都市圈城镇体系,换个视角识别它

前言中国当今已进入都市圈时代。构建现代化都市圈的前提之一就是突破行政区划约束，从地理空间维度出发，基于城镇实际建成区范围和人口、基础设施等要素，识别实际的“城”界与“乡”域。以此为基础，着眼于科学管理城乡、完善分工协作机制、合理控制建设规模，构建合理高效的城镇化运行体系等，对于培育和发展现代化都市圈，形成区域竞争新优势而言至关重要。那么，如何准确地识别都市圈城镇体系中的城市地区并分析其空间特征呢？今天，作为都市圈战略的实践者，华夏幸福将从这个视角入手，以北京、上海和东京都市圈为例，探寻京沪都市圈城镇体系中实际建成区的空间分布基本特点。也许，作为读者的你，会有不同的收获……01.城镇体系空间识别应基于“综合性大数据”城镇体系的研究聚焦于规模结构、功能联系、空间布局等方面。城镇的实际建成区域不同于行政区县界，瞄准以城市活动为主的人群实际覆盖的连续建成区域，比现有的街道、乡镇，甚至社区边界等更精确，更有利于统计研究和商业应用。当然，随着城市扩张和人类活动重心迁移，这个范围也是动态演进的，需要不断跟踪更新。通过确定都市圈范围，使用灯光数据进行识别、校核、提取，以及对实际建城区体系进行量化和特征描述等步骤，让我们一起来探秘我国京沪两大都市圈和日本东京都市圈的异同。三大都市圈夜间灯光图（数据来源：珞珈一号（），分辨率米）考虑到数据可得性，研究使用的主要数据为珞珈一号（年，分辨率米）夜间灯光数据集。同时，还采用了高德人口（设备）分布和通勤数据集（，1×1km或半径米）、7大类（咖啡厅、餐饮相关场所、购物相关场所、商务住宅相关、学校、交通站点相关、公司企业）POI分布数据集（，1×1km或半径米）、基于GF-1宽幅宽16m影像的都市圈建成区提取数据集（）、ArcGIS10.3平台上高德影像地形图及百度在线地图数据等进行校核。02.城镇体系空间识别应体现“独立规模化”原则建成区识别遵循的原则。每一个被识别出的斑块在地理空间上应是相对独立未连片的，原则上每个独立斑块人口规模不低于2万（由于我国村庄人口通常在人以下，但多村连片也不少见，再考虑到数据可获得性，并参考国际经验，最终将独立斑块人口最低档定为2万人）、面积不小于5平方公里，即人口密度不低于人/平方公里的DID综合区域。具体方法选取上，分别用局部等值线树法、自然断点法和人口密度法对实际建成区进行初步识别。比较发现，自然断点法和人口密度法是针对全局的方法，存在一刀切问题，而局部等值线树方法对空间进行多区域独立搜索，算法更优，最终选取局部等值线树法。建成区识别方法选取（数据来源：珞珈一号（年，分辨率米）夜间灯光数据集）03.三大特征描绘不同的京沪都市圈京沪都市圈范围的划定。华夏幸福产业研究院基于大数据分析，参考国际常用的都市圈范围研究方法，提出都市圈由核心圈、城市圈和辐射圈构成：第一圈层称作核心圈，按照人口密度和POI密度加权平均确定；第二圈层称作城市圈，按照与核心圈的单向通勤率大于10%确定；第三圈层称作辐射圈，以1.5小时等时圈、叠加80公里等距圈（不同能级都市圈等时圈和等距圈取值不同），并综合夜间灯光、建成区范围、地形、文化民俗等因素，最终通过专家研讨确定辐射圈的边界，也即都市圈范围。京沪都市圈与东京都市圈基础数据对比（注释：东京都市圈本文仅选为东京23区，不含多摩地区和诸岛等。数据来源：根据年统计年鉴、东京都统计局整理）京沪与东京都市圈实际建成区识别结果（等比例尺）根据局部等值线树算法，我们分成7个等级，不同等级得到了不同的斑块个数和面积，最终在综合考虑建成区提取分布图、人口分布热力图、POI分布热力图、地形遥感图等因素以及专家研讨的基础上，确定了切合实际的建成区等级，从而确定出城镇实际建成区数量、大小和位置。京沪都市圈人口热力与识别结果对比图京沪都市圈POI与识别结果对比图京沪都市圈建成区与识别结果对比图三大都市圈实际建成区单体人口、面积和GDP对比（注释：东京都市圈实际建成区GDP数据缺失）通过对比东京都市圈和京沪都市圈的分析结果，在都市圈城镇实际建成区体系空间分布和规模结构方面发现如下三大特征：特征一：空间布局结构体现发展阶段差异空间布局方面，北京都市圈整体分布呈中心外围的极核结构，上海都市圈初步呈现多中心网络状连绵分布，东京都市圈则呈现显著圈层化、多中心网络状连绵区结构。