重庆市主城区城市空间形态演变研究

１９ ９ ７年 为城 市地域 的快速发展 期 ，９ ７— ０ １ 为 高速 波动 发展 期 ，０ １ ０ ０年 为 高速 发 １９ ２ ０ 年 ２ ０ ～２ １
展 并有 趋 于稳 定趋 势发展 期 ． ［ 键词 ］ 市空 间形 态演 变 ； 维 ； 庆 市 关 城 分 重 ［ 中图分 类号 ］ Ｕ ８ ［ Ｔ ９４ 文献标 志码 ］ ［ Ａ 文章 编 号 ］６ ３—８１ （０２ ０ ０ ０ — ５ １７ ０ ２ ２ １ ）４— １ １ ０
３ 结 果 与 分 析
３ １ 结果 ．
应用分形 模 型 ， １８ 、９ ８年 、９ ３年 、 以 ９０年 １８ １９ １９ 、０ １ 、０ ５年 和 ２ １ ９ ７年 ２ ０ 年 ２ ０ ００年城 市建 成 区矢
量图为基础 ， 通过公式 Ｄ ＝２ｇＰ ４ ／ｇＡ 进行 １ ／ ） ｌ（ ） （
性 ， 明城 市空 间形态 特征 在各 区具有 区域差 异 说
周长 ， 表示 斑 块 面 积 ， 中 Ｄ值 在 １～２之 间． 其
分形 维数值 的高 低代 表 城 市 建 成 区边 界 的 复 杂
程度 ， 分形 维数值 越高 ， 边界 线 的复 杂程 度越 大． 同时 ， 如果 分形 维数减 小则 说 明城 区周 边边 界 较 整齐 简单 ， 用地 属于 紧凑节 约型．
Ｄ＝ １（ ／ ） ｌ（ ） ２ｇＰ ４ ／ｇＡ ．
式 中 Ｄ表示 分维 数 ， Ｋ为待 定 常数 ， Ｐ表 示 斑块
成 区在 ３ ０年 间 的发 展 使 得 图形 破 碎 度 降低 ， 大
规模 的城 市建 设将 原 来 各 个 破 碎 分 离 的小 块 同 主城 区连 为一 大 块 ． 于各 个 区来 说 ， 体 趋 势 对 总 大体 相 同 ， 分 维 数 Ｄ 值 在 各 个 时期 具 有 差 异 但
年代 改革 开放 初期 的发 展 ， 主城 区城 市 空 间结 构
图 ３所 示 ．
３ ２ 分析 ．
对 于单 个 正方形 斑块 ， 常数 Ｋ＝ 则 ４， Ｐ＝ （ 。 ， ４ Ａ ／ ）
如表 １和 图 ２所示 ， 重庆 市主城 区在 １８ ９ ０～ ２ １ 的 ３ 间 ， 维数 Ｄ 值 总体 呈 现下 降趋 ０ ０年 ０年 分 势 ， 下 降趋 势 明显 ， 明整 体 上 重 庆 市 城 市 建 且 说
应研究 区的栅格 图像 区域 ， 以尺 码 ３ 为 边 即 ０ｍ 长 的小 方 格 对 研 究 区进 行 粗 视 化 处 理 ， 算 以 计 ３ 为边 长 的小 方 格覆 盖 斑 块周 长 的最小 次 数 ０ｍ
Ｐ和覆 盖面 积 的最小 次 数 ４， 别 算 出城 市 边 界 分 及 内部 方格 数 ． ２ ３ 标 尺 的选择 ．
人 口 ３０万 左 右 ， 动 人 口 ３０多 万 ， 计 主城 ５ 流 ０ 合 区人 口近 ７ ０万 ， 亚 热 带 季 风性 湿 润 气 候 ， ０ 属 年 平 均气温 在 １％ 左 右 ． 庆 作 为典 型 的 山地 城 ８ 重 市， 地处 两江 交 汇 处 ， 成 了一 叶半 岛 的 自然 山 形
［ 作者简介 ］ 胡晓明（ ９６一） 男 ， １８ ， 重庆人 ， 硕士研究生 ， 主要从事遥感 与地理信息系统方面的研究 ．
．
１１ ０
１８ ９ ０年 、９ ８年 、９ ３年 、９ ７年 、０ １年 、０ ５ １８ １９ １９ ２０ ２ ０
年 、０ ５年 和 ２ １ ２０ ０ ０年 的城 市 建成 区矢量 图为 基 础， 同时生 成相应 的 ３ ３ 的栅 格 图像 ， ０ ｍ× ０ ｍ 利
水 相隔 的地理 格局 ． 上世 纪 ７ 在 Ｏ年 代 的 “ 线 ” 三 建设 时期 ， 庆确 立 了 “ 中心 、 团式 ” 重 多 组 的发 展 模 式． 辖 以来 ， 城 建 成 区逐 渐 形 成 “ 城 三 直 主 主 片、 十二 组 团和 十 一外 组 团” 的城 市 空 间结 构 形
