Friction of distance

Введение

Принцип географической мысли Трещины расстояния является основным принципом географии, который гласит, что движение влечет за собой некоторую форму затрат, в виде физических усилий, энергии, времени и / или расходов других ресурсов, и что эти затраты пропорциональны пройденному расстоянию. Таким образом, эта стоимость является сопротивлением движению, аналогичным (но не имеющим прямого отношения) эффекту трения против движения в классической механике. Последующее предпочтение минимизации расстояния и его стоимости лежит в основе широкого спектра географических моделей от экономической агломерации до миграции дикой природы, а также многих теорий и методов пространственного анализа, таких как первый закон географии Тоблера, маршрутизация сети и анализ расстояний стоимости. В значительной степени трение расстояния является основной причиной, по которой география актуальна для многих аспектов мира, хотя ее важность (и, возможно, важность географии) снижается с развитием транспортных и коммуникационных технологий.

История

Неизвестно, кто впервые придумал термин "триение расстояния", но влияние расстояния на расходы на географическую активность и географические модели было основным элементом академической географии с момента ее первоначального подъема в 19 веке. Модель изолированного государства фон Тюнена по использованию земли за пределами города (1826), возможно, самая ранняя географическая теория, непосредственно включала стоимость транспортировки различных сельскохозяйственных продуктов в качестве одного из определяющих факторов того, насколько далеко от города каждый тип товаров может быть выгодным. Теория промышленного местоположения Альфреда Вебера (1909) и теория центрального места Уолтера Кристаллера (1933) также были в основном оптимизацией пространства для минимизации затрат на поездки. К 1920-м годам социальные ученые начали включать принципы физики (точнее, некоторые из ее математических формализаций), такие как гравитация, в частности, закон обратного квадрата, найденный в законе Ньютона о вселенской гравитации. Географы быстро выявили ряд ситуаций, в которых взаимодействие между местами, будь то миграция между городами или распределение резиденций, желающих покровительствовать магазину, демонстрировало это расстояние из-за преимуществ минимизации пройденного расстояния. Модели гравитации и другие модели оптимизации расстояний получили широкое распространение во время количественной революции 1950-х годов и последующего роста пространственного анализа. Джеральд Карротерс (1956) был одним из первых, кто явно использовал аналогию "трения" для концептуализации эффекта расстояния, предполагая, что эти оптимизации расстояния необходимы для признания того, что эффект варьируется в зависимости от локализованных факторов. В эпоху географических информационных систем, начиная с 1970-х годов, многие из существующих моделей близости и новых алгоритмов были автоматизированы в качестве инструментов анализа, что значительно облегчило их использование более широким кругом специалистов. Эти инструменты, как правило, сосредотачиваются на проблемах, которые могут быть решены детерминированно, таких как буферы, анализ расстояния затрат, интерполяция и маршрутизация сети. Другие проблемы, которые применяют трение расстояния, намного сложнее (т.е. NP hard), такие как проблема странствующего продавца и кластерный анализ, и автоматизированные инструменты для их решения (обычно использующие эвристические алгоритмы, такие как k means clustering) менее широко доступны или только недавно доступны в программном обеспечении ГИС.

It is not known who first coined the term "friction of distance," but the effect of distance based costs on geographic activity and geographic patterns has been a core element of academic geography since its initial rise in the 19th Century. von Thünen's isolated state model of exurban land use (1826), possibly the earliest geographic theory, directly incorporated the cost of transportation of different agricultural products as one of the determinants for how far from a town each type of goods could be produced profitably. The industrial location theory of Alfred Weber (1909) and the central place theory of Walter Christaller (1933) were also basically optimizations of space to minimize travel costs. By the 1920s, social scientists began to incorporate principles of physics (more precisely, some of its mathematical formalizations), such as gravity, specifically the inverse square law found in Newton's law of universal gravitation. Geographers quickly identified a number of situations in which the interaction between places, whether migration between cities or the distribution of residences willing to patronize a shop, exhibited this distance decay due to the advantages of minimizing distance traveled. Gravity models and other Distance optimization models became widespread during the quantitative revolution of the 1950s and the subsequent rise of spatial analysis. Gerald Carrothers (1956) was one of the first to explicitly use the analogy of "friction" to conceptualize the effect of distance, suggesting that these distance optimizations needed to acknowledge that the effect varies according to localized factors. In the era of geographic information systems, starting in the 1970s, many of the existing proximity models and new algorithms were automated as analysis tools, making them significantly easier to use by a wider set of professionals. These tools have tended to focus on problems that could be solved deterministically, such as buffers, Cost distance analysis, interpolation and network routing. Other problems that apply the friction of distance are much more difficult (i. e., NP hard), such as the traveling salesman problem and cluster analysis, and automated tools to solve them (usually using heuristic algorithms such as k means clustering) are less widely available, or only recently available, in GIS software.

