第七讲空间扩散理论【城市规划教学讲义】

城市规划原理讲义第一部分:有关城市一城市的属性：城市：·城市社会·实质载体城市既是事又是物城市社会：包括政治、经济、文化、社会（组织）实质载体:·资源·生态·实体建设空间·居住生活建设·经济产业建设·交通工程建设·市政基础设施建设二城市的起源和发展1 起源：群居――原始群落――――固定居民点（雏形）以上进程是随着生产力的不断提高、社会劳动分工的日益扩大而不断进行下去的到了新石器时代的后期，农业成为主要生产方式,当商业和手工业从农业中分离之后，出现了专业的交换场所,“市”就这样，城市的雏形不断形成了.2 发展（1) 城市的发展是随着社会的发展而不断前进的其历史进程如下:原始聚落――城市雏形――小城镇――中型城市――大城市――现代城市――国际化城市――经济生活中心――信息生活中心（2）社会思想的发燕尾服与城市的发展“图腾崇拜”：人们处于比较蒙昧的阶段,对自然现象认识不清,所以将精神寄托在自然界中，产生了对某种物的崇拜,这时的人们无力抵抗大自然，他们只能通过群居的方式，使种族延续下去. “英雄崇拜”:人们已经能够在一定限度内控制自然界，先前对自然界的迷茫与恐惧消失，取而代之的是对某个有威力的英雄人物的崇拜，在这个时期常常会形成雄伟、威慑的建筑群和庞大繁华的城市空间。

“自我崇拜"：人们已经很清楚地了解到自己的实力,对改造自然界充满信心,掌握了较先进的科学技术,越来越科学地建设城市,城市向着个性、科学的方向发展下去.3 从时代发展言城市发展农业时代:生产力更低，自然经济,因此,多采用天然材料构筑城市实体,抵御自然的能力较差。

城市大都选在自然生态环境好的地方。

工业时代：生产力的提高,大机器工业的发展使建筑材料有了很大改善,城市实体更加坚固，抵御自然的能力增强，同时产生了更多提供人类新的需求的场所，但这时城市的生态环境已遭破坏，自然资源质量下降。

空间相互作用和空间扩散空间相互作用和空间扩散是地理学领域中重要的概念，它们描述了不同地理现象在空间中相互影响和传播的过程。

本文将一步一步回答相关问题，解释空间相互作用和空间扩散的概念、原因、影响因素以及应用领域等方面的内容。

第一步：概念解释空间相互作用是指不同地理现象在地理空间中的互相影响和相互作用的过程。

这种相互作用可以是物质的、信息的、能量的、人的等等。

空间扩散是指地理现象从源地向周围空间传播和扩展的过程。

这种扩散可以是物种、疾病、文化、技术等。

第二步：原因分析空间相互作用的原因主要有两个方面：距离和联系。

距离决定了地理现象之间的空间联系的远近，而联系则决定了地理现象之间的相互作用程度和频率。

空间扩散的原因主要有三个方面：传播介质、传播媒介和传播力量。

传播介质可以是空气、水、土壤等物质，传播媒介可以是人、动物、风、河流等，传播力量可以是重力、电磁力、地理因素等。

第三步：影响因素讨论空间相互作用的影响因素主要有：距离、相对位置、交通、通信等。

距离影响了不同地理现象之间相互作用的程度，相对位置影响了地理现象的相互联系性和影响范围，交通和通信则加强了地理现象之间的互动和交流。

空间扩散的影响因素主要有：传播媒介、环境条件、人类活动等。

传播媒介决定了地理现象的传播速度和路径，环境条件对地理现象的传播范围和速度有一定的限制，人类活动通过引入新的传播媒介或改变环境条件，可以加速或者阻碍地理现象的扩散。

第四步：应用领域介绍空间相互作用和空间扩散的概念在地理学研究中有广泛的应用。

例如，它们可以用于研究人口迁移、物种分布、疾病传播等问题。

在城市规划领域，空间相互作用和空间扩散可以用来分析不同地理现象之间的相互关联性，从而指导城市规划和发展。

在环境保护和资源管理方面，空间扩散可以用来研究污染物的扩散和生态系统的破坏，为环保措施和资源管理提供科学依据。

总结：空间相互作用和空间扩散是地理科学中重要的概念，描述了地理现象在空间中相互影响和传播的过程。

文章编号:1001-148X (2006)05-0142-03城市的集聚与扩散效应施冬健,张　黎(同济大学经管学院,上海　200092)摘要:聚集效应是因社会经济活动的空间集中而形成的聚集经济与聚集不经济综合作用的结果,本质上是两种力量的作用:一方面聚集经济作为空间聚集的吸引力推动着城市区域的形成和发展;另一方面聚集不经济则作为排斥力限制着城市的进一步聚集和规模扩大。

城市是经济、社会、环境、文化组合的空间景观,是经济社会活动空间集聚与扩散的过程与结果,总是处于集聚力与扩散力的相互影响和相互作用中。

关键词:城市;集聚;扩散中图分类号:F290;C912181 文献标识码:B 收稿日期:2005-01-13作者简介:施冬健(1970-),男,同济大学经济与管理学院讲师。