北京都市圈实际建成区识别图三大都市圈人口密度比较（注释：建成区人口和GDP分别是以高德人口和POI占比加权平均与常住人口和GDP乘积折算所得。东京都市圈建成区人口以李铁（）和东京都统计局数据为基础推算获得。数据来源：根据珞珈一号（年）、年统计年鉴、东京都统计局、高德整理）北京都市圈外围城镇沿主要廊道聚集现象显著，实际建成区人口平均密度超过上海都市圈，是其1.4倍，整体分布呈极核结构，次中心、重点城镇量少、分布松散，即便考虑到地形因素，城镇体系空间分布仍明显失衡，东北部与西南部城镇聚集度差异大。上海都市圈外围节点分布更均匀，呈现多中心发展态势，正在向更高水平的网络状连绵区演进，地均人口密度还有提升空间。相比之下，东京都市圈实际建成区在空间分布上更细、小、碎，已呈显著放射状、块状、带状和环状等多形态的多核多圈层网络状连绵区结构。此外，用核以外的实际建成区两两中心间距离的平均值除都市圈总面积来衡量都市圈的相对集聚程度，结果显示东京都市圈最高，上海都市圈次之，北京都市圈最小。特征二：城镇规模体系体现人口布局差异城镇规模方面，东京都市圈节点总数为个，节点密度分布是京沪都市圈的7.5倍和3.4倍。东京都市圈人口超过3/4分布在实际建成区，上海都市圈实际开发的面积占比最高，是北京的近3倍，略高于东京都市圈。京沪都市圈建成区基础数据比较（数据来源：根据珞珈一号（）、年统计年鉴、东京都统计局、高德整理）虽然京沪都市圈总面积均达到2.8万平方公里（东京都市圈仅为1/2面积），但上海都市圈外围节点规模比北京都市圈多1倍，实际建城区人口是北京都市圈的2.12倍，实际建成区总面积和人均GDP是北京都市圈的近3倍。京沪都市圈实际建成区承载的人口和GDP占比都在近50%及以上。上海都市圈建成区总面积占比最高，为18.04%，是北京的近3倍。东京都市圈实际建成区人口占比最大，达到77.74%，说明东京都市圈人口超过3/4分布在实际建成区。特征三：规模结构差异体现微中心能级差异从规模结构来看，京沪都市圈对比东京都市圈，微中心数量差距巨大。三大都市圈城镇实际建成区体系分布对比（等比例尺）京沪都市圈城镇等级规模差异大。北京都市圈城镇体系规模结构不完善，中间位序节点城镇发育薄弱，承接疏解能力有限，辐射带动能力不足。微中心（中小城镇）规模严重不足，东京都市圈微中心与京沪都市圈之比为：28：53。三大都市圈城镇实际建成区人口规模结构对比（注释：考虑到本研究颗粒度细到类似建制镇级别，年国务院印发《关于调整城市规模划分标准的通知》中分类标准显得过粗，故对国家分类标准作了适当的调整。数据来源：根据年统计年鉴、东京都统计局、中国城市和小城镇改革发展中心整理）三大都市圈城镇实际建成区面积规模结构对比（数据来源：根据珞珈一号（年）、年统计年鉴、东京都统计局整理）二大都市圈城镇实际建成区经济规模结构对比（数据来源：根据年统计年鉴、高德数据整理，东京都市圈数据暂不可得）总结与启示：都市圈演进路线图分析结果显示，东京都市圈和北京都市圈2万到20万人口的微中心数量之比为：28，考虑到两大都市圈的总面积差距，实际微中心密度比为96：13，差距巨大。此外，北京都市圈现有城镇体系中，城市功能高度集中于中心城区（城市核GDP占比65.28%，而上海占比为28.69%），在外围区域缺乏次一级的中心城镇，外围节点性城市和微中心密度不够，发育不成熟且落后，对中心城区无法形成有效的“反磁力”，主动吸引并留得住人和产业的能力不足。推动京津冀协同发展，培育和发展北京现代化都市圈，加大节点城市、微中心建设力度，刻不容缓。采用珞珈一号夜间灯光数据集识别出来的实际建成区与高德人口（设备数）、高德遥感地图、POI分布及高分1号提取的年建成区等数据集进行相互验证和校核，得到了更准确的都市圈实际建成区区位、面积、边界及相应的人口和GDP规模数据。本文是系列研究的一个尝试和开端，华夏幸福后续将进一步扩大研究范围，并从城镇功能、实际建成区间的要素流动等维度深化分析。
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