城市空间结构是城市空间组织在地域空间上的反映，即“投影”。一般意义上说，城市空间结构是城市各要素物质的和非物质的在城市成长过程中，在城市地域空间中所处的位置和营运中的形态。从经济学角度来看，城市空间结构最基本的含义是人类经济活动作用于一定地域范围内形成的组织形式。这种空间组织形式主要包括3个方面内容：
（1）以资源开发和人类经济活动场所为载体的经济地域单元的空间分异和组织关系；
（2）空间实体构成的某种等级规模体系；
（3）各种空间实体之间存在的某种要素流的形式。
空间结构反映了空间系统中各子系统、各要素之间的空间组织关系，包括要素在空间中的相互位置、相互关系和相互作用，它表现为要素在空间中的生成、运动、组织和发展，以及各活动在城市地理空间上的“投影”，即可感觉的城市形态的变化。
从研究的空间尺度看，城市空间结构可分为城市内部空间结构与城市外部空间结构。城市内部空间结构指城市内部的土地利用形式和城市功能区的结构和组合状态。随着交通、通信以及城市经济的发展，城市空间早已突破传统的建成区内部，而是向区域延伸，成为区域空间结构的一个组成部分。城市内部空间结构与外部空间结构是两个连续承接的研究范畴，是彼此不可分裂的。在研究城市群空间结构孕育和发展时，不可回避地要从城市内部空间结构的裂变谈起。当然，在将目光放到区域上时，城市空间结构，特别是城市群空间结构还是突出地体现在城市与城市的空间关系上。
关于城市空间的演变，弗里德曼、唐富藏、陆大道等人进行了深入的研究。特别是弗里德曼结合罗斯托的经济发展阶段理论和佩鲁的增长极理论提出的四阶段演化模型，产生了广泛影响。
他将城市空间结构的演变划分为四个阶段：①前工业化阶段。经济发展缓慢，交通方式落后，在一定范围内，以若干分散、孤立的城镇为中心，形成小范围的封闭式循环。城镇规模小，职能单一，城镇之间缺乏联系，区域内城镇群体处于均衡且无序状态。②过渡阶段。工业化开始起步，由于工业化的启动选择经济基础好、交通位置优越的优势区位，这些地方进入极化增长阶段，形成区域发展的极核点，从而打破前工业化阶段的低水平均衡状态。经过发展，较大的城市就形成区域中心城市，城镇之间以不同等级的纵向联系为主，形成增长极空间结构，经济实力较强的中心城市与农村地域形成二元结构。我国中部地区的城市则属于这个阶段。③工业化阶段。区域经济发展已具有一定基础，综合交通体系开始形成，在区域中心城市外产生了新的经济中心，新的经济中心与原来的经济中心在空间上相互联系、组合，产生更高层次的经济活动。每个经济中心都有与其规模相应的外围地区，于是，区域形成若干规模的中心-外围结构。我国的珠三角、长三角等地区处于这类发展阶段。④后工业化阶段。科学技术高度发达，经济发展达到较高水平，现代化的交通和通信手段促使城镇之间、城乡之间的联系日趋紧密，中心-外围地区的界线逐渐消失，城镇体系向均衡方向发展，区域内出现多中心的空间结构。美国的波士顿、华盛顿，日本的东京、大阪、名古屋大体上属于该阶段。
在农业经济占绝对优势的农业社会，居民点的职能是为耕种土地的农民提供居住地，不承担服务的职能。即使后来商品经济催生的各类城镇，主要职能也仅仅是作为商品交换的场所和小范围的管理中心，城市与城市、城市与农村不构成等级关系。由于道路等区域基础设施水平低，城乡之间人员、物资、信息交流不多，城市空间结构保持了较高的静态稳定性和封闭性。城市空间结构的剧烈变化从工业化初期开始持续到现在，最终促进了城市群空间的形成。这个过程可分为三个阶段。
1.城市集聚的阶段(www.xing528.com)
这个阶段对应于弗里德曼的过渡阶段。在这个阶段，工业革命使西方国家从农业经济转变为工业经济。大型机械生产使行业蓬勃发展。大量的工作人员被吸引到城市。新的城市移民住在靠近工厂的住宅区。城市空间开始以前所未有的速度扩张。
在此期间，城市空间的扩张显示出路的延伸，即城市在向外扩张的过程中，一直保持与建筑面积边界连续逐渐向外的“雪球”推动。1914伦敦由于早期的蒸汽火车和车厢等公共交通工具引导出触手般的城市形态，到1939年成为统一的各个方向，直径为1 km2的圆形城市。这种现象的原因是交通技术的发展，公共汽车提供了更有效的公共交通服务，沿着现有的道路可以导向任何方向，城市形态清晰地显示“传播饼”现象。
2.城市集聚和扩散共存的阶段
随着西方国家进入工业化中期，第三产业开始上升，在金融、保险、通信等服务部门。同时，大量的土地需求开始迁移到郊区。车辆的移动性推动了这一时期郊区化的步伐。
郊区化对城市空间组织的发展有很大的影响，城市空间由向心向离心分散，城市人口分布和经济活动在更广阔的地域范围内，城市功能进一步分化和重组。随着郊区的增加，制造业、零售业、服务业、娱乐业等都出现在郊区，原来关注的中心城市的各种经济活动越来越分散到郊区的各个中心的郊区，形成一个功能完全的城市分中心。同时，郊区化导致了城市的分权化。但从宏观的角度来看，郊区化导致了更大范围的城市集聚，形成了一个多中心的城市群。
3.城市扩散的阶段
在工业化后期，西方城市出现了逆向城市化的现象。所谓逆向城市化，是指中部地区人口继续迁移，郊区人口也向外迁移，人们从城市远离农村和小城镇迁移，使整个大都市人口出现负增长。逆向城市化导致了城市发展的区域重新分配，促进城市化和城市生活方式扩展到更广泛的地理区域。
这一时期最明显的特点是同时出现城市内部的衰退和边缘城市的兴起。作为内城的原有功能活动和功能设施与社会经济发展逐渐显现出不适应城市发展状况的衰落。同时，人口、商业和制造业继续转移到大都市区的边缘，原来在CBD的金融、保险和其他服务也跟随后续，郊区办公室分中心、郊区和外部城市独立强化，出现了一些边缘城市，城市次中心的地位进一步凸显了多中心结构的加强。
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