新时期甘肃省城镇化发展研究
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摘要
城镇化是伴随着经济社会发展的一种空间集聚现象,一个地区的城镇化水平与经济发展程度密切相关。经济增长能促进城镇化发展,而城镇化的健康有序发展则是一个地区经济增长的重要保证。
随着我国改革开放的进一步深化,特别是随着西部大开发战略的实施,西部地区的经济正面临着新一轮的增长与挑战。能否抓住有利时机进一步推进西部地区的城镇化,使城镇化的发展带动西部地区经济的发展和全面崛起,是西部地区是否能避免继续走传统工业化道路,实现后进地区跨越式发展的关键。因此,研究城镇化演化特征及其动力机制,制订合理的城镇化发展战略,对促进西部地区区域经济增长及社会发展都具有十分重要的意义。
本文选择深处我国内陆干旱地区、位于青藏高原、蒙古高原、黄土高原三大高原交接带上典型的欠发达地区甘肃省作为研究区域,以改革开放以来30年的城镇统计数据为基础,对甘肃省城镇化特点、城镇体系结构的演化过程进行时间发展序列分析和空间演化过程分析。运用分形理论计算模型,在ArcGIS空间分析功能的支持下对甘肃省城镇体系的规模结构、空间结构分别进行计算分析。通过计算甘肃省城镇体系的首位指数、不平衡指数、城镇规模结构差异熵值及Hausdorff维数等分析城镇体系规模特征;通过计算城镇体系的城镇密度、关联维数、聚集维数、网络维数等分析城镇体系结构的空间演化特征。最后应用Kohonen人工神经网络模糊聚类分析法对14个地级市单元进行聚类,结合SWOT分析、发展水平预测、发展定位分析等给综合发展水平聚类结果中同一水平的地区类别分别提出各自的新时期发展战略,最后提出整个省域的城镇重点空间布局方案,总结了本文的研究特色和创新。
Urban is an opening Socio-economic system,it not only changes substances and information with the nearby hinterland but also changes substances,energies,information,etc with each other.The space reciprocity let cities which have the different scale-rank,different functions and characteristics become an integrated system with a special structure and several certain functions,that is "urban system".
With the Chinese Reform and the opening-up development,there has a new chance for the economic growth and some great new challenges in western China.If the urbanization is the high congregation of economics and social development,and the characters of industrialization,internationalization or modernization,the urban system is the regional economics' framework,and it is the pole of the regional economics.So,it's very important to study the characteristics of urban system's evolution and driving mechanism for working-out proper stratagem and to promote the regional growth of economy and social development.
This thesis chooses the typical less-developed region,such as Gansu,which is an arid inner province in west China's mainland,located among Qinghai-Tibet Plateau,the Mongolian Plateau and the Loess Plateau as the study area.Based on the statistical data from the yearbooks,the thesis analyses the evolutionary progress of the urban system in Gansu province from time dimension and space dimension respectively.First of all,the paper analyses the urbanization characteristics and its causations of the status quo in Gansu.Based on the fractal theory,under the ArcGIS9.2 workstation,this paper calculates the index of primacy and imbalance,the scale entropy,and some dimensions such as Hausdorff dimension to analyze the scale features of the urban system in Gansu.By calculates the town density and some spatial-feature dimensions such as Correlation dimension, Gathered dimension and Information dimension,this paper measures the spatial features.In order to classify the different regions based on the synthesized development status in Gansu province,the thesis takes the Artificial neural network theory,uses the Kohonen network (self-organizing feature map) as amethodto analysis the Fuzzy Cluster. Combined with the result of the cluster and SWOT analysis,after the forecast of the rate of the urbanization and development goals,the paper gives some strategies for each regions in Gansu at new stage of development.At the end of this paper,the thesis draws out the urban system's spatial key distributions of the whole area.
As a conclusion,the thesis encloses by summarizing the result of the above fractal analysis and artificial neural network analysis, then point out the orientation of the further study.
