二、均质性和均质地域

  1. 均质性和均质地域

均质性是指城市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。均质性是动态的和相对的,并非地域本身所固有的职能特征。例如, 处在商业街热闹场所的居民住宅,随时都可能被征购者买去辟为商店。居民区中的工厂,常常遭到居民的反对和法令政策的限制,而被迫搬迁到郊区去发展业务。

均质地域是指在均质性能作用下,城市地域中表现的那些与周围毗邻地域存在着明显职能差别的连续地段。城市中成片的工厂区、住宅区、商业区、文教区,都是均质性能造就出来的均质地域。均质地域以某项特定城市职能为衡量中心,讨论地域表现出来的相对同一性。换句话说,均质地域是由以某项职能为主构成的地域(其它职能或为这一主要职能服务,或被这一主要职能排斥),研究各类职能地域的共性——职能均衡现象的生成和布局。

  1. 均质度

如何衡量均质性的相对程度?如何比较均质地域的质量?为了寻求定量标准的计算过程与实际地理系统有最好的拟合,这里运用信息论观点设计出下面的均质度计算公式:

D=λ(1-H) (1)

其中,D 为均质度,λ为系数,H 为信息论中的熵。

熵是信息论中度量随机事件在某项实验中不肯定程度的概念,其计算公式为:

H ( x) = −∑ Pi log Pi

i =1

(2)

式中 H(x)表示随机变量 x 的熵; Pi 为 x 取 xi 时的概率。例如,城市中有两块地域。一块地域内 65%是居住用地,15%是商业用地,20%是工厂用地;另一块地域内 40%是工厂,60%是居住区,问哪一块地域的混合程度高?

居住 商业 工业

 0.65 0.15 0.20 

居住 工业

 0.60 0.40

   

分别计算熵:

H(Ⅰ)=-0.65log0.65-0.15log0.15-0.20log0.20(取 10 为底)≈ 0.385 H(Ⅱ)=-0.40log0.40-0.60log0.60≈0.292<H(Ⅰ)

熵值显示,第Ⅰ块地域混合程度高,因而均质程度差。从中可以看出, 熵是对事物无序性作出的定量估计,用来测度均质性是很贴切的。

在计算城市地域均质度时,可以将公式(2)中 Pi 换成Wi / ∑WiWi

j =1

示均质地域内第 i 种职能部门的占地面积;n 为该地域具有的职能种类。将其代入公式(1),得到

 

W W

D = λ1 + *i *log *i* 

(3)

n n

 ∑WiWi

这个公式便是可以用来计算各种类型均质地域均质度数值的公式。3.均质地域的划分方法

城市系统在内部均质性的作用下,各种职能表现出了区域差异。差异的显著之处在各自区域的中央部位,从中心向边缘,差异的显著程度渐次递减。这样,在两个质地不同的区域之间必然存在着一个过渡带。各种区域划分在地图上标出的边界线,都是这个过渡带的抽象表示。在此思想基础上,采用信息图法来划分均质地域。

城市落在地表上的形状是一个不规则的几何面,划分均质地域就是根据这个面上各处不同的职能特征将其切成几块。如果将这个面上所有的职能信息全部提取出来,那么,界线的位置和划界的方法便可由处理这些信息得到。具体程序是:

  1. 在所要研究的市区地图上罩上大小相等的方格网。方格的面积以0.1—0.3km2 为宜。过大,提取的信息粗糙,失真现象严重;过小,工作量浩繁,职能种类出现过多,容易淹没主要职能信息。

  2. 确定要提取的职能种类,每种以一个字母表示。如居住(R)、工业(K)、商业(C)等。

  3. 根据大比例尺城市土地利用图式航空照片,结合实地勘察及其它辅助资料,定出每个方格的主要职能倾向,打上相应的字母。这样可得到一张城市地域职能总信息图。

  4. 将总信息图分解,得出各单项地域职能信息图,如居住职能信息图、工业职能信息图等。

  5. 根据单项职能信息图上的字母密集情况,勾画出均质地域的边界走向。然后结合市区地形地物、行政区划、历史过程等具体情况加以修正,画出各种职能的均质地域图。

  6. 计算各均质地域的均质度和紧凑度。

分析单项地域职能信息图及其均质度和紧凑度,可以了解该项职能地域的分布状况、面积大小、紧凑程度高低、质地纯净的程度;对比分析各单项地域职能信息图,可以了解不同职能布局的合理性。因此,划分均质地域对城市合理布局和旧城区改造都具有指导意义。