城市要素区位迁移与城市建成区扩张的空间关联测度方法
城市要素区位迁移与城市建成区扩张的空间关联测度方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于城市规划和地理学领域，涉及一种城市要素区位迀移与城市建成区扩 张的空间关联测度方法。
【背景技术】
[0002] 城市作为一个开放、复杂的巨系统，涵盖生活、生产、服务和交通等诸多功能，并在 地理空间上投影为各种具有相应功能的各个城市要素，如人口、住宅、企业、商业以及各项 公共设施等；各种城市要素的区位迀移也成为城市空间变化的基础，不断的重塑城市空间 和结构。因此，城市内部各种要素的空间联接和区位迀移同城市建成区变化的关联研宄可 看作是理解城市空间演化规律、剖析城市演化动力的关键问题之一。
[0003] 另一方面，城市内某一特定要素的区位迀移与城市空间变化的关联特征一一例如 城市某类特定人口的居住地（住宅、宿舍等）迀移、就业地（企业、商业等）迀移或消费地 (商业、公共设施等）迀移与城市建成区变化是否存在空间关联、存在何种空间关联一一， 亦可以视作对这一城市要素空间迀移属性的判断和甄别，这可以极大的加深我们对这一城 市要素的空间变迀特征的理解，对进一步透析其迀移过程和规律具有重要意义。
[0004] 目前，国内外对城市要素区位迀移与城市空间变化的关联研宄可分为宏观和微观 两个层面。宏观层面多为地理学视角下城市要素的分布演化研宄，主要运用官方统计数据， 通过分析不同时期城市人口的居住地（住宅、宿舍）/就业地（企业、商业等）/消费地（商 业、公共设施等）等的变化加以展开，相关研宄方法较为成熟，成果较为丰硕；而微观层面 则侧重于从个人和家庭层面，在研宄内容上主要围绕居民的居住地（住宅、宿舍等）这一要 素而展开，分析居民的居住地迀移对城市郊区化、绅士化等的影响，在研宄方法上也多采用 单一的迀移频次、迀移距离等指标对迀移属性进行测度。
[0005] 但总体看来，上述研宄成果依然存在如下不足：（1)在研宄视角上：现有研宄多试 图通过要素迀移与城市空间变化的关联分析研宄以发掘城市空间总体的变化规律，而鲜少 有研宄重视这一过程中城市要素自身个体的空间迀移属性，并对其加以判断分析；(2)在 研宄内容上，现有研宄关注热点为要素迀移与西方普遍存在的郊区化和绅士化等社会性现 象的关联，缺乏针对我国快速城市化背景下城市建成区快速扩张的针对性分析。（3)在研宄 方法上，现有研宄针对要素迀移的评价指标较为单一，而针对要素迀移与城市空间变化关 系的研宄则多为定性分析，缺乏综合整体的量化评估。
[0006] 因此，需要一种城市要素区位迀移与城市建成区扩张空间关联的测度方法以解决 上述问题。
【发明内容】
[0007] 本发明针对现有技术中城市要素区位迀移与城市建成区的关联分析的缺陷，提供 一种城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联测度方法。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明的城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联 测度方法所采用的技术方案如下：
[0009] -种城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联测度方法，包括以下步骤：
[0010] 1)、确定研宄时段的开始时间t。和结束时间tn，并将其划为n个等长时段，各时间 节点则为t。，tptftn;
[0011] 2)、通过下述方法获取各个时段内研宄城市建成区数据，包括以下步骤：
[0012] a、获取研宄城市在1到tn时间内各时间节点的卫星遥感影像数据；
[0013] b、运用地理信息系统获取研宄城市建成区的信息，计算时期城市建成区边 界周长L，并提取t。到t"时间内各时间节点的研宄城市各区域面积及研宄城市各区域的用 地几何中心坐标；
[0014] 3)、获取研宄城市要素的区位迀移数据，首先获取研宄城市要素在1。到〖"时间内 的所在区位坐标，然后计算区位变动频次m;
