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地理科学 2023年第2期43卷 251-261页

作者：浩飞龙吴潇然关皓明王士君东北师范大学地理科学学院吉林长春130024 长白山地理过程与生态安全教育部重点实验室吉林长春130024 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

基于2021年3月9日至4月28日百度迁徙大数据,应用分形理论、城市标度律、社会网络分析和SOM(Selforganizing Map)神经网络方法,从人口迁徙的视角探究了东北地区城市体系的“层级-网络”结构。研究结论如下:(1)以迁徙规模为基础的城市体... 详细信息

基于2021年3月9日至4月28日百度迁徙大数据,应用分形理论、城市标度律、社会网络分析和SOM(Selforganizing Map)神经网络方法,从人口迁徙的视角探究了东北地区城市体系的“层级-网络”结构。研究结论如下:(1)以迁徙规模为基础的城市体系首位度较低,高位序城市分布集中、低位序城市分布松散,与迁徙路线的规模分形特征总体一致;沈阳、长春与哈尔滨位于第一层级,迁徙规模与城市人口呈超线性增长关系;(2)基于迁徙规模构建的网络中,沈阳、长春、四平、铁岭和哈尔滨处于网络核心位置,哈尔滨、沈阳、长春和大连为网络的关键枢纽城市;(3)城市间有向迁徙流动与净迁徙流动网络在结构上存在明显差异,沈阳与长春迁徙规模较大,而哈尔滨净流入量较高;(4)迁徙行为存在空间集聚现象,核心区域在东北地区东部、中部与南部,区域内迁徙行为以省内迁徙为主,根据迁徙偏好可分为4个次级组团;(5)人口迁徙视角下,哈长城市群内部联系较弱,辽中南城市群已经显现集聚发展态势;(6)东北地区城市根据自身迁徙规模和网络位置分为高流入型核心城市、低流入型核心城市、高流出型半边缘城市等六大类型;研究表明“层级-网络”结合视角相比单一规模层级划分更能揭示城市的内在特质。

关键词：城市体系人口流动社会网络分析城市标度律百度迁徙数据

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中国城市发展活力研究：规模法则视角

中国城市发展活力研究：规模法则视角

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作者：秦丽双西北师范大学

学位级别：硕士

城市活力是城市高质量发展的内生动力,是城市蓬勃发展的生命力,城市活力的发展离不开城市人口规模的有序增长与城市经济、社会及环境等各要素的协同发展。因此,本文通过城市规模法则科学测度城市活力,有助于寻求具有中国特色的城市活力... 详细信息

