城市地理-中心地理论

1、中心地理论基本原理与发展透视冯章敬2019年4月本节主要内容-中心地理论缘起二、克氏中心地理论基本原理三、克氏中心地理论的验证与评价四、中心地理论的新进展与未来展望、中心地理论缘起（图）城市规模为何有大有小，为何不同的区位城市的发展情况大不相同？是否有决定城镇数量、规模以及分布的规律？克里斯泰勒的生平特定的时代背景一发达国家的资本主义经济发展带来了快速的城市化,聚落变动加剧体系更加明显经济学背景，师从韦伯,德国的数理逻辑思维传统二、克氏中心地理论基本原理1基本概念2理论假设与体系建立条件3六边形网络的形成克氏中心地理论基本原理1基本概念中心地(centralplace):中心地是指为向居住在其

2、周围地区的居民提供商品和服务的地方z克氏认为中心地不等于城镇，城镇是中心地的主要部分，但中心地还包括农村地区的一些具有中心职能的村庄,而城镇也不一定就是中心地(采矿点);中心职能(centralplacefunction):中心地提供的商品和服务；一中心职育須有等级性中心性(centrality):中心地对周围地区的相对意义的总和,也即中心职能作用的大小；腹地市场区(hinterland):围绕中心地且需要从该中心地获得商品和服务的区域；二、克氏中心地理论基本原理2理论假设与体系建立条件理论假设理想地表均质地面:交通均质、人口均质、地形均质、机会均等理性人一生产者谋求最大利润，消费者谋求最低价

3、格，就近消费建立条件供应点数量最少从而使得供应者利润最大化数量最少原则-所有的人口都应该得到各种商品和服务市场区二、克氏中心地理论基本原理3六边形网络的形成由于两个限制原贝（最少数量、全覆盖）一六边形形成从单一职能均衡建立推导过程在均质地表上引入一个供应者一能全部覆盖吗？最大销售距离单一职能时的推导最大销售距离很明显，即使没有竞争，销售也是有距离限制的，因为当距离太远时，交通成本高到让居民无法承受，则对该商品的消费量变成零。例如买面包，恐怕不会有谁会跑到沈阳去买面包吧？居民对商品消费量与距离直接相关，距离越近消费量越大，距离越远消费量越小，因为部分原来可以用于该商品的支出被交通成本消耗掉了居民

4、为商品实际支付的价格随距离变化的曲线每个商人都希望获得最大的市场区，这就要求在同样的面积里可以摆放最少的商人而又需要覆盖全区域，那么最为紧凑的多边形就只能是六边形网络六边形网格形成多种职能均衡时职能等级越低，服务半径越小，低级职能无法覆盖整个市场区，因此，需要低等级的中心地来填补这些空白0G级中心地OB级中心地K级中心地OA级中心地M级中心地G级区域边界B级区域边界K级区域边界A级区域边界M级区域边界如此，向下和向上形成了各个层次的中心地相互嵌套的组织网络对于市场原则下每个中心地包括周围六个次级中心地各1/3的面积，加上中间的完整的一个次级市场区，因此是三个次级市场区构成一个完整的高一级的市场

5、区，那么市场区的数量就是1,3,9,27，即所谓的K=3的系统：3n1中心级别1o级别2级别3市场范围2,6，13（n-1）七（m2）由于高级中心地可以提供低级职能，所以中心地序列是1，以上的分析是基于市场区最大的原则，可以称之为市场原则市场原则下的市场区行政管理划分交通线路组织很明显，市场区范围得到最优，但是行政管理上每个中心地的市场区都被分割，从属于不同的行政辖区，而交通上两个高等级中心地的道路不经过次级中心地，交通低效.、引入交通原则交通原则下的中心地系统图例核心中心地次级中心地/扩散域边界主要交通线次级交通线此时次级中心地位于两个高级中心地交通线的中点,显然市场区要小于市场原则下的面积

