首页/论文/2005.03935

arXiv 2005.039352020-05-08physics.soc-ph

人口年龄空间分布的分形模式

Fractal Patterns in Spatial Distribution of Population by Age Group

Mariko I. Ito, Takaaki Ohnishi

备注：: 15 pages, 6 figures

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

摘要英文摘要相关论文

摘要：

多重分形是种群空间分布的一种模式。在这项研究中，我们进行了多重分形分析的人口年龄组在日本首都地区。各种群总体上表现出人口密集地区相互之间相对联系的特点。我们还调查了年龄组的多重分形的依赖。多重分形测度表明，由年轻劳动年龄人口组成的群体表现出很强的异质性和人口集中性，而由老年人组成的人口则表现出相对同质的性质。

英文摘要：

Multifractality is one of the patterns observed in spatial distributions of populations. In this study, we performed multifractal analysis for populations by age group in the capital area of Japan. Each population group generally exhibited the property of densely populated locations being relatively connected to each other. We also investigated the dependence of multifractality on the age group. Multifractal measures showed that the group consisting of young working-age people exhibits strong heterogeneity and concentration of population, while the population consisting of elder people exhibits a relatively homogeneous nature.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

阅读原文

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

本文内容

摘要英文摘要相关论文

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

继续探索

相关论文

城市人口密度表征潜分形结构的新模型

A New Model of Urban Population Density Indicating Latent Fractal Structure

系统的分形结构表明了各部分排列或组合在一起形成整体的最佳方式。分形的思想在城市可持续发展研究中具有潜在的应用价值。为了刻画分形城市，我们需要分数维的度量。然而，如果分形组织隐藏在地理现象复杂的空间分布中，那么通常的分形参数估计方法就失效了。本文提出了一种新的城市密度模型和城市形态分形维数的估计方法。当城市密度呈现准分形分布或自相似分布隐藏在负指数分布中时，可以用广义伽玛函数来模拟城市景观，并估计其潜分维。作为一个案例研究，该方法被应用到中国杭州市。结果表明，城市形态随时间的推移，由简单结构向复杂结构演变。

2016-09-25physics.soc-ph

人口分布的有限尺寸标度及其与分形空间结构的关系

Finite-size scaling of human-population distributions over fixed-size cells and its relation to fractal spatial structure

使用高空间分辨率的人口数据，在欧洲南部的一个地区，我们研究人口在固定大小的空间单元。我们发现，与直觉相反，每个细胞的居民数量的分布增加其可变性时，细胞的大小增加。然而，分布的形状保持不变，这使我们能够引入一个标度律，类似于有限尺寸标度，标度函数与伽马分布相当好地拟合。这意味着每个小区的居民数量的分布是稳定的或不变的下添加与相邻小区（加上重新缩放），无视中心极限定理，由于随机变量的明显依赖性。有限尺寸标度意味着分布的矩与其尺度参数之间存在幂律关系，这与种群形成的空间格局的分形性质有关。理论预测和经验结果之间的匹配相当不错。

2022-07-20physics.soc-ph

基于分形的城市密度指数分布与城市自仿射分形形态

Fractal-Based Exponential Distribution of Urban Density and Self-Affine Fractal Forms of Cities

城市人口密度服从指数分布，可用克拉克模型描述。因此，城市人口的空间分布常被认为是非分形的。然而，克拉克模型在数学上不同于指数函数，因为城市人口分布是在地形地貌和土地利用形式的分形支持下进行的。通过数学变换和经验证据，我们认为城市密度指数分布背后存在自仿射标度关系和局部幂律。克拉克模型中表征城市特征半径的尺度参数并不是一个常数，而是依赖于我们所定义的城市场。因此，指数模型反映了具有两种分形参数的局部分形结构。这些参数可以用来表征城市空间填充、空间相关性、自仿射性和自组织演化。以杭州市为例，验证了理论推论的正确性。在实证分析的基础上，提出了城市三环模型，将城市从核心到外围划分为三个层次。城市中尺度区和非尺度区交替出现。该模型可为今后的城市研究和城市规划提供参考。

2016-06-14physics.soc-ph

瑞士人口的多重分形描述

Multifractal portrayal of the Swiss population

分形几何是描述点模式空间结构复杂不规则性的基本方法。本研究描述了瑞士人口在瑞士三个地理区域（阿尔卑斯山、高原和汝拉）和整个国家一级分布的空间结构。这些分析进行了使用分形和多重分形措施的点模式，这使得在不同尺度上的分布的聚类的空间程度的估计。瑞士人口数据集是在一个点网格上呈现的，因此可以将其建模为一个“点过程”，其中每个点的特点是其空间位置（几何支持）和居民人数（测量变量）。用计盒维数进行分形表征，用Renyi广义维数和多重分形谱进行多重分形分析。结果表明，四种种群格局均为多重分形，并呈现不同的聚类行为。应用多重分形和分形方法在不同的地理区域和不同的尺度，使我们能够量化和描述的四个结构和它们的基本过程之间的差异。本文是第一个瑞士地理人口研究应用多重分形方法使用高分辨率数据。

