基于地理国情数据的交通优势度空间格局分析

赵卓文，张时智，吴勤书

（江苏省测绘研究所，江苏 南京 210013）

0 引言

在交通强国上升为国家战略层面背景下，交通基础设施网络和服务能力日益完善。交通是城市各项社会经济活动的纽带，在城市区域经济发展中起到了显著的基础性、先导性作用。如何定量分析和评价区域的交通发展水平成为城镇发展研究的重要方向。国内学者金凤君等［1］首次提出了交通优势度的概念，并认为交通优势度是反映社会经济发展的重要指标，是由“质”“量”“势”3个方面构成的综合分析指标。随后众多学者将该方法模型应用到全国、城市群、各省域、各市域等地区进行分析验证。吴旗韬等［2］、李柏敏等［3］、王武林等［4］通过构建交通网络密度、交通设施影响度、区位优势度分别对广东、广西、福建等地区的交通优势空间分布进行了分析评价。杨雅楠等［5］、勒文凭等［6］、崔学刚等［7］通过构建交通优势度综合评价模型分别分析了新疆、湖南、山东、云南等地区的交通优势度与区域经济和城镇化的空间关系。而张瑜［8］、黄晓燕等［9］、吴威等［10］从交通网络密度、邻近度、交通可达性3个方面分别对南阳、河南、海南、长三角的交通优势度空间格局进行了分析。此外国内还有众多学者采用了交通优势度模型分析了全国其他各地的交通发展状况［11-17］。

以上研究分析了不同区域交通优势度的空间分布为本文提供了良好的思路借鉴，但同时也存在一些不足：从研究区域看，各类研究中关于江苏省近几年的案例分析较少，江苏是全国的交通大省，对江苏省的研究在全国具有一定代表性；从数据源看，已有研究的数据源大多来自道路服务系统、各区域的地图集和地图册，通过对地图矢量化处理得到，存在一定的误差。从技术方法看，目前的研究主要集中在交通网络密度、交通设施影响度、区位优势度等几个方面，区位优势度的计算一般单纯地分析了各研究区域到主要行政中心的最短交通距离，未对行政中心进行等级划分，同时对于交通优势度的综合评价多采用等权求和法、层次分析法等方法确定各指标的权重，不能准确客观反映指标的重要程度。因此本文利用江苏省第一次地理国情普查成果数据，地理国情普查数据现势性好、精度高，在此基础上构建交通优势度模型，并采用熵值法计算分析江苏省县级以上城市的交通优势度空间分布格局，为江苏省交通发展提供科学依据，为建设强富美高新江苏奠定基础。

1 研究区概况及数据来源

江苏位于中国大陆东部沿海中心，是中国东部的经济大省。陆地面积10.72万平方千米，占中国的1.12%。近几年来，江苏已建成交通大省，江苏交通运输发展已经走在全国前列。江苏省委、省政府对交通运输的工作也高度重视，强调交通基础设施的建设是国民经济的基础产业，江苏的交通基础为江苏的经济发展提供了有力的支撑。本文研究单元为江苏省县级以上城市，公路、铁路、机场、港口等数据以江苏全国第一次地理国情普查成果为主，同时结合机场、港口等POI数据；全省人口、社会经济GDP等统计数据主要来源于江苏省统计年鉴及各类统计公报数据；江苏省港口分类主要依据《江苏省沿江沿海港口布局规划（2015—2030年）》。

2 研究方法

本文依据国家颁布的《省级主体功能区技术规程》，参考金凤君等［1］提出的理论方法，综合考虑江苏省已有的数据基础和发展实际，构建了交通网络密度、交通设施影响度、区位优势度等多维指标来评价江苏省交通优势度的发展情况。

2.1 交通网络密度

鉴于公路较强的普适性和便捷性，且对区域交通有较强的保障作用，因此通常以公路网密度代替交通网络密度，具体计算公式如下：

式中：D为公路网密度；L为公路网总长度；R为行政区面积；i为评价单元。

2.2 交通设施影响度

根据《省级主体功能区技术规程》，交通设施的影响度具体评价可从区域是否拥有交通设施或距离交通设施的距离远近进行分析。本文结合中山大学杨忍等［12］、北京师范大学蔡安宁等［17］的研究，选取江苏省铁路、公路、机场、港口等4种类型的交通设施，采用分类赋值的方法进行评价，测算出各单元交通设施影响度（见表1）。

