中科大城市地理学教案06城市形态和内部空间结构

第六章城市形态和内部空间结构城市形态城市形态的概念城市形态------通常指城市各组成部分的平面和立体布置方式。构成城市形态的主要要素是房屋建筑物、街道为主、土地区划、水陆交通网等。城市形态的划分城市内部形态-----指市区范围内工厂、仓库、车站、码头、公共建筑物、住宅、道路、广场、园林绿地等的布局，它可从其内部功能分区（即内部结构）表现出来。城市总体形态-----指中心城市与相邻城镇（主要是郊区城镇）的布局，主要体现为集中与组合两种形式。集中形式，指单城，周围无其他城镇的状况；组合形式，指两个或两个以上城镇以一定的间隔相邻，彼此有各种联系，这种形式中，又以双子城（两城或一市一镇并联）之联城，带状城镇（若干城镇呈带状排列）城镇群等常见。但是，无论是单城或者组合城市，其个体又有方形‘圆形、放射形、长条形等平面形态。城市形态的类型当今城市形态的主要类型环辐状城市-----以市中心广场、皇宫等为中心向外辐射，同时与中心呈同心圆平行排列的有几条环状街道，以几条放射状街道由中心向外辐射，有六角形、八角形，或者环形街道。棋盘状城市----纵横相交的街道网形成格子棋盘状。中国古都大都呈此形态。如长安、洛阳。星座式城市-----指以大城市或特大城市（以及部分中等城市）为中心（母城），在外围建设若干小城镇，这些小城镇是相对独立的，但又与中心城市在各方面有着密切联系。条带状城市-------为集中式之一种，主要特点是根据自然地形沿江河一侧或两侧呈带形发展，并有一条主要的交通线为轴心，贯穿全城组团式城市----指一个城市被分成若干块，每块之间被农田、山地、河流、铁路、站场森林等所分割，是按自然条件来布置的。城镇组群------常是工矿区城镇发展的一种形式，整个矿区由若干个工人镇组成，但其中有一个中心镇（原则：分散布局、相对集中、不搞集中的大城市）集中式-------城市各项主要用地集中连片，大多数城市如此。未来城市总体形态简介A。核心城市特点：人口密度极高、人们面对面的交往极其频繁、利用尽可能少的土地空间、聚居尽可能多的人口，需建众多的超级摩天大楼、发达的交通---垂直升降加上平面的移动，城市的服务业高度发达。缺点：人与人自然几乎隔绝B．平面城市特点：人口密度极低，房屋空间距大、人与人自然密切接触、但是不经济、无效益、该设想不可取。C．群星状城市------特点：大分散、小集中、多中心，最多可达每星一个中心、各中心的功能不一定相同，无占压倒优势的中心城市。要注意：让每星保持较大的规模、以发挥积聚规模效益D．星状城市特点：中心无建筑物，保留为绿地、农田、城市功能区布置在中心外围的环状区、交通系统四通八达、可能变异为同心环状城市，中心与内环、环与环之间用绿带隔开。缺点：城区扩展困难、中心交通拥挤仍未解决。F．鱼骨型城市特点：城市公商业沿鱼的脊柱骨两侧延伸、住宅和绿地相间，与脊柱骨成垂直方向发展、东西交通以快速集装运输为主、南北交通以私人汽车为主。G．其他形态太空城市-外星城市----向外星移民建造于地表之外的大型永久性居住工作实体。海洋城市----海上城市—固定于海面的巨型航母、海上大型作业平台海底城市---海床之下海平面以下、以人工利用海底资源。地下城市--------以地铁的发展为动力沙漠城市利用沙漠之光照、能源、油气、提高绿化第二节城市土地利用功能分区一、地租理论及其在城市内部土地利用中的指导作用（一）杜能的位置级差地租陆大道：区位论及区域研究方法1826年，杜能在孤立国中提出：假定在平原地区、均质地表、土地质量到处相同，只有一个消费中心与周围地区不发生经济关系等。