随着我国改革开放的进一步深化,特别是随着西部大开发战略的实施,西部地区的经济正面临着新一轮的增长与挑战。能否抓住有利时机进一步推进西部地区的城镇化,使城镇化的发展带动西部地区经济的发展和全面崛起,是西部地区是否能避免继续走传统工业化道路,实现后进地区跨越式发展的关键。因此,研究城镇化演化特征及其动力机制,制订合理的城镇化发展战略,对促进西部地区区域经济增长及社会发展都具有十分重要的意义。
本文选择深处我国内陆干旱地区、位于青藏高原、蒙古高原、黄土高原三大高原交接带上典型的欠发达地区甘肃省作为研究区域,以改革开放以来30年的城镇统计数据为基础,对甘肃省城镇化特点、城镇体系结构的演化过程进行时间发展序列分析和空间演化过程分析。运用分形理论计算模型,在ArcGIS空间分析功能的支持下对甘肃省城镇体系的规模结构、空间结构分别进行计算分析。通过计算甘肃省城镇体系的首位指数、不平衡指数、城镇规模结构差异熵值及Hausdorff维数等分析城镇体系规模特征;通过计算城镇体系的城镇密度、关联维数、聚集维数、网络维数等分析城镇体系结构的空间演化特征。最后应用Kohonen人工神经网络模糊聚类分析法对14个地级市单元进行聚类,结合SWOT分析、发展水平预测、发展定位分析等给综合发展水平聚类结果中同一水平的地区类别分别提出各自的新时期发展战略,最后提出整个省域的城镇重点空间布局方案,总结了本文的研究特色和创新。
Urban is an opening Socio-economic system,it not only changes substances and information with the nearby hinterland but also changes substances,energies,information,etc with each other.The space reciprocity let cities which have the different scale-rank,different functions and characteristics become an integrated system with a special structure and several certain functions,that is "urban system".
With the Chinese Reform and the opening-up development,there has a new chance for the economic growth and some great new challenges in western China.If the urbanization is the high congregation of economics and social development,and the characters of industrialization,internationalization or modernization,the urban system is the regional economics' framework,and it is the pole of the regional economics.So,it's very important to study the characteristics of urban system's evolution and driving mechanism for working-out proper stratagem and to promote the regional growth of economy and social development.
This thesis chooses the typical less-developed region,such as Gansu,which is an arid inner province in west China's mainland,located among Qinghai-Tibet Plateau,the Mongolian Plateau and the Loess Plateau as the study area.Based on the statistical data from the yearbooks,the thesis analyses the evolutionary progress of the urban system in Gansu province from time dimension and space dimension respectively.First of all,the paper analyses the urbanization characteristics and its causations of the status quo in Gansu.Based on the fractal theory,under the ArcGIS9.2 workstation,this paper calculates the index of primacy and imbalance,the scale entropy,and some dimensions such as Hausdorff dimension to analyze the scale features of the urban system in Gansu.By calculates the town density and some spatial-feature dimensions such as Correlation dimension, Gathered dimension and Information dimension,this paper measures the spatial features.In order to classify the different regions based on the synthesized development status in Gansu province,the thesis takes the Artificial neural network theory,uses the Kohonen network (self-organizing feature map) as amethodto analysis the Fuzzy Cluster. Combined with the result of the cluster and SWOT analysis,after the forecast of the rate of the urbanization and development goals,the paper gives some strategies for each regions in Gansu at new stage of development.At the end of this paper,the thesis draws out the urban system's spatial key distributions of the whole area.
As a conclusion,the thesis encloses by summarizing the result of the above fractal analysis and artificial neural network analysis, then point out the orientation of the further study.
