城市空间形态与特征的定量分析——以重庆市主城区为例.doc

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1、第 15 卷 第 2 期 2013 年 4 月 地 球 信 息 科 学 学 报 Vol.15, No.2 Apr., 2013 JOURNAL OF GEO-INFORMATION SCIENCE 城市空间形态与特征的定量分析 以重庆市主城区为例 （重庆市地理信息中心，重庆市地理空间信息工程技术研究中心，重庆 401121） 摘要： 本文梳理了城市空间形态研究的理论与方法，系统分析了城市空间形态研究的趋势。鉴此，构建了城市形态 定量化研究的测度指标体系，并以 RS 和 GIS 技术制定了城市形态定量化 分析方法框架，对重庆市主 城区空间形态 进行了系统的定量分析。在城市用地扩展的时空特征上采用

2、了面积增长量、城市用地扩展速度、扩展强度，及各方 位用地扩展强 度等指标；在城市外部空间形态特征方面采用了紧 凑度、分形维数和形状指数等指标。结果表明：主 城区空间形态演变 受其重大事件影响较大 ，呈“突变”和“整合”相结合的 演化过程；重庆市主城区空间扩展 呈现明 显的阶段性 ，以 集约式和内 涵式扩展为 主；由 于受主城区 扩展的各向 异性影响，主城 区扩展以北 向和西向扩 展为 主。本研究为城市空间形态的定量分析提供了参考。 关键词： 空间形态；定量研究；城市规划 DOI： 10.3724/SP.J.1047.2013.00297 1 引言 随着城市化进程的加快，城市的不断扩展，城 2

3、2.1 城市空间形态研究的理论与方法 城市形态理论研究 国外城市形态研究起源于 20 世纪 50 年代马奇 市空间形态发生剧变，引发了大量的城市问题，严 重制约了城市的转型与提升。本研究以城市空间 和马丁 1 创立的“城市形态与用地研究中心”，按照 形 态 为 突 破 口 ，采 用 遥 感（ RS）、地 理 信 息 系 统 （ GIS）等新技术手段，对空间形态发展进行系统分 析，揭示了城市空间形态所出现的问题。 重庆市是西部唯一的特大城市，因城市发展与 地理环境的高度耦合 ，成为国内 外典型的 山地城 市。其空间 形态的演变 ，基本上是在遵 循空间发 展规律基础 上的自然演 进，但是由于其 所

4、处的特 殊地理区位，经受了几次重大历史事件的影响，使 城市形态呈 现突变和剧 变的形态 ，极大 加速了城 市形态的演 变。为此，重 庆市的空间发 展不但具 有自身的个 性，还具有一 定的代表性。 对其空间 形态 及其 演变 的研 究对 完善 主城 区空 间形 态发 展，构建符合重庆特色的空间形态具有指导意义， 对我国众多 的城市，特别 是对山地城市 的规划建 设具有借鉴作用。 城市形态理论所侧重的研究对象和研究方法，学者 们将城市形态相关理论与方法分为形态分析、环境 行为分析和政治经济学方法等 3 类。形态分析包括 城市历史研究 、市镇规划分析 、建筑学的方法和空 间形态研究 ，其依靠从二维到

5、三维的城市地图、规 划与建筑设计和城市实体研究，来解释城市现象和 剖析其中隐含的规划管理、建筑师、业主和各种相 关专业人员在城市形态变化中的作用及职责；环境 行为分析采用社会调查、实地观察、访谈、心智地 图”等分析技术来研究人的主观意愿、行为与环境 的关系 ，该研究试图了解人类如何感知和理解环 境、特定环境的特征及对人类行为的暗示作用，力 求将环境与行为的各个方面归纳起来；政治经济学 方法主要应 用于城市地 理学研究，其关 注政治因 素、经济因素和社会组织 在城市过程中的作用，该 理论在建成环境与商品生产过程之间建立联系，强 收稿日期： 2012 05 14； 修回日期： 2012 12 04

