都市圈空间范围划定的方法体系研究

徐海贤 韦胜 孙中亚 高湛

XU Haixian；WEI Sheng；SUN Zhongya；GAO Zhan

*

A Study on the Method System of Delimitating the Spatial Scope of Metropolitan Area

*

国家自然科学基金青年项目《高铁站点选址布局对城市空间发展影响效应研究—基于高铁“一城多站”的分析视角》（项目编号：41801107）；本研究为自然资源部空间规划局委托课题《都市圈空间规划方法》的部分成果

摘要

在规划体系重构的背景下，都市圈作为当前国土空间规划中的重要规

划单元，其规划空间范围划定成为业界关注的重点和技术难点。本研究在对现有技术方法进行梳理的基础上，建构了一套都市圈空间范围划定的总体思路和技术方法体系，以期为新一轮都市圈国土空间规划的开展提供方法指导。最后，文章以徐州都市圈为案例，基于不同的定量（如路径导航技术支撑下的可达性分析等）、定性以及规划愿景等分析方法，为都市圈空间范围划定提供了典型的范例参考。

关键词

都市圈，国土空间规划，大数据，可达性

AbstractUnder the background of the reconstruction of planning system,

■ 中图分类号：TU984 ■ 文献标识码：A

■ DOI：10.12049/j.urp.201904010■ 文章编号：2096-3025（2019） 04-0087-07

metropolitan area is an important planning unit in the current territorial spatial planning, and the delimitation of its planning space scope has become a key issue. With the help of analyzing the existing technology and methods, this study constructs a method system of delimitating the spatial scope of metropolitan area, in order to provide methodological guidance for the reverent planning. Finally, taking Xuzhou metropolitan area as an example, based on different quantitative analysis (such as accessibility analysis supported by path navigation technology), qualitative and planning vision analysis methods, this paper provides a typical example for the delimitation of metropolitan area spatial scope.

Keywordsmetropolitan area, territorial spatial planning, big data, accessibility

作者信息

徐海贤江苏省城市规划设计研究院

副总规划师

韦胜江苏省城市规划设计研究院 高级城市规划师

孙中亚江苏省城市规划设计研究院

城市规划师

高湛江苏省城市规划设计研究院

助理城市规划师

都市圈是重要的城镇化空间形态，也是未来我国国土空间规划体系中的重要空间单元。具体而言，都市圈是以辐射带动功能强的中心城市为核心、与周边城镇在日常通勤和功能组织上存在密切联系的一体化地区。从空间形态和功能组织

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长三角一体化发展战略基于区位、地形、空间形态等对都市圈基本类型特征进行判读定量：基于多定性：基于多维度维度、多指（基础设施、生态、愿景：通过类标定量判析历史文化、行政区比、情景分析等划等）校核进行趋势判断综合确定都市圈范围边界图Fig.1 General idea of delimitating the spatial scope of metropolitan area

1 都市圈空间范围划定的总体思路示意图

资料来源：笔者自绘

上看，都市圈本身并不存在既定的行政边界，同时又需要从通勤和功能组织上进行空间范围的划定。也就是说，都市圈国土空间规划需要先在国土空间上进行特定范围的划定[1]。因此，一个明确而又合理的都市圈空间范围划定是当前都市圈国土空间规划的前提和基础。

都市圈空间范围划定的方法研究已有大量的成果，主要是从通勤、特定交通方式（如高铁）下的区域影响范围、人口占比（如非农劳动力占比）、手机信令大数据、地理空间可达性、都市圈构成要素等方面进行计算

[2-6]

。上述研

究成果为我国都市圈空间范围划定的科学性提供了坚实基础。然而，在都市圈的规划研究和实践中，仍然存在着都市圈规划范围过于泛化或片面强调日常通勤圈的状况。为适应当前我国复杂、多种类型的都市圈国土空间规划需要，本研究在借鉴国内外学者研究成果的基础上，结合实践案例，系统总结和梳理，建构了一套适应当前空间规划体系重构背景下都市圈空间范围划定的方法体系。

1 总体划定思路

结合国内都市圈空间规划实践和江苏两版都市圈规划的经验，总体而言，都市圈空间范围划定的思路主要包括以下三个步骤（图1）。

（1）都市圈的基本特征判读

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指标占比核心外空间形密度分布计算方法围视角态视角可视划化传统交通都调查方法交通通核市辅勤视角心圈助基于大数据定界定经验参类比法的通勤分析量定性方方照视角情景交通地理空交通地法法方体法分析法间影响效应理视角系基于网络联联系强区域协综合系的分析度视角调视角校核法图Fig.2 The method system for the delimitation of the spatial scope of 2 都市圈空间范围划定方法的体系架构示意图

metropolitan area资料来源：笔者自绘

从区位、地形、空间形态等多个方面，对所要研究的都市圈进行基本类型及其特征的判断，如平原地区的都市圈和多山地区的都市圈、东部地区都市圈和西部地区都市圈等。这一步骤有助于从较为宏观的经济、社会、自然地理环境等视角，分析并辅助选择更加合适的都市圈空间范围划定方法。

