大都市区多中心体系识别与评价方法体系研究——以武汉都市发展区为例

大都市区多中心体系识别与评价方法体系研究
——以武汉都市发展区为例
徐幸子
摘要：我国大都市区日趋表现出多中心化的空间结构特征，但量化这一结构特征并对其结构发育情况进行评价方面的学术研究确不多。

本次研究以期提供一套较为实用并且可以将不同城市进行对比的多中心体系的识别与评价的方法体系。

以武汉都市发展区的多中心体系为例，从量的空间集聚性、网络能级性角度构建模型和指标体系对多中心体系进行识别，从结构的发育协同性、交通可达性、功能混合性角度构建模型和指标体系对识别出的多中心体系结果进行评价。

研究结果显示，识别结果对武汉都市发展区的空间结构具有较高的解释度，评价结果反映出武汉具有主城区两大中心，近郊具有次中心，已经为多中心体系结构；但这一结构发育尚不完全，且交通可达性并不能有效支撑现有多中心的空间结构。

分析结果对于未来新一轮武汉总体规划编制具有较大的参考价值。

关键词：多中心体系，识别，评价，方法体系，武汉都市发展区
1 研究背景
科特金在《全球城市史》一书中，肯定了城市从单一中心的中心区过度集聚的状态向多中心分散发展的城市结构发展思路，并认为多中心的城市结构是城市发展到一定阶段后必然会产生的一个空间特征。

我国大城市规划建设倾向于分散化多中心的空间结构，这也是学习和借鉴国外世界大城市多中心化的城市发展经验的结果。

如北京、上海、广州、重庆、武汉、杭州、南京、深圳、郑州等大城市早在2000年左右的总体规划中就相继提出建设多中心的空间结构。

城市建设了近20年，这一结构体系的发育情况如何，尚未有一套有效的量化方法来评估。

本次研究的研究对象范围为：按照《武汉城市总体规划（2009-2020）》中，对武汉都市发展区界定为：以外环高速公路附近的乡、镇行政边界为基本界线，东到阳逻、双柳、左岭、豹澥，西至走马岭、蔡甸城关镇、常福，北抵天河、横店、三里，南达纱帽、金口、郑店和五里界，总用地3261平方公里。

2013年常住人口总量约1022万人，2013年总城市建设用地面积为871.99平方公里。

包括主城区和外围6个新城组群（分别是：东部新城组群、东南新城组群、南部新城组群、西南新城组群、西部新城组群、北部新城组群）。

武汉都市发展区范围内共涉及147个街道。

但由于都市发展区边界划线与街道行政边界并不完全一致，部分街道并不完整，且没有有效数据，因此在本文中，武汉都市发展区共涉
及133个街道，从中心外围的关系，可以划分为：主城区88个街道，新城组群45个街道。

图2-3武汉都市发展区研究范围街道示意图（资料来源：作者自绘）
2 本次研究中对多中心体系的概念界定
找到合适的对多中心体系的概念界定，是本次研究识别和评析多中心体系的主要切入点，本次研究从职能类型和空间特征对多中心体系进行概念界定。

2.1类型界定
用地功能的集聚是反应中心设施集聚的一个最直观的要素，即商业服务业用地、商务办公用地、公共服务设施用地在中心地区的比重高。

生活性中心：是指为城市居民生活服务的设施集聚的中心地区，其中有商业设施、文化设施、教育设施、体育设施、医疗卫生设施、行政办公设施等。

因此本文选取商业服务业用地（B1）、公共管理和公共服务用地（A1行政办公用地、A2文化设施用地、A3教育科研用地、A4体育用地、A5医疗卫生用地）来作为生活性设施的代表性用地。

功能性中心：是指为城市生产生活服务的设施集聚的中心地区，其中包括商务设施等，本文选取商务办公用地（B2）作为功能性设施的代表性用地。

2.2特征界定
城市中心的要素空间布局特征可以归纳为两大类：（1）能级分布特征：空间集聚性、网络层级性；（2）结构关系特征：发育协同性、交通可达性、功能混合性。

多中心的特征不仅表现在数量和能级上，更表现在不同职能的中心在空间结构的关系上。

以下是五大特征的
详细说明。

表2-1空间布局特征概述
3 多中心体系识别与评价方法体系构建
3.1识别与评价的方法综述
3.1.1多中心体系识别方法综述
对中心体系的识别，国内外学者们也进行不同角度的尝试。

