Formation of the settlement hierarchy: Zipf’s law vs Central place theory

Authors

  • Ruslan Dmitriev Institute of Geography, Russian Academy of Sciences, 29, Staromonetniy per., Moscow, 119017, Russian Federation Institute for African Studies, Russian Academy of Sciences, 30/1, Spiridonovka ul., Moscow, 123001, Russian Federation https://orcid.org/0000-0003-4018-9832

DOI:

https://doi.org/10.21638/spbu07.2022.206

Abstract

This study compares the possibilities and advantages of forming the settlement hierarchy aсcording to Zipf and according to Christaller, starting from the first stages of the settlement systems development. The author found that the minimum number of hierarchy levels required to start the formation of the Christaller distribution, bypassing the Zipf distribution stage, for small values of the urbanization level was two: the first one, represented by one central place, and the level of rural settlements. With virtually the same possibilities of forming a hierarchy according to Zipf and according to Christaller at its initial stages in relation to the share of urban population, the advantages of the latter give large values of the maximum share of each central place in the population of the area it serves and lower costs of the system for the redistribution of the population between the existing settlements and the settlements emerging at a certain stage of evolution. At the same time, with an increase in the share of the urban population, the correspondence of the real rank-size distribution of cities to the ideal one (according to Zipf) decreases. The author established that the distribution according to Zipf and according to Christaller is a kind of two “immiscible liquids”: if the first is based on stochastic processes, then the second is based on non-random, even deterministic ones. The transition of the settlement system from the distribution according to Zipf to the hierarchy according to Christaller is a rather weak construct in the methodological and logical respect.

Keywords:

Central place theory, Zipf’s law, settlement hierarchy, stochastic process, deterministic process

Downloads

Download data is not yet available.
 

References

Абрамова, И. О. (2013). Урбанизация в Африке: двигатель или тормоз экономического роста? Азия и Африка сегодня, 8 (673), 2–9.

Арапов, М. В., Ефимова, Е. Н., Шрейдер, Ю. А. (1975). О смысле ранговых распределений. Научно-техническая информация. Сер. 2, 1, 9–20. [online] Доступно на: http://kudrinbi.ru/public/442/index.htm [Дата доступа 06.11.2020].

Арманд, А. Д. (2001). Эксперимент «Гея». Проблема живой Земли. М.: Сиринъ садхана, 80–81.

Бунге, В. (1967). Теоретическая география. М.: Прогресс.

Важенин, А. А. (1997). Эволюционные процессы в системах расселения. Екатеринбург: УрО РАН, 20.

Важенин, А. А. (1999). Устойчивость распределения городских поселений в системах расселения. Известия Российской академии наук. Серия географическая, 1, 55–59.

Горохов, С. А., Дмитриев, Р. В. (2009). Парадоксы урбанизации современной Индии. География в школе, 2, 17–23.

Гузев, М. А., Крадин, Н. Н., Никитина, Е. Ю. (2017). Ранговый анализ жизненного цикла политий. Дальневосточный математический журнал, 17 (2), 180–190.

Дмитриев, Р. В. (2011). Роль надагломерационных структур в формировании опорного каркаса расселения Индии. Дис… канд. географ. наук.

Дмитриев, Р. В. (2012). Использование гравитационных моделей для пространственного анализа систем расселения. Народонаселение, 2 (56), 41–47.

Дмитриев, Р. В. (2019). К вопросу о постоянстве значения доли центрального места в населении обслуживаемой им зоны для всех уровней кристаллеровской иерархии. Известия Российской академии наук. Серия географическая, 1, 128–135. https://doi.org/10.31857/S2587-556620191128-135

Дмитриев, Р. В. (2021). Эволюция систем расселения в аспекте классической теории центральных мест. Известия Российской академии наук. Серия географическая, 85 (2), 165–175. https://doi.org/10.31857/S2587556621020047

Коломак, Е. А. (2016). О чем говорит отклонение от закона Ципфа? ЭКО, 11, 121–128.

Медведков, Ю. В. (1964). О размерах городов, объединенных в систему. В: Количественные методы исследования в экономической географии. М.: ВИНИТИ — МФГО, 90–121.

Медведков, Ю. В. (1968). Топологический анализ сетей населенных мест. В: Вопросы географии. Сб. 77. Математика в экономической географии. М.: Мысль, 159–167.

Рунов, Б. Б. (2003). Некоторые новые акценты в стратегии развития. Ученые записки Института Африки РАН, 25, 34–53.