6、. 基金项目： 重庆市科委项目（ CSTC,2009CB2015）。 作者简介： 张治清 (1971 )，男，重庆市人，高级工程师，主要从事遥感与 GIS 应用研究工作。 E-mail： 2 3 298 地 球 信 息 科 学 学 报 2013 年 调建成环境的产生和变化与社会生产和再生产过 程密切相关，多采用定量的研究方法 。 我国城市形态研究直至 20 世纪 90 年代，其成 果才相继涌现。概括来说，国内城市形态研究理论 主要集中于： 1）城市形态的构成要素，该理论认为 城市空间形态的物质要素主要有道路网、用地和具 有明显特 征的功 能单元 等组成 ，而 社会生 活方 式、人们心理生理、

7、经济技术条件、历史文化及管理 制度等非物质要素也逐渐纳入到城市形态构成要 素考虑的范畴 ； 2）城市空间形态的整体模式，该 理论主要针对城市建成区，通过对城市建成区的外 在轮廓进行描述、概括、分类、比较等，从整体上对 城市空间形态的特征进行把握 ； 3）城市内部空间 模式，该理论主要集中于物质空间形态分析，探讨城 市内部各组成要素的相互作用 与相互影响机制 ； （ 4）城市职能、城市规模及城市结构，该理论认为城 市职能直接影响到城市规模和城市用地构成，不同 职能、不同规模的城市形态一般有较 大的差异 ； （ 5）城市历史研究，该理论是在城市规划的推动下 建立起来的，一般是从城市规划建设的视角对

8、城市 的发展进行通史性的研究 ； 6）城市空间形态演 变历程研究，该理论对城市或城市群空间形态演变 历程进行全景式研究，探寻城市空间形态发展的规 律和特征 ； 7）城市空间形态演变机制，该理论认 为城市空间形态的演变是一个延续进化的动态过 程，功能 形态互 适机制是城市形态演变的主要机 制 ； 8）城市空间形态演变的驱动力，研究认为社 会经济的发展是城市空间形态演变的驱动力，城市 内外动力作用是城市形态扩展的实质，政策力、经 济力和社会力三者的共同作用是城市空间形态演 变的动力机制 。 2.2 城市形态研究方法 城市形态研究方法，一般有定性分析和定量分 析法。 定性分析方法有文献分析法、分形研

9、究、特尔 斐法和层次分析法、系统动力学方法、网络拓扑分 析等 。 城市形态研究多以定性分析为主，其研究结果 具有一定的主观性。定量分析方法具有一定的数 量指标特征， 故将定量与定性研究相结合，是城市 形态研究的必然趋势。 在城市形态定量测度上，通过对二维平面形态 分析，提出了城市形态计量的特征值法（均衡度、形 状度、离散度、紧凑度等）、数理统计法、自相似理论 和技术、模糊数学理论和突变论等 4 种方法 ，并对 具体的城市进行了定量分析 ；从城市空间集聚 与扩散的特 征上考察，城市 空间 形态测 度可从形 状、规模、距离、可达性、中心性、集聚性等方面进行 定量化 。这些空间测度分析，推动了城市形

10、态 定量化研究的进程。 在城市形态定量研究中， GIS 与 RS 成为城市形 态定量研究重要的方法。诸如， RS 在城市空间信 息的提取和城市空间扩展的检测上具有绝对的优 势 ；而 GIS 技术则集成了多种统计与空间分析方 法，可以在诸如城市形态网络拓 扑分析 、形态构 成要素的相关性分析、城市土地利用变化与城市形 态的外部扩展分析 、城市形态的多尺度分析 和 多时相的序列分析 等城市形态 多方面分析上大 展手脚。 3 城市空间形态定量分析框架 3.1 城市空间形态的定量化模式 本研究主要采用城市空间扩展分析、城市空间 形态测度、相关模型与公式 3 类研究方法。需要指 出的是，相关模型与公式并

11、不是一类单独的研究方 法，它是贯穿于城市空间扩展分析与城市空间形态 测度方法之中的，是建立在城市空间扩展分析与城 市空间形态测度方法范畴内的一种定量化模式。 （ 1）城市空间扩展计算方法 城市空间扩展分析主要用城市用地扩展速度、 扩展强度和城市扩展的各向异性来表示，为了便于 计算，给出一个城市用地扩展 速度和强度的计算公 式： Mue = Uij /(tj ULAij) 100% （ 1） Iue = Uij /(tj TLAi) 100% （ 2） 式中， Mue 为城市用地扩展速度， Iue 为城市用 地扩展强度指数， Uij 为 j 时段第 i 个研究单元（如 某方位或某格网）建成区扩展

