“点—轴系统”的空间分析方法研究——以长江三角洲为例，本文主要内容关键词为：长江论文,为例论文,方法论文,系统论文,空间论文，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。
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
2.4 最小种子算法
2.4.1 算法目标 假设区域内有若干个节点，该算法用来计算区域内所有点以最短时间到达任意一个节点所花费的时间和所经过的路径。
2.4.2 算法主要思想 将区域划分成格网，落在区域外的网格设为无效网格，落在阻隔区域(如河流、水库、高山等无法通行的区域视为阻隔区域)内的网格设为阻隔网格，其他网格设置为正常网格。为区域内的各级交通线设定速度，并为没有交通线经过的区域设定一个默认速度，这样，不同等级的交通线所经过的网格被赋予了相应的速度，如果有多条交通线同时经过一个网格，那么这个网格中就被赋予了多个速度，无交通线经过的网格赋予默认速度。以所有要到达目标点的网格作为待处理网格，取其一作为种子网格，计算它到上、下、左、右、左上、右上、右下、左下8个方向的相邻正常网格的花费时间，若计算值比原有值大，则忽略此相邻网格，否则更新该相邻网格的花费时间并把该网格按照花费时间由小到大的顺序插入队列中，然后取队列中的第一个也即花费时间最小的网格作为新的种子网格，继续处理其8个方向的相邻网格，重复此过程直至待处理网格队列为空[21-22]。
2.4.3 相邻网格花费时间的计算 如果已知种子网格的花费时间，便可容易地计算出经过种子网格到达与其相邻的网格的花费时间。图1中网格0为种子网格，网格1-8为其相邻网格。
网格2、6花费时间的计算公式为：
图1 种子网格的相邻网格的计算
Fig.1 Calculation between seed cells and their neighbor cells
图2 某网格到目标点网格的路径
Fig 2 The trade to target cells
2.4.5 网格到达目标点的路径 以目标点网格作为起点开始计算，为了得到每个网格到达目标点的路径则必须从该网格逆向寻找到达目标点的路径。图2中网格0是目标点，在计算网格3的花费时间时，是按照0→1→2→3的顺序计算的；而寻找网格3到达目标点的路径时，是按照3→2→1→0的顺序寻找的。路径中后一个网格是前一个网格的前序网格，如图2中网格0、1、2分别是网格1、2、3的前序网格[22]。
2.5 系统开发
采用GIS控件MapX与面向对象可视化编程语言Delphi集成二次开发模式开发“点—轴”空间结构分析信息系统(“Pole-Axis” SAIS)，根据数据流向分为3大块：①利用MapX控件调用电子地图数据，并利用MapX控件实现对地图数据的显示、查询和分析功能；②利用Delphi的ADO控件访问属性数据库，实现空间数据和属性数据的关联；③利用面向数据流的压缩与解压控件KAZip，实现对系统中的分值文件、可达时间文件的压缩存取。空间扩散模块和空间可达性分析模块是整个系统的核心。空间扩散模块的主要功能是根据不同的扩散设置以及扩散布局表中的图层设置，采用沿道路的种子扩散算法进行分值扩散，生成分值文件。空间可达性分析模块主要采用最小种子算法进行加权平均旅行时间的计算，生成可达时间文件。围绕着扩散所得分值和可达性计算所得时间，可以生成图像、等值线、直方图、累加图等，也可以进行扩散分值的叠加。扩散分值文件、可达时间文件和图像文件大小由区域的范围以及网格划分的大小决定，为了有效地节约硬盘空间，扩散分值文件、可达时间文件和图像文件均采用KAZip控件进行压缩。
3 “点—轴系统”形成过程模式的空间分析
3.1 “点—轴”空间结构系统的形成过程模式
陆大道先生将“点—轴”空间结构系统的发展过程分为4个阶段：第一阶段是形成前的均衡期，第二阶段是系统的“点—轴”初始元出现，第三阶段是主要的“点—轴”系统框架形成，第四阶段发展趋于成熟，“点—轴”空间结构系统形成[4]。本文为了比较“点—轴渐进式”扩散与扩展扩散的区别，将第二阶段“点—轴”初始元的形成分为“点”的形成和“轴”的形成两个阶段(图3)。