6、。K=4的系统f市场区序列是1,4f16,64f中心地等级序列是1,3,12,4行政原则下的中心地系统4行政原则下的市场区与行政区交通组织中心市场范围圾别1O级别2级M3离效距，下凰远低交最率K=7的系统,市场区序列是1f7f49f343f中心地等级序列是1f6#42f294r不同原则的适用区域城市体系(Urbanhierachy)是三种原则共同作用下形成的。经济发达、开放、便于通行市场原则例如克氏实证的德国南部自给自足、偏僻、盆地行政原则新开发地区、移民地区一交通原则例如美国西部地区、中国东北地区三、克氏中心地理论的验证与评价斯金纳(G.W.Skinner)成都平原赵家渡Chao-chia-

7、tu云丰场Yung-feng-chrang牛市店Niu-shih-tien策坝Ts*ai-tzu-pa中兴场Chung-hsing-ch*ang用家场.“*Jao-chia-chrang三鱼庙San-huang-miao*、兴虑场Hsing-lungchang赵家场.kChao-chia-ch*ang.金龙场Chring-ho-ch*ang围绕中心的枢纽市镇周期性的市场在六个Mountains關FMoa-tien-tzu、淮除“Huai-chou-chen初兴场Fu-hsing-ch*ang二级集镇上轮流出现基本形成六边形的网白果场“Pia-kou-chang、三和场San-ho-chrang

8、、太平场Taiping-ch8ng络,符合市场原则的中心地系统OWu-feng-ch*i五凤溪Kao-pan-ch*iao奇板桥oShih-sun-ch*ang石泉场一般市饭Otu纽币缜-主婴交通线路贝利(BJLBerry)美国衣阿华州、华盛顿州美国学者贝利(BJ.LBerry)和加里森(W.L.Garrison)在1950年代开展的一系列关于美国各地的实证硏究与理论修正最为著名。1958年zBerry等连续发表多篇关于中心地理论的硏究论文z论述了中心地的等级性、商品供给的范围和中心职能的成立过程z贝利等对华盛顿州的一个君啲中心地进行了计量硏究z证实了中心地等级性的存在杨吾扬华北平原、陕西与1

9、984年开展的对陕西、河北、安徽等地的调查硏究，形成对于乡镇中的乡村聚落和华北平原的城市体系以及特大城市内部的商业网络的理论验证。陆玉麒明清时期太湖流域JIRI张象港）建平C常州湖CT嘉定松江平湖壽兴Q盛泽上海.Q金山结论：中心地理论在现实中是客观存在的，严格的六边形结构也许很难观察到，但是近似的结构却并不罕见。克氏理论的评价主要贡献城市地理学最重要的理论基础，现代城市地理学的奠基人描述归纳=逻辑演绎一地理学研究范式转变计量革命的兴起空间分析学派的建立城市等级、城市职能、城市分布研究的兴起，城市体系理论形成的源泉克氏理论的评价理论不足严格假设导致普适性缺失（区位论的经济学传统,德国严密数学思维

10、逻辑的喜好）传统中心地理论基本概念与内涵已经落后于当前发展实际（相对封闭地区，农业化地区,不能理解现在的全球化、信息化、分工网络）K值固定，静态理论无法适用于动态主体缺乏对消费者行为的多样性适应缺乏对城市分工、不同等级城市间、不同系统同等级城市间的联系研究用网络化理论来代替中心地理论）四、中心地理论的新进展与城市体系理论、网络化理论等的融合严格假设条件的逐步缓和动态中心地理论体系GH系统(Parrz1978)级级级级一二三四地、I?O2AT|0HHr-卜nY-S1!ir推荐阅读著作和论文沃尔特克里斯泰勒著，常正文，王兴中译徳国南部中心地原理M.北京：商务印书馆，2019杜能著，吴衡康译孤立国同

11、农业和国民经济的关系M.北京：商务印书馆，2019.阿尔弗雷德韦伯著，李刚剑等译工业区位论M.北京：商务印书馆，2019.德奥古斯都廖士.经济空间秩序一一经济财货与地理问的关系(中译本)M北京：商务印书馆，2019.杨吾扬，梁进社.高等经济地理学M)北京：北京大学出版社，2000.BerryBJL,BarnumHG,TennantRJ.Retaillocationandconsumerbehavior.PapersinRegionalScience,1962,9(1):65-106.BerryBJL,GarrisonWL.Thefunctionalbasesofthecentralplaceh