2013-08-19physics.data-anphysics.soc-ph

一种有效搜索未知位置非均匀分布目标的自适应分形网络结构

Adaptive Fractal-like Network Structure for Efficient Search of Inhomogeneously Distributed Targets at Unknown Positions

由于通信请求的空间分布是不均匀的，并且与人口有关，因此在构建网络时，对于通过邻近节点之间的链路在短路径上传递分组以及对于如何在现实无线环境中将节点定位为基站来分配节点的负载是至关重要的。本文从复杂网络科学和生物觅食的角度出发，提出了一种可扩展的自组织地理网络，该网络中的节点位置和网络拓扑结构根据种群的大小同时确定，通过矩形的迭代划分，使节点的负载均衡，以适应其地域的变化.特别是，我们考虑了分散的路由，仅使用本地信息，并表明，对于高人口区域周围的搜索目标，自然嵌入的分形结构的人口路由比传统的最优策略在一个正方形格子具有更高的效率。

2012-07-30cs.SImath-phmath.MP

基于Renyi熵和分形参数的城市空间分析

Spatial Analysis of Cities Using Renyi Entropy and Fractal Parameters

城市的空间分布可分为两类：一类是具有特征尺度的简单分布（如指数分布），另一类是不具有特征尺度的复杂分布（如幂律分布）。后者属于无标度分布，可以用分形几何来模拟。然而，分形维数不适合前者的分布。相比之下，空间熵可以用来衡量任何类型的城市分布。本文利用欧氏几何与分形几何的对偶关系推广了多重分形参数。其主要方法是数学推导和实证分析，理论基础是发现了归一化分维与归一化熵相等。基于这一发现，一组有用的空间指标称为虚拟多重分形参数定义的地理分析。这些指标既可以用来描述简单分布，也可以用来描述复杂分布。将虚拟多重分形指数应用于杭州市人口密度分布。计算结果揭示了杭州城市形态的时空演变特征。研究表明，分形维数和空间熵可以结合起来，产生一个新的方法来分析城市发展的空间。

2017-08-26physics.soc-ph

更多相关论文收起更多论文

城市规模分布的Pareto标度指数的空间意义

The spatial meaning of Pareto's scaling exponent of city-size distribution

城市等级的标度指数通常被认为是分形参数。将Pareto指数作为城市规模分布的分维，Zipf指数作为分维的倒数。然而，这种观点并不确切。在本文中，我将提出一个新的解释的标度指数的秩大小分布。从分形测度关系和维数一致性原理出发，探讨了Pareto标度指数和Zipf标度指数的本质。帕累托指数是城市网络的分维与城市人口平均维数的比值。因此，Zipf指数是该尺寸比的倒数。在数字地图上，帕累托指数可以通过地图比例尺与基于该比例尺的相应城市数量之间的比例关系来定义。美国1900年、1940年、1960年和1980年的城市和印度1981年、1991年和2001年的城市被用来说明帕累托指数的地理空间意义。结果表明，城市规模分布的帕累托指数不是分形维数，而是城市网络维数与城市人口维数的比值。这一结论对科学家理解齐普夫定律和城市等级的分形结构具有启发意义。

2013-09-19nlin.AOphysics.soc-ph

首尔与赫尔辛基人口时空分布的渗流分析

Percolation analysis of spatiotemporal distribution of population in Seoul and Helsinki

该研究利用渗流框架分析首尔和赫尔辛基人口分布的日内变化，揭示白天与夜间高人口密度簇在规模、幂律指数和分形维数上的差异。

2025-01-12physics.soc-ph

种族隔离模式的复杂性

Complexity in patterns of racial segregation

城市是一个复杂系统，其复杂性表现在城市空间结构的分形性和城市多属性的幂律分布（标度）上。在这里，我们报告了以前未报告的城市复杂性的表现-在居住种族隔离模式的缩放。一个城市的高分辨率种族网格被分割成种族飞地，这些飞地是固定种族组成的补丁。通过对美国41个城市斑块面积和人口数量的经验PDF进行分析，发现这些变量的分布要么是幂律，要么是近似幂律。幂律适用于所有补丁的池，适用于单个城市的补丁，以及仅限于特定种族类型的补丁。1990年，面积/人口指数平均值为1.64/1.68，2010年为1.70/1.74。不同类型斑块的指数值有所不同，但从1990年到2010年变化有所减少。我们还进行了多重分形分析的种族斑块形成的图案，发现这些图案是单分形的分形维数的平均值在0.94-1.81的范围内，这取决于种族类型和分析的年份。幂律分布的种族补丁大小和种族模式的分形特征，种族隔离模型提出了可观察和量化的限制。我们认为，优先连接的增长是一个合理的机制，导致观察到的模式隔离。

2020-08-19physics.soc-ph

大流行传播中的自相似性与分形遏制政策

Self-similarity in pandemic spread and fractal containment policies

该研究提出用自相似分形方式描述多尺度疾病传播，基于多尺度再生数设计遏制策略，可同时降低健康与经济成本，且通过美国异质SIS模型模拟验证了理论结论。

2024-12-12physics.soc-phq-bio.PEq-bio.QM