引文
[1]Allen PM,Sanglier M.(1981)Urban evolution:self-organization and decision making.Environment and Planning A,13:167-183
[2]Appleby S.(1996)Multi-fractal characterization of the distribution pattern of the human population.Geographical Analysis, 28(2):147-160
[3]Atkinson P, Martin D.Eds.(2000)GIS and GeoComputation.NY:Taylor&Francis [4]Barnsley MF.(1988)Fractal Everywhere.San Diego, CA:Academic Press
[5]Batty M.(1995)Fractals:New ways of looking at cities.Nature,377:574
[6]Bertuglia C S, Bianchi G, Mela A.Eds.(1998)The City and Its Sciences.Heidelberg :Physica-Verlag
[7]Bunde A, Havlin S.Eds (1994)Fractals in Science.Berlin/New York:Springer-Verlag
[8]Christaller W.(1933/1966)Central Places in Southern Germany.Translated by C W Baskin.Englewood Cliffs, NJ:Prentice Hall
[9]Ean, M.and Berry, B.J.L.Underurbanization Policies Assessed: China,1949-1986.Urban Geography, 1989, Vol.10.(2), 111-120
[10]Feder J.(1988)Fractals.New York:Plenum Press, 1988
[11]Knox PL.(1994)Urbanization:An Introduction to Urban Geography.Upper Saddle River, NJ:Prentice Hall
[12]KohonenT.(1984) Self-Organization and Associative Memory[M].Berlin: Springer [13]Kohonen T.(1996) Engineering Applications of SOFM.IEEE Transactions on Neural Network, 84:1358-1383.
[14]Kohonen T.(1997) Self-Organizing Maps(2nd)[M].Berlin: Springer
[15]Lam N S-N, De Cola L Eds.(1993)Fractals in Geography.Englewood Cliffs,NJ:PTR Prentice Hall.
[16]Liedtka J.Strategic Planning as a Contributor to Strategic Change: A Generative Model[J]European Management Journal, 2000, Vol.18.(2)
[17]Mandelbrot BB.(1967)How long is the coast of Britain?:Statistical self-similarity and fractional dimension.Science, 156:636-638.
[18]Newling BE.(1969)The spatial variation of urban population densities.Geographical Review, 59:242-252
[19]Portugali J.(2000)Self-Organization and the City.Berlin:Springer-Verlag [20]Smeed RJ.(1963)Road development in urban area.Journal of the Institution of Highway Engineers, 10:5-30
[21]Tsao Chen-K, Bezdek J C, Pal N R.Fuzzy.(1994) Kohonen clustering networks [J].Pattern Recognition, 27(5): 757-764.
[22]Vining DR, Jr.(1977)The rank-size rule in the absence of growth.Journal of Urban Economics, 4:15-29
[23]Zipf GK.(1949)Human Behavior and the Principle of Least Effort.Reading,MA:Addison-Wesley