表1 交通基础设施影响度分级及其权重赋值

交通设施影响度的计算公式为：

式中：Ei为区域交通设施影响度；ωij为某i区域j交通设施类型的权重；j为交通设施运输类型（铁路、公路、机场、港口）。

2.3 区位优势度

区位优势度是指各县域单元距离区域关键节点的通达性程度，通常采用最短路径、最短时间等模型进行分析。区位优势度的测度主要包括计算各城市的影响力及各评价单元的区域可达性［15］。本文分别从经济发展质量、居民生活质量、城乡统筹质量和可持续发展质量4个方面构建城镇化质量综合指标体系，通过人均二三产产值、城镇居民人均可支配收入、城镇居民人均住房面积、城乡收入比、城乡支出比、建成区绿化覆盖率等20个指标来计算城镇化质量综合指数，并根据综合指数将江苏省13个地级市分为5个层级，如表2所示。基于公路网，根据网络分析（Network Analyst），测算城市间道路的最短距离，综合考虑各城市城镇化等级和空间距离，最终确定各层级城市影响下的各单元区位优势权重赋值（见表3）。

表2 江苏省各地级市城镇化质量综合指数

表3 评价单元与各等级城市距离的评价赋值（单位：km）

通过加权求和得到各城市的区位优势度：

式中：Fi为i区域区位优势度；为i区域受某一中心城市k影响的区位优势度；k为某一中心城市。

2.4 交通优势度

根据研究得到的交通网络密度、交通设施影响度和区位优势度，通过熵值法确定权重，计算得到各区域的交通优势度：

式中：Ai为某区域交通优势度分别为经过标准化的交通网络密度、交通设施影响度和区位优势度；ω1，ω2，ω3分别为对应的权重。

3 结果分析

3.1 交通网络密度

根据2015年江苏省公路网密度的统计，通过Natural break（Jenks）聚类分析将江苏省县级及以上城市公路网络密度等级分为5个层级，如表4所示。

表4 2015年江苏省城镇公路网密度层级划分

根据2015年江苏省县级及以上城市公路网络密度分级，公路网密度整体上呈现苏南地区较高、苏北地区较低的地区差异。公路网密度大于0.46 km/km2的县级及以上城市有11个，占全省20.37%，属于公路网稠密区域，主要有南京市辖区、镇江市辖区、扬中、泰州市辖区、泰兴、靖江、常州市辖区、无锡市辖区、江阴、昆山、连云港，其中，连云港是第一层级中唯一的苏北城市，是全国性综合交通枢纽。句容、丹阳、扬州市辖区、常熟、张家港、海门、南通市辖区、如皋、海安、灌南、新沂等11个县级及以上城市的公路网密度在0.40～0.46 km/km2，处于第二层级，属于公路网密集区域。处于三、四、五层级的县级及以上城市有32个，占江苏省的60%左右，江苏省整体公路网密度不高，其中苏北沛县、泗洪、泗阳、盱眙、射阳，苏中高邮、宝应的公路网密度均低于0.28 km/km2，属于公路网稀疏区域，主要位于洪泽湖、高邮湖周围。第四层级覆盖范围最广，主要包括淮安、盐城、苏北的大部分县级城市和苏中的部分县级城市，苏南地区的苏州也在此层级，主要原因是太湖在苏州区域内面积较大，整体拉低了城镇的交通网络密度。

3.2 交通设施影响度

江苏省各城市的公路网较为发达，高速公路除阜宁县外，其余各城市均拥有；国道除了扬中、泗洪、丰县、沛县，其余各城市均拥有；省道经过每一个县级及以上城市，因此，江苏省县级及以上城市的公路影响度差别不大。江苏省铁路的分布以苏南地区较为密集，沪宁城际铁路、京沪高速铁路沿江分布，苏北徐州市铁路分布也较为集中，分布着京沪铁路、陇海铁路、徐沛铁路等。江苏省客运机场主要有9个，其中南京的南京禄口国际机场、无锡的苏南硕放国际机场为主要干线机场，其余为支线机场；机场整体上分布较为均匀，苏南、苏中、苏北均有分布。江苏省港口众多，其中主要港口大多分布在沿江沿海城市，其余港口主要分布在河流湖泊附近。

通过对各种交通设施的统计，根据Natural break（Jenks）聚类分析将江苏省县级及以上城镇交通设施影响度等级分为5个层级，如表5所示。

表5 2015年江苏省城镇交通设施影响度层级划分

从交通设施影响度的空间分布格局来看，交通设施影响度的范围为4.5～14.0，平均值为8.86，整体态势良好。其中，常州的交通设施影响度最大，宝应和滨海的交通设施影响度最小。交通设施影响度为4.5～8.0的有24个县级及以上城市，占江苏省的44.44%，主要包括苏北和苏中北部的城市；影响度为8.0～10.0的处于第三层级，第三层级的城市分布较为分散，苏南、苏中、苏北均有分布；影响度为10.0～12.0和12.0～14.0的分别有12个和6个县级及以上城市，分别处于第二层级和第一层级，占江苏省的33.33%，主要以苏南和苏中城市为主，苏北的徐州市和盐城市处于第二层级。总体上，2015年江苏省县级及以上城镇交通设施影响度具有较明显的地域差异性，长江沿线城镇带是交通设施影响度最大的区域，因为这里不仅有长江航道及港口的影响，还有沿江高速和沿江国道的支撑。

