北京地区交通对城市空间扩展的影响研究

表1 变量 环路 系数 1
中心城系数表
高速出入口 地铁 火车站
01772
017587 016972
国道 012333
省道 010198
受地铁 1 号线 、高速公路出入口及国道的影响 , 北京城市空间形态沿交通干线向外延伸凸起呈“指” 状扩展 。在西北方向的八达岭高速 ,东北的机场高 速 ,东西向的地铁一号线 、东南的京津唐高速 ,南部 的京开高速及西南的京石高速等的影响下 (国道与 高速公路平行) ,北京城区空间伸出 7 个触角 ,并沿 轴向向外延伸 。受地铁 13 号线的影响 ,北部的回龙 观 、北苑 、天通苑等卫星城镇在过去几年中速度增长 较快 ,现已成为北京最大的生活居住区 。火车站主 要影响北京西南城的发展 ,城市建设围绕丰台 、北京 南站 、石景山南站等站点向周边扩展 ,最终与中央组 团连成一片 。省道位于中心城的边缘 ,其对城市扩 展影响相对较小 ,主要促进周边城镇的缓慢增长 。 312 通州
通过逻辑回归计算 ,经检校后得到各个变量影 响系数 (表 2) 。
表2 变量 系数
省道 1
通州中心城系数表
国道 019557
环路 017332
高速 017229
由表 2 可见 ,影响通州城市空间扩展的道路因 子按贡献大小依次是省道 、国道 ,环路 、高速 。与其 他区域不同的是 ,交通因子的系数间差别不大 ,这说 明通州地区路网发展比较平衡 。省道对通州城市空 间的扩展影响最大 ,不仅促进城区周边地区沿道路 轴向增长 ,也促进远离城区的乡镇点状扩展 ,在省道 交接地区尤为明显 ;穿城而过的 102 国道 、103 国道 带动通州城区空间西向东北和东南方向延伸 ;南北 走向的六环则拉动通州城区的东移 ;虽然通州是北 京高速公路数最多的区县 ,但在众多道路中其对城
种交通道路的通达度 , 并进行归一化处理 ; (4) 在
Arcgis 中对 DEM 进行表面分析获得坡度值 ; (5) 考虑
数据的可操作性和细部精确度 ,将所有数据离散成
100m 3 100m 大小的格网 。
213 方法介绍
本文采用多变量逻辑回归模型 ,探讨影响城市
空间扩展变化的主要因子 ,并定量分析影响因子间
国内研究主要是从公共交通 、轨道交通 、高速公 路 、水运等交通模式的角度描述不同交通模式对于 城市空间形态的影响[5 - 11] ; 汪自书 、曾辉从道路等 级 、道路密度及地形特征等三个方面研究道路格局 对城市土地利用的影响[12] 。何春阳 、史培军通过空 间分析指出环路是过去几十年北京地区城市化的主 要区域 ,线状交通系统对城市化的过程产生一定的 影响[1] 。
【关键词】逻辑回归模型 ; 交通 ; 城市空间扩展 【中图分类号】F291 【文献标识码】B
1 引言
交通是城市的基本骨架 ,是城市空间扩展的主 要内在适应性因素[1] ,其对城市空间结构和城市扩 展的巨大影响引起国内外众多学者的关注 。国外学 者 Muller , Peter[2] 分析了北美地区自 19 世纪以来 4 种交通出行方式下城市形态及城市内部格局的演 变 。Giuliano , Genevieve 总结美国过去几十年公路和 轨道交通对土地利用影响的经验 ,认为由于当地政 治 、社会 、经济等条件的影响 ,交通建设并不一定有 利于城市土地的开发[3 ,4] 。Ladis , Cervero 研究轨道 交通对旧金山湾区城市化的影响 ,研究表明 ,站点位 置的设置直接影响周边土地的开发 ,并指出轨道交 通对城市化的影响不是自发的 ,需要政府土地政策 的支持[5] 。
的关系 。作为一种离散选择模型 ,多变量逻辑回归
模型是交通模式选择 、区位选择等研究领域的重要
方法 。具体数学表达式如下 :
α+β1 x1 +β2 x2 +β3 x3 + …+βm xm
= 1 e+xpexp p
α+β1 x1 +β2 x2 +β3 x3 + …+βm xm
(公式 1)
其中 P 为因变量 ,表示城市空间扩展的状况 ;
道) ,北京区县行政区划数据 、北京城市总体规划数wk.baidu.com