结论：由于存在距离和运费的差异，相对于消费市场不同距离位置上的同样大的土地价值不同，利用方向和经营强度也应当不同，其结果必然产生经济效益的空间差异。这种由于距离产品消费中心位置不同而产生的不同大小土地利用纯收益叫做位置级差地租。表示公式为：R=E（p-a）-EfkR----单位面积土地的地租；E---单位面积土地上的农作物产量p-----单位农产品市场价a----单位农产品生产成本f----单位农产品运输单位距离的费用k--生产地与消费低之间的距离公式中k为未知变量E、p、a、f都是已知量（二）城市经济地租理论与圈层说周启光西方生产布局学原理可以说，它是位置级差地租理论在城市内部区域土地利用上的应用和发展1．经济地租理论在城市内各个不同的地方办企业或居住，在占有面积相等时，需要支付的地租可能相差很大（相差可能数百倍），一般而言，在城市内部决定各个地点经济地租高低的主要因素就是距离市中心的远近。因为：第一：企业配置在城市内不同的地点，在完成同等生产额（营业额）的前提下，它必须完成的货物周转量是不同的，因而运费支出会有差别，进而影响生产成本。第二：特定企业由于在城市内配置地点的不同，其营业额将有很大差异。第三：居民居住在城内不同位置的区域，其上下班、购物、孩子上学、就医等的通达、方便程度也有很大差别、甚至就业机会有很大影响。一般地，城市中心就是交通最方便、营业额最大的地方，从市中心向外、交通方便程度、营业额都将逐渐递减。因而，城市内部土地的地租以市中心最高，向外逐渐降低。三个因素分别排成对立的两组而成反比关系发展。交通方便---营业额大-----地租高；交通不方便---营业额小-----地租低；任何企业都希望配置在城市内交通最方便、地租最低、获营业额最大的地方。实际上，这种地方是不存在的。而企业主为建设自己的企业愿意支付多高的地租，并不取决于他本人的财力，而取决于他因占用城市中的有利位置比占用边际位置（边际位置---企业建在这个位置上，其经济收益不增不减或增减平衡）能增加多少收益。即企业主支付地租的能力取决于他占用的每平方米土地可能增加的收益。公式表示为：支付地租的能力P=（把企业配置在特定位置可望获得的收益G—把企业配置在边际位置可望获得的收益K）/企业占用土地面积S2．不同类型用地付租能力零售业------特别是高级首饰、珠宝、古董店，营业额大小是最敏感的因素，营业额的增减在很大程度上决定企业的盈余，因此在布局上要求占有市中心、便于各地顾客光顾的位置以增加营业额；地租因素对它也有影响，但相对较小。超级市场对地租的态度与前者完全不同，地租对它是个敏感因素，因其售货场地占地多，还要有占地较大的停车场。因此一般分布在城市内较低级的商业区或城市边缘地区。但陆大道认为：对于能非常集约地利用土地，单位面积上产出很高的经济单位，如银行、保险等金融机构、超级市场、大公司办事机构、通讯枢纽，以及对运输费用比较敏感的企事业等应当在城市中心区配置。工厂------地租高低也是个重要因素，特别是钢铁厂、石化厂、大型机械厂等占地面积大者，应布置在郊区，但工厂中的金银首饰、时装厂等产品的限界很高，占地面积小、地租因素对其影响较小，而要求占有城市中心的位置。居民区------穷人首先考虑上下班、购物、孩子上学等的方便程度，以尽量节省交通费、避免上下班迟到。因此，他们常选择在闹市区边缘或工业区两侧居住。但这种地方地租很高；解决的办法：建高层建筑、提高居住密度、减少每户的地租负担。靠填补城市中心附近中上阶层居民迁出后留下的空地而节省地租。富人：选择居住地时把生活舒适放在首位，要求有宽敞的低层独家住宅，有花园、游泳池、网球场等，占地面积大，故地租因素对其影响大；此外，他们还要求居住地空气清新、风景好、环境静。所以城郊风景好、地租低的地方成为他们选择的理想居住地。3．