城市活力是城市高质量发展的内生动力,是城市蓬勃发展的生命力,城市活力的发展离不开城市人口规模的有序增长与城市经济、社会及环境等各要素的协同发展。因此,本文通过城市规模法则科学测度城市活力,有助于寻求具有中国特色的城市活力发展模式,为构建更有朝气、更为活跃和更加健康的中国城市活力体系提供科学参考。本文以城市发展活力为研究对象,从城市经济、社会、环境三个维度,通过城市规模法则中空间幂律分布和时间标度律两大测度模型,结合2001—2019年的时间序列数据,从经济产业的时空演化规律、社会和环境的要素效能表现、复杂系统下城市标度因子的奇点特征等方面研究中国城市活力发展状况,揭示中国城市活力的时空发展差异,并提出城市不同维度活力营造的对策与建议。主要结论如下:(1)中国城市经济活力:(1)中国城市产业发展存在由“劳动型”产业向“知识型”产业过渡的就业人口门槛规模(334万)。(2)小规模城市是大规模城市产业发展的缩影;城市特色产业随着时间的推移逐渐趋于稳定的发展阶段。(3)大城市在不同人口规模城市产业发展中最为活跃,起到衔接小城市产业发展、大城市向特大城市产业过渡的发展作用。(4)开封市、来宾市、柳州市、荆州市、济宁市、深圳市、成都市、佛山市、长春市、惠州市、苏州市、北京市、乌鲁木齐市、郑州市、汕头市和无锡市等城市是其他城市产业发展的代表区域,这些城市的经济发展活力强劲,可以为与其产业发展相似的其他城市高质量发展提供经验借鉴。(5)城市经济活力的复杂系统视角下,三次产业维度下的城市活力发展状况良好。(2)中国城市社会活力:(1)时间上,医疗卫生、教育、文化和城市安全活力四个正向社会指标中,在研究期内,教育活力不断向好发展,医疗卫生处于稳定发展阶段,文化活力略有下降,城市安全活力有所下降。城市人口老龄化在研究期内不断扩张,但得到了有效控制。能够表征城市活力发展的积极与消极指标的实际效能值都有不同程度的上升,表明城市活力不断向好发展的过程中,不但有正向指标对城市活力发展起到积极促进作用,负向指标也会更加活跃,在一定程度上抑制了城市社会活力向好发展。(2)空间上,中国东北地区、成渝地区的医疗活力强,南部区域医疗活力较弱;教育活力以北京、浙江、山东、江苏等城市为主导,在全国范围内密集分布;文化活力在空间上呈现东南沿海领先发展的趋势;安全活力较低的地区以浙江等地的犯罪现象突出;城市人口压力方面,中国东北老龄化较严重。(3)城市社会活力复杂系统视角下,医疗、教育、文化、城市安全和城市人口压力五大维度下的城市社会活力发展状况良好。(3)中国城市环境活力:(1)时间上,城市绿地面积这一正向指标的实际要素效能值高于预期效能值的城市数量占比在研究期内缓慢降低,城市绿地活力有所下降;能源消耗量压力在研究期内逐渐上升,阻碍中国环境活力的高质量发展,污水排放的实际效能值高于预期效能值的数量在研究期内处于持平状态,没有影响环境活力的发展;二氧化碳排放量的实际效能值高于预期效能值的城市量逐渐减少,2019年实现“零增长”的态势,为促进中国城市活力做出贡献。(2)空间上,东北、东南区域的绿地发展活力较好;而中国中部和西部的绿地活力水平较低;能源消耗在空间上呈现中部和东北地区的高能源消耗城市占据主导区域,对中部区域、东北区域有阻碍城市环境活力向好发展的趋势;中国污水排放量巨大的一大区域是东北,中国东北部辽宁省的污水排放量较大,污水处理能力水平有待加强;二氧化碳排放量较高的区域主要位于中国中部区域,中部地区处理碳排放的能力较弱。(3)中国环境活力要素复杂系统视角下,绿化、能源消耗、污水排放和碳排放五大维度下的城市环境活力发展状况良好。

关键词：城市活力城市规模法则城市标度律显示性比较优势指数产业结构相似度要素效能指数

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中国多元城市网络结构特征及协同演化

中国多元城市网络结构特征及协同演化

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作者：俞啸西北师范大学

学位级别：硕士

城市是一个复杂系统,其发展受到多种因素的影响,包括城市内部的资源禀赋与生产效率等,以及城市间的关系和互动,即城市网络的作用。城市网络结构的异质性为城市间的互补合作提供了可能性,也为城市协同发展带来了更多的挑战,探究城市网络... 详细信息

