Методи дослідження територіальної структури промислових агломерацій
Дослідження територіальної структури промислових агломерацій перш за все спрямовані на встановлення рівня концентрації окремих господарських (виробничих) функцій, а також їх територіальної взаємопов’язаності на основі дослідження конфігураційних особливостей ядра і агломерованих територій, зон їх взаємного впливу та комунікаційних властивостей.
Одним із традиційних для суспільної географії показників, що оцінює територіальну структуру агломерації є коефіцієнт територіальної концентрації. Він використовується при аналізі сформованості і агломераційної адаптивності територій промислових агломерацій та розраховується за формулою:
де Кк - коефіцієнт територіальної концентрації виробництва, Ei - показник розвитку виробництва на території агломерації (або в її частині), E - сукупний показник розвитку виробництва в країні в цілому, Ti - площа території агломерації (або її частини), Т - загальна площа країни. За цим показником встановлюється рівень концентрації господарської діяльності, що свідчить про інтенсивність, характер освоєності та можливості подальшого розвитку агломерації чи окремих її територій.
Для характеристики особливостей поширення агломераційного ефекту на території промислової агломерації та встановлення її конфігураційних властивостей (виділення опорного каркасу) доцільно дослідити комунікаційні взаємозв’язки центрального міста та периферійних поселень. Вони яскраво ілюструються за допомогою теорії графів [191]. Під графом ми розуміємо певну геометричну фігуру, які складається з окремих точок простору (населених пунктів, промислових підприємств тощо), об’єднаних в єдину систему лінійними відрізками (транспортними комунікаціями, господарськими зв’язками). Слід зазначити, що універсальна і загальна класифікація теоретико-графових мір структури опорного каркасу агломерації ще не сформувалась.
В нашому дослідженні ми зупинимося лише на аналізі найбільш поширених показників, що моделюються графами - міри центральності та міри зв’язаності. Решта показників формування територіальної структури агломерації, що розраховуються за допомогою графів, детально описані в ряді наукових публікацій [108;167;168;191].Міри центральності (доступності) характеризують значимість окремого елемента агломерації (ядра, або агломерованого поселення) в її територіальній структурі та визначаються множиною співвідношень між вершинами графу. До мір центральності належать декілька показників, з яких в роботі розраховується індекс оптимальної зв’язаності вершини і показник ступеня центральності.
Індекс оптимальної зв’язаності (доступності) Si характеризує позиційне розташування і міру центральності агломерованих поселень між собою та по відношенню до ядра агломерації. Розв’язок задачі побудовано на встановленні матриці найкоротших відстаней між парами вершин графу і розрахунках індексу доступності за формулою:
Si - індекс доступності (оптимальної зв’язаності), n - загальна кількість міст, Rij - найкоротша відстань між парами вершин і та j. Чим нижче показник Si - тим вище роль елемента графу в системі агломерованих міст. Центральним являється елемент з мінімальним значенням індексу оптимальної зв’язаності.
Показник ступеня центральності (Zi) вказує на відносне положення вершини Vi в ієрархічному ряді вершин G і визначається за формулою:
Zi - показник ступеня центральності, Si - індекс оптимальної зв’язаності і вершини графу, Smin - мінімальне значення індексу оптимальної зв’язаності серед міст, що включені в дослідження, Smax - максимальне значення індексу оптимальної зв’язаності серед міст, що включені в дослідження.
Значення показника Zi зростає в міру віддалення від центру графу.Визначення особливостей опорного каркасу території агломерації на основі аналізу конфігурації шляхів сполучення є недостатнім для висвітлення процесів розвитку агломераційного середовища та поширення впливу ядра на периферійні поселення. Важливе значення мають не лише просторові властивості транспортної мережі, але й інтенсивність комунікацій кожного агломерованого поселення, їх роль і значення у формуванні додаткового економічного (агломераційного) ефекту. Для цього ефективно застосовувати індекс комунікативності території. Він розраховується за формулою:
де Ik - індекс комунікативності певного населеного пункту; і - лінійні транспортні об’єкти (залізничні дороги, автомобільні магістралі), що замикаються/починаються в даному населеному пункті або проходять через нього; n - загальна кількість лінійних транспортних об’єктів певного населеного пункту, j - точкові транспорті об’єкти, що знаходяться в межах певного населеного пункту (залізничні та річкові вокзали, автовокзали, морські порти, аеропорти); m - загальна кількість точкових транспортних об’єктів певного населеного пункту; x - вузькоколійні залізниці, x1 - одноколійні залізниці, x2 - двоколійні залізниці, x3 - триколійні залізниці, у - місцеві автошляхи, y1 - територіальні автошляхи, у2 - регіональні автошляхи, у3 - магістральні автошляхи, z1 - річкові порти, z2 - морські порти, k1- внутрідержавні аеропорти, k2 - міжнародні аеропорти, t - лінійні залізничні станції, t1 - вантажні, передаточні та вузлові залізничні станції, t2 - пасажирські, сортувальні, дільничні залізничні станції.
