分形城市系統(tǒng)

前言

正如所有現(xiàn)象都在時(shí)間中存在而有其歷史一樣，所有現(xiàn)象也在空間中存在而有其地理，地理和歷史是我們了解世界不可或缺的兩個(gè)重要視角。以人類環(huán)境、人地關(guān)系和空間相互作用為主要研究對(duì)象的地理學(xué)，是一門包容自然科學(xué)、人文社會(huì)科學(xué)和工程技術(shù)科學(xué)的綜合性學(xué)科，已建立了相當(dāng)完整而獨(dú)特的學(xué)科體系。錢學(xué)森院士倡導(dǎo)建立地理科學(xué)體系，認(rèn)為地理科學(xué)是與自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、數(shù)學(xué)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)、人體科學(xué)、文藝?yán)碚摗④娛驴茖W(xué)、行為科學(xué)相并列的科學(xué)部門，將地理學(xué)推向了一個(gè)新的境界。地理學(xué)的研究與教學(xué)涉及從環(huán)境變化到社會(huì)矛盾的廣闊領(lǐng)域，其價(jià)值源自地理學(xué)對(duì)地球表層特征、結(jié)構(gòu)與演化的研究，對(duì)自然與人文現(xiàn)象在不同地方和區(qū)域空間相互作用的過程及其影響的研究。處理這些問題雖遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出任何一門學(xué)科的能力與見識(shí)，但這些問題都包含著地理學(xué)的基本方面。對(duì)認(rèn)識(shí)和解決當(dāng)今世界許多關(guān)鍵的問題，例如經(jīng)濟(jì)增長、環(huán)境退化、全球變化、城市和區(qū)域發(fā)展、民族矛盾、全球化與本土化、人類健康、全民教育等，地理學(xué)都做出了特殊的貢獻(xiàn)。地理學(xué)對(duì)于科學(xué)發(fā)展觀的樹立，對(duì)于統(tǒng)籌人與自然、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、統(tǒng)籌區(qū)域發(fā)展、統(tǒng)籌經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展、統(tǒng)籌全球化與中國特色思想的普及，起到了獨(dú)特的作用。它在滿足國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)科學(xué)技術(shù)的若干重大需求上，已經(jīng)發(fā)揮并將繼續(xù)發(fā)揮越來越重要的作用。當(dāng)前人類面臨的許多重大問題還沒有得到根本解決，這與我們認(rèn)識(shí)上的缺陷有很大關(guān)系，其中包括地理認(rèn)識(shí)的缺陷。無論在國際尺度、國家尺度、區(qū)域尺度，還是地方尺度和個(gè)體尺度，對(duì)許多問題的決策過程尚不能充分駕馭地理復(fù)雜性，存在一些“地理空白”，這使得在達(dá)到經(jīng)濟(jì)繁榮和環(huán)境可持續(xù)的雙重目標(biāo)方面，乃至在個(gè)人健康發(fā)展方面，都可能要付出高昂的代價(jià)。因此，加強(qiáng)地理研究和教育，提高地理學(xué)者自身、決策者以至廣大民眾的地理學(xué)認(rèn)識(shí)和能力，是擺在地理學(xué)界面前的一項(xiàng)崇高職責(zé)，任重道遠(yuǎn)。北京大學(xué)的地.理學(xué)工作群體也義不容辭。

內(nèi)容概要

本書的主要內(nèi)容是基于對(duì)稱思想和標(biāo)度概念建立城市系統(tǒng)的理論模型，以期反映城市演化及其時(shí)空結(jié)構(gòu)的一般規(guī)律。根據(jù)維數(shù)與空間的對(duì)應(yīng)性，從時(shí)間、空間和等級(jí)三個(gè)角度將地理空間分為三種類型?；谌惪臻g，從宏觀城市層面發(fā)展了刻畫城市系統(tǒng)的標(biāo)度定律，揭示城市系統(tǒng)演化現(xiàn)象背后的簡單與復(fù)雜的數(shù)學(xué)聯(lián)系和物理本質(zhì)。    城市和城市體系是復(fù)雜的空間系統(tǒng)，分形是探索復(fù)雜性的有效工具。運(yùn)用分形思想探索城市系統(tǒng)的空間復(fù)雜性具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。    本書讀者對(duì)象包括城市地理、城市規(guī)劃、應(yīng)用數(shù)學(xué)、社會(huì)物理、管理科學(xué)、分形理論、非線性科學(xué)、復(fù)雜性科學(xué)等領(lǐng)域的研究人員、教師和學(xué)生。