Сидоров, А. В. (2018). Городские издержки и их роль в теории центральных мест a lá Кристаллер — Леш. Журнал Новой экономической ассоциации, 4 (40), 12–31. https://doi.org/10.31737/2221-2264-2018-40-4-1

Трубников, Б. А., Трубникова, О. Б. (2004). Пять великих распределений вероятностей. Природа, 11, 13–20.

Шупер, В. А. (1980). Исследование метрики социально-географического пространства (на примере Центра Европейской части РСФСР). Дис. … канд. географ. наук.

Шупер, В. А. (2014). Территориальная самоорганизация общества как область исследований и учебная дисциплина. Региональные исследования, 4 (46), 40–48.

Шупер, В. А. (2021). Территориальная самоорганизация. Сайт С. П. Курдюмова. [online] Доступно на: http://spkurdyumov.ru/education/territorialnaya-samoorganizaciyaprogramma-speckursa/ [Дата доступа 17.01.2021].

Beckmann, M. J. (1958). City Hierarchies and the Distribution of City Size. Economic Development and Cultural Change, 6 (3), 243–248. https://doi.org/10.1086/449769

Christaller, W. (1966). Central Places in Southern Germany. Translated by C. W. Baskin. Englewood Cliffs: Prentice-Hall.

Estoup, J. B. (1908). Gammes Sténographiques: Recueil de Textes Choisis Pour l’Acquisition Méthodique de la Vitesse, Précédé d’Une Introduction. París: Institut Sténographique.

Guseyn-Zade, S. M. (1977) A Zipf-Type Formula for a Set of Noninteracting Urban Places. Soviet Geography, 18 (1), 56–59. https://doi.org/10.1080/00385417.1977.10640157

Gusein-Zade, S. M. (1988). On the Frequency Distribution of Russian Letters. Problems of Information Transmission, 24 (4), 338–342.

Lotka, A. J. (1925). Elements of Physical Biology. Baltimore: Williams & Wilkins Co. Mandelbrot, B. (1954). Structure Formelle des Textes et Communication. Word, 10 (1), 1–27. https://doi.org/10.1080/00437956.1954.11659509

Manin, Y. I. (2014). Zipf ’s law and L. Levin Probability Distributions. Functional Analysis and Its Applications, 48, 116–127. https://doi.org/10.1007/s10688-014-0052-1

Maslov, V. P. (2005). On a General Theorem of Set Theory Leading to the Gibbs, Bose-Einstein, and Pareto Distributions as well as to the Zipf-Mandelbrot Law for the Stock Market. Mathematical Notes, 78, 807–813. https://doi.org/10.1007/s11006-005-0186-9

Maslov, V. P. (2006a). Bose Gas of Anharmonic Oscillators and Refinement of the Zipf Law. Theoretical and Mathematical Physics, 148, 1295–1296. https://doi.org/10.1007/s11232-006-0117-2

Maslov, V. P.(2006b). The Lack-of-Preference Law and the Corresponding Distributions in Frequency Probability Theory. Mathematical Notes, 80, 214–223. https://doi.org/10.1007/s11006-006-0130-7

Maslov, V. P. and Maslova, T. V. (2006). On Zipf ’s Law and Rank Distributions in Linguistics and Semiotics. Mathematical Notes, 80, 679–691. https://doi.org/10.1007/s11006-006-0189-1

Mulligan, G. F. (1984) Agglomeration and Central Place Theory: A Review of the Literature. International Regional Science Review, 9 (1), 1–42. https://doi.org/10.1177/016001768400900101

Shreider, Yu. A. (1967). Theoretical Derivation of Text Statistical Features (A Possible Proof of Zipf ’s Law). Problems of Information Transmission, 3 (1), 45–49.

Trubnikov, B. A. and Rumynskii, I. A. (1991). A Simple Derivation of the Zipf — Krylov Law for Words and the Possibility of Its “Evolution” Interpretation. Doklady Mathematics, 36 (11), 739–742.

Zipf, G. K. (1935). The Psychobiology of Language: An Introduction to Dynamic Philology. Boston: Houghton-Mifflin.

Zipf, G. K. (1941). National Unity and Disunity: The Nation as a Bio-Social Organism. Bloomington: Principia Press.

Published

2022-06-30

How to Cite

Dmitriev, R. (2022) “Formation of the settlement hierarchy: Zipf’s law vs Central place theory”, Vestnik of Saint Petersburg University. Earth Sciences, 67(2), pp. 318–332. doi: 10.21638/spbu07.2022.206.

Issue

Section

Articles