空间互动分析主要从人类活动及其积累的空间互动角度分析空间的格局。在众多的人类活动积累中，以城乡聚落居民点的影响最大，它是人类生活生产活动集中的场所，因此对空间格局具有很强的影响力。因此基于城乡聚落尤其是城市的空间互动分析在空间格局分析中应用很广泛。在能够获得区域间各种流数据的情况下，通过空间展示可以揭示空间互动的状况。但在实践中，流数据如城市之间的人流、物流、资金流、信息流通常很难获取，此外，使用哪种流作为指标能够表征城市间的相互作用强度也缺乏定论，因此通常使用模型模拟的方法进行空间分析。
空间互动分析的基本原理为空间互动理论，即空间中的城镇之间存在着相互作用，其作用强度与城镇规模呈正比，与距离的幂呈反比，即重力模型或引力模型：
式中，i、j为i、j两个地方（城镇），Fij为两地之间的作用强度，m 为城镇的能级，根据研究目的常以人口规模、经济规模等表示，dij为通常以出行时间距离表示的两城镇之间的距离，α 为参数，表示两城镇之间距离的阻尼系数，通常取α=2，k为参数。
基于这一基本模型可产生很多应用，主要包括网络分析、吸引区划分与潜力分析。
（1）网络分析和吸引区划分。根据重力模型，区域主要城市之间的作用最大者表现为更密集的流，因此根据重力模型可以模拟区域之间的主要网络，从而为区域交通、通信设施的布局提供依据。在吸引区划分方面，两个城市之间的吸引区边界处与两个城市的相互作用相等（图3-4），假设该点为k，则i地对k 的吸引力Fik等于j 地对k 点的吸引力Fjk，即Fik=Fkj，设k点到i、j地的距离分别为dik和djk，根据重力模型可得到：
当α取2时，进一步求出：
进行公示变换，可得到：
由此可以得到dik，即断裂点距i地的距离。
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图3-4 安徽省蚌埠市城镇网络结构及吸引区范围
（来源：上海同济城市规划设计研究院，蚌埠市城市总体规划实施评估，采用王德、赵锦华usap1.0分析）
（2）潜力分析。潜力分析是重力模型的变形。重力模型表现为两个城市之间的相互作用，潜力模型认为，特定城镇与区域内其他所有城镇作用之和越大，表明该城市具有越大的发展潜力，该值即为该城镇发展的潜力（图3-5）。假设区域中有n 个城镇，设i城市与区域内所有其他城市的引力之和为Fi，则有：
式中当j=i时，dij取城市的半径。
用i城市的潜力除以i城市的人口规模pi，可得到：
该公式反映了与i城镇与其他城镇互动的人均强度。在规划中，人们更关注的是在特定城镇格局下待开发的空白地区的发展潜力，则空白地区一旦产生建设，则会与原有各个城镇发生相互作用：
，其在空间上是遍布的，并不限于各城镇所在区域，由此形成了连续的潜力面。
图3-5 安徽省蚌埠市基于城镇人口的潜力面趋势分析
（来源：上海同济城市规划设计研究院，蚌埠市城市总体规划实施评估，采用王德、赵锦华usap1.0分析）
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