12、数量， tj 为 j 时段的 时间跨度， ULAij 为 j 时段初期第 个单元建成区总 面积， TLAi 为第 i 个单元土地总面积。 城市扩展的各向异性（方向性特征）就是通过 比较分析城 市扩展速度和强度在不同方位上的差 异，揭示城市扩展的方向态势。 7-12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24-26 2 期 张治清 等：城市空间形态与特征的定量分析 以重庆市主城区为例 299 （ 2）城市空间形态测度 城市空间形态是城市各构成要素的空间分布 模式。本研究对形状指数和城市密度等一些特征 值进行测度，主要包括分形维数、紧凑度、形状指数 等特征值。 分形维数

13、描述的是 城市边界形状的复杂性，反 映出土地利用形状的变化及土地利用受干扰的程 度，是一个面积与周长的关系。其计量公式为： （ 3） 式中， 为 t 时期城市斑块 的分形维数， At 、 Pt 为 t 时期城市斑块的面积和周长； St 的理论范围 为 1 2， St 值越大表示图形形状越复杂。 紧凑度是反映地物离散程度的一个指标，地物离 散程度越大，其紧凑度越低，城市空间受外界干扰越 大，保持内部资源的稳定性越困难。其计量公式为： K l = 2 A /P （ 4） 式中， Kl 为城市的紧凑度， A 为城市面积， P 为 城市轮廓周长。圆形地物的紧凑度为 1，其他形状 地物的紧凑度均小于 1

14、。紧凑度值越大，其形状越 具有紧凑性。 形状指数是反映城市区域内部联系方便与快 捷性的一个指标。其计量公式为： n SBC = （ 5） i = 1 式（ 5）中 ,先求出城市的中心到各地段或小区的 总距离；然后，再以各小区的中心的距离与之作比 较，最后一一求和。这一指标显著的优点是考虑了 城市中心与区内部分之间的具体联系，它不单纯是 从抽 象的形状入手，而是综合了各小区的客观位置 特征。如果这种距离是以经济距离进行测度（如考 虑线路因素），则更可以反映出区域或城市内部联 系的特征。由于地段和小区是具体的，所以，其反 映区域内部的联系的真实性更强，在城市形状时空 变化方面的可比性也更强，在实践

15、上意义更明显。 式中， SBC 为形状指数， 为某个图形的优势点到 图形周界的半径长度， n 为具有相等角度差的辐射 半径的数量。形状指数越大，表明空间形态分布越 离散，紧凑度越差，城市空间联系越不方便。 3.2 定量化测度指标的建立 本次主要研究城市外部 空间形态，与城市内部 空间形态的研究类似。城市外部空间形态主要指 由城市形态外延线所组成的形状结构，在时间上， 是外延线的不断演替；在空间上，是由城市形态轮 廓线所组成形状的结构与模式。选用的量化指标 如下表所示。 表 1 城市外部空间形态定量化指标 Tab.1 Quantitative index of urban external mo

16、rphology 研究类别 研究内容 定量化指标 城市外部空间 城市用地扩展 城市用 地面积增长量 城市用地总体扩展速度 城市用地总体扩展强度 各方向用地扩展强度 城市外部形态 紧凑度 演变特征 分形维数 形状指数 3.3 定量分析的技术方案 本次研究时段为 1997 2009 年，研究资料包括 多时相遥感影像（含航空影像）、城市规划图、地形 图、土地利用现状图、社会经济统计数据，以及其他 相关资料（环保、生态、交通等专项规划 ,数据来源于 重庆市地理信息中心的遥感解译）。 本次研究在 ArcGIS 环境 下进行，对所收集的 资料进行预处理。根据需要，对多源、多类型的图 形 数据和属性数据进行

17、整合，将各种数据按照不同 专题分层进行管理，并将各种信息（图形信息、统计 数据）建立属性数据库，并通过标准编码建立相互 间的链接，构建数据库（图 1）。 图 1 ArcGIS 环境下空间数据库示意图 Fig. 1 Spatial database under ArcGIS 本研究的技术路线包括 3 个步骤： 1）根据相关 资料，在 GIS 环境下建立数据库； 2）借助于 ArcGIS 平台，利用相关研究方法，对主城区空间形态进行 分析； 3）对主城区空间形态演化及其特征进行总 300 地 球 信 息 科 学 学 报 2013 年 图 2 本研究的技术路线 Fig. 2 The technolo

