基于协调度函数的区域城镇空间结构优化模型与实证_何伟

统计与决策２００８年第７期（总第２５９期）

摘要：文章运用分形理论、协同学和区域经济学等理论，构建了区域城镇空间结构优化指标体

系，并建立协调度函数；以淮安市为研究对象，分析了全市城镇空间结构优化趋势和各个指标功效值变动情况，并提出了简要的优化建议。

关键词：区域城镇空间结构；优化；模型中图分类号：Ｆ２２４

文献标识码：Ａ

文章编号：１００２－６４８７（２００８）０７－００４７－０３

基于协调度函数的区域城镇空间

结构优化模型与实证

何

伟

（淮阴师范学院经济与管理系，江苏淮安２２３３００）

区域城镇空间结构，是在特定的社会生产力发展水平下，区域内的城镇之间相互作用和相互联系所形成的城镇地理空间分布形式、集聚规模和集聚状态，是一种具有一定空间结构和空间功能的社会经济系统。区域城镇空间结构是一个复杂的系统，其优化涉及到区域人口、经济、资源、环境等多方面的关系。

为使构建的指标体系能总体上反映区域城镇空间结构的主要特征，本文设置单项指标和复合指标，指标的选取要满足七个方面的原则：（１）系统性原则。（２）独立性原则。（３）可操作性原则。（４）综合性原则。（５）序参量原则。（６）简明科学性原则。（７）动态导向性原则。区域城镇空间结构本身是一种动态演化过程，客观上要求用动态性指标，既能反映以往区域城镇空间结构的历史现状，又能对区域城镇空间结构发展现状进行客观描述，还要能对其未来趋势作出预测。

１区域城镇空间结构优化的具体指标

（１）Ａ１－区域城镇密度。用“城镇数（座）／每千平方公里国土面积”表示。由于淮安大多数乡镇规模小、经济薄弱，本文的城镇指城市、县城镇和部分省重点中心镇（即经济发展较强、人口规模较大的镇）。在正常情况下，区域城镇密度越大，区域城镇空间结构变化越趋向优化。

（２）Ａ２－区域经济发展水平。用“人均ＧＤＰ”表示。经济发展是城市化的推动力，也是区域城镇空间演化的动力。

（３）Ａ３－区域城市化水平。用“区域非农人口占区域总人口的比重”或“区域城镇人口占区域总人口的比重”表示。由于城镇人口中的通勤人口和流动人口是个变量，又无专门统计，本文对城市人口用非农人口数，镇人口用常住人口数。

（４）Ａ４－区域公路通车密度。用“区域公路里程数／平方公里国土面积”表示。表示区域城镇之间的交通便捷程度，该项

指标值越高，区域城镇之间相互联系越方便。

（５）Ａ５－区域中心城市指数。这是一个复合指标，是中心城市建成区面积与其人口规模乘积的正的平方根。数值越大，表明中心城市的综合实力越强。

（６）Ａ６－区域城镇空间分形分布情况。用容量维表示。研究表明，容量维值不同，区域城镇空间分布不同，容量维较信息维能更好地揭示区域城镇空间分布情况，其值变化区间是

［０，２］。在区域城镇呈分形分布状态下，分维值Ｄ介于０－２之

间。如果Ｄ＝１，则区域城镇分布为线性（沿交通线、河岸线）分布；如果Ｄ为２，则区域城镇呈均匀分布。

当Ｄ介于１与２之间时，是分形结构，数值越趋近于２，分形状况越好。当Ｄ小于１时，不是分形分布；特别是当Ｄ＝０时，表明区域内只有一个城市。

２区域城镇空间结构优化的模型

２．１

优化模型的建立

协同学认为，系统由无序走向有序的关键在于系统内部

序参量之间的协同作用，系统由无序到有序的演化由系统慢弛豫变量间的协同作用决定的，这种协同状况可用协调度衡量。依据上述原理，建立市域城镇空间结构优化的协调度数学模型———功效函数。

设变量ｕｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）是市域城镇空间结构系统的序参量，其取值为Ｓｉ（＝１，２，…，ｎ）。αｉ和βｉ分别是系统稳定临界点上的序参量的上、下限值。

则序参量对系统有序的功效可表示为：

Ｕ（ｕｉ）＝

Ｓｉ－"ｉ!ｉ－"ｉ

Ｕ（ｕｉ

）具正功效

"ｉ－Ｓｉ"ｉ－!ｉ

Ｕ（ｕｉ

）具正功效

!

