基于GIS的交通经济带空间边界界定方法研究——以沪宁杭高速公路经济带为例，本文主要内容关键词为：经济论文,为例论文,边界论文,高速公路论文,沪宁论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：F127 文献标识码：A
1 交通经济带的基本模式
1.1 交通经济带的基本概念
经济带指的是经济活动沿线状基础设施展开并集聚分布的一种经济现象。经济带内资源富集，交通便捷，产业集中，城市密集，人口稠密，无论何种尺度的经济带都是特定区域经济发展的“驱动轴”。作为一种特殊的经济空间组织形式，以交通运输为主体的线状基础设施在经济带的形成和发展中起着尤为突出的作用。
我国对于交通经济带的研究始于80年代，由于研究问题的立足点和角度不同，在对概念内涵和外延的理解和认识上差异很大。韩增林等(2000)认为，交通经济带是以综合运输通道为发展主轴，以轴上或其紧密吸引域内的大中城镇为依托，建立在沿线经济部门技术联系和生产协作基础上的，由产业、人口、资源、信息、城镇、客货流等集聚而成的幅带状空间地域综合体。交通干线、以二、三产业为主的产业体系、城镇群是交通经济带的3个基本要素，其中，交通干线是交通经济带形成发育的前提条件；大中城市及城镇群是交通经济带的依托和增长极；产业集聚、扩散及产业结构的演变、升级是交通经济带发展的动力。
1.2 交通经济带的空间结构
经济区域的空间结构是指在一定地域范围内经济要素的相对区位关系和分布形式，它是在长期经济发展过程中人类经济活动和区位选择累积的结果。区域空间结构理论旨在研究构成空间结构诸要素的空间组合、关联和演变规律[3]。综合传统的增长极理论，点轴理论和梯度推移理论，交通经济带的经济增长极就是沿交通基础设施的各个中心城市，扩散轴线即交通基础设施。某一地区的经济由增长极的创新活动激发，通过各种形式的交通轴线向周边地区扩散，由于距离的递增，扩散效应逐级减弱，经济增长极对周边地区的影响强度也逐渐减弱，扩散的结果使区域经济、技术水平和创新能力在空间上呈现出规律性的差异，根据距离增长极和扩散轴线的远近，不同地区呈现出不同的经济发展特点和水平。由此产生了交通经济带模糊的、呈幅带状的动态边界。
1.3 交通经济带的基本类型
按照交通基础设施的类型不同，可将交通经济带分为沿海型交通经济带、沿江（河）型交通经济带、沿路型交通经济带和综合运输通道型交通经济带四种（韩增林，2000）。其中沿路型交通经济带以铁路、公路主干线为经济带的生长轴线，以大中型陆路枢纽为经济带内主要的生长点，通过快速、高效的铁路、公路运输实现经济带内部和外部经济系统的广泛联系，通过相连的支线线路取得与邻近地区的网络化联系。本文主要讨论的沪宁杭高速公路经济带就属于沿路型交通经济带。
2 高速公路经济带的特点及其边界界定原则
2.1 高速公路经济带的一般特点
高速公路与一般公路相比，具有行车速度快，通过能力大、交通事故少，运行成本低，乘车舒适等特点。高速公路的建设和使用不仅能有效地改善当地的交通状况，为人们的生活和经济活动提供方便，而且也促进了沿线地区社会经济的发展。在高速公路两端和沿线出入口附近形成一种区位优势，吸引资金、技术、劳动力等生产要素向这些点位聚集，逐渐发展为经济增长点。在空间上表现为以这些点为中心，向外进行社会经济活动的梯度扩散，这种扩散同时沿高速公路纵向和沿高速公路连接线横向发展。高速公路对于沿线地区经济和社会的影响主要表现在以下几个方面[9]：①沿线产值明显增长，沿线地区产业结构逐渐优化，劳动力由农村向城镇、由农业向工业、由第一产业向第二三产业转移；②外向型经济崛起：高速公路进一步沟通了沿线与大城市、交通枢纽、工业中心的联系，改善投资环境，增强了外商投资的吸引力；③高速公路的投入使用，进一步加强了沿线中心城市的区位优势，同时也有助于两端和沿线出入口附近中小城市的发展，形成完整综合的城市体系；④沿线土地增值：高速公路建成后，大大改善了当地的交通环境和投资环境，土地大幅度增值。这些变化表明一条以高速公路为轴线的带状经济区域正在形成。
高速公路经济带主要有以下几个特点：1.区域内各种生产企业、消费单位和市场相互联系，并日益加强和完善这种经济关系。2.经济区内各个组成部分具有比较接近的自然和社会经济条件。具体表现为区内各地在经济技术发展水平、社会劳动生产率、资源开发现状与潜力、运输条件、社会体制、文化特征，以及发展目标、发展方向、战略重点和任务等方面基本相似或一致。3.由一个或多个高等级的中心城市起核心作用，与数个较低等级的城市及其腹地共同构成经济带完整的城镇体系。4.由于高速公路交通运输自身的特点，决定了高速公路交通经济带的范围相对于铁路经济带要小，包括的中心城市和腹地比较有限。