[24]艾南山,陈嵘,李后强.(1999)走向分形地貌学.地理学与国土研究,15(2):92-96
[25]鲍世行.(1993)城市规划新概念新方法[M].北京:商务印书馆
[26]柴彦威.(1999)中日城市结构比较研究.北京:北京大学出版社
[27]柴彦威.(2000)城市空间.北京:科学出版社
[28]陈彦光,罗静.(1997)城镇体系空间结构的信息维分析.信阳师范学院学报(自然科学版),10(1):64-69
[29]陈彦光,王永洁.(1997)城镇体系相关作用的分形研究.科技通报,13(4):233-237
[30]陈彦光,周一星.(2001)基于RS数据的城市系统异速生长分析和城镇化水平预测模型:基本理论与应用方法.北京大学学报(自然科学版),37(6):819-826
[31]陈彦光,周一星.(2001)豫北地区城镇体系空间结构的多分形研究.北京大学学报(自然科学版),37(6):810-817
[32]陈彦光.(2008)分形城市系统:标度、对称、空间复杂性[M].北京:科学出版社
[33]陈勇,艾南山.(1994)城市结构的分形研究.地理学与国土研究,10(4):35-41
[34]陈勇,陈嵘,艾南山,李后强.(1993)城市规模分布的分形研究.经济地理,13(3):48-53
[35]董晓峰,何新胜.(2004)西北地区城市化推进的途径研究.经济地理,24(2):226-230
[36]董晓峰,屠锦敏,张勤,张兵.(2005)区域开发与城镇发展管治研究.城市规划,29(4):22-18
[37]董晓峰,张志强,刘理臣.(2006)兰州都市圈发展可行性与发展战略研究.地球科学进展,21(3)235-240
[38]方创琳,曹光中.(2004)庆阳市新世纪经济可持续发展战略研究.中国沙漠,24(1):51-55
[39]冯健,周一星.(2003)中国城市内部空间结构研究进展与展望.地理科学进展,22(3):304-315
[40]冯健.(2004)转型期中国城市内部空间重构.北京:北京科学出版社
[41]顾朝林,柴彦威,蔡建明,牛亚菲,孙櫻,陈田,叶嘉安.(1999)中国城市地理.北京:商务印书馆
[42]顾朝林.(1992)中国城镇体系--历史·现状·展望.北京:商务印书馆
[43]郝柏林.(1986)分形与分维.科学,38(1):9-17
[44]姜世国.(2004)基于北京遥感图像和GIS的分形城市形态研究:理论、方法与实践[硕士学位论文].北京:北京大学环境学院城市与区域规划系
[45]李双成,郑度,张镱锂.(2002)青藏高原生态资产地域划分中的SOFM网络技术.自然资源学报,17(6):750-756
[46]李小建.(1999)经济地理学[M].北京:高等教育出版社
[47]梁进社.(1999)逆序的Beckmann城镇等级-规模模型及其对位序-规模法则的解释力.北京师范大学学报(自然科学版),35(1):132-135
[48]林炳耀.(1985)计量地理学概论.北京:高等教育出版社
[49]林鸿溢,李映雪.(1992)分形论--奇异性探索.北京:北京理工大学出版社
[50]凌怡莹,徐建华.(2003)长江三角洲地区城市职能分类研究.规划师,2(19):77-83
[51]凌怡莹,徐建华.(2004)长江三角洲地区城镇体系的分形研究[J].华东师范大学学报(自然科学版),(3)
[52]刘继生,陈彦光.(1998)城市体系等级结构的分形维数及其测算方法.地理研究,17(1):82-89
[53]刘继生,陈彦光.(199%)城镇体系空间结构的分形维数及其测算方法.地理研究,18(2):171-178
[54]刘继生,陈彦光.(2003)点-轴系统的分形结构及其空间复杂性探讨.地理研究,22(4):447-454
[55]陆大道.(1988)区位论及区域研究方法.北京:科学出版社
[56]陆大道.(1995)区域发展及其空间结构.北京:科学出版社
[57]陆玉麒.(2002)论点轴系统理论的科学内涵.地理科学,22(2):136-143.
[58]牛文元.(1992)理论地理学.北京:商务印书馆
[59]牛志毅,张贵.(2006)基于Kohonen神经网络的森林生态经济区域分类.湖南林业科技,33(3):9-11
[60]彭建,王军.(2006)基于Kohonen神经网络的中国土地资源综合分区.资源科学,28(1):43-49
[61]蒲欣冬,陈怀录,魏立军.(2003)河西走廊城镇群体的空间分形研究[J].城市与区域
[62]钱学森,于景元,戴汝为.(1990)一个科学的新领域--开放的复杂巨系统及其方法论.自然杂志,13(1):3-10
[63]石靓.(2006)西北地区城镇体系发展研究[硕士学位论文],兰州大学
[64]石培基,刘海龙,李快满.(2007)西北干旱区城镇体系空间结构及其分形--以酒泉市为例.经济地理,27(6)918-921
[65]谭云俊.(2006)甘肃城镇化模式研究[硕士学位论文],兰州大学
[66]汪富泉,李后强.(1996)分形--大自然的艺术构造.济南:山东教育出版社
[67]吴殿廷.(2001)区域经济发展研究:理论·方法·实践.长春:吉林科学技术出版社
[68]吾笛笛.(2008)基于分形理论的四川城镇体系及城市群研究[硕士学位论文],西南交通大学
[69]徐建华.(1996/2002)现代地理学中的数学方法(第1＼2版).北京:高等教育出版社