圈层说理论依据是位置级差地租理论，假定：城市内部各地其他条件都相同，唯一影响功能区布局的因素是区位地租，则各种企业、居民户都会按其支付地租能力的大小成圈层状分布。支付地租能力越大的功能单位，分布越接近市中心，这种设想对所有城市都适用。但是，在不同规模城市中圈层成熟的程度差别很大，因而在类别相当的圈层中，功能单位的种类、数量以及它的经营项目都会有所不同。下面，以大城市为例进行分析：第一圈----市中心最内部的一个圈层，属于中央商业区或闹市区的最核心部分，是全城的神经中枢、全城交通、通讯网络的主要节点。这里设置企业、其覆盖范围最广，但地租最高、寸土寸金。宜于支付能力最高的企业集中，其中全城最主要的零售业、金融业和服务业占主导地位。零售业主要包括：那些以经营限界值很高的商品为主的豪华商店，以货物种类齐全著称的百货大楼，金融业和服务业主要包括大银行、信托公司、保险公司、证券、股票、黄金和期货交易所、房地产公司，大旅游公司、豪华旅馆和餐厅、广告公司、咨询公司、以及许多公司的总经理处或分支经理处、办事机构。此外，还有律师事物所、会计事物所等多种办事机构。这一圈工业很少，主要有的工业都是一些占地较小而且可以在高层建筑物中的高级服装厂、首饰加工厂等。当前这一圈层的发展趋势是：它在全城商业中的地位相对下降、办公楼发展迅速。因为，目前许多城市特别是大城市都致力于发展第二、三级商业中心，以避免过多的人流、货流出入于中央商业区，造成堵塞；还因为，大城市的中央商业区正在逐渐转变为全国或地区商品生产与流通的组织管理中心。第二圈------位于中央商业区外层，靠近市中心、交通方便、地租比第一圈层低得多，又大大高于第三圈；本圈层中，商业以批发业突出‘批发仓库集中-----因为批发业一方面要与位于核心地区的公司、银行取得联系，另一方面要向全城或全国广大地区的零售商、批发商发货，他们既要占有全城比较中心的位置，又因为占地面积大，不能支付过高的地租；商业和银行业仍然相当发达；有一批面向全城的工厂-----因为这些工厂占地面积不大，有的甚至可以设在楼房中，主要包括服装、食品、首饰、印刷出版等行业，便于向全市销售：第二圈的发展重点已转向第三产业中的公用与服务事业，如旅馆、学校、医院、博物馆、体育馆、戏院、娱乐机构、中心图书馆、政府机构、会议厅、公园、教堂、一些办事处、等等。第三圈层－位于第二圈层外层。主要特点是贫民区分布集中，房屋大多破败失修，居住拥挤（例如，芝加哥城的第三圈层就集中了低层社会居住区，黑人区，唐人街等，）现在，已逐渐兴起改建后的上等住宅，但拥挤，生存环境恶劣，发病率高等弊病并未解决。本圈层发展工业的条件好，地租比前两圈的低的多，工业土地较多，交通条件较好，轻工业发展较集中，纺织、食品、服装、出版、家具、一些金属制品厂、电器制品厂、仪表厂、电动机厂及其零部件厂等，这些厂都有污染少，原材料输入和成品输出量不大，工厂规模小，技术要求校高等特点。本圈层服务业较发达；许多城市的市政当局把有碍风化的行业限制在这些地区，比较低廉的饭店，洗衣店等较集中，商业以方便居民的杂货店，日用品店为主。第四圈层－处在城中心区和城市外围地区的中间，主要是居住区，以质量较高好的高层公寓较多，居民收入较有保障，技术工人，低级职员主为，也有较多的中等收入家庭居住。本圈商业较发达，一些二级商业中心，大型超市都在本圈之外缘；工业也较发达，类型大致同于第三圈层。第五圈层－已进入郊区，以大量的独家住宅集中为主要特点，即富人居住区，而且多为占有本圈层中的一个扇形区。富人住宅区的居住要素主要是：依山傍水，四周较开阔（风景优美、幽静、自然风光、田园情趣）、地势高且干燥通风，处在全城主要污染源的上风上水方向。