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

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。

二、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

三、基于历年遥感数据的空间协同发展历程

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

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

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

四、基于多源大数据的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。

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。

公式中：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、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（上）及基于手机信令的人口流动空间分布（下）

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。

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（上）和基于手机信令的城市群交通廊道（下）

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

生活空间协同分析

缺乏具有区域影响力的公共服务中心

从基于公共服务设施POI区域公共中心发展情况分析来看，广州、深圳、香港已形成公共服务设施集聚、服务能力较强的公共服务中心，而珠海公共服务设施特别是高端公共服务设施建设相对滞后，公共服务中心的区域性服务能力仍然较弱。

图10：基于公共服务设施POI区域公共中心分析

从旅游服务联动港澳发展来看，珠海接待国际游客数不足港澳的三分之一，作为珠海主要旅游景点的长隆度假区，接待国际及港澳台游客占总游客数不及2%，珠海的旅游服务对来港澳的国际游客承接仍然偏弱。

从基于气象数据的灰霾日数分布来看，珠海整体大气环境质量良好，但由于西岸本身地理环境不易于污染扩散，且城市之间联防联控相对不足，使西岸整体空气质量不如东岸。

图11：基于气象数据的灰霾日数分布（上）和基于POI的公园绿地设施分布（下）

生态休闲网络的连通性有待提高

从POI捕捉的公园绿地分布来看，粤港澳大湾区西岸虽然具有丰富的自然资源，但由于设施布局缺乏统筹协调，导致公园绿地分布不均且不同城市之间的生态绿地的连通性不佳，且西岸的公园绿地密度（0.176个/平方公里）、连通性均弱于东岸（0.613个/平方公里） 。通过Google earth软件，从地图上将公众根据兴趣上传的“照片点”来反映兴趣点分布密度，东岸的密度为2.66%，西岸为1.13% ，西岸仅为东岸的二分之一。

五、珠海与粤港澳大湾区城市群空间协同策略

打造高效协作的西岸核心城市

一是预留广中珠澳、深珠江肇等实现湾区核心地区直连直通的高铁、城际轨道通道。协同建设环珠江口湾区轨道环线，构建“轨道上的大湾区”，实现网络化优势资源整合。

二是充分发挥港珠澳大桥的通车优势，以大桥经济区（横琴自贸区、保税区和洪湾地区）为平台，深化珠港、珠澳地区的产业合作。

三是面向珠江西岸地区，打造高栏港区域产业协作区，加强与佛山、中山、江门在船舶与海洋工程装备制造、游艇、石油化工产业的合作，提升临港保税物流产业区对珠江西岸及粤西地区的辐射带动能力。

四是把深圳、广州的科技金融能力、研发能力与珠海丰富的科教资源、创新孵化载体、产业基础、充裕的创新空间进行对接，推动珠深广高新技术产业的合作。其中，以唐家湾高新区为载体，加强与深圳在智能制造产业、互联网及信息软件产业、高科技成果转化等方面的协作。以空港经济区为载体，加强与深圳、广州在航空制造产业、生物医药产业方面的合作。

一是依托横琴政策优势，完善面向港澳人士的生活服务系统，建立支持香港、澳门融入国家发展大局的港澳居民生活示范区。鼓励港珠澳三地更多中小学结为“姊妹学校”，建设采用港澳教材的港澳子弟校区，便利港珠澳居民跨界就学。为港澳患者赴香港治疗开通绿色转诊通道，允许港澳人士在珠海直接使用港澳医保和，医疗费用跨境结算。在马骝洲水道南岸建设与港澳建设标准接轨、社会保障服务衔接的优质国际化社区。推进港珠澳三地政务对接，探索实施港澳居民回乡证与大陆二代居民身份证功能实现“同步”。

二是加强面向港澳的公交网络建设，完善口岸地区交通换乘系统，加强城际轨道交通与珠澳口岸联系，加强拱北口岸服务于旅游大巴、出租车以及社会车辆的停车场的建设，结合横琴口岸“二线管理”制度，在二线关处加强常规公交接驳运营。

