基于渗透理论的城市群空间关系演变研究

The identification and evolution mechanism of urban agglomeration has always been the focus of researches in urban geography. Urban agglomeration is one of the core driving forces for China's New-Type Urbanization. China's urbanization is gradually turning into “flat” pattern, where the regional development is not well coordinated among cities and towns, but work each for their own growth. In the past, due to the limitations of technical means and the obstacles of obtaining sufficient data, there was lack of a scientific cognition in urban agglomeration. Thus, we need to re-examine the spatial percolation pattern of urban agglomeration’s development elements and factors. Therefore, this study through percolation theory, from a fine-scale measurement, taking advantage of big data supplemented by geospatial data and statistical data, using analytical tools, i.e. ArcGIS, Python, and R Language to conduct spatial analysis (spatial percolation, hierarchical urban system, and network structure) and visualization, to 1) define and identify China’s urban agglomeration boundary and scope; 2) classify urban agglomeration mode and type; 3) reveal the spatiotemporal law of urban agglomeration’s occurrence, development and evolution; 4) summarize the percolation process and modeling algorithm under the influence of multi-factor synthesis and external impact condition; 5) reveal the influence of government action on urban agglomeration development through the comparison and simulation analysis of urban agglomeration between administrative demarcation and natural growth. This study is of great significance to the development of urban geography discipline and to the China’s national strategy for urban agglomeration development, in terms of perspectives, methods, data and theoretical innovations.

城市群的识别与演化机制是城市地理学研究的热点和难点。在全球化和区域一体化背景下，多要素在空间上的自由渗透，导致我国城市化呈扁平化、各自扩张的趋势，区域发展不协调。以往研究对城市群空间演变与人地系统中各要素之间的关系认知不足，有待深入研究。本研究基于渗透理论，从微观视角，利用时空大数据并辅以地理空间数据和统计数据，通过ArcGIS、Python、R语言进行空间计量分析与可视化，从水平空间渗透、垂直层级体系、复杂网络关系三个维度，界定和识别中国城市群边界与范围，划分城市群类型，揭示城市群发生、发展和时空演变规律；探究多要素综合与外部条件影响下的空间渗透过程，探讨渗透理论模型原理；对比并借鉴美国城市群发展经验，探究中国城市群发展的阶段性特征；通过对行政划定与自然生长的城市群差异对比与模拟分析，揭示政府行为对城市群发展的影响，对推动城市地理学研究和城市群发展战略具有重要的理论与实践意义。

城市群的识别与演化机制一直以来是城市地理学研究的热点和难点。在全球化和区域一体化背景下，多要素在空间上的自由渗透，导致我国城市化呈扁平化、各自扩张的趋势，区域发展不协调。以往研究对城市群空间演变与人地系统中各要素之间的关系认知不足，有待深入研究。本研究对推动城市地理学研究和城市群发展战略具有重要的理论与实践意义。本项目在执行周期内，项目主持人及课题团队认真开展研究工作，总体上按照年度计划顺利完成本项目的研究工作内容，并且较好的控制了项目进展要求。按照课题原计划，基本达到了预期研究目标，并超额完成了研究成果任务。项目主持人与团队在本项目执行期内先后将一部分成果形成文字并以文章的形式发表在国内外期刊，其中一部分如成果部分所示。参考国内外最新研究，立足于我国城市化发展的问题和需求，重点以广东省内城乡建设和规划为切入点，详细的开展了一系列相关工作内容，为本课题成果发表和开展深入城市群、都市圈的研究做了坚实的基础。本项目是在区域一体化背景下，利用时空大数据并辅以地理空间数据和统计数据，针对我国区域发展不协调的问题，通过对城市群空间内人地系统中各要素关系的研究，贡献于城市地理学理论研究和城市群发展战略实践。项目执行期内，依托中山大学中国区域协调发展与乡村建设研究院，重点围绕区域城乡空间系统、区域城乡融合发展等课题研究。 运用创新方法、新数据，对区域城乡新问题开展创新研究，对空间关系、规划与政策等内容展开了定量和空间分析。在新型城镇化背景下，随着新技术、新方法的发展，对我国区域城乡发展的空间特征进行了定量分析、提出规划应对建议并形成了一定的研究成果。重点围绕区域空间组织与优化研究，取得了一定阶段性的研究成果，并储备了较为丰富的理论基础、数据方法、实践经验等。展望“十四五”时期区域城乡发展前景，本研究将有助于未来区域协调发展，对发达地区以全域城市化为中心实现区域协调发展给出策略建议和规划导则，对欠发达地区以城乡融合为中心实现区域发展给出政策指引和适用性关键技术。除已发表研究成果外，在本项目执行期内，主持人及团队在整理基础研究成果和加深分析的基础之上，将完成本项目总结性成果的发表工作。以此也将作为新一项国家自然科学基金面上项目的基础和延续。