####"####$

基金项目：淮安市社会发展研究课题资助项目（ＨＡＳ０５００６）

理论新探

４７

统计与决策２００８年第７期（总第２５９期）

协调度Ｃ协调等级

０－０．１９

不协调

０．２０－０．３５

中度失调

０．３６－０．４５轻度失调０．４６－０．５５基本不协调０．５６－０．６５勉强协调

０．６６－０．７５

基本协调

０．７６－０．８５

中度协调

０．８６－０．９５

良好协调

０．９６－１

高度协调

表１市域城镇空间结构协调等级的划分

Ａ１

Ａ２Ａ３Ａ４Ａ５Ａ６

Ａ１１３３１５７Ａ２１／３１１／３１／３３５Ａ３１／３３１２４６

Ａ４

１３１／２１６８

Ａ５１／５１／３１／４１／６１３

Ａ６１／７１／５１／６１／８１／３１

表２

层次分析法判断矩阵表

ｋ

２３４５６７Ｎ（δ）４６９２１２１２０Ｐｉｊ＝Ｎｉｊ／Ｎ２＊５／２２，２＊６／２２

１／２２，４＊２／２２，３＊３／２２，４／２２１１＊１／２２，４＊２／２２，３／２２

２０＊１／２２，２／２２２０＊１／２２，２／２２，１８＊１／２２，２＊２／２２

表３

研究区域网格化统计数据

ｉ＝１，２，…ｎ

式中，当对应的发展目标越大越好时，叫正指标；当对应的发展目标越小越好时，叫逆指标，Ｕ（ｕｉ）为变量ｕｉ对系统有序的功效，其值越大，对系统有序性的贡献度越大；反之则越低。

协调度函数的实质是对Ｕ（ｕｉ）的综合。常用的综合方法有几何平均法和线性加权平均法两种，本文用后一种方法，对每一个序参量功效乘以权系数Ｗｉ，协调度函数为：

Ｃ＝ｎ

ｉ＝１

!ＷｉＵ（ｕｉ）

其中，

ｎ

ｉ＝１

!Ｗｉ

＝１。

Ｃ值介于０与１之间。当Ｃ＝１时，区域城镇空间结构与

经济发展的协调状况最优；当Ｃ＝０时，协调度极差，区域城镇空间结构将向无序化方向发展。这两个值都是极端情况。本文对区域城镇空间结构的协调程度采用百分制分级标准，其

协调度分级见表１。

功效系数法涉及到两个关键性问题：一个是权系数的确定，另一个是序参量的选择及其上、下限值的确定。如果这两个问题能得到较好的解决，则用这种方法可以对系统发展状况作出科学的判断。对于权系数的确定，由于指标较多，当进行层次分析法时，可能会出现标度把握不准和丢失部分信息等情况，需用熵技术进行修正。由于区域城镇空间结构的优化与经济发展密切相关，处于不断发展之中，其指标值在不同的发展时期亦有所不同，因此，本文在确定其上、下限值时，下限取１９９１年实现时的数值，上限取２００５年规划要完成的数值。

２．２熵技术修正的层次分析法权系数的确定

将６个指标组成一个６阶判断矩阵，请江苏省内高等院

校、科研院所有关专家学者和淮安市党政机关有关人员对判断矩阵进行分析，并独立填上数据，按照层次分析法的要求，对收回的问卷进行整理，得到判断矩阵的排序形式如表２ …… 此处隐藏：5166字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……