第３ １卷
第 ４期
重 庆 市 主 城 区 城 市 空 间 形 态 演 变 研 究
胡晓明 ， 李月 臣， 黄孝艳 ， 志明 ， 何 里琼瑶
（． １重庆师范大学地理与旅游学院 ， 重庆 沙坪坝 ４ ０ ４ ；． Ｉ ０ ０ ７ ２ Ｇ Ｓ应用研究 重庆市高校重点实验室 ， 重庆 沙坪坝 ４０４ ） ０ ０ ７
身人 手 去 揭 示 客 观 事 物 内 部 的 规 律 ． 文 在 本
［ 基金项 目］ 国家 自然 科 学 基 金 项 目（ ０ ００ ７） 重 庆 市 教 委 科 技 项 目（ Ｊ７ ８ ） 重 庆 市 自然 科 学 基 金 项 目（ Ｓ Ｃ ４ ８ １７ ； Ｋ０ ０ １ ； Ｃ Ｔ
２ ０ Ｂ ７ ６ ） ０８ Ｂ３７ ．
相似性 ， 市发展 是有 时 间序 列 的分形体 ． 城
分 形理 论应用 于实际分 形 体 的研 究 ， 择 测 选
量分形 体 的标 尺 有 一 定 的 条件 要 求 ． 年来 ， 近 国
内外学 者 的研究表 明 ： 标尺 的长 度单 位 应该 与 分 形体存 在层 次 的尺度 单位相 一致 ． 只有 能够 测 量 出分形 体 的 自相 似性 ， 其测 量 的分维 数 Ｄ值才 能 准确 ． 由于本文城 市建 成 区 的遥 感解 译 是 以
计算 ， 出不 同时期重庆 主城 ９区以及 分 区的图 测定
行粗视 化处 理 ， 然后统计 计算 小 方格 覆 盖斑 块周 长 的最小 次数 Ｐ和 覆盖 面积 的最 小次 数 Ａ 根 据 ．
分形 理论有 ： Ｐ＝ Ａ ／ ） Ｋ（ ，
斑破碎度 的变化 （ 即分维数 Ｄ值 ） 结果 如表 １ ， 和
年 代确 定 了 “ 团 式 ” 组 的城 市 发 展 模 式 ， 过 ８ 经 ０
式扩 展 ． 市 建 成 区 “ 团 ” 着 经 济 发 展 在 有 城 组 随
限的空 间上不 断发展 ， 间也 形成 了新 的小 型城 期 市组 团 ， 内部 填 充 式 扩 展也 在 同 时进 行 ， 内 但 且 部填 充 的发展模 式 占重要 地位 ．
１ 研 究 概 况
重庆 地处 中 国西 南 部 ， 于东 经 １５ １ ～ 位 ０ 。７
１ ０ １ 北 纬 ２ 。Ｏ 一 ２ １ 间的青 藏 高原 与 。１ 、 １ ８ １ ３ 。３ 之 长 江 中下 游平 原 的过渡 地带 ． 重庆 主 城 区坐 落在
长 江与嘉 陵 江交 汇 处 ， 主城 共 有 ９个 区 ， 住 现 常
２１ ０ ２年 ８月
重庆文理学院学报 （自然科学版 ）
Ｊｕ ｆ ｈｎ ｑｎ ｎｖ￣ｔ ｏ ｒ ｎ ｃｅｃｓ（ ａｕａ ｃｅｃ ｄｔｎ ｏｍＭ ｏ ｏｇｉｇＵ ｉ ｉ ｆ ｔａ ｄＳ ｉ ｅ Ｎ ｔｒｌ ｉ ｅＥ ｉｏ ） Ｃ ｅ ｙ Ａｓ ｎ Ｓ ｎ ｉ
Ａｕ ，２ １ 昏 ０２ Ｖ０ ． Ｎｏ ４ １３１ ．
２ ２ 城市 分形体 的度 量 ． 以 １８ ９ ０年 、９ ８年 、９ ３年 、 ９ ７年 、 ０ １ １８ １９ １９ ２ ０
１２ ０
特征 ． 总体 上看 ， 庆 市 主城 区城 市 建 成 区 向外 重
围扩展 的同时 ， 在原有 建成 区 的基 础上 兼 有 内部 填充 ． 主要 与 重庆 市 的地 理 位 置 条 件 相 关 ，０ 这 ７
Ｔ 影像 为基 础 ， 分辨 率 为 ３ ３ 因此 ， Ｍ 其 ０ｍ × ０ｍ，
选择 的标 尺 为 ３ ×３ 的小 方 格 网 ， 就 是 ０ｍ ０ ｍ 也 和解译 的基础遥 感影像 分辨 率 是相 当的 ， 客观 上 能反 映城 市分形 体 的 自相似 性存 在 层 次． 用 双 采 线对 数 曲线 图检 验标 尺选择 正 确与 否 ， 过观 测 通 散点 分布 是否 呈 线性 分 布来 判 断 选 择 的标 尺 是