（2）利用不同方法划分边界

都市圈空间范围的划定需要考虑多种因素，可从定量、定性以及愿景三个角度着手。其中，定量分析可以从多维度、多指标的角度进行定量界定；定性分析主要是从基础设施、生态环境保护、历史文化、行政区划等多个维度进行分析判断，并对定量界定结果进行校核；愿景主要是针对都市圈未来规划发展的态势，采用类比、情景分析等方法，进行未来发展趋势判断，为都市圈空间范围的划定提供规划决策支持。

（3）综合确定都市圈范围

在上述综合分析的基础上，还应结合专家论证、公众参与等环节产生的意见，最终确定都市圈划定的空间范围

[7-8]

。

2 划定方法的体系架构及其解析

如图2所示，都市圈空间范围划定的方法体系架构分为核心定量方法和辅助定性方法。

徐海贤 韦胜 孙中亚 等 都市圈空间范围划定的方法体系研究表1 都市圈空间范围划定的常用方法分类及其解析一览表

Tab.1 A list of classification and analysis of common methods

类别简介数据源说明应用传统交通调查参考日本利用通勤、通学人口比例来划定都市圈的方历史交通调查抽样数据方法法，可利用传统交通调查的数据确定都市圈范围可基于现有历史数据初步判断都市圈范围通勤比例：多用于判断主基于大数据的主要基于手机信令数据，结合其他辅助数据，确定研手机信令、IC刷卡以及BAT解决好数据采样扩量、跨省城与新城/卫星城的关联通勤分析究区内通勤人口分布和占比情况互联网位置服务等数据数据调用、现状验证等问题基于交通可达圈、断裂点理论、加权Voronoi、场强、建议经典理论与新数据相结交通地理空间各类交通路网数据、城市/镇适用范围较广，强调联系引力等算法或模型，结合城镇体系理论，确定研究区合，提高分析精度，如上海影响效应的社会经济统计等数据的空间可达核心城市/镇在一定时间（距离）范围内的影响区域城镇圈借助复杂网络等理论，计算各类指标数据的地理空间手机信令、高铁班次、投资关网络联系强度的确定往往需基于网络联系突破一般边界概念，研究关联强度，采用门槛阈值、最大联系等方法，确定研联度、汽车班次、人口迁徙以要合适的定性选取，不同地的分析区较大，国内应用较多究区内核心城市/镇的主要联系区域范围及BAT互联网定位等数据区需要因地制宜基于密度集聚综合一项或多项表示都市圈核心特征的指标，计算研人口密度、DMSP-OLS夜间主要辅助判断城镇发展空间空间上指标的形态聚集与分布计算究区的集聚特征，做到可视化特征指标的空间连绵性灯光、POI等数据形态特征和确定范围分散特征类比/情景分参考国内外都市圈的空间范围（如日本为50千米）、人国内外都市圈的基本特征数对于发展阶段判断等方面具适用未来规划范围、阶段析法口规模以及经济社会等指标数据，定性辅助以确定范围据，如空间规模、人口规模等有重要的借鉴意义等界定综合校核法主要是基于区域生态环境资源、重大基础设施、历史区域重大基础设施、生态环境对区域重大交通基础设施、重点解决区域协调问题文化、行政区划等方面，定性校核都市圈范围相关的各类统计与空间数据生态环境保护具有重大意义资料来源：笔者自绘

核心定量方法一般可从四个视角开展：第一是“核心外围”，用于对研究区空间结构进行初步判断，即确定哪些地区是都市圈的核心以及都市圈内是否存在多核心等问题。具体计算时，主要是基于指标（人口、经济等数据项）占比计算等类似的方法进行；第二是“交通通勤”，也可以归并到“交通地理”视角类，但考虑到该分析一直是都市圈范围划定中非常重要的手段，故单独作为一类进行说明。计算时，主要是基于通勤人口占比而划定都市圈范围。需注意的是，该分析视角主要是日本在都市圈划定时所采用，特别是用于新城与主城之间的关联分析。然而，当前我国城镇化已经发展到一定阶段，纯粹的新城建设较少，多是核心城市内部之间或核心城市与周边已建成城市之间存在较为明显的通勤现象。因此，交通通勤视角可能并不完全适用于我国都市圈空间范围的划定，还需结合其他方法来确定最终范围；第三是“交通地理”，这里主要是指基于传统交通可达圈、断裂点、加权Voronoi、场强、引力等算法或模型以及城镇体系理论，确定都市圈核心区在一定时间（距离）内的影响范围；第四是“联系强度”，是在传统交通地理视角分析的基础上，基于手机定位数据、