18、gy framework of this study 结概括，并对主城区空间形态的优化调控提出对策 （图 2）。 4 重庆市主城区空间形态定量分析 城市用地的扩展包括用地扩展的速度和强度； 外部形态特征可以通过紧凑度、分形维数和形状指 数来描述；用地结构的演变主要指城市建设过程中 不同性质用地的转化和扩展。 4.1 城市用地扩展的时空特征 （ 1）主城区面积增长量 1997 年末，重庆市主城区建成区面积为 150.75 km 。此时，城市较为分散，主要集中在渝中半岛， 尚未完全 突破两山。但直辖为主城区的发展提供 了重大转折期，为主城区的快速拓展提供了动力。 2004 年，主城区建成区面积为

19、325.37 km ，增长量为 1997 年的一倍。这个时期，主城区主要向南北方向 拓展，已经跨越了两山的限制，并且实行的是紧凑 式发展模 式。 2005 年，主城 区建成区 面积 349.93 km ，较 2004 年增长 24 km ； 2006 年，主城区建成区 面积拓展至 404.19 km ，较上一年增长 54 km ； 2007 年，主城区建 成区面积 433.59 km ，较上一 年增长 29 km ； 2008 年，主 城 区 建 成 区 面 积 达到 456.70 km ，较 上一 年增 长 23 km 。 在 2005 2008 的 4 年 里，主城建成区绝对量增长快速，并

20、且采用的是集 约式发展模式。在扩展方向上，除继续向南北扩展 外，进一步向两山之外扩展；在原城区则通过不断 的更新， 以及见缝插针式的建设布局，使主城区土 地利用强度进一步扩大和紧凑化（图 3）。 （ 2）城市用地总体扩展速度和强度 1997 年，重庆市主城区建成区面积仅为 150.75 km ，而 截 止至 2008 年 底 ，主 城 建成 区 面 积达 到 456.70 km 。在这 11 年间，建成区面积扩大了 3 倍， 这对重庆市城市化进程和城市建设无疑是一个巨 大的进步。 2 2 2 2 2 2 2 2 期 张治清 等：城市空间形态与特征的定量分析 以重庆市主城区为例 301 图 3

21、重庆市主城区不同年份建成区扩展图 Fig. 3 Built-up area extension in the main urban zone of Chongqing in different years 从扩展速度来看， 1997 2004 年间，主城区扩展 速度较快，为城市快速扩展时期； 2004 2005 年，城 市扩展速度有所减缓； 2005 2006 年，城市扩展速度 再次加快；此后，城市扩展速度一直减缓，基本保持 一个稳定的低速增长速度。在这个过程中，见证了 主城区城市建设的历程，说明近些年来政府对城市 土地宏观调控政策的实效性。 从扩展强度来看， 2005 2007 年，主城区扩

22、展强 度最大，为高速扩展时期； 1997 2005 年，扩展强度 次之，为快速扩展期； 2007 年之后，扩展强度变小， 为中速扩展时期。主城区自 1997 年后，扩展强度差 表 2 Tab.2 年份 1997 2004 2005 2006 2007 2008 重庆市主城区城市用地增长与扩展强度统计 Area and intensity of urban land extension in the main urban zone of Chongqing （ km ） 2 度 指数 150.75 325.37 1997 2004 16.55 0.91 349.93 2004 2005 7.55

23、 0.90 404.19 2005 2006 15.51 1.98 433.59 2006 2007 7.27 1.07 456.70 2007 2008 5.33 0.84 异与重庆市国民经济发 展历程基本相似，反映了城 市扩展与经济发展的相关性。直辖后，为重庆市发 展带来了众多的发展动力，加快了重庆市城市建设 的力度，城市扩展强度一直保持在一个快速发展阶 段。 2007 年之后，加快发展模式转变的大趋势下， 政府宏观调控土地力度加强，城市扩展强度有所下 降是必然趋势。 （ 3）各方位用地扩展强度 为了揭示重庆市主城区城市用地空间扩展方 向和规模的 差异，针对主 城区特定的城 市形态特 征，