[0015] 4)、计算t。到t"时间内各时间节点的研宄城市用地重心坐标，公式为：
[0017] 其中，k为研宄城市区域的数量，（尤，)为&时间节点的研宄城市用地重心坐 标；（〗为&时间节点的研宄城市第d个区域的用地几何中心坐标；々为&时间 节点的研宄城市第d个区域的面积；
[0018] 5)、根据步骤4)的研宄城市用地重心坐标计算1到tn时间内各时间节点区位坐 标距同时期研宄城市用地重心坐标的距离a;
[0019] 6)根据下式计算研宄城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联度：
[0021] 其中，P表示研宄城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联度，m表示区位 变化频次，％表示在ti时间节点的研宄城市要素A所在区位距研宄城市用地重心的距离， A。和\分别表示研宄城市在开始时间t。和结束时间tn的城市建成区边界长度。
[0022] 更进一步的，步骤6)中当|P| < 1时，则研宄城市要素A的区位迀移与研宄城市 建成区扩张的空间关联程度为弱关联；当|P|彡1时，则研宄城市要素A的区位迀移与研宄 城市建成区扩张的空间关联的程度为强关联；当P多〇时，研宄城市要素A的区位迀移与研 宄城市建成区扩张的空间关联为正，区位迀移具有离心特征；当P< 〇时，研宄城市要素A 的区位迀移与研宄城市建成区扩张的空间关联为负，区位迀移具有向心特征。
[0023] 有益效果：本发明的城市要素区位迀移与城市建成区扩张空间关联的测度方法， 针对我国城市发展现状，将城市要素区位迀移与城市建成区扩张现象相关联；综合传统迀 移指标构建了空间关联模型，弥补了传统分析中缺乏空间关联视角和单一指标分析的不 足，可直接用于评价城市要素的空间迀移属性，反映区位迀移与城市建成区扩张的空间关 联。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明的城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联测度方法的流 程不意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0026] 实施例1
[0027] 请参阅图1所示，本发明的城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联测度 方法包括如下步骤：
[0028] 步 骤1:确定研宄时段起止时间1997到2007,并将其划为10个等长时段，即以一 年为时间间隔，各时间节点则为t。，tpt2*"t1(l;
[0029] 步骤2:获取各个时段内研宄城市建成区数据；
[0030] 步骤2. 1:获取南京在1997年到2007年内每年的卫星遥感影像数据；
[0031] 步骤2. 2 :运用GIS(即地理信息系统）获取南京建成区相关信息，计算1997年到 2007年南京城市建成区边界周长L，并提取每年南京以长江为分割的两个区域的面积和几 何中心坐标；
[0032] 步骤3:获取居民A的居住地的区位迀移数据；
[0033] 步骤3. 1 :获取居民A在1997年到2007年间每年居住地的区位坐标；
[0034] 步骤3. 2 :根据区位坐标变化计算区位变动频次m;
[0035] 步骤4:对相关参数进行数据处理
[0036] 步骤4. 1 :计算1997年到2007年间各年的城市用地重心坐标，公式为：
[0038] 其中，k为研宄城市区域的数量，对于南京而言，k= 2,分别为以长江为隔的两个 区域，（4 , & )为&时间节点的研宄城市用地重心坐标；< ，及<^为&时间节点的研 宄城市第d个区域的用地几何中心坐标；4,,/为&时间节点的研宄城市第d个区域的面积。
[0039] 步骤4. 2:计算居民A在1997年到2007年间每年居住地的区位坐标距同时期城 市用地重心坐标的距离a;
[0040] 步骤5:根据上述步骤获得的参数，综合居民A居住地的区位变动频次、区位距城 市用地重心的距离、城市建成区边界长度等变量，构建居民A居住地区位迀移与城市建成 区扩张的空间关联公式：
