城市网络是近年来城市与区域研究的一个新方向.基于2003-2013年间8个横截面的中国铁路客运班列数据,采用加权度中心性和社区结构模型,探讨高速铁路建设对城市等级和集聚性空间格局及演化的影响.研究表明:① 基于铁路客运组织的城市等级结构呈现出位序--规模分布的特征和集聚性,且三大地带和各社区内城市也呈现出明显的位序--规模分布,随着高速铁路网络的扩展,加权度中心性的集聚性更明显,并逐步呈现出较为明显的层级结构和社区结构.② 城市等级结构呈现出明显的东中西地带性,廊道效应和经济,人口的耦合性,即基于铁路客运班列的城市等级结构与基于属性数据(人口/GDP)的结果表现出较大的相似性,但也存在一定的差异.城市社区结构与中国高速铁路网络,城市群的空间分布格局基本一致.随着高速铁路的建设,东中西三大地带间城市等级的差异呈扩大态势,但各社区间城市等级的差异呈缩小态势,部分社区核心城市已形成.

高速交通网络作为地区社会经济联系空间结构塑造的显著力量,具有关键指征作用.在江苏省内高速公路交通流网络2004年1月-2012年12月连续时空尺度上的三维动态OD数据支撑下,引入非负张量分解的时空分析方法,对高速公路交通流网络阶段性演进特征和时空结构分析基础上,尝试提炼其理论模型.结论如下:① 江苏省高速公路交通流网络时间结构具有明显的三阶段特征,分别为2004年1月-2005年4月,2005年5月-2008年6月和2008年7月-2012年12月,对应的空间结构由倒"T"字型向倒"下"字型,再向倒"不"字型演变.② 阶段性演进是整体演化过程的重要组成部分,在长尺度上表现为趋势的分段而在小尺度上则为波动结构变化,江苏省高速公路交通流网络现正处于网络提升充实阶段.③ 基于江苏省的实证,归纳演绎了一个由路网离散分布--局部网络建构--区域初步连通--区域发育成网--网络提升充实--网络一体化的6阶段理论模型.

为探究近年来全球集装箱海运网络脆弱性的变化趋势,提出了研究网络脆弱性变化度的分析思路和量化方法.基于2004和2014年两个年度的世界主要集装箱班轮公司航线分布数据,将相关港口按节点度大小排序后以1%~10%的比例逐步删除,选择删除前后的网络平均度,网络聚类系数,网络孤立节点比例,网络平均距离和网络效率等特征值的变化率作为量化指标;提出了网络压力测试方法,由此求出各特征值对网络脆弱性的影响权重及贡献值,进而得到了在设定攻击规模内集装箱海运网络脆弱性变化的量化值.研究结果表明:在蓄意攻击下,近10年的全球集装箱海运网络的脆弱性呈变差趋势;当攻击规模为整体网络的10%以内时,网络脆弱性的变差幅度约为6.1%.研究成果对于深化港口地理学研究具有重要意义,其分析思路和方法对其他领域的网络脆弱性变化趋势研究也可提供借鉴.

在全球化和世界产业转移浪潮推动下，沿海港口已成为全球生产链条与地方网络链接的地理枢纽。与此同时，港口发展演化在推动港口自身运输体系及港口空间演化的同时，对腹地经济发展产生重大影响。首先，从经济地理学视角，提出海港空间效应的概念及其内涵，从港口势能、港—腹引力、作用通道三个方面阐述海港空间效应的动力结构和形成要素。其次，以海港空间效应的动力结构为理论依据，建立海港空间效应的测度模型。最后，以我国东部沿海港口为研究样本，运用海港空间效应测度模型，得到海港空间效应指数。以港口吞吐量、集装箱吞吐量、外贸吞吐量为指标表征沿海港口对腹地的运输效应分布格局，以港口城市工业、对外贸易和金融指标表征沿海港口对腹地的非运输效应格局，对不同区域特点和差异进行比较分析，验证模型的准确性和可操作性。结果表明，模型可较好地从宏观尺度识别不同港口及其腹地的港口经济空间效应，对于揭示港口的区位本质，比较不同区域的临港化倾向，刻画港口—腹地型城市地域系统的空间联系具有指导意义。

以南京地铁1、2 号线为例，通过多个指标测度地铁建成前后的交通通达性及其格局变化，探讨不同类型用地对地铁通达性的增值响应模式。研究结果表明：地铁从时间成本、影响范围等方面增益了研究区交通通达性；外围绝对通达性增幅高于中心区，而“半径陷阱”作用使得中心区的相对通达性高于外围，产生“中心膨胀-外围坍缩”的通达性格局变化；地价格局变化与通达性格局变化类似，不同类型用地对地铁的增值响应模式不同，商业用地增值为对数响应模式、住宅用地为指数响应模式、工业用地为线性响应模式；地铁对城市土地升值的贡献占到总量的1/3，其中地铁对商业用地外部性作用大于住宅和工业用地。研究结果可为评估地铁对城市土地利用影响、城市经济外部性以及制订征收差别化的土地房屋税收政策提供依据。