城市是一个复杂系统,其发展受到多种因素的影响,包括城市内部的资源禀赋与生产效率等,以及城市间的关系和互动,即城市网络的作用。城市网络结构的异质性为城市间的互补合作提供了可能性,也为城市协同发展带来了更多的挑战,探究城市网络协同演化是城市网络研究的关键议题和热点。本文以中国336个地级及以上城市为研究对象,采用2010—2020年铁路班次数据、百度搜索指数数据、中国500强企业数据、碳排放量数据,从交通、信息、企业、碳排放四个方面构建城市网络,采用社会网络分析和复杂网络分析方法从网络拓扑结构、网络节点特征和网络空间联系特征方面对比分析多元要素流下城市网络结构特征。在此基础上进一步利用城市标度律、度相关性、耦合协调度从城市内外部要素交互作用、城市间专业化功能协作、城市多样化功能联动三个方面来探究城市网络协同发展过程。最后基于对中国多元城市网络结构特征及协同演化实证分析的结果,提出相应的对策建议,以更好的促进区域协同发展。研究表明:(1)中国城市多元网络规模不断扩大,联系的广度和深度不断增强,网络结构不断优化,网络连通性和凝聚力不断提升,但不同网络的网络规模、联系强度、集聚特征均存在显著的异质性,总体呈现企业网络规模最大,碳排放网络次之,信息网络紧随其后联系相对紧密,交通网络发展相对滞后的特征。(2)中国多元城市网络的节点中心性均以“胡焕庸线”为界呈现出东高西低的特点和“大分散、小集聚”的空间分布格局,空间联系呈现密集化的演变趋势和“东密西疏,东强西弱”的“核心-边缘”结构模式。(1)交通网络呈现以主要铁路干线为轴带的通道走廊网络格局,“两横三纵”带状分布格局构成了交通网络的主干框架,核心城市沿铁路干线呈现出串珠式分布;(2)信息网络呈现出由多个星状网络结构向以“北京-上海-广深-成渝”为核心的“钻石型”网络结构演变的态势,北京和上海始终是核心城市;(3)企业网络呈现出以“北京-上海-深圳-成都”为核心的菱形结构,与其他城市之间的联系呈放射状分布,网络菱形格局略显破碎,核心城市具有明显的行政中心指向和沿海指向;(4)碳排放网络联系由“一点四轴式”转为“一点三轴式”,形成多中心多外围的分布格局,核心城市呈现出区域化的“社区结构”空间分布特征。(3)随着城市人口规模和城市经济规模的扩大,城市之间交互不断增强,集聚效应促进网络效应,城市内外部的交互有效促进了城市发展。2010—2020年城市人口规模、城市经济规模与企业网络、碳排放网络的对外联系强度均呈超线性模式,说明城市对外联系的增长快于城市规模的增长,属于超前型;城市人口规模、城市经济规模与信息网络的对外联系强度呈亚线性模式,说明对外联系的增长滞后于城市规模的增长,属于滞后型;而城市人口规模与交通网络的对外联系强度的标度关系由超前型增长模式转为滞后型增长模式,城市经济规模与交通网络的对外联系强度呈亚线性模式,属于滞后型。(4)中国多元城市网络均为异配性网络,四个网络的关联系数差异较大,其异配程度由高到低依次为企业网络>碳排放网络>信息网络>交通网络。企业网络表现出核心城市与边缘城市的强异配和核心城市间的强同配;碳排放网络表现出核心城市与边缘城市的强异配和核心城市间的弱同配;信息网络表现出核心城市与边缘城市的弱异配和核心城市间的强同配;交通网络中城市间联系更倾向于邻近区域抱团式发展,体现出城市群内邻近城市的强“同配性”以及与远距离城市的弱异配性。(5)2010—2020年中国多元城市网络耦合协调类型空间分布不均衡,存在区域差异,形成以环渤海城市群(北京)、长三角城市群(上海)、珠三角城市群(广州、深圳)、成渝城市群(成都-重庆)的核心城市为中心向外圈层式递减的空间分布格局。城市耦合协调程度整体上较稳定,略有增加的趋势,但整体耦合协调度较低,仍有较大提升空间。多元城市网络空间联系的耦合协调度整体上呈现以“京津冀-长三角-珠三角-成渝”为中心形成四个星状网络,空间上呈现横向梯度分布格局,时间上呈波动上升状态。

关键词：中国城市多元城市网络复杂网络异质性协同演化耦合协调度模型城市标度律

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基于人口迁移预测的多城市系统耦合演化建模研究

基于人口迁移预测的多城市系统耦合演化建模研究

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作者：崔天雨北京化工大学

学位级别：硕士

城市是促进人类社会经济发展的重要引擎,预测城市系统的演化趋势对于实现可持续性目标具有重要意义。个体城市的生长演化过程除了受到自身人口的自然增长或消亡外,还受到城市间人口迁移的影响。然而目前的城市演化模型多是相对理想化的... 详细信息

