现“一业托三产”，将文化资源、自然资源、农业资源等作为旅游业的产业基础，形成文旅融合、农旅融合、养旅融合的农安特色化、专业化、多元化的产业结构，基于此，抓住长春市都市功能外延的机会获取更多发展红利，发展高档住宅、文化生态旅游、现代农业等产业，促进全县协同发展，全要素发展，优化自身，实现快速发展
特别鸣谢：李冰心、刘蕾在绘制图2.3.4.5.6.10.11中的帮助以及李冰心老师的论文指导
作者联系方式：
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微信号：lyykids
参考文献：
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END.
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