选取北京、上海、广州、武汉和重庆5 个点作为高铁经济区的基准点,以国家铁路和高速公路规划为基础数据库,根据二维扭曲时空地图的制作原理,运用GIS 软件和Visual Studio2008 程序编辑平台,制定基于高铁的“中国多中心地图”,模拟各高铁经济区内城市通达基准点的时间.分析发现：① 高铁建成后,全国5 大高铁经济区节省的时间约占原通达时间的34%,不同节点节省时间的差异较大.其中2 h 经济圈范围内,高铁沿线城市的通达时间节约比例高达50%;2 h 经济圈以外该比例则集中在30%~40%之间;距离基准点越远,高铁对时间成本节约的价值相对越低.② 高铁建成后,全国总体上空间极化现象显著,板块化特征显现,而线性特征明显弱化.如,京津冀和济南都市圈形成一体化区域,以沈阳都市圈为中心形成东北城镇密集区,以武汉都市圈为中心容纳中原城市群和皖江城市群部分地区的长江中游城镇密集区,长三角城市群扩展到了海西经济区,泛珠三角城市群涵盖了北部湾经济区.北京—哈尔滨、西安—乌鲁木齐和重庆—贵阳—南宁成为中国3 大重要的线性城镇走廊.③各高铁经济区空间组织模式的分异特征显著.上海和广州高铁经济区可归纳为向心式模式,武汉和北京高铁经济区为圈层式结构,而重庆高铁经济区则属于典型的空心式模式.

在流动空间的视角下,高速铁路交通客流成为城市区域功能联系的重要表征,本研究选取京津城际高速铁路出行作为研究对象,通过对乘客群体问卷访谈式的实证调查,从微观个体的角度研究城际高铁所表征下的跨城流动空间.研究发现：① 北京与天津城区同属城际流动密集区,郊区县市为流动稀疏区,城际高铁流具有显著的空间极化性;京—津中心城区是最主要的空间联系带,京滨、京(津) 武走廊流则构成次级联系带,京津跨城流动呈现出轴辐式空间格局.② 旅游、购物等休闲活动对跨城流动具有较明显的增强作用,而从跨城活动的时空迁移来看,城际高铁某种程度上缩短了时空距离,但对居住地点和工作空间的迁移改变有限.③ 京津跨城流动的频次并不很高,通勤者跨城周期为1 周左右,现阶段城铁交通主要为商务出行流和休闲旅游流,这反映了高铁作为流动空间物质基础的构成特征;出行人群以男性、高学历、较高职业地位和商务出行为主,且商务出行的跨城流动频次更高,对出行时间更敏感,这反映了高铁跨城流动空间具备一定的精英空间特征.④ 以城际高铁交通出行表征的区域一体化进程中,北京和天津的跨城流动空间暗含一定的不对称性,这体现在京津两地的到发客流分布不均、商务出差客流的比重差异以及不同站点在居住、工作、休闲等跨城功能联系方向上的不均衡等.

随着高速铁路的大规模建设,其安全性、经济性以及与民航之间的竞争越来越成为人们关注的焦点.在交通基础设施空间组织和经济作用凸显成效的背景下,研究区域间快速交通的市场竞争与合作,对提高交通资源的空间效率具有重要意义.本研究基于GIS空间分析技术,研究高铁站点、机场通过公路交通在1 h、2 h 内空间服务市场可达性的测度和高铁、民航空间服务市场重叠情况,对目前及“十二五”期间高铁与民航的空间服务市场的竞合关系进行了空间效应探讨和模拟.结果显示,高铁和航空均主要倾向于为经济和人口服务,并能通过公路交通在2 h 范围内覆盖全国绝大部分的人口和GDP.在距离上,高铁与民航不同的技术特点决定其优势市场.在空间上,高铁的服务市场主要集中于东中部地区的经济走廊,而航空在西部地区具有竞争优势.随着高铁与民航市场的空间叠合范围越来越大,城市密集地区、大城市地区、经济走廊将成为两者竞争的主要市场.