3.2 “点—轴”空间结构系统形成过程的计算机模拟
在生产力水平低下的阶段，生产力是均匀分布的；到工业化初期阶段，首先在A、B两点出现了城镇(图3a)；适应社会经济联系的需要，在A、B之间建设了交通线(图3b)；在沿线有一些经济设施建立，同时，在C、D、E、F、G、H、I、J等点开始出现新的集聚，交通线得到相应延伸(图3c)；这种模式进一步发展，A-H-B-C沿线成为发展条件好的轴线，A、B点形成更大程度的集聚，C、D、E、F、G、H、I、J、M、N成为新的集聚中心，通过A、B、H三点还各出现一个另一方向的第二级轴线以及通过C、D、F、G、I、J等点形成第三级发展轴线(图3d)。如此发展下去，形成了由不同等级的节点和不同等级的轴线构成的“点—轴”空间结构系统[4]。
为了模拟这一过程，本文构建了一个长度为138km，宽度为59km的矩形区域(图3)，并为不同阶段的节点和路网分别设定了分值和速度(表1)，由于这是一个模拟的区域，数据仅仅是根据上述分析定性给出的。将矩形区域划分为814200个边长为100m的正方形网格，采用指数扩散方式对不同阶段不同等级的节点按照不同等级的轴线进行“点—轴渐进式扩散”，为了使不同时期的扩散分值能够进行比较，扩散时的最大时间统一采用阶段a扩散时的最大时间18602秒，生成分值扩散图(图4)。对区域中任意一个网格在不同阶段沿着不同等级轴线的加权平均旅行时间进行了计算，生成了可达性扩散图(图5)。
图3 “点—轴”空间结构系统的形成过程模式
Fig.3 Formation of the "Pole-Axis" spatial structure system
3.3 “点—轴”系统形成过程模式的空间分析
3.3.1 扩散分值 随着城镇节点和道路轴线的增加，从阶段a到阶段d，区域的扩散分值逐渐增大，整个区域的平均扩散分值分别为12.37、14.17、32.83和48.31，30分以上扩散分值所占区域的面积比例分别为8.58％、10.41％、52.76％和83.29％。从阶段a到阶段b，一条交通轴线的出现使区域开发进入了增长时期；从阶段b到阶段c，主要的“点—轴系统”框架形成，“点—轴渐进式”扩散的结果是社会经济有了极大的增长，空间结构有了很大的变化；从阶段c到阶段d，随着节点和交通轴线的继续增加，区域逐步发展，扩散分值继续增长，增长的速度逐渐变慢，区域差异逐渐减小，区域发展逐步走向均衡。
图4 “点—轴”渐进式扩散过程的计算机模拟
Fig.4 Computer simulation of "Pole-Axis" spatial structure system formation
图5 “点—轴”空间结构系统可达性演化过程的计算机模拟
Fig.5 Computer simulation of "Pole-Axis" spatial structure system accessibility evolution
3.3.2 扩散的空间格局 空间扩散的范围和强度随距离的增加和时间的延续而减小，是空间扩散现象的基本特征和规律。阶段a，只有两个城镇节点，扩散分值呈现出以A、B两个节点为扩散源的同心圆状扩散，扩散分值由节点向外逐渐递减，直至为零(图4a)。这是一种典型的扩展扩散，围绕扩散源向周围扩散，在空间上具有连续性，近邻效应明显。阶段b，在A、B之间建设了交通线，地处交通线的地区对信息有较强的“吸引作用”，而且还因为地区间物质、信息交流的便捷，使得它们之间有着速度较快、范围较广的扩散。因此，节点的扩散便沿着交通线这个扩散通道进行，呈现出以A、B两个节点为扩散源沿交通线这个扩散轴的“点—轴渐进式”扩散，扩散分值由节点向外沿交通线逐渐降低，直至为零(图4b)。这是一个最为简单的“点—轴渐进式”扩散，发自扩散源，沿着扩散通道渐次扩散社会经济“流”，在空间上具有连续性，是扩展扩散和通道扩散的结合，是近邻效应和轴向效应的结合。阶段c，区域进入一种有组织的状态，共有2个级别的10个节点和2个级别的4条轴线，主要的“点—轴系统”框架形成。阶段d，共有3个级别的26个节点和3个级别的多条轴线，“点—轴”空间结构系统形成，区域进入全面有组织的状态。这两个阶段中，不同级别的节点按照不同级别的交通线扩散，扩散分值呈现出由不同等级的扩散源沿不同等级的轴线向外逐渐降低。