高铁客流、金融投资流、客车班次等大数据源，利用复杂网络、流分析等技术手段得出不同区域的联系强度。该类方法可以在较大尺度上研究区域节点之间的关系，且内涵上往往突破了基于传统通勤联系的方法，更多是从经济、旅游等多个方面去解析、研究区域内的空间联系特征。这类研究方法在当前国内都市圈研究中较为常见，较好地弥补了单一研究通勤联系所存在的不足，但应当避免简单地通过联系强度计算使都市圈空间范围划定得过大。

辅助定性方法包括了“空间形态”“经验参照”“区域协调”等多个方面：“空间形态”主要是指通过某项指标数据的可视化（如人口密度、夜间灯光等），判断区域发展的连绵程度，并以此辅助确定都市圈所处的发展阶段等问题。“经验参照”包含了类比法、情景分析法等。类比法主要是指参考国内外都市圈空间范围的半径、总面积、总人口等各项指标，为都市圈空间范围划定提供最直接的参考依据；情景分析法是城市规划中常见的方法，适合对未来发展愿景的展望，一般通过多个情景来分析都市圈发展可能存在的状况，从而较为全面地为远期都市圈空间范围的划定提供科学依据。需要注意的是，这里的情景分析

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长三角一体化发展战略2016年GDP（亿元）0-10001001-30003001-50005001-70007001-90009001-16000图Fig.3 Spatial distribution of GDP in Jiangsu, Shandong, Anhui and Henan 3 2016年苏、鲁、皖、豫GDP空间分布

in 2016

资料来源：笔者自绘

主要是指参考了很多历史经验数据而做出情景设定，如将现有的世界著名都市圈的半径作为成长中的都市圈未来发展的参考范围。“区域协调”是解决都市圈内重大基础设施、生态环境保护规划等问题的重要手段。这一分析视角在当前我国都市圈发展中具有重要的意义，是落实国家区域一体化和生态文明发展的重要途径。此外，为便于方法的实际应用，按照各项技术方法的主要用途和适应性，对国内外都市圈划定的常用方法进行类别划分与解析，具体结果如表1所示。

3 实证研究：徐州都市圈空间范围划定

3.1 基本特征判读

徐州都市圈的概念，缘起于1986年由经济学家于光远倡导成立的“淮海经济区”。徐州在淮海经济区成立之初就确立了其中心城市的地位。根据2018年印发的《淮河生态经济带发展规划》，淮海经济区包括徐州、连云港、宿迁、

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图例驾车可达性分布（分钟）水系0204080120160地级市界0000062840-1123千米区县界1----11161284112图4 基于WEB路径导航API的徐州都市圈空间范围划定示意图（驾Fig.4 Schematic map of spatial scope delimitation of Xuzhou metropolitan 车方式）

area based on web path navigation API (driving mode)资料来源：笔者自绘

宿州、淮北、商丘、枣庄、济宁、临沂、菏泽十个设区市，总面积为8.89万平方千米。

以淮海经济区为研究范围来看，其大体呈现出以下特征：第一，从自然地理基础看，平原占全区面积的85%以上，分布了少数丘陵山地，河湖渠库等水域景观秀美，拥有骆马湖、微山湖、黄河故道、大沙河等自然河湖以及潘安湖、九里湖等原采煤塌陷区生态修复湖泊，总体上看，经济区的地理特征较为一致。第二，根据中国社科院经济学部课题组《中国工业化水平评价与分析》的评价标准判断，经济区整体处于工业化中期。其中，徐州市区已进入工业化后期，周边的泗县、砀山县、萧县、濉溪县基本处于工业化初期，其他市县基本处于工业化中期，徐州的部分产业也呈现出向周边转移的特征。第三，从区域格局来看，淮海经济区与苏、鲁、皖、豫省会城市空间距离较远，徐州市与省会城市的空间距离均在在260千米以上；经济发展水平方面与其他地区也有一定的差距，大多数城市的GDP总量在3000亿元以下（图3）。第四，徐州的城市公共服

务功能提升，基本具备了区域公共服务中心的地位。以教育医疗服务为例，2015年，徐州市区普通高等学校和卫生机构床位数量分别占经济区的45%和23.8%。徐州市三级医院住院病人中约有40%来自县区及周边省市，同时拥有中国矿业大学、徐州医学院、江苏师范大学、徐州工程学院等11所高等院校。