До кожного показника x,y,z,k,t введено поправочні коефіцієнти, які враховують значимість транспортної системи, характер та інтенсивність зв’язків, пропускну здатність шляхів сполучення і дають змогу звести розрізнені результати дослідження до єдиного показника.
Основою для їх визначення стали попередні дослідження ряду авторів [167;289;277;278] та власні розрахунки. Інтерпретація показника комунікативності полягає в тому, що із його зростанням підвищується рівень зв’язаності окремих агломерованих поселень між собою та із центром системи, отже зростає динамізм та інтенсивність перебігу соціальних та економічних процесів, активізується ринково-підприємницька та комерційно-бізнесова діяльність (в тому числі міжнародна), підвищується рівень адаптації до впливу ядра, збільшується економічна ефективність виробництва.Для характеристики агломераційної скупченості поселень і визначення особливостей просторового розподілу елементів функціонально- територіальної структури агломерацій доцільно застосовувати метод найближчого сусідства [272]. Він дає найзагальніше уявлення про конфігурацію системи розселення і територіальної структури агломерації та характеризує рівень скупченості об’єктів на основі досліджень найкоротших відстаней між ними. При цьому розподіл характеризується формулою:
де Rn - статистика розподілу, D - середня відстань між найближчими сусідами, А - площа території дослідження, N - кількість центрів досліджуваної системи. При скупченому розміщенні статистика розподілу наближається до 0, при рівномірному - до 2,15, при випадковому - до 1,0.
Новим для суспільної географічних досліджень промислових агломерацій є метод визначення поля впливу населених пунктів, або метод Вороного. Він входить до стандартного набору програм з побудови статистичних поверхонь та розрахунків статистичних показників Statistica 6.0 (© StatSoft, Inc., 1984-2001). В основі методу Вороного лежить розподіл простору між індивідуальними пунктами (якими можуть виступати окремі поселення певної території), що представлені координатами XY у двовимірній системі. Суть цього розподілу зводиться до того, що кожен пункт системи розселення оточено межами, які включають в себе тільки ту навколишню область, яка максимально наближена до відповідної точки системи та віддалена від інших точок. В результаті, агломерована система поселень, внаслідок високої скупченості об’єктів, отримує дуже подрібнені ареали Вороного, отже простір агломерації визначається високим рівнем дискретності впливу населених пунктів. Цей розподіл сприяє визначенню територіальних меж агломераційних форм розселення населення, а також встановленню рівня контактності агломерованих поселень на основі аналізу спільних ліній зон впливу. Метод Вороного ефективно використовується в зарубіжній практиці при моделюванні різноманітних природних та суспільних явищ (Coombs, 1964; Ripley, 1981).
Для розмежування зон впливу на периферійну територію ядер агломерування та інших елементів територіальної системи регіону (промислових вузлів, центрів тощо) застосовується метод багатокутників Тіссена [167]. Він передбачає з’єднання прямими лініями ядра агломерації із усіма суміжними ядрами певної території та делімітацію меж поширення впливу кожного з них за допомогою перпендикулярів, що проводяться через зазначену лінію відповідно до сили впливу кожного ядра. Сила впливу виражається у зміщенні перпендикуляру в сторону більш „слабкого” ядра та визначається за формулою:
де Ь1 - відстань до границі (точки, через яку проводиться перпендикуляр) від ядра агломерації; d12 - відстань між ядром агломерації та ядрами інших суміжних елементів територіальної системи; P1 та P2 - показники, що відображають силу впливу кожного ядра відповідно (наприклад, чисельність населення, обсяги реалізованої продукції, показники економічної ефективності виробництва тощо).