[0042]其中，P表示居民A居住地区位迀移与城市建成区扩张的空间关联度，m表示区位 变化频次，％表示在^时间节点的居民A居住地所在区位距研宄城市用地重心的距离，A。 和\分别表示研宄城市在开始时间t。和结束时间tn的城市建成区边界长度。
[0043] |P|<1时，居民A居住地区位迀移与城市建成区扩张的空间关联程度为弱关联；
[0044] |P|彡1时，居民A居住地区位迀移与城市建成区扩张的空间关联的程度为强关 联；
[0045] P彡0时，居民A居住地区位迀移与城市建成区扩张的空间关联为正，居民A居住 地区位迀移具有离心特征，
[0046] P < 0时，居民A居住地区位迀移与城市建成区扩张的空间关联为负，居民A居住 地区位迀移具有向心特征。
[0047] 计算得出1997年到2007年间南京市居民A的居住地迀移与城市建成区扩张的空 间关联度为1. 24,表明其居住地迀移与城市建成区扩张的空间关联较强，并具有离心特征。
[0048] 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联测度方法，其特征在于，包括 以下步骤： 1) 、确定研宄时段的开始时间t。和结束时间t n，并将其划为η个等长时段，各时间节点 则为 t。，h，tftn; 2) 、通过下述方法获取各个时段内研宄城市建成区的数据，包括以下步骤： a、 获取研宄城市在1。到tn时间内各时间节点的卫星遥感影像数据； b、 运用地理信息系统获取研宄城市建成区的信息，计算t。和^时期城市建成区边界周 长L，并提取1。到t n时间内各时间节点的研宄城市各区域面积及研宄城市各区域的用地几 何中心坐标； 3) 、获取研宄城市要素的区位迀移数据，首先获取研宄城市要素在1。到tn时间内的所 在区位坐标，然后计算区位变动频次m ; 4) 、计算t。到t "时间内各时间节点的研宄城市用地重心坐标，公式为：其中，k为研宄城市区域的数量，，&)为&时间节点的研宄城市用地重心坐标； (不,(/，为^寸间节点的研宄城市第d个区域的用地几何中心坐标；4,,，为h时间节 点的研宄城市第d个区域的面积； 5) 、根据步骤4)的研宄城市用地重心坐标计算t。到t "时间内各时间节点区位坐标距 同时期研宄城市用地重心坐标的距离a ; 6) 根据下式计算研宄城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联度：其中，P表示研宄城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联度，m表示区位变化 频次，％+1和a ,分别表示在11+1和t ,时间节点的研宄城市要素 A所在区位距研宄城市用地 重心的距离，A。和Α,/分别表示研宄城市在开始时间t。和结束时间t n的城市建成区边界长 度。2. 如权利要求1所述的城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联测度方法，其 特征在于，步骤6)中当|P| <1时，则研宄城市要素 A的区位迀移与研宄城市建成区扩张 的空间关联程度为弱关联；当|P|彡1时，则研宄城市要素 A的区位迀移与研宄城市建成区 扩张的空间关联的程度为强关联；当P多O时，研宄城市要素 A的区位迀移与研宄城市建成 区扩张的空间关联为正，区位迀移具有离心特征；当P < 〇时，研宄城市要素 A的区位迀移 与研宄城市建成区扩张的空间关联为负，区位迀移具有向心特征。
【专利摘要】本发明公开了一种城市要素区位迁移与城市建成区扩张的空间关联测度方法，针对我国城市发展现状，将城市要素区位迁移与城市建成区扩张现象相关联；综合传统迁移指标构建了空间关联模型，弥补了传统分析中缺乏空间关联视角和单一指标分析的不足，可直接用于评价城市要素的空间迁移属性，反映区位迁移与城市建成区扩张的空间关联。
【IPC分类】G06Q10/04, G06Q50/26
【公开号】CN104899649
【申请号】CN201510267790
【发明人】吴晓, 王慧, 刘西慧, 强欢欢, 顾萌