3.3.3 扩散的空间演化 为了比较节点扩散分值的演化过程，将后一阶段扩散图的权重设定为1，前一阶段扩散图的权重设定为-1，将两个阶段的图像进行叠加就得到了不同阶段扩散分值的变化图(图4)。从阶段a到阶段b，由于连接两个节点交通线的出现，扩散分值增加最多的区域位于节点A、B之间的交通线上，并沿这一交通线向南北两侧逐渐递减(图4a-b)。从阶段b到阶段c，阶段c到阶段d，由于新增节点和新增轴线的出现，扩散分值增加最多的区域位于新增节点，并由此沿轴线向外扩散，分值逐渐降低。节点扩散分值的空间演化表现出了同后一阶段扩散分值空间格局极为相似的“点—轴渐进式”扩散模式(图4)。
3.3.4 轴线的空间吸引范围 轴线的吸引范围是轴线上的所有节点相互作用共同形成的，由于作为扩散源的节点的分值不完全相等，因此，轴线的吸引范围与轴线并不是完全平行的(图4)。阶段b，10分以上的扩散分值区域构成了轴线AB最直接的吸引范围，呈现出“8”字形；阶段c，几条轴线相互影响，吸引范围相互重叠，40分以上的扩散分值区域构成了4条轴线最直接的吸引范围，呈现出“丰”字形；阶段d，60分以上的扩散分值区域构成了多条轴线最直接的吸引范围。
3.4 “点—轴”系统可达性的空间分析
3.4.1 可达性值 随着城镇节点和道路轴线的增加，从阶段a到阶段d，区域的可达性逐渐提高，整个区域的加权平均旅行时间分别为3h 32min、3h 14min、1h 31min和51min，30min以下的可达性值所占区域的面积比例分别为0.99％、1.20％、9.34％和29.51％，1h以下的可达性值所占区域的面积比例分别为4.15％、5.04％、33.36％和66.49％。从阶段b到阶段c，主要的“点—轴系统”框架形成，区域可达性有了极大的提高，可见，构建“点—轴”空间结构系统是提高区域可达性的重要途径。随着“点—轴”系统的逐步完善，区域可达性将进一步提高直至达到最大。
3.4.2 可达性的空间格局 可达性的空间格局表现出了与空间扩散极为相似的模式。阶段a，只有两个城镇节点，可达性值呈现出以A、B两个节点为中心的同心圆状分布，可达性值由节点向外逐渐增加(图5a)。阶段b，在A、B之间建设了交通线，可达性的空间格局呈现出以A、B两个节点为中心沿交通线的“8”字形分布，可达性值由节点向外沿交通线逐渐增加(图5b)。阶段c和阶段d，随着节点和轴线的增加，可达性的空间格局呈现出以节点为中心，沿轴线向外扩展的“点—轴渐进式”空间格局，可达性值由节点沿不同等级的轴线向外逐渐升高。
3.4.3 可达性的空间演化 为了比较节点可达性的演化过程，将前一阶段可达性扩散图的权重设定为1，后一阶段可达性扩散图的权重设定为-1，将两个阶段的图像进行叠加就得到了不同阶段可达性值的空间变化图(图5)。从阶段a到阶段b，由于连接两个节点交通线的出现，可达性值增加最多的区域位于节点A、B之间交通线的中点，并由该点沿交通线和交通线的垂直线向外呈菱形状逐渐降低(图5)。从阶段b到阶段c，阶段c到阶段d，由于新增节点和新增轴线的出现，可达性提高最少的区域位于上一阶段的原有节点，并由此沿新增轴线向外扩散，可达性提高的分值逐渐增加(图5)。4长江三角洲“点—轴”空间结构系统的演化过程与发展态势
4.1 研究区域与数据来源
4.1.1 城镇节点 长江三角洲地区是中国最大的经济核心区，也是中国最大的城镇密集区，包括上海市，江苏省的南京市、苏州市、无锡市、常州市、镇江市、南通市、扬州市、泰州市，浙江省的杭州市、嘉兴市、湖州市、绍兴市、宁波市、舟山市、台州市以及各市所辖的74个县(市)，区域面积10.9×10[4]km[2]。本文选取长江三角洲地级及地级以上城市为研究单元，将各研究单元行政中心所在地抽象为16个空间节点，作为“点—轴”空间结构系统中的点状要素。
采用主成分分析(PCA)法，以上海市统计年鉴、浙江省统计年鉴、江苏省统计年鉴所提供的1985年、1995年和2006年数据作为依据，对长江三角洲16个地级及以上城市的综合实力进行了评价，并将数值进行了标准化。根据1985-2006年长江三角洲16个城市的地区生产总值采用回归分析预测了2020年各个城市的地区生产总值，将其进行标准化后作为各个城市的质量(表2)。