研究方向:经济数学、组织与人力资源管理。

在人类社会发展进程中,城市以其特有的集聚效应,使人口与生产力要素向其集中。

城市是生产力发展、社会分工细化和生产关系变革的结果,是社会经济发展到一定历史阶段的必然产物。

城市是一定区域内的政治、经济和文化教育等方面的中心,是先进生产力、生产关系及先进文化相对集中的地方,具有较强的集聚能力和扩散带动作用,在区域经济社会发展中居于主导地位。

城市的产生与发展过程,实际上是聚集经济的产生与演变过程。

一、城市的集聚效应按照波特的定义,集聚是指在地理上一些相互关联的公司、专业化的供应商、服务提供商、相关的机构,如学校、协会、研究所、贸易公司、标准机构等在某一地域、某一产业的集中,他们之间既相互竞争又相互合作的一种状况。

而对于区域经济中心的城市来说,其突出特征在于它能够以其优势环境和条件,吸引众多企业和机构及社会经济各部门在相对狭小的空间内集聚,从而更加突出城市作为经济中心的集聚效应。

从现代社会的实际情况看,城市已经成为各种要素的集聚中心—资源、人才、资金、信息、交通和不良资产。

(三)银行与保险业的经营协调银行与保险业在继续坚持分业经营的原则下,二者进行适度和合理的合作以促进二者的加速发展。

中国城市群集聚、扩散及其空间效应研究张可心摘要：在梳理国内外集聚与扩散相关研究的基础上构建中心集聚、临近集聚、中心－外围扩散、临近扩散、中心集聚－扩散弹性、临近集聚－扩散弹性6个指标，对我国14个城市群2000－2013年的集聚、扩散及互动特征进行了分析和总结。

结果显示：（1）中心集聚方面高中低集聚占比基本持平，多数城市群集聚水平呈上升趋势；（2）临近集聚方面多数城市群位居中等水平，珠三角和天山北坡城市群集聚度较高；中东部经济发展水平较高的城市群临近集聚多呈上升趋势，西部地区城市群的临近集聚度则呈下降趋势；（3）哈长、天山北坡城市群的核心城市扩散作用较强，京津冀和海峡西岸城市群最弱，城市群核心城市扩散作用的波动变化较大，长江中游城市群中心城市呈减弱趋势，珠三角、长三角城市群呈增强趋势；（4）珠三角城市群的临近扩散效应明显，城市群基本呈现波动增强或先减弱后增强的趋势；（5）城市群的中心城市和临近扩散与集聚效应总体不同步，中心外围的相对集聚占主体，且年际波动性较大。

关键词：城市群，集聚，扩散，集聚—扩散弹性1 研究背景及意义1.1 实践背景在中国城市群被认为是参与全球竞争和国际分工的基本地域单元，其发展对国家经济持续稳定发展具有重大意义[1-2]。

从“十一五”规划起，我国各类规划就把发挥城市群对区域经济的辐射带动作用作为重要内容；《国家新型城镇化规划（2014-2020年）》中明确提出要发展集聚效率高、辐射作用大、城镇体系优、功能互补强的城市群。

在全球城镇化进程与经济全球化进程双重加快的时代背景下，城市间的产业联系与经济合作不断加强，区域经济一体化的进程加快，城市群的快速扩张已成为带有普遍意义的不可阻挡之势。

城市群是中国未来经济发展格局中最具活力和潜力的核心地区，是中国主体功能区战略中的重点和优化开发区，也是未来中国城市发展的重要方向[3]。

城市群为我国的新型城镇化提供发展的支撑和平台，用以优化空间布局、促进区域乃至整体的协调发展。

扩散模型的原理和应用教学设计1. 引言扩散模型是一种常用的数学模型，通过描述物质、信息或其他现象在空间中的传播和扩散过程，可以用于解决一系列实际问题。

本文将介绍扩散模型的原理和应用，并提出一套教学设计，帮助学生理解和应用扩散模型。

2. 扩散模型原理的概述扩散模型是基于扩散方程的数学模型，扩散方程是一个偏微分方程，描述了物质在时间和空间上的传播行为。

扩散模型的原理可以概括如下： - 扩散作用：物质在浓度梯度的驱动下从高浓度区向低浓度区传播。

- 扩散速率：扩散速率与浓度梯度成正比，与物质本身的性质和环境条件有关。

- 周期性模式：扩散过程在稳态时呈现周期性模式，即浓度分布在空间上呈现规则的波动。

3. 扩散模型的应用领域扩散模型在许多领域有着广泛的应用，以下列举几个典型的应用领域： - 生态学：研究生物种群、营养物质等在空间中的传播和分布。

- 环境科学：研究污染物、臭氧等在空气或水中的扩散和影响。

- 经济学：研究商品价格、信息传播等在市场中的扩散过程。

- 化学工程：研究物质在反应器内的扩散和传热过程。

- 计算机科学：研究网络中信息传播和扩散的规律。

4. 扩散模型应用教学设计为了帮助学生更好地理解和应用扩散模型，可以采用以下教学设计： ### 4.1理论知识讲解 - 向学生简洁明了地介绍扩散模型的原理和扩散方程的基本形式。