据 (2004 年 —2020 年) 及数字高程模型 (DEM) 。
由于研究区域内各区的自然条件 、交通条件及
城市发展方式 、发展速度的差异 ,城市扩展的机理不
同 ,我们需要对其分区分析 。数据处理主要包括 :
(1) 将数据统一转换成 WGS84 坐标系 ; (2) 利用遥感
沈体雁等 :北京地区交通对城市空间扩展的影响研究
图1
x1 、x2 、x3 , ……, xm 自变量 ,表示影响城市化的地形 因子 、交通因子 ; 参数 α为常数 ,与参数 β1 、β2 、β3 , ……,βm 同为待求的回归系数 。
将城市空间扩展数据作为因变量 ,交通通达度 作为自变量数据 ,在空间精确配准后进行叠加获得 整个格网的完整数据信息 ,使得每个格网具有空间 状态以及坡度 、交通通达性等方面的属性 。并采用 多变量逻辑模型来拟合和校准每个格网状态变化与 一系列属性变量之间的函数关系 。一般来说 ,坡度 大于 15 度的地区不会发生城市化 ,我们在模拟之前 筛选出坡度小于 15 度的格网数据带入社会科学统 计软 件 包 ( Statistical Package for the Social Science , SPSS) 进行回归分析 ,对结果进行自变量的多重共线 性诊断 、自变量的显著性检验 、模型参数的检验及模 型的拟合优度检验等校准 ,得到准确的自变量回归 系数 ,并除以对应区域的最大值 ,得到交通影响系数 比值 。
本文采用的数据有 1995 年和 2005 年两时段 spot 遥感影像数据 ,2005 年北京交通道路数据 (包括 环路 、地铁站点 、高速公路出入口 、火车站 、国道及省
城市发展研究 15 卷 2008 年 6 期 Urban Studies Vol. 14 No. 6 2008
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城市交通
【参考文献】
图4
交通通过多种作用机制促进城市形态的发展变化 , 它直接牵引城市空间扩展方向 ,决定了城市形态的 发展 ,促使城市区域结构的空间演化和城市规模的 扩大 。在道路的影响下北京城市主要按环状和指状 两种方式蔓延 。
表3 变量 系数
密云中心城系数表
国道 1
省道 016045
铁路 014853
由表 3 可见 ,影响密云城市空间扩展的道路因 子按影响能力由高到低的顺序排列 ,依次是 101 国 道 、省道 、铁路 ,其中 ,101 国道的影响独占鳌头 ,其 它道路影响相对较小 ,说明该地区道路发展不平衡 , 城市空间扩展方式单调 。密云城区扩展主要沿 101 国道向西南方向延伸 。经缓冲区分析 ,过去 10 年 , 4519 %的城市空间增长发生在国道 1000m 的缓冲区 内 。密云城区空间扩展的另一特征是沿省道向南北 方向扩展 ,同时受火车站的影响 ,北部发展快于南 部 。在上述道路的综合影响下密云城市空间形态逐 渐发展成三角形 (图 4) 。
【摘要】交通是城市空间扩展的主要内在适应性因素 ,并直接牵引城市空间扩展方向 。论文选择北京市最具代表性的 3 个区域 (中心城 、通州区和密云区) ,采用多变量逻辑回归模型研究交通对城市空间扩展的影响 ,发现不同交通道路对北京城市空间 形态变化影响力不同 ,中心城主要是受环路 、高速 、地铁和铁路的影响 ,而郊区则主要受国道和省道的影响 。
扩展方式的雷同性及数据处理和分析工作量的庞大 性 ,我们选择其中最具代表性的 3 个区域进行研究 , 具体是中心城 (北京城市总体规划) ,通州区和密云 区 (图 1) 。研究区在空间上呈现从中心城区 、城市 边缘区到外围地域的明显圈层变化 ,体现出大都市 区的特征 ;在经济上具有从城区 、城乡过渡区到远郊 区县的明显过渡 ,映射出人类活动由强到弱的梯度 变化 ;在功能上包含了城市核心区 、发展新区和生态 涵养区 ,能够反映北京城市发展战略 。可见 ,这 3 个 区能很好地代表北京城市空间扩展的状况 。
综合上述研究发现 ,国内外大多数研究主要通
