Критерий минимально допустимой плотности населения с использованием ячеек сетки 1х1 км применяет Евростат для делимитации на территории стран Евросоюза двух видов УА: городских центров и городских кластеров (Eurostat 2018: 30).
В городской центр включаются имеющие общую сторону ячейки с плотностью населения не менее 1500 человек на км2 и суммарной численностью свыше 50 тыс. человек. Далее к городскому центру с целью выравнивания границ присоединяются ячейки, граничащие (в том числе по диагонали) не менее чем с пятью ячейками, уже включенными в этот городской центр, и так до тех пор, пока не перестанут находиться такие ячейки (итерационное правило). На заключительном шаге эксклавы, окруженные территорией городских центров, также присоединяются к городскому центру.
В городской кластер включаются ячейки, смежные друг с другом в том числе по диагонали, с плотностью населения свыше 300 человек на км2 и суммарной численностью свыше 5 тыс. человек и не включенные в городской центр.
Оценка размещения населения по квадратам сетки проводится также с использованием альтернативных замещающих методов. Объединенный исследовательский центр (ОИЦ, JRC) Европейской комиссии провел оценку населения каждого квадратного километра с помощью дистанционного зондирования Земли и анализа спектра излучения. Данное исследование проведено для оценки уровня урбанизации стран и агломераций. В техническом отчете ОИЦ Европейской комиссии от 2019 г. используются те же критерии плотности, что и у Евростата, однако приведено иное правило объединения ячеек в городские центры (Florczyk et al. 2019: 18):
1) к городским центрам добавляются ячейки, имеющие более 50% застройки, но исключаются ячейки, имеющие более 50% водной поверхности (вне зависимости от проживающего населения). Таким образом, к городскому центру добавляются крупные промышленные районы, не имеющие постоянного населения;
2) городской центр должен иметь в своем составе квадрат из 9 ячеек 3х3;
3) если эксклавы внутри городского центра из незаполненных ячеек составляют менее 15 км2, то они полностью включаются в состав городского центра.
В городские кластеры включаются ячейки с долей застроенной поверхности более 3%, но только смежные по четырем направлениям - горизонтали и вертикали (Florczyk et al. 2019: 19).
На основе данного исследования Европейская комиссия оценила все урбанизированные ареалы мира с численностью населения более 50 тысяч человек (European Commission 2019a). Но применительно к нашей стране видно, что полученные ей результаты очень сильно занижают население российских городов. Так, население Екатеринбурга занижено в 1,4 раза, а население Перми - более чем в 2 раза. В итоге, по мнению Европейской комиссии, за 15 лет с 2000 по 2015 г, доля городского населения России снизилась с 66 до 60% (European Commission 2019b), что противоречит официальным данным Росстата. Население городских центров «Екатеринбург» и «Исток» (районы города Химмаш, Компрессорный, Кольцово) в 2015 г. 929 и 101 тыс. человек соответственно, итого 1030 тыс. человек против 1461 тыс. человек в городском округе на 01.01.2015 (Росстат 2015).
Подход, основанный на плотности населения, применяется также в Швейцарии, где рассчитывается плотность суммы проживающего населения и рабочих мест, которая для квадратной ячейки 300х300 метров должна быть не менее 500 чел./км2.
Критерий максимально допустимых разрывов между зданиями для оценки состава и границ УА определяется по спутниковым снимкам как максимально допустимое расстояние между соседними зданиями по прямой линии и применяется в европейских странах: Финляндии, Швеции, Норвегии, Дании, Великобритании (в Англии и Уэльсе), Франции. Во всех этих странах группы зданий признаются УА, если расстояние от здания до здания по прямой не превышает 200 метров и в такой группе зданий проживает не менее 200 человек. Население городских центров «Пермь», «Сылва», «Лобаново», «Кондратово» в 2015 г. 130, 159, 90, 76 тыс. человек соответственно, итого 455 тыс. человек против 1036 тыс. в городском округе на 01.01.2015 (Росстат 2015). В Норвегии оценка осуществляется в 2 этапа: вначале формируются скопления зданий, расстояние между которыми не превышает 50 м, затем скопления зданий объединяются в УА при разрыве в застройке между ними не более 400 м.