12、ierarchy.Economicgeography,1958,34(2):145-154.BerryBJL.CitySizeDistributionsandEconomicDevelopment.EconomicDevelopmentandCulturalChange,1961,9(4):573-588.试讲人关于中心地理论研究简况汇报新时期多要素作用下东北地区中心地系统结构与扩散域硏究国家自然科学基金面上项目2009年9月正式获得批准东北地区中心地系统结构与扩散域硏究一博士学位论文博士论文研究主要内容新时期开展中心地理论与实证研究的背景中心地系统研究的理论基础及未来导向中心地系统形成与演变

13、的一般机制与作用要素东北地区中心地系统格局历史演进与阶段特征东北地区中心地系统结构与扩散域演化东北地区中心地系统优化与调控结论与展望文献收细、整理、理论归纳利比钱j文麻综込*：；.1竝运贏1治1:1:国际研允新谜展銮杀甄别:X!:11国内开亢新进展主竺锲型评价头i正仍乃弋评彳介绅杉J优不匕与敬J或抑i丿皮的L川H只能优化空仙骼令区城省佈J|翌Hi出设施抑“良汇报的主要内容一、对中心地理论的再审视开展中心地理论创新的背景与条件二、条件缓和下的中心地系统及其动态演化三、东北地区中心地系统中心性测度四、东北地区中心地扩散域空间界定、对中心地理论的再审视开展中心地理论创新的背景与条件中心地系统组织形式

14、变化宏观：全球城市网络形成中观：城市带、群、链迅速聚合微观：底层中心地组织重构中心地系统演变影响要素演变交通系统演进导致中心地系统重组信息技术革命引发的社会生产与生活组织网络演进生产技术革新与组织制度创新一导致生产集聚的空间转换制度与体制演变中心地组织原则转化研究的新技术条件利用现代遥感技术获得大空间、长序列中心地系统地理数据现代统计手段和统计资料为系统研究创立基础数据二、条件缓和下的中心地系统及其动态演化单一职能一般均衡的讨论单一均衡下的腹地出厂价格和收入变动时需求曲线的位移Imax，汽车下乡人口密度差异下的不同结构不同密度情况下中心地系统结构的变化由于人口密度差异,密度低的地区难以形成高等

15、级的中心地,高等级职能的门槛人口限制0规模对消费者行为异化的讨论多样性购物的影响价格/禾龙越成本咼等级中心地获得发展，职能规模扩大，直到成本上升超过边际利润，该职能外迁必须获得的最低单位利润交通运输演进机动化提升的影响交通成本下降的影响/理论应达市场区实际市场区：!J-:；:/:：-：:：-；:：:G底层申心地）R飞核:心中心地申沁地猊审场区中心地区位固定条件下的情形中心地系统动态变化模式探讨基于人口迁移（城市化）的演变路径等级替代水资源分布造成的中心地系统形变2歩沙,ra骥宁/A609合平川乡山体的单向阻隔畸变河流穿越畸变效应Cl八北B5异化的边界效应1(b)图3-4-5：渗透型与封闭型边界

16、效应异化的边界效应2图3-4-6：完全通过性与强化通过型边界效应交通运输干线对均质化地面的重构交通网络演进对中心地组织形式变化影响-沪as水运交通方式演进作用机理4v.孑.(A)外向性较小时(E)外向性发展期海港中经济特征(C)髙外贸依存度时期主要中心地图例.次要中心地铁路公路S3-5-5：港口一腹地发展模式示意图BiiSiream6424ST.ISBiiMrcain7010IlitNov)3241FC-全球化和信息化空间下的中心地系统空间重构跋条图例EGU1覩桟心）I楂入型課）I）M（!|J1-1TlKJI3M务將匕換机）列呦軌鈴殳lit/b设备图例UFJ500I1SirUE7(H)0IIB

17、isirt地级县级城市.镇.主要村级居民点小尺度;高分辨率I局地尺度；微尺度;超高分辨率地方尺度镇.村级居民点、几乎所有底层聚落图5-2-1：中心地系统研究中的尺度划分和各分辨率下的居民点纳入情况基于东北区域尺度下的统计单元一个地级城市与若干外围县的统计单元结构示意图东北地区中心地中心性测度对象最科学是做到县级，数据限制，只能提升尺度,做到地级城市。测度方法主成分分析根据论文中对于中心地中心性的主要影响因素和机制的分析，优选出31项具体扌旨标z该指标体系共分为三层,第一层为目标层,由东北地区城市中心性综合指数来反映城市中心性的综合水平；第二层为目标分解层,主要用来揭示城市中心性的各子系统的综合

