修订日期:2010-07-20 1 引言 1984年10月在乌鲁木齐召开的全国经济地理和国土规划学术讨论会上陆大道先生提出了“点—轴系统”理论模型,正式文本于1986年在《地理科学》发表[1]。随后,陆大道先生通过对宏观区域发展战略的深入研究,系统阐述了“点—轴系统”理论的科学基础,“点—轴”空间结构的形成过程、演化阶段、形成机理,“发展轴”的结构和类型,“点—轴渐进式扩散”和“点—轴-聚集区”等问题,随着该理论在科学基础、形成机理、过程模式等方面的不断完善,“点—轴系统”理论基本上形成了一个完整、系统的理论体系[2-6]。 “点—轴系统”理论提出后,催生了一批轴线区域开发模式论,如“π”字型模式论、“弗”字型模式论、“目”字型模式论、“菱”形模式论等[7],这些模式论都是运用“点—轴系统”理论结合现实国情思考的产物,一定程度上拓展了“点—轴系统”理论的外延。陆玉麒教授从由区域中心城市和港口城市所构成的特殊发展轴出发所提出的双核型空间结构模式可视为对“点—轴系统”理论的深化与拓展[8]。陆大道先生在“点—轴系统”理论基础上提出的由海岸地带和沿江地带构成的“T”字型结构写入了《全国国土总体规划》,1987年该规划在全国试行,至20世纪90年代初全国共有23个省区市的国土开发规划采用了这个模式[6]。“点—轴系统”理论已经在区域国土开发和生产力布局、区域综合开发和发展规划以及区域旅游开发和规划中有了大量的实践应用[9-17]。 “点—轴系统”理论提出以来,在理论拓展和实践应用中取得了丰硕的成果,随着地理信息系统技术发展和空间分析技术的广泛与深入的应用,“点—轴系统”理论的进一步深化研究有赖于区域空间分析方法和技术的创新。鉴于此,本文以陆大道先生的“点—轴系统”理论为基础,构建“点—轴渐进式”扩散模型,选择加权平均旅行时间作为“点—轴系统”空间可达性的评价指标,基于GIS平台开发用于“点—轴”空间结构分析的信息系统,以长江三角洲为实证区域,对其“点—轴系统”进行空间分析,探讨其演化过程与发展态势。 2 “点—轴系统”的空间分析方法 2.1 基本内涵 “点—轴系统”的空间分析方法以陆大道先生的“点—轴”空间结构系统理论为指导,将区域空间结构中的点状要素,主要包括城镇节点、交通节点(水运港口、航空机场、火车站点、高速公路互通口等)和线状要素(公路路网、铁路路网、航道网、陆路交通网等)进行不同的空间组合,对以轴线要素为扩散通道进行的点状要素的“点—轴渐进式”扩散和“点—轴系统”的空间可达性进行计算机模拟,分析点线空间组合所形成的不同空间效应。 2.2 “点—轴渐进式”扩散模型 2.2.1 建模思路 “点—轴渐进式”扩散是指发自扩散源,沿着若干扩散通道(线状基础设施束)渐次扩散社会经济“流”,在距中心不同距离的位置形成强度不同的新集聚[4]。本文将作为扩散源的点状要素称为节点,轴线要素主要考虑交通路网。“点—轴渐进式”扩散所要解决的关键技术是:不同等级、不同功能的点状要素,基于轴线要素(路网结构)的不同类型、不同方式的空间扩散问题。其中所涉及的5个要素为:①不同等级:依据模指数的不同,将点状要素分为若干个等级而不是仅限于1个等级;②不同功能:可分为综合功能的点状要素如城镇,以及单项功能的点状要素,如水运港口、航空机场等;③路网结构:按照技术标准对路网进行分级,并设定不同的平均时速,是各种点状要素空间扩散的通道。其中,又可分为封闭式(快速轨道交通和高速公路)和开放式(一般为二级及以下公路);④不同类型:分为阻隔型和非阻隔型两种类型进行扩散;⑤不同方式:节点的扩散分值随距离的增加而衰减。扩散模式有线性扩散、指数扩散、对数扩散、高斯扩散等方式,本文主要研究指数扩散和线性扩散两种方式[18]。其中,指数扩散方式是节点扩散的基本方式[19-10]。 2.2.2 基于交通路网的时间距离衰减扩散模型 (1)指数扩散方式:
2.3 “点—轴系统”空间可达性评价模型 2.3.1 建模思路 区域可达性是影响区域社会经济发展的重要因素之一。陆大道先生提出提高整个区域可达性的主要途径就是在此区域内建设“点—轴”空间结构系统[4]。可达性的高低取决于人的移动性,即人的移动机会、移动能力和移动意愿。因此,可达性不仅与空间区位及交通基础设施水平有关,同时与节点的社会经济水平有关,因为社会经济水平的高低影响着人们的移动能力和移动意愿。在由不同等级、不同功能的点状要素、不同等级的轴线要素相互作用共同形成的“点—轴”空间结构系统中可达性的评价既要考虑到不同的交通路网产生的时间距离不同,也要考虑到不同经济规模的节点影响着人们的移动意愿进而影响可达性。鉴于此,选择加权平均旅行时间作为评价“点—轴系统”空间可达性的指标。 2.3.2 基于交通路网的加权平均旅行时间模型