综合淮海经济区共同发展诉求和徐州区域领先地位等特征，淮海经济区内亟须打造一个以徐州为中心城市的都市圈，率先探索四省交界地区协同发展的示范路径，进而实现推动淮海经济区“洼地崛起”的战略远景。3.2 利用不同方法划分边界3.2.1定量分析

结合文化、教育等方面的信息，梳理徐州都市圈的基本特征，可概括为：交通区位优势较高、地域文化相近、资源类型丰富的后发优势、平原地区型都市圈。中心城市徐州在交通、文化、公共服务等方面具有相对较强的辐射带动力。同时，徐州都市圈内市域轨道交通较弱，通勤主要是以驾车和公交1小时内为主，这与成熟都市圈的通勤能力存在巨大差距。因此，范围划定时主要关注都市圈中心城市与周边地区的交通联系，并将中心城市公共服务能力的辐射影响作为重要的定量参考依据，即定量分析中要重点关注交通可达性和公共服务辐射两个方面。

（1）基于WEB路径导航API的都市圈可达性分析传统的都市圈空间范围划定常使用交通地理中常见的栅格可达性分析方法，但该方法还存在一些问题：如基础道路、水系等可达性计算所需的数据依赖人工获取，难以保障时效性，且精度一般较低；传统可达性计算方法所采用的成本值如道路速度设定等，具有一定的主观性，且存在较大的计算误差。随着路径导航的广泛使用，可达性评价可以通过详细的路径规划结果实现，其主要思路是将研究区划分为均等的网格，计算出不同出行方式下都市圈核心点到所有网格的时耗，进而得到交通等时圈的空间分布特征。图4为徐州都市圈可达性计算结果图。依据国内外

徐海贤 韦胜 孙中亚 等 都市圈空间范围划定的方法体系研究图例范围105 基于公共服务的引力范围划分结果

资料来源：笔者自绘

经验和徐州都市圈发展现状，考虑到交通拥堵等其他影响要素，本研究以2小时可达圈划定为都市圈核心空间范围。

（2）公共服务设施的辐射范围分析

徐州作为淮海经济区内教育、医疗等公共服务能力最强的城市，应将公共服务设施的辐射范围作为其都市圈空间范围划定的重要依据。本研究主要从教育服务、医疗服务两个方面进行分析：教育服务选取普通中学在校学生、普通中学专任教师两个指标；医疗服务选取卫生机构数、卫生机构床位数、卫生技术人员三个指标，进行城市公共服务引力模型计算，具体方法见下列公式：

MEi⋅Ci⋅Ej⋅Cj

ij=D2ij

（1）E=K1⋅S+K2⋅T

（2）

C=K3⋅I+K4⋅B+K5 ⋅F

（3）其中，M表示城市间的引力，i表示外围城市，j表示中心城市，E表示教育水平，C表示医疗水平，S表示普通中学在校学生数量，T表示普通中学专任教师数量，I表示卫生机构数，B表示卫生机构床位数，F表示卫生技术人员

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长三角一体化发展战略表Tab.2 Industrial cooperation in metropolitan Area

2 都市圈内部产业合作情况

类别方式已有产业合作成效农业技术合作泗县与徐州市中国甘薯研究中心合作建立山芋综合试验基地萧县—泉山工业园（萧县出地，泉山招商引资，17家企共建园区业中5家从徐州迁移至此工业杜集段园工业集中区（徐淮经济示范区，杜集—铜山合作）宿州：1/4招商引资的企业从徐州迁移至此，宿州埇桥开发企业转移区（徐州企业多），萧县开发区的化工企业基本来自徐州淮北：徐州企业转移较多物流业成立商会淮海经济区（徐州）煤炭运销商会园区建设新沂公路港物流园（依托临沂，临沂物流协会招商）资料来源：笔者自绘

数量，D表示城市间的经济距离。在计算过程中，为消除数据量级差异，选取归一化、标准化方法对原始数据进行标准化处理，再采用均方差决策的方法对标准化后的数据进行权重分配。按计算得出的引力大小，将各市县分为四组，相应的组号即为其引力判定值M的数值。以引力平均值（M=3.77）为1，当引力值M小于平均值的25%时，认为徐州对其吸引力较弱，并不将其纳入徐州都市圈空间范围内。基于此，得到基于公共服务引力模型分析的徐州都市圈范围（图5）。