【申请人】东南大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月22日
【技术领域】
[0001] 本发明属于城市规划和地理学领域，涉及一种城市要素区位迀移与城市建成区扩 张的空间关联测度方法。
【背景技术】
[0002] 城市作为一个开放、复杂的巨系统，涵盖生活、生产、服务和交通等诸多功能，并在 地理空间上投影为各种具有相应功能的各个城市要素，如人口、住宅、企业、商业以及各项 公共设施等；各种城市要素的区位迀移也成为城市空间变化的基础，不断的重塑城市空间 和结构。因此，城市内部各种要素的空间联接和区位迀移同城市建成区变化的关联研宄可 看作是理解城市空间演化规律、剖析城市演化动力的关键问题之一。
[0003] 另一方面，城市内某一特定要素的区位迀移与城市空间变化的关联特征一一例如 城市某类特定人口的居住地（住宅、宿舍等）迀移、就业地（企业、商业等）迀移或消费地 (商业、公共设施等）迀移与城市建成区变化是否存在空间关联、存在何种空间关联一一， 亦可以视作对这一城市要素空间迀移属性的判断和甄别，这可以极大的加深我们对这一城 市要素的空间变迀特征的理解，对进一步透析其迀移过程和规律具有重要意义。
[0004] 目前，国内外对城市要素区位迀移与城市空间变化的关联研宄可分为宏观和微观 两个层面。宏观层面多为地理学视角下城市要素的分布演化研宄，主要运用官方统计数据， 通过分析不同时期城市人口的居住地（住宅、宿舍）/就业地（企业、商业等）/消费地（商 业、公共设施等）等的变化加以展开，相关研宄方法较为成熟，成果较为丰硕；而微观层面 则侧重于从个人和家庭层面，在研宄内容上主要围绕居民的居住地（住宅、宿舍等）这一要 素而展开，分析居民的居住地迀移对城市郊区化、绅士化等的影响，在研宄方法上也多采用 单一的迀移频次、迀移距离等指标对迀移属性进行测度。
[0005] 但总体看来，上述研宄成果依然存在如下不足：（1)在研宄视角上：现有研宄多试 图通过要素迀移与城市空间变化的关联分析研宄以发掘城市空间总体的变化规律，而鲜少 有研宄重视这一过程中城市要素自身个体的空间迀移属性，并对其加以判断分析；(2)在 研宄内容上，现有研宄关注热点为要素迀移与西方普遍存在的郊区化和绅士化等社会性现 象的关联，缺乏针对我国快速城市化背景下城市建成区快速扩张的针对性分析。（3)在研宄 方法上，现有研宄针对要素迀移的评价指标较为单一，而针对要素迀移与城市空间变化关 系的研宄则多为定性分析，缺乏综合整体的量化评估。
[0006] 因此，需要一种城市要素区位迀移与城市建成区扩张空间关联的测度方法以解决 上述问题。
【发明内容】
[0007] 本发明针对现有技术中城市要素区位迀移与城市建成区的关联分析的缺陷，提供 一种城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联测度方法。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明的城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联 测度方法所采用的技术方案如下：
[0009] -种城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联测度方法，包括以下步骤：
[0010] 1)、确定研宄时段的开始时间t。和结束时间tn，并将其划为n个等长时段，各时间 节点则为t。，tptftn;
[0011] 2)、通过下述方法获取各个时段内研宄城市建成区数据，包括以下步骤：
[0012] a、获取研宄城市在1到tn时间内各时间节点的卫星遥感影像数据；
[0013] b、运用地理信息系统获取研宄城市建成区的信息，计算时期城市建成区边 界周长L，并提取t。到t"时间内各时间节点的研宄城市各区域面积及研宄城市各区域的用 地几何中心坐标；
[0014] 3)、获取研宄城市要素的区位迀移数据，首先获取研宄城市要素在1。到〖"时间内 的所在区位坐标，然后计算区位变动频次m;
[0015] 4)、计算t。到t"时间内各时间节点的研宄城市用地重心坐标，公式为：
