地理区域优化方案，地理空间规划管理

（一）地理空间的有序性

作为地理空间元素的各类地理事物，诸如河流、山体、土壤、植被、城市等，其空间排布并不是杂乱无章的，它们实际上受某种同一的基本规律所支配，在某种程度上是严格有序的。地理空间决策正是在对地理空间有序性认识的基础上进行的。地理空间有序性可包括以下五个类型：

1.地理事物的大小和范围

它们通常反映着等级的观念。人们将地理事物从大到小或从宽到窄进行排序（反之亦然），从而形成一种有序的排布。

2.地理事物的形状归纳

它们通常反映在分类的观念上。人们可将不同的地理事物的形状按其相似程度进行分类，从而形成一种各自独立的、非等级的事物划分体系。这属于对地理空间有序性的广义理解。

3.地理事物的属性划分

这也是一种分类的观念，但它与前一类不同的是，前一类代表了事物的外部特征，这一类则反映了事物的内在本质，前者为形，后者为神，因此后者属于较高层次的分类方法。随着地理学研究的深入，对地理事物按属性划分的事例也逐渐增多。这种按属性的分类比按形状的分类的难度要大一些，但对地理事物刻画的深度也有相应的提高。

4.地理事物在运动速度上的差异或与参考位置距离的差异

这反映了地理事物在动态特征上的划分体系。与前述3种状况不同的是，它摒弃了纯静止状态的描述，将位置、大小等静态特征与地理事物的发展演化等动态特征结合在一起，形成了空间有序表达上更加复杂的层次，从而把地理空间有序性和空间决策的认识扩展到了一个新的范围。

5.对于地理事物的感应程度或对于其价值评定的认识(www.xing528.com)

这是一种以人为中心的认识地理事物的方式。这种划分地理有序性的依据，是把地理事物本身的客观性加上了人的认知、感应、印记和评价，这是一种对地理事物纯客观性的修正。在这里，人们为地理事物的发展、演进、定量、改造等拟定了一种具有人文规律的统一的标准和识别的依据，并且以此来排定或评判地理事物的优劣。这是人地关系论在地理空间有序性方面的体现。应当指出，这种人为的干预以及人们对地理事物客观性的修正过程，随着时间的变迁、文明程度的提高、人类智能的发展、社会因素或政治因素的变化、风俗习惯的保持与改革等，也在不断地发生变化。可以设想，寓一种随时间变动的地理有序性于地理学之中，无疑将会进一步加大其灵活性和难度。但是，应用这种以人为中心的评定标准，去判定对地理事物的亲疏与好感程度，在某种范围内则是一种不可代替的空间有序方式。例如，有关自然改造的理论以及地理质量评定问题，都离不开这类地理有序性的认识方式。

（二）空间充填原理

为了更好地认识地理空间体系，并希望从中挖掘出某种带有本质意义的地理学基础理论，我们就必须从地理事件的空间充填规则或地理个体的空间排布格局这一类最基础的研究入手，探讨它们所遵循的一般规则。

任何一个地理区域都可被抽象成一个二维空间的几何平面。在地理区域中各种地理事件所存在的规范或它们在这个二维空间中的位置，都遵守着某种不依人的意志为转移的客观规则。

在地理事物互为接触的边界部分，既不可能存在边界间的空缺，也不可能存在边界间的重叠。这说明地理空间的边界相接只能是一种饱和的和精密的交界关系，不允许有丝毫的非完全充填。一个最浅显的例子莫过于行政区划的交界，它们之间实质上构成了一种复杂多边形的空间排布格局。当然，这种多边形的边界可以是直线的，也可以是很不规则的。如果抛开这种交界线在形状上的千差万别，则充填在二维空间上的地理内容（表现为它所占据的面积）毫无例外地都可以表示为饱和相接的多边形。

有关这种空间充填问题，数学家尤拉早已进行了研究，并且总结出了它的空间配置原则。

对于在一个多边体中的多边形数目、边或连线的数目以及所具有的角（顶点）的数目，它们之间的关系符合尤拉定理。并且，尤拉的此项研究可进一步扩展到这样一个问题：什么样的等面积正多边形可以被用来完全充填一个二维空间，使这个平面上既没有面积上的重叠，也不会存在剩余空间不被充填呢？这个问题初看简单，实则是任意面积的非正多边形充填的基础，也是进行地理配置、空间决策和经济效益分析的基础。满足于这个问题的解，必须服从在空间充填中的正多边形上每一个顶点所连接的边数与这个多边形被围成时的边数两者满足上述关系时才是所提问题的解。由上述定理以及所举例子的实证，可引申出如下三点推论：

第一，在二维空间的充填中，等面积的正多边形要比非正多边形经济。例如，一个面积为1km2的正四边形，从中心到其最远点的距离为0.707km，其周长为4km；而面积也为1km2的一个矩形，如果两个长边各为2km，两个短边各为0.5km，则从中心到其最远点的距离为1.031km，周长为5km。在空间决策中对运输成本进行比较时，显然正四边形比非正多边形的矩形要经济得多。

第二，在一切面积相等的几何图形中，圆的经济效益是最高的。我们知道，正多边形边数无限增多的极限是圆。在一切面积相等的图形中，圆的周长最短，而且从中心到边上的距离也最短。计算表明，一个正四边形的经济效益只是等面积圆的50%，若扩大到正十多边形时，其经济效益可达到圆的90%。正多边形的边数越多，越接近于圆，其经济效益也越高。

第三，在众多的正多边形中，正六边形具有特殊的意义。一方面，正六边形可最大量地被完整而饱和地包容在一个区域内，而其他任何多于六边的正多边形均不具此特性；另一方面，它又比正三边形、正四边形等符合完全充填的正多边形具有最小的移动距离和最经济的边界成本。当然，圆本身是最经济的并具有最优的边界成本，但它在空间充填时却有一个致命的弱点，即当其被包容于一个区域之中时，不可能做到完全充填。而正六边形既具有圆所不具备的空间饱和充填特性，又比其他能完全充填的正多边形更接近于圆的优点，而且具有80%的圆的经济效益。正因为如此，自古希腊时代以来，正六边形一直为科学家们所瞩目，并逐步受到地理学家的特别重视。在长期的逻辑思维之后，通过适当的地理空间变换，地理学家克瑞斯泰勒创立了著名的中心地理论。该理论不仅从内容上丰富了地理学的空间研究，而且在应用中也获得了很大的经济效益，因此受到地理学家尤其是计划和行政部门的赞赏。经过近30年来国际地理学界的努力，尤其是计量革命的推动，这种以空间充填理论为基础的中心地学说得到了迅速的发展和广泛的应用，这也在事实上更加证明了空间充填理论的真确性。