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1、基于多源大数据的城市群空间协同研究,以珠海与粤港澳大湾区为例,姚月，崔梦馨,摘要：区域一体化背景下，城市已不再是一个封闭的发展系统，而是通过各种网络与区域内其城市紧密地 联系在一起，形成城市群和都市区。随着大数据时代的到来，众多学者、规划师开始探讨如何利用大数据 的手段和方法，来更加理性、更加科学地进行研究城市群内部的空间协同关系。本文以珠海与粤港澳大湾 区空间协同为例，构建了基于遥感影像、高德地图 POI、手机信令、Open Street Map、工商企业数据、气 象数据、统计年鉴等多源大数据的城市群空间协同分析框架，从布局、功能、产业、交通、公共服务、生 态环境等方面剖析珠海与粤港澳大湾区
2、城市群空间协同发展存在的问题，从而提出珠海在生产、生活、生 态等三大空间方面与粤港澳大湾区城市群协同发展策略。由此思考建立一种可推广、可复制的基于多源大 数据的城市群空间协同分析研究方法，以期为更多城市群空间协同研究提供参考。,关键词：遥感影像，POI，手机信令，城市群，空间协同,引言,随着工业化、信息化、全球化的快速发展，城市和区域正在经历着巨大的变革。各类资 源在空间上不断集聚，地域间的竞争和合作不断推进，使得城市之间依托网络化的交通、通 信等基础设施形成经济联系紧密、空间组织紧凑、高度同城化和一体化的城市群体。同时， 伴随互联网、云计算、人工智能等新兴技术的发展，多源大数据由于其广覆盖、
3、全时限、细 粒性等特征，能够反映出区域空间发展、城市联系和辐射范围等方面的内容，为城市群的空 间协同等提供了新研究方法和新视野。,1 大数据时代下的城市群空间协同研究趋势,近年来移动定位、互联网、云计算等技术的发展和普及，使搜集和处理人为活动的时空 信息成为现实。诸多学者利用当前可获取的多源大数据开展了城市群空间研究，取得了较丰 富的成果（甄峰等，2015）。,在城市物流、信息流、人流等“流空间”研究方面，Mitchelson 和 Wheeler 等（1994） 较早地以联邦快递数据为基础，研究美国城市间信息流联系情况，同时揭示了全球化对城市 在信息交流体系中地位的影响；唐子来等（2014）采
4、用企业关联网络的分析方法，在全球、 国家、地区三个空间层面上，揭示长三角地区、长江中游地区两个城市群在全球和国家体系 中的网络关联格局，以及城市群内部的网络关联格局；董超等（2014）以吉林省县级以上地 方为研究单元，基于各地间固定电话通话时长，采用主成分分析法、层级分析法、优势流分 析法等对吉林省流空间格局进行了分析；傅毅明等（2016）基于河北地区公路收费数据，建 立了冀中南城市群 OD 矩阵，并结合城市经济、人口等因素，揭示冀中南城市群内部及其与,京津和周边地区的交通流特征。,在区域城镇体系和城市群空间结构研究方面，姚凯等（2016）基于手机信令数据，以区 域内常住居民的多日跨镇出行数量
5、来模拟区域内各城市网络联系强度，从城镇等级体系、中 心城市腹地和区域发展廊道等方面对区域城镇体系现状进行了综合评估；钮心毅等（2017） 使用手机信令数据测算城市之间的人流联系，提出了吸引量法、优势流法两种分析城镇体系 等级结构的方法；周永杰等（2018）以手机信令数据为基础，构建城镇联系强度模型，对珠 三角的城市群空间特征进行分析，揭示珠三角城市群空间发展格局、特征及存在问题。 从研究进展和发展趋势来看，基于多源大数据的新技术，正引领着城市群、城市之间空 间特征研究的科学、理性发展，但目前的研究多偏重于从物流、人流、信息流、空间结构等 某一个领域用单一来源的大数据进行城市群空间研究，缺少运用