[70]许学强,周素红.(2003)20世纪80年代以来我国城市地理学研究的回顾与展望.经济地理,2003,23(4):433-440
[71]许学强,朱剑如.(1988)现代城市地理学.北京:中国建筑工业出版社
[72]杨吾扬,梁进社.(1997)高等经济地理学.北京:北京大学出版社
[73]姚士谋(主编).(1998)中国大都市的空间扩展.合肥:中国科学技术大学出版社,487-497
[74]姚士谋、朱英明、陈振光.(2001)中国城市群[M].中国科学技术出版社
[75]叶敏婷,王仰麟,彭建,吴健生.(2007)基于SOFM网络的云南省土地利用程度类型划分研究.地理科学进展,26(2):97-105
[76]于洪俊,宁越敏.(1983)城市地理概论.合肥:安徽科学技术出版社
[77]岳文泽,徐建华,领耀文.(2004)甘肃城镇体系结构及其分形模型研究[J].地域研究与开发,(2)
[78]岳文泽,徐建华,司有元,徐丽华.(2001)分形理论在人文地理学中的应用研究.地理学与国土研究,17(2):51-56
[79]张超,杨秉赓.(1985＼2002)计量地理学基础(第1＼2版).北京:高等教育出版社
[80]张济忠.(1995)分形.北京:清华大学出版社
[81]张文奎等.(1990)论中国城市职能分类.人文地理,(3):1-8
[82]张治国.(2006)人工神经网络及其在地学中的应用研究[博士学位论文],吉林大学
[83]张自尧.(2006)甘肃河西地区小城镇战略研究[硕士学位论文],兰州大学
[84]周一星,陈彦光.(2003)城市与城市地理.北京:人民教育出版社
[85]周一星,孙则听.(1997)再论中国城市的职能分类.地理研究,16(1):11-21
[86]周一星.(1995)城市地理学.北京:商务印书馆
[87]周一星.(2001)人文地理研究能为制订国家政策作贡献--以城市发展方针研究为例.人文地理,16(1):1-5＼39
[2]Appleby S.(1996)Multi-fractal characterization of the distribution pattern of the human population.Geographical Analysis, 28(2):147-160
[3]Atkinson P, Martin D.Eds.(2000)GIS and GeoComputation.NY:Taylor&Francis [4]Barnsley MF.(1988)Fractal Everywhere.San Diego, CA:Academic Press
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[9]Ean, M.and Berry, B.J.L.Underurbanization Policies Assessed: China,1949-1986.Urban Geography, 1989, Vol.10.(2), 111-120
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[11]Knox PL.(1994)Urbanization:An Introduction to Urban Geography.Upper Saddle River, NJ:Prentice Hall
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[14]Kohonen T.(1997) Self-Organizing Maps(2nd)[M].Berlin: Springer
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[16]Liedtka J.Strategic Planning as a Contributor to Strategic Change: A Generative Model[J]European Management Journal, 2000, Vol.18.(2)
[17]Mandelbrot BB.(1967)How long is the coast of Britain?:Statistical self-similarity and fractional dimension.Science, 156:636-638.
[18]Newling BE.(1969)The spatial variation of urban population densities.Geographical Review, 59:242-252
[19]Portugali J.(2000)Self-Organization and the City.Berlin:Springer-Verlag [20]Smeed RJ.(1963)Road development in urban area.Journal of the Institution of Highway Engineers, 10:5-30
[21]Tsao Chen-K, Bezdek J C, Pal N R.Fuzzy.(1994) Kohonen clustering networks [J].Pattern Recognition, 27(5): 757-764.