三是与港澳共建“一程多站”世界著名旅游休闲目的地。联合港澳建立东半球国际主题乐园群，极争取游艇自由行政策，联手打造延伸港澳国际邮轮旅游航线的邮轮母港，开通港珠澳滨海旅游精品线路，将粤港澳三地主要旅游海岛、主题公园、高档旅游消费节点、历史文化节点等串联，形成粤港澳“一程多站”滨海旅游精品线路网。

打造区域共建共享的生态休闲空间

一是以“五桂山－黄杨山－古兜山”为生态绿核，通过西江、潭江及诸河水体、岸线，串联自然山体、连片农田、绿化隔离带和防护林带等，形成网络状的生态隔离廊道，同时，携手港澳加快建设万山群岛海上国家级生态公园和海洋生态保护区，建设人工鱼礁和海洋牧场，将万山群岛建设成为粤港澳海上生态绿核。

二是协同建设珠澳、珠中江等跨界绿道，推进省立绿道1号线与澳门半岛绿环、新城填海区滨海绿廊、氹仔莲花单车径等绿化和慢行网络相衔接。新增崖门炮台－御温泉绿道段、珠海市琅环森林公园－海滨公园绿道段等，加强珠海与中山、江门的绿道联系。

三是携手打造珠中江水岸公园和区域湿地，改善西江、黄茂海两岸景观质量和公共空间可达性，联合推进淇澳－崖口红树林、磨刀门水道东岸湿地公园、环崖门湿地公园系统建设。

四是加强大气、水、海域环境联防联治，与中山加强前山河流域岸线管理，探索开展澳珠跨界水环境应急处理合作，与中山、江门、澳门联合开展污染源普查工作，建立区域大气污染物数据共享平台，完善区域突发海域环境事件应急处置体系。

本文探索了基于遥感影像、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，采用多种大数据空间分析方法，全面、动态、客观地反映了珠海与粤港澳大湾区城市群在人为活动、设施、用地等方面的动态演变和时空特征，为城市群的空间协同研究提供更易于获取、更为丰富、更细粒度、更实时的数据和分析方法，主要可总结为以下四个方面：

一是城市群空间协同发展历程分析。基于近40年的遥感影像，利用监督分类、最大似然法等自动提取区域内各城市建设用地，可以反映城市与城市之间用地分布及演变规律，结合城市发展重大实践和政策，探讨城市群内部空间演变的逻辑关系；

二是城市群生产空间协同分析。通过Open street获取的区域现状路网矢量数据，结合基于手机信令的人为出行活动，可以反映城市群物联网基础设施及主要交通走廊的分布；利用工商企业、分支机构等数据，有助于反映城市群生产网络联系，结合社会经济数据等，构建基于传统重力模型的城镇联系强度，可识别和探讨城市之间生产空间协作所存在的核心问题；

三是城市群生活空间协同分析。基于POI识别的教育、医疗、体育、文化等公共服务设施分布，有助于识别区域公共服务中心，结合统计年鉴的基本公共服务数据、城市之间地界姊妹学校数量、跨境就医数等，可反映城市群生活空间共享程度；

四是城市群生态空间协同分析。通过气象数据、POI捕捉的绿地公园数据、基于Google Earth的兴趣点数据等，可以反映区域空气质量、公共休闲网络等现状空间特征，有助于识别流域协同治理和生态网络共建等的核心问题和协作方向。

本文基于以上分析方法，深入探讨了珠海与粤港澳大湾区城市群空间协同的发展历程及现状存在的问题，进而提出相应的规划策略，为珠海市开展新一轮城市总体规划修编提供了研究支撑，为引导珠海建设成为粤港澳大湾区西岸核心城市明确了发展方向。同时，希望能对其他地区的城市群空间协同历史和现状特征研究、发展策略、相关发展政策制定等提供有益参考和借鉴。