1. 标题

· Impact of high-speed rail on urban economic development: an observation from the Beijing-Guangzhou line based on night-time light images

· 高铁建设对城市经济发展的影响：基于夜光遥感数据的京广高铁线案例研究

 

2. 成果信息

· Yunxiang Guo, Wenhao Yu*, Zhanlong Chen, Renwei Zou. Impact of high-speed rail on urban economic development: an observation from the Beijing-Guangzhou line based on night-time light images. Socio-Economic Planning Sciences, 2020, Online.

· https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038012119303052#ack0058

· DOI：10.1016/j.seps.2020.100905

 

3. 成果团队成员

· 禹文豪，博士，中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院，副教授，主要从事地图综合、空间数据挖掘及智慧城市应用等研究。（联系邮箱：ywh_whu@126.com；个人网站：http://grzy.cug.edu.cn/yuwenhao/zh_CN/index.htm）

· 郭雲翔，2016级本科生，中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院，研究兴趣包括城市规划和空间分析，现已被苏黎世大学录取为硕士研究生。（联系邮箱：guoyx@cug.edu.cn）

· 陈占龙，博士，中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院，副教授，博士生导师，主要从事地理信息系统理论与基础软件研发、时空数据挖掘与地理计算、空间认知与推理等研究。（联系邮箱：chenzl@cug.edu.cn ; 个人网站：http://grzy.cug.edu.cn/chenzhanlong/zh_CN/index.htm ）

· 邹仁伟，2017级本科生，中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院，研究兴趣包括城市规划和空间分析。

 

4. 成果介绍

Ø 内容导读

近二十年来，我国高铁发展迅速，规模不断扩大，取得了巨大成就。正在进行的高铁计划预计将对中国的城市经济和空间结构产生重大影响。然而，相关的数据驱动研究仍然缺乏。本研究采用新的夜光遥感视角，观察高铁对沿线城市的长期影响。具体上，我们利用2002年至2018年的夜间光照数据分析了京广高铁（BGHSR）对沿线城市经济发展的作用。该线路连接首都（位于中国北部）和中国南部，位于我国最重要的地理轴线上。研究发现，高铁建设对一线城市（北京、广州）和新一线城市（郑州、武汉、长沙）的经济产生了积极影响，同时也对保定、邯郸等二三线城市造成了一定消极作用。总体而言，随着交通运输体系的变化，高铁沿线城市的空间经济格局正在迅速重塑。每个城市都需要重新考虑其在未来区域化进程中的作用和价值，以适应国家整体战略。

现有研究主要受以下几个方面的限制：1）目前关于高铁对中国城市经济发展影响的研究缺乏较长时间序列数据的分析；2）数据来源的限制，传统的数据收集和分析成本高、耗时长，如人口普查数据缺乏现势性；3）关于区域经济发展不平衡以及“大都市效应”的争议需要进一步的实证定量分析，特别是对于不同类型和规模的城市。本文的研究区域如下：

 

                                                                                                               （a）                                               (b)

Fig.1. Cities along with Beijing-Guangzhou high-speed railway (BGHSR) (a) and the associated Night-Time Light (NTL) imagery (b).

 

Ø 研究方法

关于数据处理的具体步骤如下：

（1）影像数据的预处理：包括DMSP/OLS数据的系统校正、城市裁剪以及NPP/VIIRS的掩膜去噪处理。

（2）采用幂律趋势线方法拟合不同来源的遥感数据，以分析更大时间尺度的高铁建设影响。

（3）敏感性分析，用于检验数据模型的稳定性。

（4）多层次分析，针对城市等级、类型以及高铁不同段、投资等进行详细分析。

 

Ø 主要研究结果

(1) 城市等级分析

由于区域城市等级和空间分布模式是中国城市群经济作用的关键内容，因此我们根据城市等级分类对数据的SLV值进行分析（Fig. 2）。可以看出，高铁对城市的影响因城市等级而异。具体上，高铁建设促进一线城市和新一线城市的经济增长，同时也会导致部分二三线城市的经济衰退。这在一定程度上也证实了高铁会加剧“大都市效应”。

 

Fig.2. The result of SLV classification for all the cities along BGHSR based on Chinese city tier system.

 

高铁对于城市经济发展的影响与城市结构和类型也有直接联系。如图3所示，安阳、新乡是我国重要的粮食基地，自然资源丰富，二、三产业也有一定发展，但没有结构性的产业体系，因此，其经济发展在高铁建成前后受到一定限制。而鹤壁历史文化遗产丰富，自然风光优美，当地旅游业相对发达，其经济发展主要依靠食品工业、电子信息和汽车制造业；高铁建成后，鹤壁所受影响较小。

 

 

(a)                                     (b)

Fig.3. (a) is the geographical position of Hebi and its surrounding cities, (b) is the economic development conditions of these cities from 2002 to 2018.

 

（2）对比分析

i. 高铁站点区域VS非站点区域

可以看出，高铁选址能够在一定程度上重塑城市结构，车站周边区域成为城市新结构的中心（Fig. 4）；此外，与远离高铁车站的其他区域相比，高铁选址可在一定程度上刺激周边地区的经济发展（如图4中，比其他地区多出50%左右）。

 

(1)

 

(2)

Fig.4. Comparison of the economic development around (A) and far away (B) from Zhengzhou East HSR Station in the years of 2012, 2015 and 2018.

 

ii. 高铁城市与非高铁城市

我们增加了清远和衡水的对照组试验，比较了高铁沿线城市与非高铁沿线城市的经济发展，并分离了其他因素，特别是以农业为主的四线城市。高铁对沿线城市的经济发展具有明显的促进和维持作用。此外，高铁在一定程度上可以刺激第三产业的发展，增加城市的临时居住人口（Fig. 5）。

 

Fig.5. Comparison for the economic development of cities along and not along the BGHSR line: Qingyuan and Hengshui.

 

（3）影响机制

新高铁线路的影响归结为两个主要方面：即地理因素和经济变化，如图6所示。高铁最终会通过影响集聚效应和资源再分配来影响沿线城市的经济发展，此外，城市本身的特点（如相对位置、类型和规模）也会影响城市的集聚和资源流动方向。

 

 

Fig.6. Mechanism analysis diagram of HSR's main impacts on cities.

 

Ø 研究结论：

1. 一般来说，高铁建设完成后，沿线城市的经济状况会迅速改变。影响城市经济发展的资源(如人口)将随着交通系统的改变进行重分配。

2. 高铁的建设有利于一线和新一线城市的经济发展，但也会导致在高铁建设前经济发展势头良好的部分二三线城市出现一定的衰退。

3. 与非高铁的农业城市(如衡水)相比，第三产业城市（如清远）可以更好地利用高铁作用，发展其区域经济。

4. 由于中国正在进行中长期铁路网规划，未来的政策制定可更多关注中等城市的经济发展，平衡不同地区的经济发展趋势。