-通过具体的示例，说明扩散过程中的关键因素和规律。

- 引导学生思考扩散模型在不同领域中的应用，并探讨其意义和局限性。

4.2 实践应用探究•让学生分成小组，选择一个具体的领域或问题，设计扩散模型的数学表达式。

•鼓励学生使用数学软件或编程工具，模拟和求解问题，观察和分析结果。

•引导学生讨论模型的合理性和可靠性，以及模型在实际问题中的应用效果。

4.3 实例分析和展示•邀请专家或相关领域的从业者到课堂上，分享实际问题中扩散模型的应用案例。

•学生可以选择一个案例，进行深入研究和分析，并撰写报告或展示结果。

扩散模型数学原理扩散模型是一种数学模型，用于描述物质在空间中的传播和扩散过程。

它广泛应用于物理、化学、生物学等领域，并且在城市规划、环境保护等实际问题中也有重要的应用。

扩散模型的数学原理基于物质的扩散行为。

在空间中，物质的扩散是指物质从高浓度区域向低浓度区域的传播。

扩散过程中，物质的传播速度与浓度梯度成正比，即浓度梯度越大，传播速度越快。

扩散模型通过建立偏微分方程来描述物质的扩散过程。

在一维情况下，假设扩散物质在空间中的浓度分布函数为C(x,t)，其中x表示空间坐标，t表示时间。

根据偏微分方程的原理，可以得到扩散物质浓度的变化规律：∂C/∂t = D * ∂²C/∂x²其中D是扩散系数，表示物质在单位时间内从高浓度区域向低浓度区域传播的速度。

这个方程被称为扩散方程，它描述了物质浓度随时间和空间的变化。

根据扩散方程，可以推导出物质在不同条件下的扩散行为。

例如，当初始浓度分布为高斯分布时，可以得到物质浓度随时间的变化：C(x,t) = C0 * exp(-x²/(4Dt))其中C0表示初始浓度，exp表示指数函数。

这个结果表明，初始浓度高的地方浓度下降得更快，扩散速度也更快。

扩散模型不仅可以用于理论研究，也可以用于实际问题的解决。

例如，在城市规划中，可以利用扩散模型预测城市空气污染物的传播范围和浓度变化，从而制定相应的环保措施。

在环境保护中，扩散模型可以用于评估污染物的扩散和影响范围，为环境管理提供科学依据。

除了一维情况，扩散模型还可以推广到二维和三维空间。

在二维情况下，扩散方程可以写成：∂C/∂t = D * (∂²C/∂x² + ∂²C/∂y²)在三维情况下，扩散方程可以写成：∂C/∂t = D * (∂²C/∂x² + ∂²C/∂y² + ∂²C/∂z²)这些方程描述了物质在二维和三维空间中的扩散行为，可以应用于更加复杂的问题。

扩散理论与城市规划解密古老人类定居之旅人类从古至今不断迁徙和定居，在这漫长的历史过程中，不同的地理环境和文化条件塑造了各式各样的城市和定居点。

扩散理论作为一种解释人类移民和城市发展的理论框架，为我们揭示了古老人类定居之旅的奥秘。

扩散理论认为，人类的扩散活动受到两个关键因素的影响：环境压力和机会。

环境压力指人类在一定地理区域内的人口增长和资源不足等问题，而机会则指人类因生存需求、技术进步或文化活动而主动选择迁徙的机会。

基于这一理论，我们可以追溯古老人类的定居历史，以及城市规划如何影响人类定居选择的决策过程。

在人类远古时代，物种繁衍和寻找食物都是人类定居的主要驱动因素。

扩散理论认为，在人类的原初阶段，早期代表人类的物种露西（Lucy）和雅尔曼（Yarlung）等早期人类物种通过顺应环境变化选择合适的迁徙目标，向世界各地扩散。

例如，非洲大草原的人类定居主要集中在水源丰富、采集资源丰富的区域，而远离这些资源的地区则相对较少人定居。

随着人类的进步和文明的兴起，城市作为定居点开始变得更加复杂。

城市规划成为影响人类定居选择的重要因素之一。

城市规划包括城市布局、建筑设计、交通网络和公共设施等，这些因素都直接或间接地影响着人类定居的选择和行为。

城市规划的作用可以从两个方面理解。

首先，城市规划可以提供可持续的生活条件。

良好的城市规划可以确保居民的基本需求得到满足，如饮水、居住和工作等。

其次，城市规划可以促进社会和谐与文化发展。

不同的文化群体在城市中交流和融合，城市规划可以创造公共空间和社交环境，促进文化交流和社会互动。

举例来说，古代埃及的城市规划展现出了非凡的智慧。

埃及人将重要的城市建在尼罗河两岸，利用河流的流域和河岸平原进行农业生产，同时也便于交通和贸易的开展。

埃及人还建造了大坝、灌溉系统等水利设施，保证了农业和居民生活的发展。

这种以水为中心的城市规划不仅满足了居民的生活需求，也为埃及文明的繁荣做出了巨大贡献。

另一个例子是古希腊的城邦制度对城市规划的影响。