Временно-пространственная конвергенция

Исторически сложилось так, что трение расстояния было очень высоким для большинства типов движения, что делало движение на большие расстояния и взаимодействие относительно медленными и редкими (но не несуществующими). Результатом стала сильно локализованная человеческая география, проявляющаяся в таких различных аспектах, как язык и экономика. С 1800 года один из самых значительных технологических достижений, включая железную дорогу, автомобиль и телефон, позволил значительно сократить расходы на перевозку людей, товаров и информации на большие расстояния. Это привело к широкому распространению и интеграции, что в конечном итоге привело к многим аспектам глобализации. Географический эффект этого уменьшающегося трения расстояния называется конвергенцией пространства времени или конвергенцией пространства затрат. Из этих технологий, возможно, наиболее глубокое влияние оказали телекоммуникации, особенно Интернет. Хотя расходы на передачу информации, основанные на расстоянии, такие как прокладка кабеля и генерация электромагнитного сигнала (традиционно проявляющиеся в таких способах, как расходы на телефонную связь на большие расстояния), теперь настолько малы для любой значимой единицы информации, что они больше не управляются в форме, основанной на расстоянии, но объединены в фиксированные (не основанные на расстоянии) расходы на услуги. Например, часть платы за услуги мобильной связи покрывает более высокие затраты на услуги на большие расстояния, но клиент этого не видит и, следовательно, не принимает решения о связи на основе расстояния. Рост свободной доставки имеет аналогичные причины и последствия для розничной торговли. Было доказано, что фактическое устранение трения расстояния во многих аспектах общества привело к "смерти географии", в которой относительная локация больше не имеет отношения ко многим задачам, в которых она раньше играла решающую роль. В настоящее время можно проводить много взаимодействий на глобальных расстояниях почти так же легко, как и на местных расстояниях, включая розничную торговлю, услуги между предприятиями и некоторые виды удаленной работы. Таким образом, эти услуги теоретически могут быть предоставлены из любого места с одинаковой стоимостью. Пандемия COVID-19 проверила и ускорила многие из этих тенденций. И наоборот, другие наблюдали усиление географических эффектов других аспектов жизни или, возможно, растущее внимание к ним, поскольку традиционные аспекты, основанные на расстоянии, стали менее актуальными. Это включает в себя удобства образа жизни в месте, например, местные природные ландшафты или городскую ночную жизнь, которые должны быть испытаны лично (таким образом, требуя физического путешествия и, таким образом, влекущее за собой трение расстояния). Кроме того, многие люди предпочитают личные взаимодействия, которые технически могут проводиться удаленно, такие как деловые встречи, образование, туризм и покупки, что должно сделать эффекты, основанные на расстоянии, актуальными в обозримом будущем. Контрастные тенденции "фрикционных" и "бесфрикционных" факторов потребовали более тонкого анализа географии, чем традиционные общие утверждения о местоположении, которые всегда имеют значение, или недавние утверждения о том, что местоположение не имеет никакого значения.

Historically, the friction of distance was very high for most types of movement, making long distance movement and interaction relatively slow and rare (but not non existent). The result was a strongly localized human geography, manifested in aspects as varied as language and economy. One of the most profound effects of the technological advances since 1800, including the railroad, the automobile, and the telephone, has been to drastically reduce the costs of moving people, goods, and information over long distances. This led to widespread diffusion and integration, ultimately resulting in many of the aspects of globalization. The geographic effect of this diminishing friction of distance is called time space convergence or cost space convergence. Of these technologies, telecommunications, especially the Internet, has perhaps had the most profound effect. Although there are still distance based costs of transmitting information, such as the laying of cable and the generation of electromagnetic signal energy (traditionally manifesting in ways such as long distance telephone charges), these are now so small for any meaningful unit of information that they are no longer managed in a distance based form, but are bundled into fixed (not based on distance) service costs. For example, some portion of the fee for mobile telephone service covers the higher costs of long distance service, but the customer does not see it, and thus does not make communication decisions based on distance. The rise of free shipping has similar causes and effects on retail trade. It has been argued that the virtual elimination of the friction of distance in many aspects of society has resulted in the "death of Geography," in which relative location is no longer relevant to many tasks in which it formerly played a crucial role. It is now possible to conduct many interactions over global distances almost as easily as over local distances, including retail trade, business to business services, and some types of remote work. Thus, these services could be theoretically provided from anywhere with equal cost. The COVID 19 pandemic has tested and accelerated many of these trends. Conversely, others have seen a strengthening in the geographic effects of other aspects of life, or perhaps the increasing focus on them as traditional distance based aspects have become less relevant. This includes the lifestyle amenities of a place, such as local natural landscapes or urban nightlife that must be experienced in person (thus requiring physical travel and thus entailing the friction of distance). Also, many people prefer in person interactions that could technically be conducted remotely, such as business meetings, education, tourism, and shopping, which should make distance based effects relevant for the foreseeable future. The contrasting trends of "frictional" and "frictionless" factors have necessitated a more nuanced analysis of geography than the traditional blanket statements of location always mattering, or the recent claims that location does not matter at all.