在本圈内或其外圈，与富人区相对应的方向则是那些占地面积大，造成严重污染的工厂集中区，如钢铁、化工、有色冶金厂等，这些厂职工多，其附近常常形成的工人家属为主体的居民区。富人区无论在经济上，还是在占地面积上都不可能在一个城市中占主导地位，但西方许多城市规划与设计工作者却要求把富人区与中央商业区并列，放在城市土地利用规划的最高层次，先确定这两个区的位置，然后再按其他功能区或功能单民这两者的亲疏关系，进行总体考虑，这是资本主义国家城市内部实质之反映.近年，在欧美发达国家大城市中郊区，人口增长迅速，在郊区重要交通路线的汇合点逐渐形成一些人口比较密集的点，在这些点上就建了一批综合商场和超级商场（附近有较大停车场），布局很紧凑，解决郊区居民生活必需品供应问题。上述圈层分布设想，反映的是理想化的城市内部平均布局图象。实际中，像这样完全成圈状顺序分布的城市是很少见的。，现实中城市内部并非均质。它既有自然条件差异，也受交通分布的影响，每圈层的土地面积也并非一定能充分满足特定的能源需要，因而，在城市布局规划实际中，城市的形状与城市内部的功能区布局常常发生种种变形。三维布局设想－是对圈层布局设想的一个重要补充，城市地域范围总是有限的－美国，城市外缘最多可达距市中心60分汽车行程的地点；欧洲则为30分钟汽车行程的地点。为了使城市用地既紧凑，又能尽量满足政府、资本家和私人的用地需要，唯一的办法是向主体发展。这样，城市内部各地的交通方便程度，营业率大小不但会随着它距中心的远近而变化，也会随着它距地的高低而变化，因此可把一座楼的布局按其与外联系的方便程度分别划规不同的圈层。二、城市土地利用划分西方的城市土地利用一般类型；商业用地(区）－又可以分为零售商业，批发商业和专业性服务业，（这里的零售商业包括商业饮食、服务业），零售商业必须位于交通最方便，行人众多或主要的交通交汇点上，专业性服务业（指律师、会计师等行业）需要交通方便、商业活动频繁，但不一定靠近行人众多的地区。批发业的顾客是零售商，由于需要较大空间储存货物，占地较多，其付租能力又不如零售商业和专业性服务业，故可位于城市中心区。工业用地（区）－可分为小型工场和大型工业，后者占地面积大，在地租或土地使用费昂贵的闹市区××布设，用地的适用性，运输量和环境保护等因素共同决定大型工业区位。小型工场生存的关键条件是市场和劳力。它的土地付租能力弹性大，主要由其产品档次决定。仓库用地区位，也要看其储存货物的档次和用地要求来决定。政府机关用地（区）－主要考虑交通方便和其服务的对象，地租因素次之，因为政府是土地的支配者，可以得用法律路径征用或收购所需土地。住宅用地（区）－几乎每个城市中的住宅用地都超过了城市中用地的二分之一，影响住宅区位的因素主要有地租（不能过高）居住面积，交通费、生活费用等，接近市中心，地租高，但可节省交通费，距市中心远，地租低，但需交通费较多。从生活方便、舒适、邻居关系等市场经济因素在居民择居的行为中作用越来越大。因此市场经济因素，××经济因素等都应考虑。休憩用地和绿化地带－主要指公园、绿地、草坪、花圃、游乐园等的用地。其区位一般是选在与商业繁华区，住宅密集区相邻（间）或环境幽静、风景优美的近郊区，它的布设要考虑市民的多寡、交通通达程度等，而且与商业区，住宅文化区相间分散配置。在有条件的时候也可相对集中。交通用地和其它专用工业用地——交通网络、专用工业用地的性质与商业、住宅用地不同，它既具生产性质，又具服务性质，道路网是组成任何城市的基本要素之一，越是繁华的市中心，越要求交通网络发达，市中心与外围、近郊区、远郊区的物质联系完全仰仗于交通网络。专用工业的自来水厂、电话线路等和码头、机场等的设置则要根据工业、居民的密集程度、数量等适量安排。农业用地和水×－这多出现在城市的近郊和远郊区。