可以分为以下三大类型：（1）数学模型模拟法：模糊聚类分析（任荣荣、郑思齐、王轶军(2009)）；人口密度和就业密度非参数模型（如非参数方法拟合城市密度函数，孙铁山/王兰兰/李国平（2012）, McDlnald（1987）、McMillen/McDlnald（1990）, Giuliano/Small（1991）、McMillen/McDlnald （1998）、Christian L. Redfearn（2005））；局部加权回归(LWR，locally weighted regression)法模拟城市地价分布。

（2）指标定量计算：位序-规模法对中心等级进行测度；流动人口聚集指数（流动人口密度、流动人口比重）；界定就业次中心设置门槛（就业人口密度门槛、总就业人员门槛）
（谷一祯（2009）），利用ArcGIS识别；就业密度的空间分析，识别就业次中心的空间分布；峰值地价法、墨菲指数法（吴明伟（1999），杨俊宴（2011），）；综合指标分析法（李欣（2013），李尹博（2013），吴明伟（1999））
（3）其他空间计算方法：连通性（可达性）分析；空间句法（朱东风（2006））；功能单元现状分布法；交通网络法。

对以下是国内外学者研究多中心体系识别方法的总结：
3.1.2多中心体系评价方法综述
而对多中心体系的评价方法的研究较少，主要是从以下三个角度进行：①指标分析法，分析中心发育程度；②综合指标法，识别中心，并与规划多中心体系对比分析规划实现情况；
③数学模型构建法，识别中心，并评价识别出的中心发育程度（数量、等级、功能结构等）。

3.1.3多中心体系识别与评价总结
指标识别法简单而又能很好的反映中心的不同属性特征；而关于评价方法，却更多地是对现状的中心数量、等级、功能结构的反映，缺乏发育的结构性关系方面的研究。

而对于发育中的国内大城市来说，识别其已经发展的多中心体系特征的结果，需要对其进一步进行评价，即评估已经形成的多中心体系是否能有效支撑大都市区的城市空间结构发展。

接下来，将以武汉都市发展区为例，对武汉大都市区的多中心体系识别和评价的方法体系进行构建，并进一步验证这一方法体系的有效性。

3.2 本次研究的识别与评价方法体系构建
3.2.1多中心体系识别的方法体系构建
通过对多中心体系的分类特征、分级特征的GIS的空间分析指标模型的构建，来识别多中心体系（这种结果带有三维属性：类别、能级、空间区位）。

图3-1多种心体系识别的技术路线
3.2.2多中心体系评价的方法体系
通过对多中心体系的结构关系进行匹配分析，来评析多中心体系的发育情况。

这些结构性关系有不同类别的中心的匹配（生活性中心/功能性中心、居住中心/就业中心、可达性中
心、混合性中心），评价的结果是人口与中心的协同性关系、中心与交通的可达性关系、中心的混合性程度。

图3-2多种心体系评析的技术路线
3.2.3多中心体系识别与评价的指标体系构建
指标体系的构建包括对于指标的筛选、计算方法的明确，以及指标显示结果的读取方法三个方面。

首先指标的筛选和计算方法，对于人口、用地、交通各类数据源的指标衡量，旨在不同指标之间反应的特征角度不重叠、多指标选优的原则。

其次是指标的结果读取，方法是对评价指标的计算结果进行层级性划分，方法是通过ArcGIS软件将各单元的指标计算结果用自然间断法进行数量分类，作为评价单元的指标识别结果，并在空间上图示。

以下是本次研究的指标和算法：
表3-1专项中心的识别与评价的指标和算法
表3-2综合性中心的指标体系模型
表3-3多种心体系评价的指标体系模型
4 武汉都市发展区多中心体系的特征识别
4.1生活性中心和功能性中心的识别结果
图4-1生活性中心（左）、功能性中心（右）
生活性中心存在两个主中心、一个主城区次中心（中华路街道）、一个近郊次中心（北湖管委会）。