高速公路经济带这些特点是划分经济带空间边界的依据，空间边界的划定要使边界内的区域符合上述特点。
2.2 高速公路经济带空间边界界定原则
经济区域的空间边界划分是区域经济学和经济地理学研究的核心问题之一，主要方法有聚类分析法、经济中心分析法、地域分工分析法等。这些方法都是通过区域属性的分析，结合行政边界等因素，最后得到区域划分结论。但这些方法对区域的地理空间信息分析较少，分析过程不够直观。而交通经济带在本质上是一个自然与经济结合的地理区域，是一个空间对象，因而在划分时应综合考虑空间信息和区域对应的属性信息。合理确定高速公路经济带的空间边界，也就是合理分析高速公路及沿线城市的影响范围，有利于明确经济带内城市间空间相互作用的状况，对于研究高速公路的合理选址，发挥城市的纽带作用，合理地组织以城市为中心为核心以高速公路为轴带的经济区和经济网络，促进区域经济的发展有重要的意义。笔者以沪宁杭高速公路经济带为研究对象，引用了下面5条边界界定原则[7]。
(1)充分考虑交通经济带内经济、社会条件的相似性；
(2)充分考虑经济带与周边地区经济、社会条件的差异性；
(3)地区生产专业化与综合发展相结合，建立合理的产业结构；
(4)中心城市与经济腹地相结合，具有比较完整的城市体系；
(5)交通经济带边界的界定要适当考虑行政区域界限。
3 沪宁杭高速公路经济带的空间边界界定依据与GIS建库
3.1 沪宁杭高速公路经济带概况
沪宁杭高速公路贯穿长江三角洲的核心地区，这里的长江三角洲超越了地貌学范畴，是一个从经济区划和行政区划角度定义的经济区概念，包括上海市、江苏省的苏南和苏中地区、浙江省的浙北地区在内的15个地级以上城市，其中上海，苏州，无锡，常州，镇江，南京，嘉兴，杭州和宁波等9个地级以上城市都位于沪宁杭高速公路沿线。沪宁杭高速公路经济带与长江三角洲经济区的发展息息相关，长江三角洲经济区是其依存的区域背景，所以本文不拘于沪宁杭高速公路沿线的9个城市，而是以长江三角洲为大的地理和经济背景，分析15个地级以上城市及所辖各县级市的发展现状，希望对沪宁杭高速公路经济带的空间边界进行比较合理的分析。
3.2 划分空间边界时的指标依据
本文以县级市为统计单位选取能够反映沪宁杭高速公路沿线各城市经济和社会发展水平的指标作为分析的标准和依据，这些指标主要包括：
(1)GDP，人均GDP：反映城市经济总量，经济发展水平。
(2)产业结构：一、二、三次产业产值比例。
(3)城市非农人口比重：反映城市的城市化水平，确定城市等级规模和经济区的中心城市。
(4)城市年客、货运总量：反映高速公路对城市人流，物流的影响和贡献，反映城市的相互协作关系。
(5)城市建成区面积：反映城市建设和发展状况。
3.3 基础数据的收集与数据库建设
由于高速公路经济带是社会、经济现象在空间上的反映，所以基础数据主要包括空间数据和统计数据两大类：
3.3.1 空间数据
(1)城镇分布图，主要包括交通轴沿线经过的主要地、县级城市。
(2)行政边界图，主要包括交通轴沿线经过的主要地、县级城市的行政边界。
(3)交通图，包括公路、铁路、水运、空运等。
3.3.2 统计数据
(1)人口资料，主要包括人口总量，人口结构。
(2)城市发展资料，主要包括城市经济总量，产业结构，城市用地发展，城市基础设施建设。
(3)交通资料，主要包括客、货运总量和流向。
在MapInfo环境下，我们建立了沪宁杭地区城市点状图层、主要地、县级区域多边形图层、交通线状图层，并将统计数据对应录入地、县级区域多边形图层的属性数据库中，并自动与地、县级区域空间数据相关联，为实现各个专题图的制作做准备。
4 沪宁杭高速公路经济带空间边界划定的GIS分析方法
4.1 主要经济指标的专题地图设计与分析
MapInfo提供了一整套统计地图的设计与制作功能。根据上述分析，我们选择了产业结构、人均GDP、非农业人口比重、建成区面积和客、货运总量等5项综合指标进行专题制图，并进而分析各个城市和地区的经济发展差异。
(1)产业结构专题地图。该区域城市的产业结构中第二、三产业占绝对的比重，其中上海、南京、杭州三个特大城市第三产业比例已经超过50%。
(2)区域经济状况专题地图（图1）。根据区域经济的综合实力，用从深到浅的颜色表示2000年沪宁杭高速公路沿线城市人均GDP由高到低的变化。可以看出经济高地与沪宁高速公路的走向是基本符合的，沿沪宁杭高速公路向两侧距离越远，经济越不发达；但在交通轴线上，有几个低谷区，分别是南京和丹阳的中间地段，嘉兴地区，另外太湖以西以南地区要比太湖的东部和北部发展较为落后。