18、水平z包括规模指标、结构指标、可达性指标、经济开放度指标、信息化和通讯能力指标、现代服务提供能力指标共六个二级指标；第三层为具体指标层，包括31个具体指标。目标分解层具体指标单位规模指标yiyl5y31y28yl9yl6地区生产总值（gdp）（市辖区）q乙兀衽岗职工工资息额（市辖区元建成区土地面积（市辖区）平方公里地方财政预算内收入（市辖区）万元限额以上工业企业产品销售收入市辖区）万元限额以上内资H业企业单位数市辖区）个结构指标y2第二产业占GDP比重（市辖区）y3第三产业占GDP比重（市辖区）v4第二产业从业人员数（市辖区）歹5第三产业从业人员数（市辖区）可达性指标y6y2Oy2i交通运输、

19、仓储和邮政业从业人员数（市辖区客运总量（市辖区）货运总量（市辖区）中心性指数信息化与yi2通讯能力y22扌旨标y23y24信息传输*计算机服务和软件业从业人员数（市辖区）科学研究r技术服勞和地质勘查业从业人员数（市辖区）年末邮电局魏（市辖区）本地电话用户数量（市辖区年末移动电话用户数量（市辖区）经济夕卜向性指标yiTylQy27限颔以上港澳台投资企业工业憩产值（市辖区）限额UA上外商投逐企业工业总产值（市辖区实际利用外资金额（市辖区万人万人万人万人万吨万人万人个万人万人4乙元4乙元万美元y8批发和零售业从业人员数（市辖区）y9金融业从业人员数（市辖区ylO房地产业从业人员数（市辖区）现代服劳提

20、供能丈1扌旨标yii租赁和商劳服务业从业人员数（市辖区）yl3水利、环境和公共设施管理业从业人员数（市辖区）yl4教育业从业人员数（市辖区y25社会消费品零售息颔（市辖区）y26批发零售贸易业商品销售总额（市辖区）y29彩剧院数（市辖区）y3O医院床位数（市辖区）人人人人人人元元万万万万万万万万丿丿测算过程原始数据标准化与相关检验计算相关系数矩阵巴特利特球形检验（KMOandBartlett的检验）主成分得分与综合指数结果在此基础上米取加权求和法获得综合权重，即根据各主成分所解释的方差占原始指标变童方差的比重来确定各自的权重，可以运用如下公式计算各主成分的权重，公式为：厶对结果进行线性变换工表

21、5-2-8：所选城市综合得分表城市Z1Z3FjPj位次上海市3.8670.7954.4303.6383.638100.0001：!匕乐市4.433-0.557-4.0833.4613.52496.8612沈阳市0.695-0.6250.8170.5901.67946.1553大连市0.592-0.3180.8960.5331.64345.1644哈尔滨市0.548-0.783-0.5570.3631.533421475上春市0.276-0.0550.0490.2331.45039.8646大庆市-0.1011.967-0.7040.0381.32536.4167鞍山市-0.1190.703-0

22、.049-0.0441.27234.9648抚顺市-0.2100.728-0.113-0.1231.22133.5649吉林市-0.1780.269-0.046-0.1311.21633.42410营口市-0.2280.4240.012-0.1571.20032.97811盘锦市-0.3141.505-0.411-0.1641.19532.85412本溪市-0.2530.643-0.076-0.1651.19532.83713呼和浩特市-0.112-1.2110.139-0.1901.17832.38314葫户岛市-0.2950.702-0.132-0.1991.17232.22415松原市-

23、0.3391.166-0.206-0.2011.17132.19916齐齐哈尔市-0.181-0.725-0.003-0.2161.16131.92117锦州市-0.273-0.0120.006-0.2321.15131.64018双鸭111市-0.3480.3740.101-0.2571.13531.19819辽阳市-0.3510.506-0.0了3-0.2601.13331.15220通化市-0.3630.625-0.118-0.2621.13231.10921铁岭市-0.3510.402-0.040-0.2671.12931.03422赤峰市一0301一01850.042一02691.1