24、采用 16 方位分配法的“等扇分析法”进行分析。 基本思路为，以解放碑为中心，选取适当的半径使 建成区面积 扩展速 扩展强度 年份跨度 302 地 球 信 息 科 学 学 报 2013 年 之能包含所有的建成区，以东偏北 11.25为起点，将 主城建成区分成 16 个夹角和面积相等的扇形区域 （图 4），通过各个扇形不同年份建成区面积的分析， 得出不同年份各扇区的扩展规模和扩展强度，分清 各个时段建成区扩展的主导 方向。 图 4 重庆市主城区扇区划分 Fig. 4 The sectorial division of the main urban zone of Chongqing 按照确定的

25、16 个扇区划分，对各个扇区进行统 计分析（表 3、表 4），并以雷达图的方式表现（图 5）， 探讨各个时期各个方位的扩展差异，以及各个时段 扩展的主导方向。 1997 2004 年间，主城区各方位用地扩展强度 均值为 0.84，标准差为 0.54，数据具有一 定的离散 度，各向扩展强度差异较大。这一阶段城市主要向 N、 SSW、 SWW、 NNW 4 个方向扩展，成为扩展的主 导方向。纵观这 4 个方位，基本是沿着南北向扩展， 这和主城区的地理条件密切相关。主城区受众多 的南北向的平行岭谷切割，城市建设逾越这些山谷 难度较大，只好沿着切割的沟峪进行带状扩展。 2004 2005 年间，主城区

26、各方位用地扩展强度 均值为 0.88，标准差为 0.98，数据离散程度进一步升 高，各向扩展强度差异进一步加大。在这个阶段， 城市扩展主要沿 着 N、 NE、 NWW、 NW 4 个方向扩 展，主要表现为北向发展，并且开始突破中梁山的 局限。 2005 2006 年间，主城区各方位用地扩展强度 均值为 1.89，标准差为 1.40，数据离散程度进一步加 大，各向扩展强度差异性达到最大。这个阶段扩展 方向主要为 N、 SSW、 NNW、 NNE 4 个方向，仍然表 现为南北向拓展，与 1997 2004 年、 2004 2005 年拓 展趋势基本保持一致。 2006 2007 年间，主城区各方位

27、用地扩展强度 均 值 为 1.15，标 准 差 为 1.20，数 据 离 散 程 度 较 2005 2006 年间有所降低，但是整体上离散程度仍 然很大，各向扩展强度差异性仍然很强。这个阶段 主要向 NWW、 SEE、 W、 E 4 个方向扩展，表现为东 西向扩展，并且完全突破了由中梁山、铜锣山组成 的天然屏障，形成了“一岛、两江、三谷、四脉”的空 间格局。 2007 2008 年间，主城区各方位用地扩展强度 均值为 0.83，标准差为 0.88，数据离散程度进一步下 降，各向扩展强度差异性有所下降。这个阶段集中 向 N、 NNE、 NEE、 NWW 4 个方向扩展，主要表现为 北向发展，伴随

28、着 进一步的跨越中梁山和铜锣山的 东西向的城市建设。 纵观重庆市 1997 年直辖之初到现今的若干年 份的各向扩 展强度，可 明显的看 到：自 1997 2006 年，主城区主要向南北向扩展，这与南北向有平行 岭谷构成的大片易于建设的土地资源密切相关；而 表 3 重庆市主城区各方位用地扩展强度指数统计表 Tab.3 Intensity index statistics of urban land extension in different directions of the main urban zone of Chongqing 2004 2005 2006 2007 2008 N 1.8

29、1 3.30 5.07 0.50 3.41 NNE 0.92 0.74 2.94 0.24 1.84 NE 0.48 1.80 2.80 0.01 0.30 NEE 0.23 0.01 0.17 0.04 1.57 E 0.17 0.29 0.53 2.43 0.06 SEE 0.13 0.00 0.04 2.95 0.05 SE 0.65 0.77 0.74 0.18 0.21 SSE 0.28 0.07 1.22 0.26 0.10 S 0.36 0.06 0.67 0.00 0.49 SSW 1.45 0.74 3.27 2.39 0.54 SW 1.04 1.05 2.28 1.00

