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地理空间拓扑分析(7)

时间:2010-01-29  归属:理论地理学

  经过统计分析,这2900名中学生的家庭所在地(源地)集中于754个样方方块中。这样,问题被简化为754×13的矩阵形式。由此最优化边界即可由计算机确定,确定的主要项目为:

  (1)到达所有学校的总距离应最小;

  (2)每一个学校都被充满到它的最大容纳能力时为止。

  依据上述约束条件,问题便可表达成这样的数学形式:

  式中dij为从第i个居住地到任意的第j个学校的距离;而xij为分配到第j个学校的第i个居住地的学生数目。

  由上述的最小值解所得到的边界,可由图12-30中的C表达出来。将此种理论界限同先前的学校范围界限(见图中的A和B)进行比较,即可看出它们有着相当明显的变化或重迭。图中的D标志着朗卡斯特中学的位置α,其边界在北部有了某些损失,即理论界限有向南推移的痕迹(见图中D的阴影部分),但却从邻接的普拉坦维尔中学(β)的范围内获取了相当大的面积(见图中D的黑块)。

  按照理论推算的边界(即在重新安排区域范围后),到底有什么重要价值呢?基于以下两个因子,曾经使分析的进行变得更为艰巨。依泰斯认为第一个因子是理论的边界,其划分是根据特定年份中的学生分布作出的,而实际上学校招收学生的范围,在较长时间内是否必然保持稳定的状态并不确知,这就势必影响到理论边界划分时的时间动态观念。第二个因子是,实际的沿着道路所标明的距离同各点之间的直线距离之间的比较,也存在着一定的困难。但在理论分析中,却一律是按照直接距离量算的。

  尽管如此,经过仔细研究之后,还是发现理论的(即最优的)边界划定,与事实上存在的非最优边界相比,具有很明显的优越性。表12-7即为这种优越性的具体体现。在该区域的13所中学中,选出任意两个:巴斯考贝尔中学和普拉坦维尔中学,对于此二者,地理学家比较了理论边界划分的范围与实际范围之间的优劣,并分别应用实际的距离(沿着道路)和直线距离的数值,对比了其最终结果。比较后,可以清楚地看到所建议的最优解比原先的方案平均要节省0.3~0.4公里的路程:

表12-7理论边界与实际边界的效益比较

  不要轻视节省这些里程的经济价值。根据计算,按照理论边界划分的界限,每年到学校去的运输费用可节省3000~4000美元。仅仅由于边界划分的调整,即可获取如此的经济效益,这对于地理研究者来说,不能不具有相当大的吸引力。

  下面我们对区域进行图论解析。对现代地理学家来说,在近20年新的分析技术应用中,图论与地理空间拓扑相联系,是最为有效的工具之一。它不仅关系到运输网络或交通排布的精确定量设计,而且还可用其解析与规定区域的结构。倘若在一个地理空间内,给予一组城市集合,并且给出它们之间互为联系的测量值,那么即可建立起一种“区域等级系列”。

  如表12-8,这是一个假设的由12个城市所组成的矩阵,这些城市分别为a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l。矩阵中各元素的数值,表达了从一个城市到其它城市之间的流(可以是人口流、经济流、货物流、货币流、通讯流等)。针对每一种具体的流,研究者都要给出某种可比的单位。该表中,城市d到城市a的流为19个单位,而城市k到城市i的流为12个

  

  市而言所能汇入的流单位总和进行测量的。例如,城市b的列总量为337个单位,显然占据了第一位;同理,城市j的汇入流单位为311,居第二位。依次排出各个城市规模的顺序(1,2,…,12)。

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  • 关键词:矩阵地理区域分析边界空间网络连接对于一个
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