功能性中心存在两个主中心、一个近郊次中心（青菱乡）。

生活性中心与功能性中心分布关系：总体格局相同（存在两个主中心）；但是次中心和郊区次中心却不同。

4.2综合性中心的识别结果
图5-2综合性中心识别结果
（1）综合性中心为“双中心”。

区域性综合服务中心基本形成，其中汉口片区最强呈面域状分布；武昌片区次之，位于两湖片区。

（2）主城区存在中心分异，有1个次中心。

如中华路-粮道。

（3）近郊区沿主城区外围存在2个次中心。

而远郊区没有次中心。

从综合评价结果来看，武汉都市发展区已经具有多中心的特征，但是多中心体系仍具有强大的主城区集聚的空间特征。

4.3总结
武汉的自然地理格局，主城区具有天然的多中心特征，不是传统认识中的三镇格局。

（1）从识别结果来看武汉都市发展区是具有2个综合性中心的“双中心”结构；江北沿江，江南沿湖，汉阳尚为有综合性中心；（2）武汉都市发展区内多中心体系的结构具有武汉独有的特色，呈现中心分散化，江北中心呈面域状，江南中心呈点状；（3）都市发展区范围，则仍处在主城区中心起集聚支配地位的发展阶段，外围郊区不存在功能性中心，只有生活性中心，功能单一。

5 武汉都市发展区多中心体系的结构评价结果
5.1人口与中心的发育协同性关系
5.1.1居住中心与生活性和功能性中心匹配关系
图5-1居住中心、生活性中心和功能性中心分布图
居住中心与生活性中心的空间匹配关系：（1）汉口的居住中心围绕生活性中心外围分布，且集中分布在二环以内的地区；（2）武昌的居住中心与生活性中心邻近分布，基本不存在空间叠加，生活性中心分布在两湖区域，而居住中心沿武昌垂江轴线分布；（3）汉阳的居住中心缺乏相应等级的生活性中心的匹配，生活服务水平不高；（4）其他居住次中心和生活性次中心分布不匹配。

居住中心与功能性中心的空间匹配关系：（1）汉口的居住中心与功能性中心呈嵌套式分布；（2）武昌的居住中心与功能性中心呈邻近式分布；（3）汉阳不存在功能性中心，居住人口与功能性中心在都市发展区内存在的空间错位，会导致跨江通勤交通。

5.1.2就业中心与生活性中心匹配关系
图5-2生活性中心和就业中心分布图
（1）从总就业人口与来看：生活性中心与汉口、武昌的就业中心匹配度较高，能很好
的提供就业的生活性设施服务；而汉阳、钢都花园-钢花村-冶金街道、吴家山三个就业次中心，却没有相应的生活性中心的支撑；（2）从第三产业就业中心来看：与（1）一致；（3）从第二产业就业中心来看：武汉的整体上，二产就业中心与生活性中心关系不协调：主城区存在工业环绕生活中心的问题，外围却缺乏生活性次中心支撑，需要在后续的规划建设中，对主城区工业进行整合和调整。

5.2中心与交通的可达性关系
图5-3可达性中心与其他中心关系分布图
评价结果：（1）交通可达性基本上与现有的多中心体系空间错位，不匹配；（2）汉口主城区，可达性中心沿江分布，与生活性中心/功能性中心虽空间临接，但存在空间错位，交通对多中心的支撑不够；（3）武昌片区，可达性中心沿江布局，而生活性中心/功能性中心在两湖之间，严重空间错位；（4）汉阳中央活动区，存在较高的可达性，现状无高等级中心的分布，未来可能引导中心的产生；（5）近郊吴家山街道由于轨道交通的支撑，未来也可能发展为近郊次中心。

5.3中心的功能混合性关系
评价结果：（1）汉口主中心功能混合性很高，而中心片区的外围街道，功能混合性不够;（2）武昌主中心位于两湖区域，而中心性高的水果湖街道，功能混合性却达不到第一层级；这说明它的商业商务功能混合度一般；（3）近郊区两个次中心（生活性中心——北湖管委会、功能性中心——青菱乡）它们的功能混合性却很低，说明功能单一；（4）功能混合性高不一定能说明中心的能级高，中心性强。