24、2830.995230.800-0.6000.6000.4000.2000.000-0.200-0.400东北地区37城市2019年分布散点图表5212：各年度城市中心性等级划定结果等级199620012006一级中心地沈阳市沈阳市沈阳市、大连市二级中心地大连市、哈尔滨市、长春卬犬连市、哈尔滨市、长春市哈尔滨市、长春市三级中心地鞍山市、抚顺市、大庆市、吉林市、本溪市、齐齐哈尔市、辽阳市、锦州市大庆市、鞍山市、抚顺市、盘锦巾、吉林巾、齐齐哈尔市、本溪市、葫芦岛市、松原市、辽阳市、大庆市、鞍山市、抚顺市、吉林市、营口市、盘锦市、本溪市、葫芦岛市、松原锦州市、营口市市、齐齐哈尔市、锦州市伊春市、丹东

25、市、鸡西市、牡丹江市、阜新市、盘锦市、葫芦岛市、鹤岗市、佳木斯市、营口市、通化市、双鸭山市、辽源市、七台河市、囚平市、赤峰市、朝阳市、白山市、通辽市、松原市、目城市、铁岭市、呼伦贝尔市、绥化市、黑河市鸡西市、通化市、鹤岗市、铁岭市、伊春市、牡丹江市、白山市、赤峰市、七台河市、通辽市、双双鸭山市、辽阳市、通化市、铁岭市、赤峰市、鹤岗市、丹东市、通辽市、七台河市、四平市、白山四级中心地鸭山市、四平市、阜新市、朝阳、市、朝阳市、鸡西市、辽佳木斯市、丹东市、白城市、绥源市、牡丹江市、伊春市、化市、呼伦贝尔市、辽源市、黑河市白城市、佳木斯市、阜新市、呼伦贝尔市、黑河市、绥化市Nftjnkjlometer

26、s下降匚上升1996-2001东北城市中心性变化JW得尔Ifl4mm*上升不变I下降075150300450600r；/碱Kilometers2001-2006束北城市中心性变化四、东北地区中心地扩散域界定界定方法将中心城市扩散域的范围界定转化为距离函数p.Ti=K,】xT沈P沈选择陆路交通为载体，进行速度折减（见下页表）表5-4-2：东北地区2008年各地区货运量统计单位（万吨）地区合计铁路公路内河航运小计占总量比重小计占总量比重小计占总量比重内蒙古992983835738.63%6094161.37%0.00%辽宁1121801914117.06%9293882.85%1010.09%吉林

27、31064742223.89%2355875.84%840.27%黑龙江544031779532.71%3542465.11%11842.18%数掳来源：中国统计年鉴2009表5-4-3：主要交通方式及速度设定交通方式设计时速（km/h）折减比例计算时速（kWh）铁路1200.896高速公路1200.896国道800.648省道600.636县道400.520表5-4-1：东北地区地级以上城市扩散域时距城市PiP沉K”tn沈阳市46.161.001.003.00大连市45.160.981.002.94哈尔滨市42.150.910.902.47长春育39.S60.860.902.33大庆市36.

28、420.790.801.S9鞍山市34.960.760.801.S2抚顺市33.560.730.801.75吉林市33.420.720.S01.74营口市32.980.710.S01.71盘锦市32.850.,710.801.71本溪市32.840.710.801.71葫芦岛市32.220.700.SO1.6S松原市32.200.700.801.67齐齐哈尔市31.920.690.801.66锦州市31.640.690.SO1.65双鸭山市31.200.680.601.22辽阳市31.150.670.601.21通化市31.110.670.601.21铁岭市31.030.670.601.21赤峰市31.000.670.601.21鹤岗市30.750.670.601.20丹东市30.490.660.601.19本研究基于GIS的东北地区2019年末主要交通线路系统图整个研究基于ArcGIS9.3平台进行，对于基础数据进行矢量化处理，将点线面建立关系型数据库，基于时间网络形成每个城市的衣时段研间控制点，禾1用kriging皤値法获得等时间图，对国界、水域等不可逾越边界进行阻隔处理，将得到的kriging插值结果图输