在欧美上述类型的土地利用，区位因素既有相似之处，更有显著差异性，其差异性决定了各类土地利用的功能分化，因而现代城市中出现了按土地利用状态划分的功能区即功能区域。在非欧美的城市中，上述各种用地的区位因素差异并不明显，工业、商业、住宅功能常常混杂，被称为“混和土地利用”。过去认为，混合土地利用是一种落后方式。近年来，人们对土地功能分区模式的批评增多，认为它过于分化，牺牲了城市的有机组织，忽视了城市中人与人之间的多方面联系，耗能庆多。因此提出了“多功能综合区”的概念。1978年12月一批建筑师在秘鲁利马集会后的“马丘比丘宣言”中指出，为适应城市的激剧发展，更有效的使用人力、土地和资源，更好的协调生活环境和自然环境，应当努力创造多功能的综合的生活环境。因此，对城市土地功能分区的评价应当客观地、历史地进行。三、中心商务区的划分（一）、概念和划分的意义：在各种功能区中，最显著的是中心商业区，其特点是：交通最便捷、地价最高，土地利用最集约、建筑密度最高，建筑物以高层大厦为主，是金融中心，大商店、专业性服务办公楼、各种企业的总部、大餐厅、剧院、俱乐部、百货公司等最集中这地。划分中心商业区的意义任何功能区的划分，都带有人们的不同程度的主观性。但是其他功能区的划分，很少有中心商业区这样复杂和受到人们这样高度的重视因为：城市业业中心区是一个完整的层次性结构的商业网点的中心，由中心商业区－地区性商业区－居住商业区－居住小区商业区等组成。。这篑多点的服务范围虽不是六边形，但与中心地学说有许多共同之处，它对城市商业区系统的建立有着重要作用。商业中心区是城市功能向外扩展，迁移的主要支力。对城市规划具有一定指导意义。（二）墨菲、万斯划分中心商务区的数量指标。1、中心商务用地区----地价峰值区包括零售、服务业（商店、饭店、旅馆、娱乐、报纸出版等活动）2、中心商务高度指数CBHI=中心商务区建筑总面积/总建筑基底面积3、中心商务强度指标CBII=中心商务用地建筑面积总和/总建筑面积*100%。赫伯特和卡特又提出“中心商务建筑面积指数比率”，即考虑城市的规模、形状及其他相关因素在内。实践证明：将CBD、CBII、CBI三指标综合使用效果较好。（三）、CBD的内部结构墨菲、万斯、爱泼斯坦对CBD的圈层式划分一圈层－零售业集中（大型、高档商店、围绕PLVI区）二圈层－零售、服务业（高层建筑集中、底层金融业、高层为办公机构）三圈层－办公机构为主，旅馆四圈层－商业性质较弱的活支（如家具店、汽修厂、超级商场等）斯科特的“三圈层”结构A零售业内圈－以百货、女装店为主、围绕PLVI区及城市地理中心。B零售业外圈－以杂品店、多种零售活动主为，服务业为主C办公事务圈－在CBD之一侧。（教材231页图）戴维斯的CBD中的零售业布结构模式（教材231页图）认为零售业为主的区位选择受三人（而非一个）独闰便捷性影响：A一般便捷性－传统城市中心购物活动受其影响最大（呈贺形分布）B干线便捷性－其他商务如：汽修厂、咖啡馆等受其影响最大（放射状分布）C特殊便捷性－特殊功能企业影响大，如：娱乐设施、家具店等（不规则形状）（四）、CBD的演变（动态研究）墨菲、万斯、爱泼斯坦提的“短期空间调整过程”理论A同化作用圈层－通过此过程，CBD可以身某些方向推进，位于中上层居民住宅附近。B退化作用圈层－CBD向其它方向衰退：邻近工业，批发业，铁路、下层居民居住区。鲍登的“三种增长方式影响CBD空间结构变化论”A“周边”增长方式－当人口增长缓慢时，通过新增加的功能圈层或原圈层向外扩展来实现。B“爆发”增长方式－城市快速增长期，CBD短时扩张－同化圈层、金融区－服装业区－旅馆业区…..C“分化”增长方式－城市中较长时期内较快发展，每一主要功能将向市中心拥有其一定优势的特定区位发展，商业、公共管理机构、批发业留在原地，零售业随市场扩展变化。