但一般功能性中心需要有生活性中心的支撑。

图5-4混合性中心与其他中心关系分布图
5.4武汉都市发展区多中心体系的结构性特点和问题总结
武汉都市发展区目前确实为多中心体系结构，但这一结构目前发展尚不完善：（1）主中心汉口中心区的结构完整性最好：居住与生活、功能、就业、交通中心匹配关系较好，功能混合性很高；但二产就业中心与生活性中心和功能性中心有较多叠加，会影响中心区的环境；（2）武昌中心区偏生活性中心：居住中心与生活性中心空间临近，但与二产就业中心叠加；商业商务功能混合度不高。

（3）汉阳区中心特征不明显：只有居住次中心，这种错位会带来不必要的跨江通勤交通；二产就业中心分布在汉阳中央活动区内，需要用地功能和结构的调整。

（4）其他城市次中心（北湖管委会、青菱乡）功能单一，没有可达性的支持，未来是否会发展成为中心性明显的近郊次中心尚不确定。

（5）交通可达性无法有效支撑现有的多中心体系，未来可能引导汉阳中心区、外围吴家山产生新的次中心。

6 多中心体系识别与评价方法体系构建总结
首先，多中心体系的识别是本次研究的基础，研究思路是通过要素的空间集聚性特征进行识别，并通过网络层级性特征对指标的识别结果进行读取，可以得出专业中心的识别结果。

通过对各识别性指标结果的赋值加权，得到综合性中心的识别结果。

多中心体系的评价是在识别结果的基础上做的进一步对比，通过对各专业中心之间的空间分布关系进行对比，分别从发育协同性、交通可达性、功能混合性三个角度对中心之间的关系进行解读和评价。

在搜集数据限于人口、就业、用地数据的前提下，对多中心体系的识别结果的准确性有
赖于指标算法，以及对指标结果的读取。

对于大都市区中心区与外围新城的圈层差异，以往的研究有两种方法：①采用同一密度指标，分中心区、外围近郊两个空间层次分别进行识别中心；②采用同一指标，从都市区整个范围进行识别。

本文选取的是第二个方法，以人口密度为例进行说明：人口数据的搜集是以街道为单位，人口密度=用地单位内的总人口数/用地单位的总面积，在这次研究中我们选取的是街道单元内的总建设用地面积，而非街道总行政区划面积，以提高主城区和外围新城的可比性。

从识别结果来看，都市发展区的多中心体系的存在，但与两河三镇的历史格局所不同的是，通过本次研究识别的结果为两大中心，汉阳并中心的特征，但并不能说明目前评价结果不准确，而说明近年来汉阳发展较弱，无高能级的功能和设施建设。

另一方面，对于多中心体系的评价，本文将各专业中心之间的结构关系分为发育协同性、交通可达性、功能混合性三个方面，这三种关系是多种心体系发育程度和结构的重要方面。

而这种对比方法简单且较容易能反映结果。

本次研究目的在于找到一个可以针对国内大都市区（大城市）多中心体系进行识别与评析的方法，虽然最终研究由于数据搜集方面的缺憾，无法找到每个评价因子的最佳指标，并且每一种算法又有其局限性，从而对结果存在一定的影响。

但这仍是一个探索和尝试，通过本次针对武汉都市发展区的研究，验证这不失为一个有效的识别和评价的方法体系。

注释
本次研究是本人研究生二年级开始参与研究生导师张教授带领的团队，在做“武汉总体规划实施评估”项目中的研究结果。

这篇文章是继本人硕士研究生论文第一阶段的研究初步成果（《武汉都市发展区多中心体系评析》）之后，针对多中心体系的识别和评析的方法体系构建的深入思考。

参考文献
[1]谷一桢,郑思齐,曹洋. 北京市就业中心的识别:实证方法及应用[J]. 城市发展研究,2009,09:118-124.
作者简介
徐幸子，规划师，上海复旦规划建筑设计研究院有限公司。