[0017] 其中，k为研宄城市区域的数量，（尤，)为&时间节点的研宄城市用地重心坐 标；（〗为&时间节点的研宄城市第d个区域的用地几何中心坐标；々为&时间 节点的研宄城市第d个区域的面积；
[0018] 5)、根据步骤4)的研宄城市用地重心坐标计算1到tn时间内各时间节点区位坐 标距同时期研宄城市用地重心坐标的距离a;
[0019] 6)根据下式计算研宄城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联度：
[0021] 其中，P表示研宄城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联度，m表示区位 变化频次，％表示在ti时间节点的研宄城市要素A所在区位距研宄城市用地重心的距离， A。和\分别表示研宄城市在开始时间t。和结束时间tn的城市建成区边界长度。
[0022] 更进一步的，步骤6)中当|P| < 1时，则研宄城市要素A的区位迀移与研宄城市 建成区扩张的空间关联程度为弱关联；当|P|彡1时，则研宄城市要素A的区位迀移与研宄 城市建成区扩张的空间关联的程度为强关联；当P多〇时，研宄城市要素A的区位迀移与研 宄城市建成区扩张的空间关联为正，区位迀移具有离心特征；当P< 〇时，研宄城市要素A 的区位迀移与研宄城市建成区扩张的空间关联为负，区位迀移具有向心特征。
[0023] 有益效果：本发明的城市要素区位迀移与城市建成区扩张空间关联的测度方法， 针对我国城市发展现状，将城市要素区位迀移与城市建成区扩张现象相关联；综合传统迀 移指标构建了空间关联模型，弥补了传统分析中缺乏空间关联视角和单一指标分析的不 足，可直接用于评价城市要素的空间迀移属性，反映区位迀移与城市建成区扩张的空间关 联。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明的城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联测度方法的流 程不意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0026] 实施例1
[0027] 请参阅图1所示，本发明的城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联测度 方法包括如下步骤：
[0028] 步 骤1:确定研宄时段起止时间1997到2007,并将其划为10个等长时段，即以一 年为时间间隔，各时间节点则为t。，tpt2*"t1(l;
[0029] 步骤2:获取各个时段内研宄城市建成区数据；
[0030] 步骤2. 1:获取南京在1997年到2007年内每年的卫星遥感影像数据；
[0031] 步骤2. 2 :运用GIS(即地理信息系统）获取南京建成区相关信息，计算1997年到 2007年南京城市建成区边界周长L，并提取每年南京以长江为分割的两个区域的面积和几 何中心坐标；
[0032] 步骤3:获取居民A的居住地的区位迀移数据；
[0033] 步骤3. 1 :获取居民A在1997年到2007年间每年居住地的区位坐标；
[0034] 步骤3. 2 :根据区位坐标变化计算区位变动频次m;
[0035] 步骤4:对相关参数进行数据处理
[0036] 步骤4. 1 :计算1997年到2007年间各年的城市用地重心坐标，公式为：
[0038] 其中，k为研宄城市区域的数量，对于南京而言，k= 2,分别为以长江为隔的两个 区域，（4 , & )为&时间节点的研宄城市用地重心坐标；< ，及<^为&时间节点的研 宄城市第d个区域的用地几何中心坐标；4,,/为&时间节点的研宄城市第d个区域的面积。
[0039] 步骤4. 2:计算居民A在1997年到2007年间每年居住地的区位坐标距同时期城 市用地重心坐标的距离a;
[0040] 步骤5:根据上述步骤获得的参数，综合居民A居住地的区位变动频次、区位距城 市用地重心的距离、城市建成区边界长度等变量，构建居民A居住地区位迀移与城市建成 区扩张的空间关联公式：