城市是促进人类社会经济发展的重要引擎,预测城市系统的演化趋势对于实现可持续性目标具有重要意义。个体城市的生长演化过程除了受到自身人口的自然增长或消亡外,还受到城市间人口迁移的影响。然而目前的城市演化模型多是相对理想化的单城市生长模型,未考虑到城市间人口迁移的耦合相互影响,无法很好地对于所有城市的演化进行有效预测。本文研究工作主要基于标度律理论,分析了中国城市间的人口迁移行为,发现城市的迁出流量与城区人口之间存在着亚线性标度律关系,揭示出大城市相对小城市的人口流失比例要系统性的更小。并且利用层次聚类算法对全国两百多个城市的迁移流量时序数据划分,将城市分为人口吸引型城市和人口输出型城市两大类,再基于迁移流量网络使用泰森多边形划分与社团划分算法将城市划分为不同城市群,发现中国城市在空间分布上符合城市中心地理论。本文基于上述发现提出了一个基于城市标度律的人口迁移预测算法,改进了过去迁移模型中对于城市流出人口的线性假设,应用本文所发现的城市迁移流出人口与人口的亚线性标度律关系,另外在估计城市对于迁移人口的吸引力上,应用过去发现的经济产出与城市人口之间的超线性标度律。相较于过去的模型,本文所提出的模型可以更好地预测中国城市间的人口迁移流量和城市人口演化趋势,从而解释不同规模城市人口发展的异质性。

关键词：城市系统城市标度律人类移动迁移流量预测耦合演化

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百度引擎搜索行为下中国城市作为旅游目的地的社区表现——基于Louvain算法

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互联网周刊 2023年第18期 44-47页

作者：朱佳贝广西师范大学

基于2018年两两城市间的百度搜索指数数据,构建了包含358个城市的中国城市网络,利用Louvain算法、D-value分析方法和城市标度律方法,分析了中国城市作为旅游目的地时在百度引擎搜索行为下的社区表现,探究中国城市个体在百度指数网络中... 详细信息

基于2018年两两城市间的百度搜索指数数据,构建了包含358个城市的中国城市网络,利用Louvain算法、D-value分析方法和城市标度律方法,分析了中国城市作为旅游目的地时在百度引擎搜索行为下的社区表现,探究中国城市个体在百度指数网络中涌现出的社区聚类,分析城市在网络中的地位,并对社区内的城市要素与人口规模进行定量的测度。选用5年前的数据作为研究样本,是因为始于2019年底的疫情应急响应会对百度引擎搜索行为和城市要素的变化造成较大影响,影响城市间的百度指数和城市要素与人口规模的非线性缩放关系,从而影响本研究2.2部分的社区划分结果和2.3.3部分的标度因子表现。基于2018年数据的研究,其意义是研究疫情时代前中国城市的社区表现。

关键词：中国城市百度搜索指数复杂网络 D-value 城市标度律

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广东省建成区面积的标度律分析与应用研究

广东省建成区面积的标度律分析与应用研究

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2024年中国城市规划信息化年会

作者：张浩彬赵阳张秀鹏潘俊钳珠海市规划设计研究院

城市标度律是关于城市运行特质的具象反映,有关研究与应用能够支撑城市指标的量化分析与评估,辅助深化城市认知和城市治理及管理。本文基于遥感数据和统计资料进行分析,结果表明,广东省范围内地级市、县级行政区两个空间尺度下的建成区... 详细信息

城市标度律是关于城市运行特质的具象反映,有关研究与应用能够支撑城市指标的量化分析与评估,辅助深化城市认知和城市治理及管理。本文基于遥感数据和统计资料进行分析,结果表明,广东省范围内地级市、县级行政区两个空间尺度下的建成区面积均符合城市标度律,地级市空间范围的城市标度律特征表现更加显著,两种尺度下建成区面积与人口规模均属次线性关系,与预期相符;与其他研究案例比较可以发现,广东省的土地利用集约化程度整体较高;广东省域范围内,珠三角与北部山区、东西两翼地区三个地区,均与经济社会发展不平衡的一般认知结果一致,地区之间的土地利用效率存在较为明显的空间分异,珠三角具有明显的土地集约与高效利用优势,且对比国内其他城市和发达国家珠三角在较高的水平,而东西两翼地区与北部山区的土地、人口的城镇化步调则相对失调。

关键词：城市标度律城市运行量化分析土地利用

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