表2 长江三角洲16个地级及以上级别城市分值
Tab.2 Mark of comprehensive strength of 16 cities at prefectural level in the YRD
1985年
1995年 2006年 2020年1985年
1995年 2006年 2020年
上海 100 100 100100常州35 35 35 40
南京 55 50 55 65镇江35 35 35 40
杭州 55 50 55 65扬州35 35 35 40
苏州 45 50 45 65泰州35 35 35 40
宁波 45 50 45 65嘉兴35 35 35 40
无锡 45 50 45 65湖州35 35 35 40
南通 35 35 35 40台州35 35 35 40
绍兴 35 35 35 40舟山35 35 35 40
4.1.2 交通路网 按照长江三角洲陆路交通网的发展阶段以及数据资料的可获取情况，选取了1985年、1995年、2006年和2020年的长江三角洲陆路交通网作为扩散通道的轴线。根据地图出版社1986年6月出版的《中国分省公路交通地图集》、学苑出版社1996年出版的《新编中国交通地图册》、福建省地图出版社2007年版《长三角地区道路新图》以及上海市、江苏省、浙江省高速公路规划图和江苏省、浙江省铁路规划图绘制了4个时间段面的陆路交通网(图6)。按照《中华人民共和国行业标准——公路路线设计规范JTGD20-2006》并根据铁路、公路、桥梁的设计时速及实际运行速度，设定了各时间断面各级别道路的速度，为没有道路经过的区域设定默认速度。其中，1985年和1995年考虑了扬州—镇江，高港—扬中、靖江—江阴、南通—常熟、崇明岛—海门、崇明岛—上海石洞口、宁波白峰镇—舟山鸭蛋山7处汽渡和舟山—岱山县—嵊泗县之间的渡口，2006年考虑了高港—扬中、南通—常熟、崇明岛—海门、崇明岛—上海石洞口、宁波白峰镇—舟山鸭蛋山5处汽渡和舟山—岱山县—嵊泗县之间的渡口，2020年考虑了岱山县—嵊泗县之间的渡口。1985年陆路交通网由铁路、干线公路、普通公路、长江大桥、渡口组成，速度分别设定为45km/h、50km/h、30km/h、15km/h、6km/h，默认速度为10km/h。1995年陆路交通网由铁路、高速公路、干线公路、国道、省道、一般公路、长江大桥、渡口组成，速度分别设为55km/h、80km/h、80km/h、60km/h、40km/h、20km/h、20km/h、8km/h，默认速度为15km/h。2006年和2020年陆路交通网的速度见表3和表4。其中铁路和高速公路的类型为封闭并阻隔，其余类型为开放。
4.2 基于不同时期陆路交通网的城镇节点的空间扩散和空间可达性
1985年到2006年间，长江三角洲地区的行政区划进行了一定的调整，但是这种调整对本文研究的结果影响不大，为了研究的一致性，统一以2006年的行政区划为基准，以长江三角洲16个地级及以上级别的城市为研究对象，以表2中的数据作为各个时期城市节点的质量。
图6 1985-2020年不同时期的长江三角洲陆路交通网
Fig.6 Land traffic network in the YRD，1985-2020
在“点—轴”空间结构分析信息系统(“Pole-Axis” SAIS)中，基于长江三角洲的实际情况，并综合考虑到图像的清晰度和计算机的运行速度，采用了500m×500m的网格单元，整个区域共划分了432207个网格，每一个网格看作是区域中一个均质的点。以长江三角洲16个地级及以上级别城市为扩散源节点，选择点状空间扩散，扩散路径为通道扩散，通道分别为1985年、1995年、2006年和2020年的长江三角洲陆路交通网，扩散类型为阻隔扩散，阻隔为长江三角洲现有的水域(主要包括长江、太湖、千岛湖、长荡湖、滆湖和高邮湖)，扩散方式是指数扩散，16个城市节点的扩散分值按照前面计算的综合实力得分，为了使不同时期的扩散分值能够进行比较，扩散时的最大时间统一采用2006年扩散时的最大时间44071秒，生成了基于陆路交通网的不同时期城镇节点的分值扩散图(图7)。对区域中任意一个网格在不同年份沿着不同等级轴线的加权平均旅行时间进行了计算，生成了可达性扩散图(图8)。
