中心地体系与水系分形结构的相似性分析——关于人—地对称关系的一个理论探讨

doi:10.11820/dlkxjz.2001.01.011

地理科学进展 ›› 2001, Vol. 20 ›› Issue (1): 81-88.doi: 10.11820/dlkxjz.2001.01.011

中心地体系与水系分形结构的相似性分析——关于人—地对称关系的一个理论探讨

陈彦光¹, 刘继生²

1. 北京大学城市与环境学系,北京100871;
2. 东北师范大学地理系,长春130024

收稿日期:2000-09-01 修回日期:2001-01-01 出版日期:2001-01-24 发布日期:2001-01-24
作者简介:陈彦光(1965-),男,河南罗山人,副教授。从事地理分形和地理系统的空间复杂性研究,发表学术论文60余篇。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(40071035)

Studies of Analogies of Fractal Structure between River Networks and Systems of Central places: A Theoretical Approach to the Symmetry between Physical and Human Geographical Systems

CHEN Yan guang¹, LIU Ji sheng²

1. Department of Urban and Environmental Sciences, Peking University, Beijing 100871 China;
2. Department of Geography, Northeast Normal University, Changchun, 130024 China

Received:2000-09-01 Revised:2001-01-01 Online:2001-01-24 Published:2001-01-24

摘要/Abstract

摘要： 以城市体系与水系的分形结构相似性为实例,探讨人文地理系统与自然地理系统的对称性及其破缺特征。首先建立城市人口—河流长度、城区面积—流域面积、 (某一级别的 )城市数目— (某一等级的 )河流数目等测度对应关系 ;然后证明基于中心地理论的Beckmann城镇等级—规模模型与 Horton水系构成第一、第二定律数理同构,关于城市人口—城区面积的异速生长关系模型与关于主河道长度—流域面积的几何测度关系模型以及 Horton水系构成的第二、第三定律数理同构 ;进而提出 :城市体系与水系分形结构的相似性实质上是自然—人文地理系统的对称性,只是这种对称关系存在一定程度的破缺,地理系统的演化目标之一似乎是要重建大自然的对称律。

关键词: 分形, 人地关系, 水系, 中心地

Abstract: It is demonstrated in the paper that the cascade structure of river networks is analogous to that of urban systems or systems of central places, i.e.,the two kind of systems have the same fractal recurrence. Where mathematical models are concerned, the first and second ones of Horton’s laws of drainage composition is same to Beckmann’s models of city hierarchies which are based on central place theory; Hack’s law, which can be derived from the second and third Horton’s models, is same to allometric relationships between area and population of urban systems, the latter is connected with Beckmann’s models and thereby with central place theory. A conclusion can be drawed as follows: urban systems as well as central places are symmetrical with river networks, as is generalized, we have a conclusion that human geographical systems are symmetrical with physical geographical systems, with the symmetry breaking to some extent in some aspects.

Key words: Central places, Man land relationship, River network, Symmetry

中图分类号:

K901

陈彦光, 刘继生. 中心地体系与水系分形结构的相似性分析——关于人—地对称关系的一个理论探讨[J]. 地理科学进展, 2001, 20(1): 81-88.

CHEN Yan guang, LIU Ji sheng . Studies of Analogies of Fractal Structure between River Networks and Systems of Central places: A Theoretical Approach to the Symmetry between Physical and Human Geographical Systems[J]. PROGRESS IN GEOGRAPHY, 2001, 20(1): 81-88.

参考文献

[1] 　Batty M.Cities as fractals:Simulating growth and form[A].In:Crilly A J,Earnshaw R A,Jones H(ed.).Fractals and Chaos[C].New Y ork:Springer-Verlag,1991.43～69.

[2] 　St evens P S.Pat t erns in N at ure[M].N ew Y ork:Lit t le,Brow n,1974.

[3] 　W oldenberg M J,Berry B J L.Rivers and centr al pl aces:A n al ogou s sys tems?[J]Journal of Reg ional S cienc e,1967,7:129～139.

[4] 　Wol denberg M J.A n all omet ric analysis of urban l an d us e in t he U nit ed St at es[J].E ki st ics,1973,36:282～290.

[5] 　Lee Y.A n al lometric anal ysis of t he U S urban s yst em:1960～80[J].Env i ronment and Pl anning A,1989,21:463～476.

[6] 　Hort on R E.Eros ion al development of s t reams and t h e drainage b as ins:Hydroph ysical approach to quant it at ivemorph ol ogy[J].Bul let in of the Geologi cal S oci ety of A meric a,1945,56:275～370.

[7] 　St rahler A N.H yp sometric(area-alt it ude)an alys is of erosional t opography[J].B ul let in of Geologi cal S oci ety ofA meri ca,1952,63:1116～1142.

[8] 　陈彦光,刘继生.水系结构的分形和分维——Hort on水系定律的模型重建与参数分析[J].地球科学进展(待发表).