30、0.50 SWW 1.52 0.52 2.64 0.39 0.27 W 0.78 0.00 1.37 2.67 1.09 NWW 1.09 1.16 1.69 3.40 1.29 NW 1.15 2.70 2.15 1.21 0.47 NNW 1.39 0.98 3.05 0.69 1.04 2 期 时段 张治清 等：城市空间形态与特征的定量分析 以重庆市主城区为例 表 4 各时段城市扩展强度指数差异统计表 Tab.4 The difference of urban expansion intensity index during different periods 平均 标准误差 中位数 标

31、准差 方差 峰度 偏度 最小值 最大值 303 19972004 20042005 20052006 20062007 20072008 0.84 0.88 1.89 1.15 0.83 0.13 0.25 0.35 0.30 0.22 0.85 0.74 1.92 0.59 0.50 0.54 0.98 1.40 1.20 0.88 0.29 0.97 1.96 1.43 0.78 1.16 1.52 0.15 1.06 4.02 0.22 1.39 0.46 0.77 1.86 0.13 0.06 0.17 0.00 0.05 1.81 3.30 5.07 3.40 3.41 Fig. 5

32、 图 5 重庆市主城区各年份不同方位用地扩展强度雷达图 The radar chart of urban land extension intensity in different directions during defferent periods 到 2006 年之后，开始向各个方向有序扩展，这说明 随着经济技术的进步，跨越大山大河的城市建设已 有可能，同时 也说明了城 市建设对土地 的大量需 求。要指出 的 是，由于南 向的土地利用 已趋于饱 和，今后，城市拓展会继续向北，以及东西向拓展， 并且西进速度仍大于东扩。 4.2 城市空间外部形态特征分析 城市空间在向外扩展和内部更新时，受地

33、形阻 力、发展惯性、选址偏向等因素的综合影响下，必然 导致复杂的城市形状。这些不同的城市形状具有 不同的经济、社会、环境效应，研究城市形状的演化 过程，在揭示城市形状的变化机理与特征，探索理 想的城市形状上具有重要意义。 （ 1）紧凑度 城市外围轮廓形态紧凑度被认为是反映城市 空间形态一个十分重要的概念。一般来说，当城市 处于迅 速扩展的发展阶段，紧凑度下降；当城市转 为内部填充、改造发展阶段时，紧凑度上升。城市 的周期性扩展与城市经济发展的周期性密切相关， 通过探究城市形态的紧凑度变化可以发现城市扩 展的周期性。 根据 测 算 ， 2005 年 ，主 城 区紧 凑 度 为 0.153； 20

34、06 年，主城区紧凑度为 0.178； 2007 年，主城区紧 凑度为 0.211； 2008 年，主城区紧 凑度为 0.216。由 此可见，自 2005 年起，重庆市主城区紧凑度处于持 续上升阶段。这表明主城区目前的空间扩展已经 从外延扩展转向内涵发 展，实行土地集约式利用方 式。这对于提高主城区资源的利用效率和减低城 市的管理成本具有积极意义。 304 地 球 信 息 科 学 学 报 2013 年 （ 2）分形维数 分形维数是描述分形体的重要参数，在某种意 义上，它反映了图形（或系统）对于空间的填充能力 和图形边界不规则的复杂程度。对于 城市空间形 态而言，在假定 城市面积随 时间不断增加

35、 的前提 下，如果城市空间形态不规则的程度增加，则说明 在这一时期城市建成区面积的增加时以外部扩展 为主；如果城市空间形态的不规则程度下降，则说 明城市建成区面积的增加是以建成区边缘间的填 充为主；如果城市空间形态的不规则程度不变，则 说明城市进入相对稳定的发展阶段。 根据 测 算 ， 2005 年，主 城 区分 维 数 为 1.179； 2006 年，分维数 为 1.162； 2007 年，分维数为 1.153； 2008 年，分维数为 1.141。 由此可 见，自 2005 年至 2008 年，主城区分维数在持续下降。这表明主城区 城市建成区形状越来越规则，并且其扩展主要以边 缘区填充为主