4.3 基于陆路交通网的城镇节点空间扩散的演化过程及发展态势
4.3.1 城镇节点的扩散分值逐渐增大 1985-2020年，随着陆路交通网的逐步扩展和完善，以长江三角洲16个地级及以上级别城市节点为中心的空间扩散分值呈现出了逐渐增大的趋势。整个长江三角洲的平均分值从1985年的28.09分、1995年的31.86分、2006年的42.21分增加到2020年的58.06分，其中从1995-2006年、2006-2020年的增长幅度大于从1985-1995年的增长幅度，主要是由于1985-1995年间铁路线路的数量和速度都增加不多，而1996年沪宁高速公路的建成通车，长江三角洲进入了高速公路大发展的时代，到2020年长江三角洲高速铁路、城际铁路的建成通车，长江三角洲又进入了轨道交通快速发展的时代。
4.3.2 空间扩散呈现出了由多核心向单核心的演变，扩散轴逐渐凸现 从城镇节点的分值扩散图(图7)中可以看出：1985年，16个城市节点的空间扩散分值在空间上呈现出以上海为一级核心的，以南京、杭州、宁波为次级核心的沿沪宁、沪杭、杭甬轴线向外扩展的分布模式，其中30分以上的空间扩散分值构成了不连续的沪宁、沪杭、杭甬交通线构成的“Z”字形轴线。1995年，16个城市节点的空间扩散分值在空间上依旧呈现出以上海为一级核心的，以南京、杭州、宁波为次级核心的沿沪宁、沪杭、杭甬轴线向外扩展的分布模式，其中30分以上的空间扩散分值构成了连续的沪宁、沪杭、杭甬轴线，空间扩散分值有所增加。2006年，16个城市节点的空间扩散分值在空间上呈现出以上海为核心的沿沪宁、沪杭轴线的扇形分布模式，40分以上的空间扩散分值构成了以南京、上海和杭州为顶点的环太湖区域的等腰三角形，沪宁、沪杭、宁杭轴线逐渐凸现。2020年，16个城市节点的空间扩散分值在空间上呈现出明显的以上海为核心的沿沪宁、沪杭轴线的扇形分布模式，沪宁、沪杭轴线进一步延伸，30分以上的空间扩散分值几乎覆盖了整个长江三角洲地区，60分以上的空间扩散分值构成了以南通、南京、上海为顶点的沿宁通、沪宁、崇明跨海大桥为轴线的环长江区域的三角形，以南京、上海、杭州为顶点的沿沪宁、沪杭、宁杭轴线的环太湖区域的三角形，以上海、杭州、宁波为顶点的沿沪杭、杭甬、杭州湾跨海大桥为轴线的环杭州湾区域的三角形。
4.3.3 长江三角洲地区逐渐走向区域一体化，然而地域间的非均衡性增加 地区生产力均衡化、空间结构网络化、点—轴—网系统是长江三角洲地区区域经济发展的最终方向。网络化的陆路交通增进了彼此的沟通联系，对区域一体化发展提供了有力的支持，为部分区域的协同发展创造了条件。在陆路交通网的支持下，长江三角洲区域内城镇节点间的联系逐渐密切，逐渐走向区域一体化。
表3 2006年长江三角洲陆路交通网速度(km/h)
Tab.3 Velocity of land traffic network in the YRD，2006
名称 速度
沪宁铁路 150
沪杭铁路 130
萧甬、浙赣、宁启、新长、宣杭铁路
80
高速公路 100
国道
75
省道
65
长江二、三桥、江阴大桥、润扬大桥
60
县乡道、长江大桥
40
默认、互通道口 20
汽渡、渡口 10
表4 2020年长江三角洲陆路交通网速度(km/h)
Tab.4 Velocity of land traffic network in the YRD，2020
名称速度
京沪高速铁路、沪杭磁悬浮铁路 300
沪宁、沪杭、宁杭、杭甬、南京至安庆、常州至嘉兴铁路
200
沪宁铁路、合肥至南京的铁路、上海至南通的铁路 150
沪杭铁路 130
其他铁路、高速公路
120
长江二、三、四桥、江阴大桥、润扬大桥、五峰山通道、
100
泰州通道、锡通通道、苏通大桥、崇海通道、崇启通道
国道、南京长江过江隧道80
省道 70
县乡道、长江大桥、渡口40
默认、互通道口20