基金项目 :国家自然科学基金项目“我国区域城镇化管理的系 统研究”(编号 :70433002) ,国家自然科学基金项目“2008 年奥运会的 城市增 长 效 应 与 控 制 : 一 个 集 合 性 时 空 动 态 建 模 方 法“( 编 号 : 60304008) ,北京市自然科学基金项目“基于空间智能体的北京城市 增长研究”(编号 :4022006) 。
通州区位于北京市东南部 ,地处永定河 、潮白河 冲积平原 ,地势平坦 ,自西北向东南倾斜 ,坡度最高 为 6138 。通州区是北京公路网络最发达的郊区县 , 其境内干线主要有六环路 (通州段 2002 年通车) ,京 哈 、京沈 、京津唐高速 ,京通快速道 ,102 和 103 国道 及多条省道 (图 3) 。
过对现有交通与城市化关系的描述 ,定性地分析交 通与城市空间形态的关系 ,阐述城市空间形态变化 的原因 。本文则从定量的角度研究北京城市空间扩 展的机理 ,分析不同交通对城市空间形态变化影响 能力 ,为城市空间形态可控参数的研究提供新的研 究方法 ,为交通规划提供决策参考 。
2 研究方法
211 研究区概况 鉴于北京市城区城市空间的完整性 、郊区空间
【文章编号】1006 - 3862( 2008) 06 - 0029 - 04
城市交通
北京地区交通对城市空间扩展的影响研究
沈体雁1 ,2 冯等田1 李 迅2 朱荣付3
(1 北京大学政府管理学院 ,北京 ,100871 ;2 中国区域经济研究中心 ,北京 ,100871 ; 3 中国地质大学土地科学技术系 ,北京 ,100083)
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沈体雁等 :北京地区交通对城市空间扩展的影响研究
城市交通
巨大影响下 ,北京城市空间以原有城区为基础 ,充分 利用原有基础设施资源 ,呈环状近似均匀地向四周 蔓延 。通过对城市空间扩展进行空间统计得到五环 以内城市扩张面积占总面积的 6413 %。
图2
3 结果分析
311 中心城区 中心城是北京城市的主体 ,是北京交通最发达
地区 ,在过去几十年城市空间扩展最为迅猛 ,根据分 类结果统计 ,北京中心城区城市面积增加占总增加 面积的 4013 %。逻辑回归计算后 ,中心城城市扩展 影响交通因子系数如表 1 。
观察表 1 可以清晰地发现影响中心城空间形态 的交通因子主要有环路 ,高速公路出入口 、地铁 、火 车站 、国道和省道 。其中环路的影响居首 ,在环路的
北京市交通网络发达 ,道路为环状和放射线相 结合的布局 ,主要交通干线由地铁 1 号线 、2 号线和 13 号线 ,环路 (2 环 —6 环) ,八达岭高速 、机场高速 、 京津唐高速等 8 条高速 ,京山 、京九 、京广等 10 条铁 路干线 ,101 、102 、103 等 11 条国道和多条省道组成 (图 1) 。 212 数据制备
4 结论与讨论
(1) 交通是影响城市空间形态变化的重要因素 。
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城市交通
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粗大 。此外 ,建设中的京承 、京平高速公路将交通欠 发达的怀柔 、密云 、平谷和中心城紧密连接起来 ,这 将极大地促进该区域的旅游 、娱乐业的发展 ,进而带 动城市空间的扩展 。 △
图象处理软件 ERDAS 分别对 1995 年和 2005 年遥感
影像数据进行监督分类 ,获取两时段城市化用地和
非城市化用地 。通过叠加分析得到城市空间扩展数
据 ,用 0 表示一直为非城市化用地 ,1 表示城市空间
扩展区域 (由非城市用地转变为城市用地) , - 99 表
示一直为城市化用地 (图 2) ; (3) 计算研究区内到各
图3
市扩展的影响却是最小 ,仅京哈高速促进了城区东 北向的发展 。 313 密云
密云县位于北京市东北部 ,为北京市远郊区县 之一 。呈三面环山 ,中部低缓 ,西南开口的簸箕形 。 境内交通线较少 ,主要干线有 101 国道 ,2 条铁路和多 条省道。将数据带入计算校准得到变量系数 (表 3) 。