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2022-06-24
英文标题:
《Cities and space: Common power laws and spatial fractal structures》
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作者:
Tomoya Mori, Tony E. Smith, Wen-Tai Hsu
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最新提交年份:
2019
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英文摘要:
  City size distributions are known to be well approximated by power laws across a wide range of countries. But such distributions are also meaningful at other spatial scales, such as within certain regions of a country. Using data from China, France, Germany, India, Japan, and the US, we first document that large cities are significantly more spaced out than would be expected by chance alone. We next construct spatial hierarchies for countries by first partitioning geographic space using a given number of their largest cities as cell centers, and then continuing this partitioning procedure within each cell recursively. We find that city size distributions in different parts of these spatial hierarchies exhibit power laws that are again far more similar than would be expected by chance alone -- suggesting the existence of a spatial fractal structure.
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中文摘要:
众所周知,许多国家的城市规模分布都很接近幂律。但这种分布在其他空间尺度上也有意义,例如在一个国家的某些区域内。利用来自中国、法国、德国、印度、日本和美国的数据,我们首先证明了大城市的空间分布远远超出了人们的预期。接下来,我们构建国家的空间层次结构,首先使用给定数量的最大城市作为单元中心对地理空间进行分区,然后在每个单元内递归地继续此分区过程。我们发现,在这些空间层次结构的不同部分,城市规模分布所表现出的幂律再次远比偶然发现的更为相似,这表明了空间分形结构的存在。
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分类信息:

一级分类:Economics        经济学
二级分类:General Economics        一般经济学
分类描述:General methodological, applied, and empirical contributions to economics.
对经济学的一般方法、应用和经验贡献。
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一级分类:Quantitative Finance        数量金融学
二级分类:Economics        经济学
分类描述:q-fin.EC is an alias for econ.GN. Economics, including micro and macro economics, international economics, theory of the firm, labor economics, and other economic topics outside finance
q-fin.ec是econ.gn的别名。经济学,包括微观和宏观经济学、国际经济学、企业理论、劳动经济学和其他金融以外的经济专题
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2022-6-24 12:23:50
城市与空间:共同幂律与空间分形结构斯托莫亚·莫里亚,b,1,托尼·E·史密斯和京都大学文泰大学经济研究所。吉田本町,佐育区,京都,606-8501日本。电话:+81-75-753-7121,电子邮件:mori@kier.kyoto-u、 ac.jp。;经济、贸易和工业研究所(RIETI),经济、贸易和工业部(METI)附件11楼,1-3-1,Kasumigaseki Chiyoda ku,Tokyo100-8901,日本。;C美国宾夕法尼亚大学电气与系统工程系,宾夕法尼亚州19104。电话:+1-215-898-9647,电子邮件:tesmith@seas.upenn.edu.;新加坡管理大学经济学院。新加坡斯坦福德路90号,邮编178903。电话:+65-6808-5455,电子邮件:wentaihsu@smu.edu.sg.This这份手稿于2019年7月30日编辑完成。众所周知,在许多国家,城市规模分布都很接近幂律。但这种分布在其他空间尺度上也有意义,例如在一个国家的某些地区内。利用来自中国、法国、德国、印度、日本和美国的数据,我们首次证明,大城市的空间分布比偶然预计的要大得多。接下来,我们通过首先使用给定数量的最大城市ascell中心对地理空间进行分区,然后在每个单元中递归地继续此分区过程,来构建国家的空间层次结构。我们发现,在这些空间层次结构的不同部分,城市规模分布所表现出的幂律再次比偶然发现的更为相似,这表明存在一种空间分形结构。城市规模|幂律|分形结构|空间层次结构由各国的幂律近似()。但人们也可以在其他空间尺度上研究城市规模分布,例如在一个国家的某些地区内。