3.3 区位优势度

根据各城市的区位优势度统计，通过Natural break（Jenks）聚类分析将江苏省县级及以上城镇区位优势度等级分为5个层级，如表6所示。

表6 2015年江苏省城镇区位优势度层级划分

2015年江苏省县级及以上城镇区位优势度具有明显的地域规律，以江苏境内长江段中点为中心，向四周特别是向北呈优势度递减趋势。区位优势度为2.0～3.5的城市最多，占比35.19%，成片分布在苏北地区，区位优势度在3.5～5.5的处于第四层级，仅淮安市辖区、阜宁、金湖和启东4个城市处于第四层级。区位优势度最高（10.5～13.0）的城市有8个，主要围绕在长江段中心区域，包括常州市辖区、丹阳市、镇江市辖区、扬中市、泰州市辖区、泰兴市、靖江市、江阴市。第二层级为围合第一层级的包括南京、句容、溧阳、宜兴、无锡市辖区、苏州市辖区、张家港、如皋、泰州、扬州、仪征等的环形区域。第三层级为第二层级外围的昆山市、太仓市、海门市、南通市、如东市、盐城市辖区等沿海地区。

3.4 交通优势度

根据各城市的交通优势度统计，通过Natural break（Jenks）聚类分析将江苏省县级及以上城镇交通优势度等级分为5个层级，如表7所示。

表7 2015年江苏省城镇交通优势度层级划分

2015年江苏省县级及以上城镇交通优势度具有明显的地域规律，交通优势度高的区域集中在苏南地区以及长江沿岸的苏中南部地区；交通优势度低的区域集中在苏北地区的县级城镇。通过计算可得，江苏省的交通优势度在0.06～0.92，其中丰县的优势度最低，江阴市优势度最高。排名前10的县级及以上城市分别是江阴市、常州市辖区、泰兴市、丹阳市、扬中市、镇江市辖区、靖江市、泰州市辖区、南京市辖区、扬州市辖区，与无锡市辖区、张家港同处于第一层级。第二层级的城镇包括苏州、南通等市辖区及昆山、常熟、宜兴、溧阳、句容、仪征、如皋等县级市。沿江一带不仅公路网密度大，并且沿江港口分布众多，铁路发达，且苏南地区城镇化发展质量较高，因此造就了苏南地区交通优势度较高的局面。第三层级的城镇主要包括苏中北部和苏北南部的高邮、兴化、如东、海门、太仓、盐城市辖区、东台、建湖。第四层级的城镇包括淮安市辖区和宝应、金湖、阜宁、涟水、沭阳、泗阳、邳州、睢宁等县级城市。第五层级的城镇全部为苏北的县级城镇，包括盱眙、泗洪、宿迁市辖区、东海、灌云、灌南、响水、滨海、射阳及丰县、沛县，尽管苏北地区路网并不稀疏，且有陇海铁路、京沪铁路等经过，但苏北地区城市化质量不高，距离苏州、无锡、南京等中心城市距离较远，区位优势较低，因此交通优势度相对较低。

4 结论与讨论

通过对2015年江苏省县级以上城市交通优势度空间分布格局进行分析评价，主要结论如下：

（1）区域差异明显，中心城市市辖区优势突出。从空间分布看，江苏省县级及以上城镇交通优势度具有明显南高北低的区域差异，基本呈现“苏南＞苏中＞苏北”的态势，交通优势度高的区域集中在苏南地区以及苏中南部地区，以宁镇扬、苏锡常市辖区为核心；交通优势度低的区域集中在苏北地区的县级城镇，以苏北各市市辖区向四周逐步降低。江苏省13个地级市市辖区的交通优势度均值达到0.6，为江苏省均值的1.3倍，优势较为突出。

（2）空间自相关性较强，与区域经济发展水平正相关。一方面，江苏省交通优势度在空间上存在较强的自相关性，高值和低值区呈现相对集聚镶嵌分布的趋势，形成了以宁镇扬、苏锡常市辖区为中心的南部高值区和以苏北各地级市市辖区向四周逐步降低的北部低值区。另一方面，江苏省交通优势度与经济发展水平存在较强的正相关性，通过计算得到江苏省54个县级以上城市的交通优势度与人均GDP的相关性系数为0.61。苏南五市是江苏省经济较为发达地区，人均GDP为全省均值的1.61倍，同时交通优势度均值达到0.7，为全省均值的1.6倍。而苏北地区交通优势度低，也是全省经济相对落后的地区，可见经济发展与交通资源之间呈现相互促进、协同发展的局面。