[9] 　Hack J T.St udies of longi tu dinal s t ream profil es in V irgini a an d M aryland[J].U S G eol og ical S ur v ey P rof essionalP ap er,1957,294(B):45～97.

[10] 　Chris t all er W.Th e Cent ral Places of S ou th ern G ermany[M].Tr ans lated b y Bas kin C W.En glew ood Clif f s,N J:Prent ice-Hall,1966.

[11] 　Beckm ann M J.Cit ies hierarchies an d dis t ribut ion of ci ty siz es[J].Economic D ev el opment and Cul tural Chang e,1958,6:243～248.

[12] 　陈彦光.城镇等级体系的Beckmann模型与三参数Zipf定律的数理关系——Beck man n城镇等级—规模模型的分形与分维[J].科技通报(待发表).

[13] 　陈彦光,刘继生.城市规模分布的三参数Zipf模型——D avis二倍数规律的理论推广及其分形性质的实证分析[J].华中师范大学学报(自然科学版),2000,34(1):98～102.

[14] 　St ew art J Q.W arnt z W.Phys ics of Popul at ion[J].J ournal of Reg ional S cience,1958,1:99～123.

[15] 　Boyce R.Ch angin g pat t erns of urban l an d con sump tion[J].P rof essional Geog raph er,1963,15:19～24.

[16] 　Bat t y M,L on gley P A.Fract al Cit ies:A Geomet ry of Form and Fu nct ion[M].London:A cad emic Press,1994.

[17] 　陈彦光,许秋红.区域城市人口—面积异速生长关系的分形几何模型——对N ordb eck-Du tt on城市体系异速生长关系的理论修正与发展[J].信阳师范学院学报(自科学版),1999,12(2):198～203.

[18] 　梁进社.逆序的Beckmann城镇等级—规模模式及其对位序—规模法则的解释力[J].北京师范大学学报(自然科学版),1999,35(1):132～135.

[19] 　申玉铭,毛汉英.区域可持续发展的若干理论问题研究[J].地理科学进展,1999,18(4).

中心地体系与水系分形结构的相似性分析——关于人—地对称关系的一个理论探讨

Studies of Analogies of Fractal Structure between River Networks and Systems of Central places: A Theoretical Approach to the Symmetry between Physical and Human Geographical Systems

PDF (PC)

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0

[1]	曾国军, 徐雨晨, 王龙杰, 钟淑如. 从在地化、去地化到再地化：中国城镇化进程中的人地关系转型[J]. 地理科学进展, 2021, 40(1): 28-39.
[2]	李小建, 胡雪瑶, 史焱文, 杨慧敏. 乡村振兴下的聚落研究——来自经济地理学视角[J]. 地理科学进展, 2021, 40(1): 3-14.
[3]	张凤, 陈彦光, 刘鹏. 京津冀城镇体系与水系结构的时空关系研究[J]. 地理科学进展, 2020, 39(3): 377-388.
[4]	梁珊, 邓羽, 贾宁, 刘毅. 基于虚拟城市模型的城市形态对污水系统影响研究[J]. 地理科学进展, 2019, 38(3): 441-451.
[5]	陈彦光. 城市地理研究中的单分形、多分形和自仿射分形[J]. 地理科学进展, 2019, 38(1): 38-49.
[6]	黄琳珊, 陈彦光, 李双成. 京津冀城镇用地空间结构的多分维谱分析[J]. 地理科学进展, 2019, 38(1): 50-64.
[7]	赵静湉, 陈彦光, 李双成. 京津冀城市用地形态的双分形特征及其演化[J]. 地理科学进展, 2019, 38(1): 77-87.
[8]	龙玉清, 陈彦光. 基于灯光数据的京津冀城市多标度异速分析[J]. 地理科学进展, 2019, 38(1): 88-100.
[9]	张凤, 陈彦光, 李晓松. 京津冀城市生长和形态的径向维数分析[J]. 地理科学进展, 2019, 38(1): 65-76.
[10]	李红波, 胡晓亮, 张小林, 李智, 袁源. 乡村空间辨析[J]. 地理科学进展, 2018, 37(5): 591-600.
[11]	王成, 李颢颖. 乡村生产空间系统的概念性认知及其研究框架[J]. 地理科学进展, 2017, 36(8): 913-923.
[12]	刘飞, 郑新奇, 黄晴. 基于空间分形特征的城市群实体空间识别方法[J]. 地理科学进展, 2017, 36(6): 677-684.
[13]	陈彦光. 城市形态的分维估算与分形判定[J]. 地理科学进展, 2017, 36(5): 529-539.
[14]	甄峰, 席广亮, 秦萧. 基于地理视角的智慧城市规划与建设的理论思考[J]. 地理科学进展, 2015, 34(4): 402-409.
[15]	戴俊骋. 中国文学地理学的研究范式与学科融合趋势[J]. 地理科学进展, 2015, 34(4): 526-532.