四、城市内部土地的均质性与均质地域划分方法概念均质性－指城市中地域在职能分化中表现出来的一种保持等质，排斥异质的特性（均质性是相对的，动态的）均质地域－指在均质性能作用下，城市中地域中表现的那些与周围毗邻地域存在着明显职能差异的连续地段。它主要表现为某种城市职能的同一性。即，它是由某项职能为主构成的地域（例如：工厂区、住宅区、商业区其他职能为这一主要职能服务或为该主要职能排斥）。均质度－衡量城市中地域均质性程度的定量指标，即一。均质度的计算方法均质度的计算方法D＝r（1-H）D-均质度，r—系数H信息论中的熵—表示信息论中变量随机事件在某项实验中不肯定的程度。（2）、H的求解方法公式：H（x）=—∑（3）计算城市内地域均质度的方法（变换）3、均质地域的划分方法和步骤（1）方法－信息图法（2）步骤：A在需要研究的本区地图上罩上大小相等的方格图（每方格代表20－30公顷为宜）B确定要提取的职能种类，每种职能分别以一字母表示C定出每个方格的主要职能倾向，打上相应字母，从而得到城市职能能总信息图D分解总信息图为单位职能信息图E根据单位职能信息图上字母密集状况，勾画出均质地域的边界并修正。F计算出各均质地域的均质度和紧凑度五、城市内部平面形态理论模式简介伯吉斯－同心环模式1923年，美国社会学者伯吉斯从人文生态学×变研究中内部空间结构，提出出同心环模式，人为，城市的中心是商业会聚之地，此为第一带，其外围是过渡性地带（旧建筑、部分零、批发、仓库、低级住宅地带、新来移民居住地区），此为第二带；第四带，中产阶级住宅区；第三带，是原来较大工厂之工人住宅区；第五带，即最外围是高级住宅区，又称通勤人员住宅区。伯吉斯认为，城市膨胀是从中心商业区向外扩散的。他说，农民刚进城时，为了找工作方便，便居住在中心商业区附近，后来以零售和服务为主的商业中心区向外扩张，市民也向外迁移。但是，伯吉斯模式忽视了人类的文化属性，而过分强调人的生物属性（竞争行为）。在完全竞争的条件下，既有经济地租均被土地所有者以地租的形式收回，各土地使用者按其生产的经济地租决定自身的付租能力，向土地所有者租用土地，而土地所有者则把土地租×出价最高的租地者。这样城市中心是零售业，向外是专业性服务区，工业，及批发业。再远为高密度多层住宅。然后是低密度（单）层住宅，最外圈是农业。如果城市所在地区是一块均质平地，各种土地利用则会以上述同心圆环方式布局。贺伊特－扇形模式贺伊特认为均质性平面的布设太不现实，他于1939年提出了扇形模式或楔形模式，他在模式中保留了同心环模式经济地租机制，加上了放射状运输线路的影响（即线性通达性）和定向惯性的影响。使城市向外扩展的方向呈现不规则式。他称市中心的通达性为基本通达性，把沿辐射状运输路线增加的通达性称为附加的通达性。较工业和批发商业对运输路线的附加通达性最敏感，因而呈楔形，且不平滑，呈左右隆起。居民住宅在环绕工商业土地利用的地段，中产阶级和富人则沿交通或河道或湖滨或高地向外发展，自成一层，不与贫民混杂，当人口增多，贫民区不能朝中产阶级和高级住宅区发展时，也会沿不受阻方向作发射状发展，故城市中各土地利用功能区布局呈扇状形楔形。哈里斯和乌尔曼的多核心模式伯克斯、贺伊特等人的模式均为单中心，且忽视了重工业对城市内部结构的影响和市郊住宅区的出现等现象。哈里斯与乌乐曼1945年提出比较精细的多核心模式。多核心模式基本内容－假设城市中内部结构除主要经济细胞－中心商业区（CBD）外，还有次要经济细胞散布在整个体系内，这些细胞包括未形成城市前，中心地系统内各低级中心地和在形成城市中地程中的其它成长点。它是随着整个