[0042]其中，P表示居民A居住地区位迀移与城市建成区扩张的空间关联度，m表示区位 变化频次，％表示在^时间节点的居民A居住地所在区位距研宄城市用地重心的距离，A。 和\分别表示研宄城市在开始时间t。和结束时间tn的城市建成区边界长度。
[0043] |P|<1时，居民A居住地区位迀移与城市建成区扩张的空间关联程度为弱关联；
[0044] |P|彡1时，居民A居住地区位迀移与城市建成区扩张的空间关联的程度为强关 联；
[0045] P彡0时，居民A居住地区位迀移与城市建成区扩张的空间关联为正，居民A居住 地区位迀移具有离心特征，
[0046] P < 0时，居民A居住地区位迀移与城市建成区扩张的空间关联为负，居民A居住 地区位迀移具有向心特征。
[0047] 计算得出1997年到2007年间南京市居民A的居住地迀移与城市建成区扩张的空 间关联度为1. 24,表明其居住地迀移与城市建成区扩张的空间关联较强，并具有离心特征。
[0048] 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联测度方法，其特征在于，包括 以下步骤： 1) 、确定研宄时段的开始时间t。和结束时间t n，并将其划为η个等长时段，各时间节点 则为 t。，h，tftn; 2) 、通过下述方法获取各个时段内研宄城市建成区的数据，包括以下步骤： a、 获取研宄城市在1。到tn时间内各时间节点的卫星遥感影像数据； b、 运用地理信息系统获取研宄城市建成区的信息，计算t。和^时期城市建成区边界周 长L，并提取1。到t n时间内各时间节点的研宄城市各区域面积及研宄城市各区域的用地几 何中心坐标； 3) 、获取研宄城市要素的区位迀移数据，首先获取研宄城市要素在1。到tn时间内的所 在区位坐标，然后计算区位变动频次m ; 4) 、计算t。到t "时间内各时间节点的研宄城市用地重心坐标，公式为：其中，k为研宄城市区域的数量，，&)为&时间节点的研宄城市用地重心坐标； (不,(/，为^寸间节点的研宄城市第d个区域的用地几何中心坐标；4,,，为h时间节 点的研宄城市第d个区域的面积； 5) 、根据步骤4)的研宄城市用地重心坐标计算t。到t "时间内各时间节点区位坐标距 同时期研宄城市用地重心坐标的距离a ; 6) 根据下式计算研宄城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联度：其中，P表示研宄城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联度，m表示区位变化 频次，％+1和a ,分别表示在11+1和t ,时间节点的研宄城市要素 A所在区位距研宄城市用地 重心的距离，A。和Α,/分别表示研宄城市在开始时间t。和结束时间t n的城市建成区边界长 度。2. 如权利要求1所述的城市要素区位迀移与城市建成区扩张的空间关联测度方法，其 特征在于，步骤6)中当|P| <1时，则研宄城市要素 A的区位迀移与研宄城市建成区扩张 的空间关联程度为弱关联；当|P|彡1时，则研宄城市要素 A的区位迀移与研宄城市建成区 扩张的空间关联的程度为强关联；当P多O时，研宄城市要素 A的区位迀移与研宄城市建成 区扩张的空间关联为正，区位迀移具有离心特征；当P < 〇时，研宄城市要素 A的区位迀移 与研宄城市建成区扩张的空间关联为负，区位迀移具有向心特征。
【专利摘要】本发明公开了一种城市要素区位迁移与城市建成区扩张的空间关联测度方法，针对我国城市发展现状，将城市要素区位迁移与城市建成区扩张现象相关联；综合传统迁移指标构建了空间关联模型，弥补了传统分析中缺乏空间关联视角和单一指标分析的不足，可直接用于评价城市要素的空间迁移属性，反映区位迁移与城市建成区扩张的空间关联。
【IPC分类】G06Q10/04, G06Q50/26
【公开号】CN104899649
【申请号】CN201510267790
【发明人】吴晓, 王慧, 刘西慧, 强欢欢, 顾萌
【申请人】东南大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月22日
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