[22]Vining DR, Jr.(1977)The rank-size rule in the absence of growth.Journal of Urban Economics, 4:15-29
[23]Zipf GK.(1949)Human Behavior and the Principle of Least Effort.Reading,MA:Addison-Wesley
[24]艾南山,陈嵘,李后强.(1999)走向分形地貌学.地理学与国土研究,15(2):92-96
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[26]柴彦威.(1999)中日城市结构比较研究.北京:北京大学出版社
[27]柴彦威.(2000)城市空间.北京:科学出版社
[28]陈彦光,罗静.(1997)城镇体系空间结构的信息维分析.信阳师范学院学报(自然科学版),10(1):64-69
[29]陈彦光,王永洁.(1997)城镇体系相关作用的分形研究.科技通报,13(4):233-237
[30]陈彦光,周一星.(2001)基于RS数据的城市系统异速生长分析和城镇化水平预测模型:基本理论与应用方法.北京大学学报(自然科学版),37(6):819-826
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[37]董晓峰,张志强,刘理臣.(2006)兰州都市圈发展可行性与发展战略研究.地球科学进展,21(3)235-240
[38]方创琳,曹光中.(2004)庆阳市新世纪经济可持续发展战略研究.中国沙漠,24(1):51-55
[39]冯健,周一星.(2003)中国城市内部空间结构研究进展与展望.地理科学进展,22(3):304-315
[40]冯健.(2004)转型期中国城市内部空间重构.北京:北京科学出版社
[41]顾朝林,柴彦威,蔡建明,牛亚菲,孙櫻,陈田,叶嘉安.(1999)中国城市地理.北京:商务印书馆
[42]顾朝林.(1992)中国城镇体系--历史·现状·展望.北京:商务印书馆
[43]郝柏林.(1986)分形与分维.科学,38(1):9-17
[44]姜世国.(2004)基于北京遥感图像和GIS的分形城市形态研究:理论、方法与实践[硕士学位论文].北京:北京大学环境学院城市与区域规划系
[45]李双成,郑度,张镱锂.(2002)青藏高原生态资产地域划分中的SOFM网络技术.自然资源学报,17(6):750-756
[46]李小建.(1999)经济地理学[M].北京:高等教育出版社
[47]梁进社.(1999)逆序的Beckmann城镇等级-规模模型及其对位序-规模法则的解释力.北京师范大学学报(自然科学版),35(1):132-135
[48]林炳耀.(1985)计量地理学概论.北京:高等教育出版社
[49]林鸿溢,李映雪.(1992)分形论--奇异性探索.北京:北京理工大学出版社
[50]凌怡莹,徐建华.(2003)长江三角洲地区城市职能分类研究.规划师,2(19):77-83
[51]凌怡莹,徐建华.(2004)长江三角洲地区城镇体系的分形研究[J].华东师范大学学报(自然科学版),(3)
[52]刘继生,陈彦光.(1998)城市体系等级结构的分形维数及其测算方法.地理研究,17(1):82-89
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[54]刘继生,陈彦光.(2003)点-轴系统的分形结构及其空间复杂性探讨.地理研究,22(4):447-454
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[58]牛文元.(1992)理论地理学.北京:商务印书馆
[59]牛志毅,张贵.(2006)基于Kohonen神经网络的森林生态经济区域分类.湖南林业科技,33(3):9-11
[60]彭建,王军.(2006)基于Kohonen神经网络的中国土地资源综合分区.资源科学,28(1):43-49
[61]蒲欣冬,陈怀录,魏立军.(2003)河西走廊城镇群体的空间分形研究[J].城市与区域
[62]钱学森,于景元,戴汝为.(1990)一个科学的新领域--开放的复杂巨系统及其方法论.自然杂志,13(1):3-10
[63]石靓.(2006)西北地区城镇体系发展研究[硕士学位论文],兰州大学
[64]石培基,刘海龙,李快满.(2007)西北干旱区城镇体系空间结构及其分形--以酒泉市为例.经济地理,27(6)918-921
[65]谭云俊.(2006)甘肃城镇化模式研究[硕士学位论文],兰州大学
[66]汪富泉,李后强.(1996)分形--大自然的艺术构造.济南:山东教育出版社
[67]吴殿廷.(2001)区域经济发展研究:理论·方法·实践.长春:吉林科学技术出版社
[68]吾笛笛.(2008)基于分形理论的四川城镇体系及城市群研究[硕士学位论文],西南交通大学
[69]徐建华.(1996/2002)现代地理学中的数学方法(第1＼2版).北京:高等教育出版社
[70]许学强,周素红.(2003)20世纪80年代以来我国城市地理学研究的回顾与展望.经济地理,2003,23(4):433-440
[71]许学强,朱剑如.(1988)现代城市地理学.北京:中国建筑工业出版社
[72]杨吾扬,梁进社.(1997)高等经济地理学.北京:北京大学出版社
[73]姚士谋(主编).(1998)中国大都市的空间扩展.合肥:中国科学技术大学出版社,487-497
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