36、。 （ 3）形状指数 不同形状的图形有着不同的形状指数。一般 来说，形状指数越趋于 0，则表明各图 斑分布越紧 凑；指数越大则各图斑分布越离散。城市形状指数 的变化与城市扩展模式具有一定的关联性，城市实 行粗放式的扩展模式时，城市形状指数增大；而城 市实行内部挖潜、集约式扩展模式时，城市形状指 数下降。 根据测算， 2005 年，主城区形状指数为 6.536； 2006 年，主城 区形状指数为 5.681； 2007 年，主城区 形 状 指 数 为 4.730； 2008 年 ，主 城 区 形 状 指 数 为 4.63。由此可见，自 2005 年起，主城区形状指数一 直在下降。这表明主城区城市

37、空间扩展以内涵式 发展为主，对土地的利用开始走上有计划、紧凑式 的发展模式。 5 结论与讨论 通过对主城区空间形态的演变分析与定量化 研究，可以得出以下结论： （ 1）主城 区空间 形态演 变受重 大事件影 响较 大，呈“突变”和“整合”相结合的演化过程，如重庆 市的发展尤其是直辖之后受政策的影响 较大，同时 重庆还承担了中国东南地区产业转移的任务，在城 市空间形态上也体现了快速城市化过程中所具有 的城市共性。 （ 2）主城区空间扩展呈现明显的阶段性，前期 以粗放式扩展为主，后期逐步进行集约型调整。 （ 3）受主城区扩展的各向异性影响，主城区扩 展以北向和西向为主，这主要是因为重庆受制于四 山

38、的限制，向北发展成了必然选择。同时，由于跨 过西部的中梁山后，有大片的平地可用，再加上大 学城建设，白市驿老城、含谷原有工业、金凤电子产 业园、重庆市高新区拓展，都在重庆市的西部地区， 成为了重庆市工业配套的主要区 域，自然也成了重 庆市主城区扩展的主要方向。 本文系统分析了城市空间形态变化的趋势，构 建了城市形态定量化研究的测度指标体系，以及城 市形态定量化框架。本研究不仅定性地分析了重 庆市主城区的空间形态和扩展方向，还用定量数据 印证了重庆市主城区的空间形态和各个方向上的 扩展量。但由于受资料、时间和作者能力的限制， 本研究尚存许多不足： （ 1）因受资料收集的影响，时间序列上仅仅从 1

39、997 年开始，对于城市形态的研究是远远不够的， 须有一个较长时间序列的城市形态相关资料。 （ 2）本文对主城区空间形态的研究仅仅涉 及物 质形态，对非物质形态尚未进行分析，有待今后研 究中进一步扩展。 （ 3）在空间形态定量化研究框架中，仅限于对 城市空间一般性的指标进行定量化，今后需进一步 完善城市空间形态分析方法框架体系。 参考文献 : 1 Batty M, Longley P A. The morphology of urban land use J. Environment and Planning B: Planning and Design, 1988,15(4):461-488

40、. 2 Angel S, Parent J, Civco D. Urban sprawl metrics: an anal- ysis of global urban expansion using GISC. ASPRS An- nual Conference. Tampa, Florida, 2007. 3 Shen G. Fractal dimension and fractal growth of urbanized areasJ. International Journal of Geographical Information Science, 2002,16(5):419-437

41、. 4 Colaninno N, Troncoso J C, Cladera J R. Spatial patterns of land use: morphology and demography, in a dynamic evaluation of urban sprawl phenomena along the Spanish Mediterranean coastJ. Landscape and Urban Planning, 2009. 5 Ullman F L. Geography as spatial InteractionM. Seattle: University of W

42、ashington Press, 1980. 6 Gert D R. Environmental conflicts in compact cities: Com- 2 期 张治清 等：城市空间形态与特征的定量分析 以重庆市主城区为例 305 7 plexity， decision making， and policy approachesJ. Envi- ronment and planning B: Planning and Design, 2000, 27 (2):151-162. Malczewski J. GIS-based land-use suitability analysis

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44、Geosciences, 1989,15(2):167- 183. 9 Deakin M, Curwell S, Lombardi P. Sustainable urban de- velopment: The framework and directory of assessment methodsJ. Journal of Environment Assessment Policy and Management, 2002, 4(2):171-197. 10 Boyce R, Clark W A V. The concept of shape in geogra- phyJ. The Geographical Review, 1964(54):561-572. 11 Colins M G， S