随着中国逐步进入机动化社会，交通拥挤开始困扰中国城市。汽车改变了人们的空间感受尺度，推动了城市郊区化和城市空间重构。交通与城市系统的研究涉及空间分析，国内相关理论研究还较少涉及。本文引入了阿朗索模型族的双交通模型来分析交通模式与城市密度之间的关系，对模型的假设做了进一步的阐述，并提取了中国城市的关键参数来模拟分析中国机动化与城市发展的关系，得到的结果较好地模拟了中国公交城市的规模和密度分布。最后，本文通过敏感性研究定量分析了收入、农业地租、交通价格和交通用地等因素对交通拥挤、城市规模和密度的影响，并得出了相关的政策启示。

集装箱流反映了城市间的经济联系，枢纽城市在区域经济网络中具有重要地位，主导着物流网络的运行。依据图论原理，构筑了枢纽城市的识别模型，融合了城市交流的直接联系和间接联系，对集装箱枢纽进行识别，发现中国形成了21 个集装箱枢纽，以沿海港口城市为主，枢纽牵引的集装箱交流体系显示“区域—门户”空间结构明显。然后分析了枢纽集装箱流的距离衰减规律，采用Pareto 和Newling 模型进行拟合，确定了主要衰减参数，Pareto 模型的衰减系数b 显示其数值越高，集装箱牵系的城市影响越限于近距离，Newling 模型的递增系数b1为正值说明枢纽附近存在影响塌陷区，最高影响不邻近枢纽。同时依据有向图的矢量属性揭示了枢纽集装箱流的集散规律，发现枢纽城市的辐射力和吸引力呈明显的非均衡性，邻近地区形成影响塌陷区，一定距离范围内形成主影响区，各枢纽的本底决定了其主影响区明显不同，虽然各城市的辐射峰值和吸引峰值不同，但其集聚和扩散通道往往一致。

针对目前可达性研究技术的局限，设计网络分析与成本栅格加权集成法，并应用该方法生成高铁通车后城市等时圈图。利用日常可达性、潜力值与加权平均时间，比较有无京沪高铁两种情景下京沪地区中心城市可达性空间格局变化，探讨高铁对中心城市可达性的影响，并采用场强模型计算高铁通车前后中心城市腹地范围。结果显示：高铁将扩展等时圈范围，实现城市日常可达性整体大幅优化，形成非均衡的时间收敛空间。高铁站点沿线成为时间收敛的最大受益者，它们的加权平均时间与潜力值变率高。在不同地理尺度下，高铁降低加权平均时间均衡性，对潜力值均衡性影响不一致。高铁扩大北京与上海的腹地，增强其区域辐射力。针对区域可达性变化，可达性变率高的城市可适时调整产业类型，变率低的城市可通过加强快速交通网络与高铁的衔接来提高可达性。

利用现代地理学方法，分析《中国旧海关史料》等海关出版物中的国际贸易和埠际贸易数据，考察了12 个主要港口城市的国际贸易网络，46 个港口城市埠际贸易的网络空间结构。结果表明：制度因素在港口职能变迁过程中作用巨大。贸易量在全国中位水平以下的小型港口，多存在由开埠初期吞吐平衡型港口向偏出口拉动型发展的趋势；在中位水平以上的港口，多趋向于进出口平衡发展。在本文研究时段内，国际贸易空间结构赫芬达尔指数较高，其集中度和垄断性很强，后期愈发明显。相反埠际贸易的指数一直低位运行，处于多极发展的态势。埠际贸易空间结构经历三个阶段发展，具备一定轴—辐结构特征。

伴随着城市化水平的快速提高,中国城市在发展过程中出现了城市土地利用效率不高、交通堵塞日益突出以及环境污染比较严重等问题。而现有的城市规划方法由于城市土地利用规划与城市交通规划的脱节,使得它并不能有效的解决我国城市发展面临的问题。本文在分析城市交通对城市土地利用影响的基础上,构建了基于轨道交通导向下的容积率规划新方法。以天津为案例,笔者对该方法进行了实证分析。与天津现有的容积率规划方案比较发现,本文推荐的容积率方案不但比天津现有的容积率方案更能提高公共交通的载客数量、塑造良好的城市景观,而且还能节省10%的出通行时间、减少35%能源消耗和44%的污染物排放以及留有更多土地作为绿地、公园以及其它公共用地,从而使得城市环境更加宜居。因此,基于轨道交通导向下的容积率规划新方法,不但可以弥补中国现有城市规划方法的不足,还能解决我国城市发展面临的问题。

理论分析表明,轨道交通对郊区住宅价格的影响要大于城市中心区。针对北京市地铁13号线周边住宅的实证研究结果验证了这一理论。在郊区,轨道交通站点周边1km内的住宅价格要比1km外高出近20%,而在中心区这一效应并不显著。此外,随着城市交通网络的完善,13号线对住宅价格的影响在开通2年后不再显著。同时,轨道交通在两个方面对城市的土地开发强度产生显著影响。13号线的建设推动了北京市土地开发向北部郊区的跳跃式发展;同时抬高了郊区轨道交通站点周边的土地开发强度—与13号线郊区站点的距离每缩短3.3km,住宅项目的容积率提高1.0。本研究的定量分析结论能够为"交通引导开发"(TOD)的城市空间发展战略,以及轨道交通的费用效益分析和"溢价回收"策略提供决策支持。