Во Франции - 2000 человек, в Великобритании (Англия и Уэльс) используется ограничение по площади - не менее 20 га. 386 чел./км2.
Кроме этого, в Норвегии и Франции при расчете расстояний между зданиями не учитываются территории, которые нельзя застроить (парки, стадионы, аэропорты, промышленные площадки, водоемы, реки, кладбища и др.) (таблица).
Критерий максимально допустимых разрывов по автодорогам применяется в США, Австралии, Канаде. Процесс формирования УА с применением данного критерия двухэтапный, в зарубежной литературе к нему часто приводится аналогия «кирпичей и раствора». Чтобы применить критерий разрывов («раствор») сначала необходимо сформировать блоки с повышенной плотностью («кирпичи»). Критерий минимально допустимой плотности населения для УА составляет не менее 400 чел./км2 в Канаде и Австралии и 1000 чел. на кв. милю11 в США. Далее национальные бюро статистики этих стран рассчитывают УА следующим образом (таблица):
• смежные МСЕ с плотностью населения не меньше допустимой плотности объединяются в УА, если суммарное население УА превысит 1000 человек;
• к УА присоединяются смежные кварталы с плотностью населения не менее половины от величины допустимой плотности населения, т. е. 200 чел./км2 в Канаде и Австралии и 500 чел. на кв. милю в США, но при условии, что средняя плотность получившегося УА будет не менее минимально допустимой;
• далее объединяются УА, расстояние между границами которых составляет менее 2 км по дорогам в Канаде, менее 1,5 км в Австралии и менее 0,5 мили в США.
При этом делается ряд исключений (например, для мостов, кладбищ, стадионов и др.). В США действуют дополнительно установленные ограничения: о по максимальному разрыву для таких «исключений» - не более 6 миль, о по предельной сумме разрывов в застройке по дорогам - не более 4 миль, которые рассчитываются от УА численностью свыше 50 тысяч человек;
• границы УА выравниваются.
Все остальные территории признаются сельскими.
Наконец, после формирования УА на основе МСЕ по перечисленным выше критериям границы урбанизированных ареалов корректируются, исходя из границ низовых (местных) административных единиц (англ. local administrative units, LAU) по принципу места проживания большинства населения. Так, Евростат, если более половины населения LAU было ранее отнесено к одному городскому центру, включает все население данной LAU в состав этого городского центра. Также есть правило для случая, когда большинство населения LAU было ранее отнесено к нескольким городским центрам - тогда эта LAU включается в тот городской центр, к которому ранее было отнесено больше населения, чем в другие (Eurostat 2018: 30).
А во Франции Национальный институт статистики и экономических исследований (INSEE) включает в УА коммуны, более половины населения которых были ранее учтены в УА. В результате получается «городская единица» (Unitй urbaine, UU) (INSEE 2016c). Городские единицы с числом рабочих мест более 10 тыс. называют «городскими полюсами» (Pфle urbain, PU) (INSEE 2016b). «Городские полюса» используют в дальнейшем для выделения метрополитенских ареалов. Также различают средние городские полюса с числом рабочих мест от 5 до 10 тыс. и малые городские полюса - от 1,5 до 5 тыс.
Помимо оценки состава и границ отдельных УА, Евростат оценивает суммарную численность населения городских центров и городских кластеров для сравнения стран Евросоюза по уровню урбанизации (Eurostat 2018: 30).
Трудности делимитации урбанизированных ареалов
Необходимо отметить, что основная трудность в применении критериев делимитации УА к российским городам состоит в отсутствии статистических данных по жилым районам крупных городов. Административные районы крупных российских городов, за исключением Москвы и Санкт-Петербурга, построены, как правило, по секторальному принципу с примерно равной численностью населения от 100 до 300 тыс. человек. Население небольших удаленных районов города при этом не выделяется.