3.2.2定性校核

定性校核是对定量分析结果的辅佐验证，本研究主要从文化联系、产业转移、设施共建等方面加以分析：第一，徐州是两汉文化的发源地，与周边城市具有相似的文化溯源。徐州地处淮河以北，其方言多受中原与齐鲁方言影响，与鲁南、皖北、河南等方言较接近。徐州饮食、风俗习惯等亦与上述地区较为接近，民俗风情也相通。同时，徐州历史上为华夏九州之一，一直是淮海地区的政治、经济、文化中心。经考证，山东枣庄南部一带、安徽淮北、宿州一带以及江苏宿迁自古以来与徐州有着相同的地缘关系。第二，徐州已与周边城市在农业、工业、物流业等方面积极开展区域合作。农业合作聚焦在技术交流层面，如泗县

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与徐州市中国甘薯研究中心合作建立山芋综合试验基地。工业合作主要为两种模式：一是跨省工业园区共建，包括萧县—泉山工业园，其基础工程部分由萧县负责建设；二是省际间产业转移，宿州埇桥开发区位于宿州与徐州交界地区，吸引了徐州企业入驻。物流业合作方面，2011年淮海经济区（徐州）煤炭运销商会成立，进一步推动了区域内煤炭运销企业合作共赢发展。为发挥新沂便捷的交通优势以及临沂小商品市场货源优势，2015年新沂与临沂合作的新沂公路港物流园开工建设，并定位为临沂分储基地和苏北地区物流集散中心。其他产业合作情况，具体见表2。3.2.3愿景趋势判断

考虑到徐州都市圈较为特殊的地理环境和区域资源禀赋特征，本研究中的愿景趋势判断主要是参考徐州都市圈内城市的共同发展期望进行分析。自2010年以来，同处淮海流域，鲁、苏、豫、皖四省交界的山东枣庄、济宁，江苏徐州、宿迁、连云港，安徽淮北、宿州以及河南商丘八个城市，通过召开第八届淮海经济区核心区城市市长会议，于2018年提出核心区八个城市发展阶段相近、发展诉求相似，区域协同发展的空间和潜力巨大；近期重点加强区域交通基础设施互联互通，围绕提升核心区区位交通优势，系统完善区域内公、铁、水、空等综合交通体系；加强教育、医疗卫生、文化、体育和旅游等公共服务资源供给，构建完善的政府、企业、高校、社会全面对接协作体系，更加务实有效地推进重点合作事项。同时，基于图6中的重大交通设施项目空间分布，对未来都市圈空间范围形成基本判断结果。3.3 综合划定都市圈范围

综上所述，确定了徐州都市圈省内范围包括徐州市及所辖县（市）、宿迁市区，土地面积约1.4万平方千米；省外范围包括安徽省的淮北市、宿州市及所辖县（市），山东省的枣庄市及所辖县（市），微山县，河南省永城市，土地面积约2.1万平方千米。同时，为落实江苏省政府建设沿东陇海线经济带的战略要求，加强沿东陇海城镇轴发

图Fig.6 Schematic map of major transportation facilities projects (planning 6 徐州与周边城市重大交通设施项目（规划、在建）示意图

and under construction) in Xuzhou and surrounding cities资料来源：《徐州都市圈规划》

展协调，本规划将连云港市及所辖县（市）、沭阳县纳入其中，作为徐州都市圈规划协调范围（图7）。

4 总结与讨论

从我国的行政管理、资源管理和政府治理的角度来看，没有与都市圈相匹配的管理层级，故需要以中心城市为核心来统筹城镇化发展到一定程度的地区的发展。都市圈空间范围的客观界定，对都市圈内城市之间是否能形成合力和协同发展显得尤为重要，既不能泛化，也不能以日常通勤圈来简单确定。同时，由于我国的城镇化并没有达到最终的稳定状态，因此都市圈范围也存在动态变化特征。在新一轮国土空间规划启动之际，本研究通过系统梳理都市圈空间范围的划定思路、方法及其体系，并结合案例进行解析，旨在抛砖引玉地推动都市圈研究的科学发展[9-10]。尽管本案例具有一定的局限性，但是基本可以反映出中国不同都市圈划定空间范围时，需要采取与都市圈自身特征相适应的方法体系。此外，信息化是推进未来国土空间规划转型发展的一个重要推动力，后续研究将持续关注信息技术进步对都市圈空间范围划定的支撑作用及其影响效应。

徐海贤 韦胜 孙中亚 等 都市圈空间范围划定的方法体系研究图例都市圈范围都市圈省内市县都市圈省外市县东陇海城镇轴范围省界市界图Fig.7 The result of delimiting the spatial scope of Xuzhou metropolitan area

7 徐州都市圈空间范围划定结果资料来源：笔者自绘

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