1min减少到2020年的1h 8min。统计了不同年份各个可达性值所占的比例(图9)，1985、1995、2006和2020年可达性值在1h内的比例分别为5.72％、10.03％、17.55％、45.27％；可达性值在2h内的比例分别为19.85％、29.27％、51.87％、85.23％；可达性值在3h内的比例分别为36.1％、47.56％、79.45％、96.48％。其中从1995-2006年、2006-2020年可达性提高的幅度大于从1985-1995年的提高幅度。
4.4.2 可达性的空间格局呈现出以节点为中心，沿轴线向外扩展的“点—轴渐进式”空间格局，可达性值呈现出由节点沿不同等级的轴线向外逐渐升高 研究期内可达性空间格局总体上没有大的改变，都表现出了以节点为中心，沿轴线向外扩展的空间格局。可达性较好的区域位于连接节点城市的沪宁、沪杭、杭甬、宁通等交通线构成的“W”形轴线上，并由这-轴线向南、北可达性值逐渐升高。
图7 1985-2020年基于陆路交通网的不同时期的城镇节点分值扩散图
Fig.7 Diffusion of urban node score based on land traffic network in the YRD，1985-2020
图8 1985-2020年基于陆路交通网的不同时期的城镇节点可达性扩散图
Fig.8 Diffusion of urban node accessibility based on land traffic network in the YRD，1985-2020
4.4.3 长江三角洲地区形成了宁沪杭甬“Z”字形高速交通运输走廊 长江三角洲陆路交通网发展过程中，一条由沪宁、沪杭、杭甬高速公路、高速铁路构成的“Z”字形高速交通运输走廊逐渐凸现，成为区域发展的主轴线。1985年、1995年可达性值3h以内的区域，2006年可达性值2h以内的区域，2020年可达性值1h以内的区域构成了这条交通走廊。该交通走廊连接了上海、南京、杭州、宁波、苏州、无锡等经济发达的城市，该区域高速公路网络、城际高速铁路网络发达，并且其人口规模、经济规模，不论是在集聚还是辐射能力上，在长江三角洲都处于相当重要的地位。
5 结论与讨论
5.1 结论
(1)构建了“点—轴渐进式”扩散模型——基于交通路网的时间距离衰减扩散模型。通过该模型可以实现不同等级、不同功能的点状要素，基于路网结构的不同类型、不同方式的空间扩散问题。
(2)构建了“点—轴系统”空间可达性评价模型——基于交通路网的加权平均旅行时间模型。通过该模型可以对由不同等级、不同功能的点状要素、不同等级的轴线要素相互作用形成的“点—轴系统”的空间可达性进行评价。
(3)开发了“点—轴”空间结构分析信息系统(“Pole-Axis” SAIS)。该系统能够提供图形数据和属性数据的输入、编辑、查询功能，能够提供点状要素的空间扩散，生成分值扩散图，并能够对扩散图进行分值统计。能够提供点状要素的时间可达性计算，生成时间可达性扩散图，并能够对时间可达性扩散图进行区域时间统计。能够提供分值扩散图、时间可达性扩散图、等值线图、等时线图、数据表格的输出、打印功能。通过该系统可以实现时间可达性和空间扩散的动态演示，可以同时给出区域内任何一点的三要素——路径、分值、时间，可以即时修改，灵活方便。
图9 1985-2020年不同年份各可达性值所占的比例
Fig.9 Proportion of accessibility for each value,1985-2020
5.2 讨论
尽管作者力求构建一种相对合理、客观的技术方法，但许多方面仍有待研究。
(1)空间扩散方式的选择。节点的轴向渐进式空间扩散中的“轴”采用的是实际交通路网，力求能够真实地反映节点的空间扩散情况，扩散模型选择了指数和线性扩散方式，事实上，节点沿轴线向外扩散受到了很多因素的影响，并不是完全按照线性或是指数扩散方式进行，那么，不同的情况下采用什么扩散方式还有待进一步商榷和实践的验证。
(2)“点—轴”系统形成机理的空间模拟。本文对“点—轴”系统的模拟是建立在已有的假定网络上，不同阶段中心节点的分值也是主观给出的，没有能够解析“点—轴”系统的形成机理。那么如何在计算机上模拟出“点—轴”空间结构系统的产生与演化过程以及从定量的角度说明点与点之间、点与轴之间、轴与轴之间的相互关系将是有待深入研究的领域。