态．
态 是否 合理 优 化． 分 形 理论 产 生 前 ， 者 用 了 在 学
很 多种 方法 来计 量 城 市 空 间形 态 ， 中包 括 ： 其 形 状率、 紧凑度 以及 各 种 形 状 指 数 ． 王 新 生 等 利 如 用 城市 边界 维 数 和 紧凑 度 指 数 研 究 了 中 国城 市 空 间形 态 的时空 演变 特征 ． 目前 ， 究城 市形 态 的分维 数 主要 有 ３种 方 研 法 ： 种是 网格 维 数 ， 源 于分 形 理 论 的盒 子 维 一 来 数 ； 一种 是 半 径 维 数 ， Ｐ Ｆａ ｋ Ｈ ｕｅ 首 另 由 ． ｒｎ ａ ｓｒ 先在 地理 学 中定 义 ； 三 种 是 边 界 维 数 ， 是 第 它 最早 刻画 城市形 态 的维数 ． 文利用 边 界维 数 本 理论 ， 构造 城 市周 长 与 面积 的几 何 关 系 ， 而 推 进 导 出重庆 市城市 空 间形态 的边 界维 数 ， 析重 庆 分 市 主城 区城市 空间形 态 的时空 演变 规律 ．
随着 现代 社 会 经 济 的 发 展 和 人 口的快 速 增
长， 城市 发展 越来 越 快 ， 们 对 城 市 空 间 的要 求 人 逐渐 增 大 ， 这就 要求 城市 内部 不 断重 组 或者 向外
部延 伸来 满 足人们 的空 间要求 …． 一 过程 中引 这 起 了城 市用地 与耕 地资 源 的矛盾 激 化 ， 以及 人 类 生 活环 境 、 市 空 间 形 态 紊乱 发 展 等 问题 ． 自 城 而 相 似理论 及技 术 的问世 ， 为定 量 描述 城 市空 间 形 态 以及 城市 空间 布局提供 了新 的前 景 Ｊ城 市 分 ． 维 数 的引入 能够 很 好 地 说 明一 个 城 市 的 空 间 形
年 以及 ２ １ ０ ０年 遥感 影 像 的基 础 上 ， 过 一 系列 通 城市建 成 区的提取 监测 ， 利用 分形 维 数分 析 显示 城市 空 间形 态 动 态 发 展特 征 ． 图 １可 以看 出 ， 由 城市 空 间形 态 的 空 间演 变 在 时 间 上 具有 一 定 的
用 Ａ Ｃ Ｉ 间分析 功能 进行 掩 膜计 算 ， 出相 Ｒ Ｇ Ｓ空 得
［ 摘
要 ］ 用分形 理论 中的 边界 维数 对重庆 市近 ３ 运 Ｏ年 的城 市 空 间结构 形 态 变化进 行 定量 分
析 ， 示重庆 市不 同时期 的城 市地 域扩展 方 式． 揭 结果 显 示 ， 重庆 市主 城 区各 区在 各 个 时 期城 市
形 态具有 差异 ， 整体 上 重庆 市城 市建成 区在 ３ 间 的发展 使 得 图形破 碎 度 降低 ， 中 １８ ０年 其 ９０～
图 １ 重 庆 市 主 城 区城 市 边 界 叠 置 图
否合 理． 果散 点 图呈 线 性 分 布 ， 说 明选 择 的 如 则 标尺 是合 理 的．
２ １ 分形模 型 ．
用 来描 述城 市形 态 的分 维 数 主 要 有 网格 维 数 、 径维 数 和边 界 维 数 等 ， 中边 界 维数 计数 半 其 法在城 市地 理 学 的分 形 研 究 中是 一 种 不 可 或 缺 的分 维数测 算 方 法． 文选 取 边 界 维数 （ 算周 本 计 长 一面积 维 数 ） 衡 量 城 市 空 间 形 态 的分 形 特 来 征． 方法 是 以边长 为 ｒ的小方 格 对研 究 对 象进 其
［ 收稿 日期 ］０ ２—０ ２１ ５—１ ７
２ 研 究方 法
分 形理 论 的发 展 为 城 市 空 间 结 构 复 杂性 研 究 注入 了新 的研究 视 角． 将分 形 理论 引人 对 城市 空 间结 构进 行定 量分 析是 近年来 研 究 的热 点． 针
对传统几何数学方法是对复杂 的研究客体进行 简化 和抽象 ， 分形 理论 主要从 非 线性 复 杂 系统本