6、多源大数据从生产、生活、 生态等全要素空间对城市群空间协同发展进行全面和细致的分析评估。,2 数据概况和研究思路,在经济全球一体化和互联网信息化趋势下，地域空间的联系逐渐从过去基于属性的“地 方空间”转向基于关系网络的“流空间”，传统的基于中心地理论的城市等级体系逐渐趋向 扁平化、网络化（周永杰等，2018）。城市间的协同发展逐渐突破行政区划制约，使发展要 素和资源在彼此之间自由流动和优化配置，促进经济社会更紧密融合，形成优势互补、共同 繁荣的整体效应，从而提高整体竞争力（王士君，2009）。,随着粤港澳大湾区上升为国家战略，如何携手港澳，把粤港澳大湾区建成为多中心、网 络化、协同发展的国际一
7、流湾区和世界级的城市群，成为各界关注的热点话题。本研究以珠 海与粤港澳大湾区空间协同为例，基于遥感影像、高德地图 POI 获取的商业、行政、文化、 医疗、风景名胜等设施数据（约 300 万条数据），以及 2017 年 5 月份连续一周的中国移动 手机信令数据（约 1200 万条数据），结合工商企业数据、Open Street Map、气象数据、统 计年鉴等，采用监督分类用地识别、手机用户类型和时空分布位置识别、用户出行轨迹、基 于传统重力模型的城镇联系强度计算、核密度分析等大数据空间分析方法，剖析珠海与粤港 澳大湾区空间协同发展的历程及存在的问题，从而提出珠海在“生产、生活、生态”三大空 间方
8、面与粤港澳大湾区城市群协同发展策略，以期为城市群的空间协同发展研究提供经验借 鉴。,图 1 基于多源大数据的城市群空间协同分析框架,3 基于历年遥感数据的空间协同发展历程,3.1 1980-2000 年，珠海经济特区建立，城市“依澳而兴”,珠海市的兴起很大程度是受到国家改革开放政策的影响。1980 年 8 月，在邓小平的倡 导下，中央正式决定把深圳、珠海、汕头和厦门设立为经济特区，由此拉开了珠海经济特区 发展的序幕。随着改革开放的推进，港澳依托内地丰富而低廉的劳动力和土地资源，选择了 “外迁”，港澳资本迅速带动了深圳的发展，华南“四小虎”的东莞、顺德、南海和中山等 一批新兴的空间增长中心开始出
9、现，珠海作为澳门的邻接城市，也逐渐成为区域经济新的空 间增长极，这段时间珠海城镇空间的拓展主要集中在香洲、拱北、吉大等地区，西部和东南 部出现了零星的飞地式扩展。,图 2：2000 年以前珠海及粤港澳大湾区空间扩张分布情况 3.2 2000-2010 年，区域连绵进程加速，珠海西部逐渐发展,21 世纪之后，随着宏观形势的不断好转以及海外华侨资本的涌入，区域连绵发展、“村,村点火、户户冒烟”的城镇空间发展态势进一步加剧。此时，珠海市政府开始了“东部大转 型、西部大开发”的战略，推动基础设施的建设并大力发展二、三产业，工业园的数量不断 地增加。产业发展空间逐渐转向西区，新青工业园、三灶工业园、高栏
10、港经济区等园区成为 经济增长主战场。城市发展的重心西移和空间结构的拓展，促使珠海的区域辐射能力有所增 强。,图 3：2000-2010 年珠海及粤港澳大湾区空间扩张分布情况 3.3 2010 年至今，交通网络不断完善，城市框架逐步拉开,2010 年滞后，港珠澳大桥、广珠城际轻轨、广珠铁路、长途高铁、莲花口岸等各种国 家级、省市级重点交通基础设施项目的推进，以及珠海机场的复兴、高栏港跻身广东第五个 “亿吨大港”等，使珠海作为“珠江西岸交通枢纽”的地位日渐显露。珠海城镇空间范围不 断扩张，城市内部聚合不断加强。,图 4：2010-2015 年珠海及粤港澳大湾区空间扩张分布情况,4 基于多源大数据的
11、现状空间协同问题分析,为了进一步明确珠海与粤港澳大湾区空间协同的现状特征，本文利用高德地图 POI、手 机信令、工商企业数据、Open Street Map 获取的道路分布、气象数据、统计年鉴等，从“生,产、生活、生态”三大方面识别目前珠海与粤港澳大湾区空间协同存在的核心问题。,4.1 生产空间协同分析,4.1.1 高端要素的集聚程度和联系强度与核心城市的定位不匹配 将粤港澳大湾区内部全地域的商业、商务、文化设施以及各类公共服务设施分布情况进 行叠加分析，可以看到，目前粤港澳城市群空间结构基本以“两核一带”为主导，广-佛、 深-港两极聚集态势非常明显，过去规划所设想的珠海与广、深三足鼎立格局尚