图1 2000年沪宁杭高速公路沿线城市人均GDP
(3)城市化发展水平专题图。用非农业人口占总人口的比重来度量城市化发展水平，专题图中用颜色的深浅过渡来表示城市化水平从高到低的变化。可以得出上海以北地区城市化水平较高，以南地区明显偏低，而且绍兴和余姚地区也成为更明显的低谷区。
(4)城市建设发展专题图。本专题图用各个城市市区的建成区面积表示城市发展建设的情况，由于数据的局限，只能统计到地级以上城市的建成区面积，对于县级城市不做统计。这15个城市的建成区面积差距明显，从上海的
到泰州的
，说明虽然同处在经济发达的长江三角洲地区，城市的建设差距还是比较大的，结合通过后面进一步的分析可以确定区域的经济中心。
(5)人流、物流专题图。用各个城市的年客、货运总量来表示城市的对外联系，相互协作关系，也可以反映沪宁杭高速公路对沿线地区在人流、物流方面的影响。可以看出南京，苏州，上海，杭州和宁波是明显的客、货运节点。
4.2 中心城市和城市体系结构的确定
对于经济带边界的划分首先要选择恰当的经济中心，从经济区的内涵来看，全区的经济活动将依据区内的城市体系网络集中至经济中心来组织进行，从而完成对区外的输出或由区外向内的输入，于是一个相对独立、体系完整平衡的经济体中的城市体系将符合美国地理学者杰夫(G.Zipf)提出的“位序规模定律”(Rank-size rule)。反之，在规模适当的地域范围内，凡存在非顺序规模而为首位分布的城市（或城市群），便可判定：该城市或城市群在更高一级的综合经济区中，起着经济中心而组织全区域经济活动的作用[8]。
对沪宁杭高速公路沿线9个地级以上城市的城市人口进行分析（表1），以
为衡量公式（按人口规模从大到小排序：
为第人口规模第r位城市的人口数量，
为第一位城市的人口数量），它们不符合顺序规模定律，而是呈首位分布，首位城市上海是第二位城市杭州人口规模的2.13倍，即首位度为2.13，所以上海是本区域内的经济中心城市。结合上面的各项专题图，上海在经济，城市发展方面都是本区域的发展高地。同时也可以看出南京，苏州，杭州和宁波是这条高速公路发展轴上的第二级经济中心。
表1 2000年沪宁杭高速公路沿线城市人口规模
城市
人口（万）
上海市
1321.63
杭州市
621
苏州市
578
南京市
545
宁波市
541
无锡市
435
常州市
341
嘉兴市
331
镇江市
267
4.3 沪宁杭高速公路经济带空间边界的划分
通过对上述几个专题图的分析可以发现，沪宁杭高速公路沿线的经济、社会发展有一定的相似性，沿沪宁杭高速公路两侧，随着距离的增加，经济强度也逐渐减弱。在各个专题图上都根据指标的强度变化生成核心区，腹地和影响过渡区，再通过专题图的叠加、调整产生沪宁杭高速公路经济带的空间边界，将整个沪宁杭高速公路经济带由交通轴向外扩展分为三个层次：
(1)经济核心带（如图2中阴影区所示），该区域产业集中，与中心城市联系密切，受交通轴影响重大；
图2 沪宁杭高速公路经济带核心区
(2)经济腹地，是经济核心区向外扩展的影响范围（如图3中的外层阴影范围），由于地形等其他因素的影响，核心区向外的扩散是不平衡的。
图3 沪宁杭高速公路经济带腹地范围
(3)经济影响区过渡带，该地区受交通轴的影响最小，与其他经济区过渡。这个区域包括整个长江三角洲地区。
5 结语
本文在研究方法上以县级市为基本研究单元，综合产业、人口、城市和运输等多项指标，使之能够客观的反映研究区域内产业、城市发展的特点。在宏观尺度上将交通经济带作为一个完整的地理区域，应该有明确的地理边界，应用GIS方法从不同的角度直观地将经济特征与地理空间相结合，使由此划分的交通经济带边界较为科学。
从分析的结果可以发现，高速公路经济带的空间边界不是平滑的，不是沿交通轴线的一个简单的缓冲区范围，在经济带内，有一些经济低谷地区产生的断裂，也有在外的飞地。这些现象的产生受地形、历史沿革、其它交通设施等多因素的影响，本文没有在这方面做具体的阐述。
需要特别提出的是，杭宁高速公路的建成和通车实现了浙北地区与浙东南沿海和苏南经济富庶地带，乃至整个长江三角洲经济区高速通道的连接，长江三角洲形成了以上海、南京、杭州为节点，嘉兴、苏州、无锡、湖州为次节点的高速公路网，沪宁杭地区将迅速形成一个高速公路的“金三角”。高速公路在长江三角洲地区社会、经济发展中的贡献将更为突出。
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