交通网络导向下城市空间结构的演变过程及模拟：以武汉市为例

The interactive relation of transportation and urban spatial structure remains a significant but difficult issue in the field of transport engineering and urban planning. Most previous studies show that the coordination of transportation and urban structure is conducive to solve urban diseases and promote urban sustainable development. In this study, by employing the city-region spatial structure as the theoretical foundation, we try to discover the impact of transportation on urban spatial structure and simulate their interactive relation with taking Wuhan as a case study through some techniques like spatial analysis, econometric models and Lowry model. First, some metrics representing transportation and urban structure are chosen to measure their spatiotemporal pattern. Second, we utilize spatial techniques and econometric models to study the impact of transportation on urban spatial structure. Thirdly, conventional Lowry model is revised to simulate their interactive relation of transportation and urban spatial structure. A comparative analysis of the simulation with the status quo is conducted to point out the present problems in the process of urban development. This study not only enriches theoretical framework as well as empirical studies in the field of urban space, but also provides suggestions for the government to optimize related policy.

交通与城市空间结构的互动关系一直是交通工程领域和城市规划领域的重难点问题。大量研究表明，二者的协调发展对于从根源上解决我国“城市病”问题，促进城市可持续发展具有重要意义。本项目以城市地域空间结构理论为科学基础，以内陆城市武汉市为实证案例，通过构建时空数据库，综合运用GIS空间分析、计量经济分析和过程建模等方法，揭示城市快速建设地区不同类型交通网络对城市空间结构的影响效应，并构建模型模拟以探讨城市结构优化路径。研究内容包括：遴选表征交通网络和城市空间结构的表征性指标，从时空视角探讨两者的动态演变过程；研究交通网络对不同城市空间结构的廊道效应、集聚效应和时滞效应；修正动力学模型，并通过设置约束条件模拟交通网络导向下城市空间结构的演变过程，诊断城市发展存在的问题，提出城市空间优化的政策建议。本项目有助于丰富城市空间研究的理论体系和实证经验，为政府优化决策支持提供参考。

中国目前正经历着城镇化转型，科学合理的空间政策是城市可持续发展的重要保障，因此开展政策情景实验、辅助空间决策具有重要现实意义。大量研究表明，二者的协调发展对于从根源上解决我国“城市病”问题，促进城市可持续发展具有重要意义。城市物质空间是社会经济活动的空间投影，城市空间政策的实施将改变城市社会经济活动分布格局。本项目以城市地域空间结构理论为科学基础，以内陆城市武汉市为实证案例，通过构建时空数据库，综合运用GIS空间分析、计量经济分析和动力模型模拟等方法，揭示城市快速建设地区不同类型交通网络对城市空间结构的影响效应和动力机制并探讨城市结构优化调控路径。研究结论包括：空间设计网络分析方法可以有效测度交通网络的邻近性、中介性、隔离性、效率性等特征；武汉市城市空间结构具有明显的圈层递减和方位特征；武汉市社会空间分异划分为工薪阶层聚集区、农业居民聚集区、外来人口聚集区和知识分子及学生聚集区，极大影响了平时和周末交通的生成和出行分布；应用元胞自动机智能化模型对武汉市未来土地利用情景进行模拟和预测，结合武汉市生态约束和空间规划，提出了政策建议；构建了土地利用-交通集成模型，模拟城市活动空间分布，对未来人口分布和经济活动分布进行了预测。本项目的研究结论不仅可以检验不同政策对城市空间影响、辅助城市空间决策，也有助于推动土地利用-交通模型的发展和实际应用，辅助空间模拟优化。