12、未形成；广- 莞-深-港走廊是城市群的主导性发展廊道，西岸城镇发展情况仍不理想，“A 字形”空间格 局有待完善。,图 5：基于 POI 的粤港澳大湾区商业、商务、文化等设施叠加分析图 传统重力模型对城市联系的研究，以经济总量和人口数量作为城市规模大小的表征，以 城市间的实际空间距离为城市间的衰减程度表征因子。,式中：Rij 代表城市联系强度；Gi 代表城市 i 的年末 GDP；Gj 代表城市 j 的年末 GDP； Pi 代表城市 i 的年末常住人口；Pj 代表城市 j 的年末常住人口；dij 代表城市 i、j 间的空间 距离。,基于传统重力模型计算出的珠三角区域城市联系强度结果表明，珠海与澳门
13、、中山、深 圳的联系强度较高（500 亿元万人/km2 以上），与大湾区内其他城市联系强度相对较弱。 从 GDP 总量、人口数量、基于传统重力模型的城市联系度等数据来看，珠海对人口、经济 的集聚能力较弱，除与澳门联系强度较高（5000 亿元万人/km2 以上）之外，与大湾区内 其他城市联系均很薄弱，未能像深港带动东岸发展那样带动西岸发展，城市能级仍未达到区 域核心城市要求。,图 6：基于传统重力模型的城市联系度分布（左）及基于手机信令的人口流动空间分布（右） 从手机信令数据来看，珠海与中山、广州、江门、深圳等城市之间的人口流动较为频繁， 其中珠海与中山联系最为紧密，月均人口流动数量达 25 万
14、以上，与肇庆、佛山、香港、惠 州等人流往来较为稀少，月均人口流动数量不足 2 万人。可见，珠海对于湾区内人员的吸引 程度和输出强度均有待提高。,综合上述分析，粤港澳大湾区形成了以广、深为核心，佛、莞为第二梯队的层级式结构， 珠海目前仍处于地方中心城市级别，对区域的影响力极为有限。,4.1.2 仍处于区域交通末梢，极大地制约了对外经济、人流联系,从基于 Open Street Map 的区域大交通支撑来看，珠海市高速公路密度约 0.1km/km2， 在珠三角中排名第三；铁路密度 0.033km/km2，在珠三角中排名第六；但高速公路、铁路的 总里程与其他城市仍存在一定差距。高速公路总里程在珠三角
15、中排名倒数第二，铁路总里程 排名倒数第一。从大湾区现状高速公路建设来看，西区高快速路网密度较低，珠海高速公路 处于末梢，对西岸地区辐射有限。从基于手机信令的城市群交通廊道识别来看，珠海、中山、 江门内部联系较弱，没有形成完善的区域性路网，相互间可对接的道路偏少，均存在“断头 路”。而与东岸莞深及香港的联系受跨江通道不足而尚未建立起便捷的联系，极大地制约了 珠海的对外经济联系及其经济发展。,图 7：基于 Open Street Map 的高速公路分布（左）和基于手机信令的城市群交通廊道（右）,4.1.3 缺乏对区域资源的有效整合，产业实力和协作程度有待提高,从基于工商企业数据的加工制造业空间分布
16、格局来看，初步呈现出东岸以电子信息为主 导的高新技术产业，西岸以重型化为特征的装备制造产业的发展格局。其中深圳是珠江东岸 电子信息产业带的核心，佛山市西岸先进装备制造产业带的核心。从产业分布情况来看，珠 海的制造业和电子信息产业发展规模较小，远低于西岸的佛山，同时在空间上也与中山形成 了产业空白地带，一定程度上反映出区域协作度不高，没有发挥大港口应有的支撑效力，与 珠海要打造成为珠江西岸沿海沿江先进装备制造产业带重要增长极的定位差距较大。,图 8：基于工商企业数据的电气机械制造业（左）与电子信息产业（右）空间分布格局 从服务业空间分布格局来看，金融服务企业主要集中在广深两个核心城市，并且深圳略 强；而批发服务业则以广州为主要集聚区，向珠三角西南、东南方向拓展，并初步形成广州 -佛山-中山的带状分布趋势。珠海虽然在金融服务业和批发服务业都有一定的发展，但整体 规模较小，没有形成与湾区核心城市应有的服务功能。,图 9：基于工商企业数据的金融服务业（左）、批发服务业（右）空间分布格局,4.2 生活空间协同分析,4.2.1 缺乏具有区域影响力的公共服务中心,从基于公共服务设