Этим можно объяснить непопулярность делимитации УА, или применения морфологического подхода, к делимитации агломераций среди отечественных исследователей. Автору статьи известно, что критерий минимально допустимой плотности населения использовался только в работе В.В. Большакова по делимитации границ Челябинской агломерации по методике Евростата (Bolshakov 2018). Но в отличие от методики Евростата с использованием плотности населения ячеек городского центра 1000 чел./км2 и допущением объединения нескольких городских центров в одну агломерацию, если административные границы муниципальных образований, в которых находятся эти городские центры, граничат друг с другом. В итоге полученная агломерация оказывается существенно больше европейских аналогов по площади и фактически несравнима с ними.А критерий максимально допустимых разрывов между зданиями применялся, наряду с другими критериями, к делимитации границ Петербургской агломерации (Монастырская, Песляк. В отличие от европейских или американских городов, которые подразделяются на МСЕ средней численностью 5-10 тыс. человек. В отличие от европейских или американских городов, которые подразделяются на МСЕ средней численностью 5-10 тыс. человек.
Подавляющее большинство работ по городским агломерациям, включая их делимитацию, в отечественной научной среде использует функциональный подход и связано с изучением функциональных зависимостей центрального города в административных границах, а не урбанизированного ареала, с периферией агломерации.
Применимость критерия минимальной допустимой плотности населения автором статьи была апробирована по методике Евростата на примере Екатеринбурга (Приложение).
Проведенное исследование показало, что результаты применения модели больше зависят от субъективных факторов, таких как выбор начальной точки и угла наклона сетки, точность оценки населения каждой ячейки сетки. Представляется лишним исключение полностью застроенных ячеек, в которых не проживает население. Также выглядит избыточным требование применять итерационное правило только к ячейкам одного городского центра. Применение данного критерия для массовой оценки урбанизированных ареалов России затруднительно из-за необходимости оценки населения для миллионов ячеек по территории страны. Решение этой задачи существенно облегчится, если, по примеру подхода Евросоюза к предстоящим национальным переписям 2021 г., фиксировать географические координаты места проживания жителей (Eurostat 2018: 14). Но в рамках предстоящей всероссийской переписи населения 2020 г. такая задача не будет решена.
Основным недостатком критерия максимально допустимых разрывов между зданиями является то, что он не учитывает реальную транспортную доступность - наличие дороги, тропы, что может существенно искажать транспортную доступность при наличии естественных (в первую очередь, водных) преград.
Недостатком применения критерия максимально допустимых разрывов по автодорогам может быть субъективность оценки исключений из разрывов, осуществляемая по спутниковым снимкам. Однако сейчас с применением методики дешифрирования космических снимков по цифровой модели местности эта задача существенно облегчается. Представляется, что с применением именно этого критерия может быть предложена модель оценки УА, по которой возможно будет оценить любую агломерацию мира.
Мировой опыт делимитации метрополитенских ареалов
В развитых странах границы городских агломераций, или метрополитенских ареалов (МА), определяются с применением функционального подхода как область взаимодействия между ядром (ядрами) агломерации (урбанизированным ареалом, УА) и ее периферией. Периферия агломерации состоит из муниципалитетов, которые демонстрируют взаимодействие с ядром (ядрами) агломерации выше определенного предельного значения. Для полицентрических агломераций исследуется взаимодействие с несколькими ядрами одновременно.
Делимитация МА статистическими ведомствами зарубежных стран основана на применении критерия интенсивности маятниковой трудовой миграции (МТМ), когда показателями взаимодействия служат:
• минимально допустимая доля трудоспособного населения административной единицы периферии агломерации, работающего в ядре агломерации (УА) или в остальных административных единицах агломерации (назовем это условием прямой миграции);
• минимально допустимая доля рабочих мест в составе административной единицы периферии агломерации, на которых работают жители других административных единиц агломерации (назовем это условием обратной миграции).
Процесс делимитации МА происходит итерационно: на каждом этапе отыскиваются административные единицы, удовлетворяющие условию прямой или обратной миграции, и так до тех пор, пока на определенном этапе границы МА не перестанут изменяться.
После этого эксклавы, окруженные территориями, уже включенными в МА, также в него включаются и, наоборот, анклавы, окруженные территориями, не включенными в МА, также исключаются из МА.
Далее может применяться корректировка границ МА из-за перехода на использование административных единиц более высокого уровня.