書籍目錄

序言前言第1章  城市系統(tǒng)的空間復(fù)雜性引論　§1.1 復(fù)雜性研究概況　§1.2 認(rèn)識(shí)空間復(fù)雜性　§1.3 空間復(fù)雜性的分維刻畫　§1.4 空間復(fù)雜性的研究方法　§1.5 本書的框架與綱領(lǐng)　§1.6 結(jié)語第2章  標(biāo)度、對(duì)稱與城市地理規(guī)律　§2.1 分形：變換中的不變性　§2.2 分維：不變中的可公度性　§2.3 廣義地理空間及其分形維數(shù)　§2.4 引力模型的哲學(xué)思考　§2.5 本章小結(jié)第3章  異速生長與城市地理空間　§3.1 異速生長隱含的標(biāo)度關(guān)系　§3.2 異速關(guān)系的先驗(yàn)性質(zhì)和模型分解　§3.3 異速生長關(guān)系的幾個(gè)典型的應(yīng)用　§3.4 異速生長與城市系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的C-D函數(shù)　§3.5 異速生長與城市系統(tǒng)維數(shù)比值分析　§3.6 本章小結(jié)第4章  相空間分析：城市化的空間動(dòng)力學(xué)　§4.1 城市化：一種復(fù)雜的相變過程　§4.2 城市化的Logistic過程　§4.3 城鄉(xiāng)空間格局的多分形模型　§4.4 中國城市化過程的動(dòng)力學(xué)分析　§4.5 本章小結(jié)第5章  實(shí)空間分析：城市體系與自組織城市網(wǎng)絡(luò)　§5.1 中心地的分形結(jié)構(gòu)　§5.2 三角點(diǎn)陣模型與無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)　§5.3 城市空間體系的隨機(jī)集聚分形　§5.4 城市空間體系的多分形結(jié)構(gòu)　§5.5 城市空間相互作用及其功率譜特征　§5.6 自組織城市網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空演化圖式　§5.7 中國城市的空間關(guān)聯(lián)和無標(biāo)度特征　§5.8 本章小結(jié)第6章  序空間分析：城市等級(jí)體系的分形遞歸　§6.1 城市位序－規(guī)模法則的模型重構(gòu)　§6.2 城市等級(jí)體系的時(shí)空對(duì)稱性　§6.3 城市等級(jí)體系的標(biāo)度律　§6.4 城市等級(jí)體系的多分維譜　§6.5 中國城市等級(jí)體系的標(biāo)度分析　§6.6 本章小結(jié)第7章  城市系統(tǒng)標(biāo)度律的物理基礎(chǔ)　§7.1 分形、混沌、標(biāo)度律與復(fù)雜性　§7.2 效用最大化與標(biāo)度定律　§7.3 熵最大化與標(biāo)度定律　§7.4 效用與熵最大化的對(duì)偶轉(zhuǎn)換模型　§7.5 效用的本質(zhì)與最大熵的反動(dòng)力量　§7.6 本章小結(jié)第8章  城市系統(tǒng)奇異對(duì)稱性的空間分析　§8.1 對(duì)稱、秩序與城市地理規(guī)律　§8.2 城市地理系統(tǒng)的奇異對(duì)稱性　§8.3 對(duì)稱破缺與空間復(fù)雜化　§8.4 城市系統(tǒng)的對(duì)立統(tǒng)一法則　§8.5 本章小結(jié)結(jié)束語參考文獻(xiàn)主要數(shù)據(jù)來源作者索引主題索引致謝

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《分形城市系統(tǒng):標(biāo)度?對(duì)稱?空間復(fù)雜性》讀者對(duì)象包括城市地理、城市規(guī)劃、應(yīng)用數(shù)學(xué)、社會(huì)物理、管理科學(xué)、分形理論、非線性科學(xué)、復(fù)雜性科學(xué)等領(lǐng)域的研究人員、教師和學(xué)生。

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