交通地理与网络科学/空间交互

引言

定义

空间交互是从一个地点到另一个地点的动态流动过程。（图1）它涉及节点之间广泛的流动：包括人员流动（例如，迁移和通勤）和物资流动（例如，国际贸易）。例如，城市之间始终存在物资、能源、人员和信息的交换，以确保生产和生活的正常运转。在区域层面上，交互包括多种类型的流动，如铁路、航空、公路，甚至管道。在城市中，空间交互形式多样，包括通勤、购物和其他旅行目的。

重要性

人类活动及其在时间和空间上的交互是许多社会和经济现象的驱动力。人类的正常生活，包括工作、社交、购物、娱乐等，都需要一定量的资源。这些资源通常只在某些地区可用。因此，人们必须用时间换取空间来进行某些活动。为了减少花费的时间，人类创造了各种交通运输系统并建立了城市形态，将交互集中在相对较小的空间内。

一方面，空间交互可以加强相关区域之间的联系。交换或扩展发展空间，从而获得更多发展机会。另一方面，空间交互也可能导致资源、要素、发展机会等方面的竞争，并可能对某些区域造成损害。

背景信息

空间交互的概念最初是由法国地理学家爱德华·乌尔曼在20世纪初提出的。根据乌尔曼的观点，空间交叉存在三个基本条件：互补性、可转移性和介入机会。根据空间交互的形式，P. 哈格特在1972年提出了一个分类。他利用物理学中三种热传递方式将空间交互的形式分为对流、传导和辐射。

空间交互的三大基础

互补性

最初，人们认为区域之间的功能差异是交互的条件。然而，乌尔曼认为，从供需的角度来看，两个地点之间的交互需要一个前提条件，即一个地点的需求或赤字和另一个地点的供应或盈余。乌尔曼称这种关系为互补性。

例如，在中国，二三线城市的大量农村人口为一线城市提供了劳动力来源，而一线城市的劳动力人口不足。或者，锯木厂需要原木，而森林则提供原木。互补性就像商品和人口从高能态（过剩状态）流向低能态（赤字状态）的潜在梯度。

介入机会

两个地点之间的互补性导致了商品、人口和信息的流动。然而，也可能出现这种情况：当商品在A和B之间运输时，这两个地点介入C地点，C地点可以提供或消费商品。因此，产生了介入机会。它导致了商品来源的替代。此时，即使A和B之间存在互补性，交互也很难产生。

一般来说，介入机会有两个作用

1. 它可以节省运输成本。假设运输成本与起点和终点之间的距离直接相关。如果B和C地点都向A提供相同的商品。如果C和A之间的距离远小于B和A之间的距离，那么C将充当介入机会，因为从C到A运输商品更便宜。因此，C地点的商品最终将得到青睐。
2. 它具有过滤效应，影响运输，尤其是在人口流动方面，导致地点的位移并减少长距离的空间交互。

介入机会通常被认为是两个互补地点之间缺乏交互的原因。只有在没有介入或更近地点的情况下，互补才会产生流动。否则，如果第三个地点代表一个介入机会，则两个互补地点之间发生的商品流动可能会转移到第三个地点。因此，更便宜的互补替代方案会导致更低的运输成本。

可转移性

可转移性是指克服距离的成本，以时间或旅行成本等实际经济术语衡量。它受以下因素影响

1. 空间距离和运输时间。区域之间的空间距离和运输时间越长，建立经济关系越不方便。因此，投入价格将会上涨，所以可转移性会变差。克服距离的成本被称为“距离摩擦”。如果两个地点之间的空间距离过长，克服距离的成本超过可接受范围。即使存在互补的供需关系，交互也不会发生。
2. 货物的可运输性。可运输性与所运输对象的经济距离密切相关。一般来说，货物的可运输性由单位重量的价值决定。低价值货物的运输距离往往较短，而高价值货物的运输距离较长。例如，混凝土块等重型低价值货物通常在短距离内运输，而钻石等高价值低重量货物则在全球范围内运输。

3. 地缘文化和地缘政治问题。如果存在经济保护壁垒、文化隔离、政治和社会冲突或地区间冲突，那么可达性较差。例如，中国和美国正在进行贸易战。双方都在对彼此的进口商品加征关税。贸易战的存在导致两国的可达性大幅下降。
4. 交通便利性。如果运输方式更加多样化和快捷，那么可达性就高。

除了对货物运输的影响外，可达性对人们的购物出行也具有重大影响。人们通常购买低价值商品的路程较少，而获取高价值商品的路程较多，这导致了商业中心等级制的出现。

空间相互作用的形式

空间相互作用的形式分为三种类型：对流、传导和辐射。

• 对流：其特征是物质和人员的流动。例如，原材料和制成品在产地和消费地之间的运输。以及邮件、包裹的运输和人员的流动。
• 传导：它指的是城市之间各种交易。例如，城市之间的金融交易等。
• 辐射：它指的是信息的流动以及新思想和新技术的传播。

因此，空间相互作用主要表现为三种形式：货物和人员的流动、贸易过程以及信息的流动。

空间的相互作用需要使用各种运输和通信工具。物质和人口的流动通过各种运输网络，例如铁路网络、公路网络和航空网络。信息的传递和交换必须通过不同的通信网络，例如手机、广播、电视和互联网。因此，也可以根据相互作用发生的各种网络对相互作用进行分类。如果同时考虑网络和城市，那么城市就是网络的聚集点。城市中交织的网络越多，城市的传递性就越好，城市的作用就越强。

乌尔曼理论的局限性

乌尔曼在1956年提出了空间相互作用的三个条件，并且主要讨论了物质实体的流动。相比之下，对货币流动和信息流动的讨论较少。没有提到产业组织演变对空间相互作用的影响。例如，资金流动受距离摩擦定律的影响较小。如今，随着高度发达的通信手段和全球金融网络的形成，国际金融服务可以全天候运作。随着经济和社会的发展，资金流动和信息流在空间相互作用中的地位将越来越重要，因此有必要进一步研究其独特的特征。

结论

空间相互作用的形式通过城市和地区之间物质、能源、人员、资金和信息的交换和联系，维持着正常的生产和生活。它在方向、距离和时间上差异很大。无论何种相互作用，它都包含三个基本要素：迁出地、迁入地以及这两个地点之间的流动路线。这三个要素是空间相互作用的基础。数百万次相互作用都具有这种基本形式，无数的空间相互作用单元彼此重叠并错综复杂地交织在一起。它使不同等级和不同层次功能的城镇之间有着密切的关系，并形成一定的结构。空间相互作用是人类空间活动中最活跃和最丰富的一部分。它始终处于不断的运动中，不断地重新组合，不断地形成一个新的空间动态世界，为地理学的发展提供了极其重要的意义。空间相互作用的水平在一定程度上反映了经济发展水平。经济发展水平也反映了区域经济的分工程度以及经济结构是否合理。