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2022-6-24 12:23:55
自然的问题是,不同空间单元中的城市规模分布之间是否存在任何关系。一种可能性与分形结构的思想有关,在分形结构中,较小的部分作为一个整体表现出幂律,那么尺度不变量也必须表现出类似的幂律。更一般地说,当Nevera系统表现出这种相似性时,可以说该系统表现出共同幂律(CPL)。分形结构(,)。但是,一个国家的整个城市体系也是如此吗?本文首次证明,当城市系统被视为空间层次时,城市规模分布在其幂律方面具有惊人的相似性。这个面向空间的CPL结果暗示了一个级别。最流行的城市规模分布幂律理论推导假设,这些城市的任何子集的个人增长率也必须是iid,因此,城市的子集(非常大),因此必须暗示该系统显示CPL。但这一结果是如此广泛,以至于CPL必须适用于任意城市子集,不管增长模型如何,城市之间的空间关系都不会影响城市规模的分布。然而,越来越多的文献表明,太空确实在塑造我们所观察到的经济格局方面发挥着至关重要的作用。
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2022-6-24 12:23:58
在城市体系规模上,城镇与各种城市现象之间的距离(例如,土地利用、住房、通勤模式和城市增长)(22-24)城市规模的分布可能确实受到以下因素的影响:我们首先假设城市的空间组织和规模是由空间分组属性联系在一起的,这些较小的城市中较大的城市也可以作为中心因此,如果城市规模是由空间分形结构的存在而产生的,并且需要新的理论来解释其潜在机制,那么围绕着重要的陈述就成为了一个主要的研究目标,无法获得相似性。作者贡献:T.M.发展了论文的思想并进行了分析。T、 E.S.将概念正式化,并开发了估算框架和测试统计数据。W、 H.帮助重新定义概念,并在组织手稿方面发挥主导作用。所有作者都参与了假设检验的设计、检验结果的解释和手稿的准备。作者声明无利益冲突。通信地址应为谁。电子邮件:mori@kier.kyoto-u、 ac.JP深圳(1)北京(3)成都(5)汕头(4)上海(2)杭州(6)武汉(7)温州(8)西安(9)天津(10)纽约(1)洛杉矶(2)迈阿密(3)芝加哥(4)旧金山(5)加尔各答(1)孟买(2)新德里(3)班加罗尔(4)金奈(5)巴黎(1)柏林(1)埃森(2)(a)USTokyo(1)大阪(2)名古屋(3)札幌(5)福冈(4)(d)日本(e)中国(f)印度(2)马赛(3)尼斯(4)图卢兹(5)科隆(3) 慕尼黑(4)汉堡(5)(b)法国(c)德国华盛顿(7)费城(10)休斯顿(6)凤凰城(8)达拉斯(9)海得拉巴(6)浦那(7)艾哈迈达巴德(8)坎普尔(9)苏拉特(10)图。
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2022-6-24 12:24:02
1、美国、法国、德国、日本、中国和印度的城市显示在相应的地图上,其中城市数量分别为931、202、331、450、7203和7913。在每个面板中,非黑色区域表示城市,其中较暖的颜色对应较大的人口规模。对于美国、中国和印度这三个较大的国家,最大的十个城市用其人口排名表示,而最大的五个城市则用其他三个国家的人口排名表示。如果表现出这种层次空间分组特性,人们可能会期望在城市子集之间找到类似的城市规模关系。空间分组属性的含义,我们称之为与空间分组属性一致的城市集合和子集的体系结构。一种城市系统,表现出相对于随机对应物的空间分组。在反映空间分组的系统中,在任意(大型)CPL子集上生成类似的幂律意味着城市规模是由随机增长过程生成的。我们在结论中讨论了解释这种空间PL性质的各种理论可能性。数据我们考察了在这两方面都相对较大的国家。对于城市化进程中总人口至少为10000的国家(见图1)。从LandScan(2015)*****atabase获得的每个30“-x-30”(约1km x-1km)网格。*对于日本,人口*更具体地说,我们使用的高分辨率全球人口数据集版权归美国橡树岭国家实验室运营商UT Battelle,LLC所有,合同编号DE-AC05 Cities and Space Mori et al。
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2022-6-24 12:24:05
|2 2015年日本人口普查方形统计数据。作为每个城市内人口最密集的网格之间的最短路径道路距离,道路网数据为/)。+对于每个国家,我们主要考虑其大陆部分;然而,如果大型岛屿通过道路连接,或者如果可以计算出合理的道路等效距离,则应包括这些岛屿。例如,中国的海南和日本的北海道都包括在内,而美国的夏威夷则不包括在内。在U,we firstuiu(U,…,uK)中,城市的间隔属性country,U和选择{U,…,uK},定义了生成的kuithe单元的VoronoiK分区。包含至少一种钙化的V的LUVunlV分裂细胞。如果给定的Landk值的最大城市之间确实存在很大的间距,我们模拟em(=1000)randomVoronoiK分区,v=1,M、 Voronoi分区所基于的城市是随机选择的。这些模拟的结果Voronoi计数向量用NL表示≡ 【NL(v):v=1,2,…,M】。对于每个VoronoiK分区,v,我们然后模拟emkω,mv适当的平均值如下。我们写了VAS有序对(v,ω),ω,…,的随机划分,M、 vNLvNLv,ω随机分区(v,ω)中至少包含uvectors的单元数,NL(ω)=[NL(v,ω):v=1,…,M],ω=1,式1中的M【1】NLNL版本。但为了操作简单,我们只关注美国能源部的00或22725。+双边道路距离由开源路由机器(OSRM)计算,OSRM是为OpenStreetMap的地理数据设计的开源路由引擎(http://project-osrm.org/).
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