簡(jiǎn)論地理學(xué)三定律

朱阿興

（1.南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院；2.威斯康星大學(xué)地理系）

一、背景

地理學(xué)是研究地理現(xiàn)象的空間分布特征及形成機(jī)理的學(xué)科，其核心是空間特征，不僅包括空間分布特征，更重要的是其形成過(guò)程的空間作用。地理學(xué)的定律是對(duì)地理現(xiàn)象空間分布特征和形成機(jī)理的高度概括。但地理學(xué)者對(duì)地理學(xué)研究的目的有兩種截然不同的認(rèn)識(shí)：以細(xì)節(jié)（idiographic）為目的和以規(guī)則或定律（nomothetic）為目的。前者以Hartshorne和Guel?ke為代表，注重對(duì)地理現(xiàn)象個(gè)體細(xì)節(jié)的研究［1-2］，后者以Schaeffer、Haggett和Bishop為代表，以尋找地理規(guī)則、規(guī)律甚至定律為重點(diǎn)，這種分歧延續(xù)至今［3-5］。由此可見(jiàn)，在地理學(xué)者中存在相當(dāng)一部分學(xué)者并不認(rèn)同地理學(xué)有定律的說(shuō)法。

Hartshorne與Schaeffer對(duì)地理學(xué)學(xué)科性質(zhì)（細(xì)節(jié)與規(guī)律）的爭(zhēng)論并沒(méi)有推動(dòng)地理學(xué)定律研究的發(fā)展，直到地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，地理學(xué)定律的研究才有所發(fā)展。地理信息科學(xué)的學(xué)者們?cè)跒椤暗乩硇畔⑾到y(tǒng)是一門(mén)科學(xué)而不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)”提供證據(jù)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了美國(guó)地理學(xué)家Waldo Tobler于1970年在美國(guó)《經(jīng)濟(jì)地理》發(fā)表的《A computer movie simulating ur?ban growth in the Detroit region》文章中的那句“I in?voke the first law of geography：everything is related to everything else，but near things are more related than distant things”［6］，將此命為“地理學(xué)的第一定律”，并在地理信息系統(tǒng)的教科書(shū)中加以闡述，為地理信息系統(tǒng)中的空間分析方法提供了理論依據(jù)［7］。隋殿志教授在2003年美國(guó)地理學(xué)會(huì)年會(huì)上組織的題為“On To?bler’s First Law of Geography”的專(zhuān)題討論會(huì)及其后在《美國(guó)地理學(xué)報(bào)》上客座編輯的系列專(zhuān)題論文激活了地理學(xué)學(xué)者對(duì)地理學(xué)定律的討論［8］，也引發(fā)了其他學(xué)者對(duì)地理學(xué)其他定律的探索［9-10］。

二、地理學(xué)的三定律

本文所陳述的三個(gè)地理學(xué)定律，即使并非所有地理學(xué)者都認(rèn)為它們屬于“定律”，但它們大多以“定律”的方式出現(xiàn)在地理學(xué)文獻(xiàn)中，所陳述的地理現(xiàn)象的空間變化特征是被大家廣泛認(rèn)可的。當(dāng)然，地理學(xué)文獻(xiàn)中還有其它定律，但其影響力遠(yuǎn)不如這三個(gè)定律，因此本文將重點(diǎn)解釋這三個(gè)定律，它們分別是地理學(xué)第一定律：空間自相關(guān)定律；地理學(xué)第二定律：空間異質(zhì)性定律；地理學(xué)第三定律：地理相似性定律。

1.地理學(xué)第一定律：空間自相關(guān)定律

“Everything is related to everything else，but near things are more related than distant things（事事相關(guān)，但相近的事物更相關(guān)）”是Tobler在他那篇著名的文章中的一句話(huà)，也是地理學(xué)第一定律的源起和內(nèi)涵。該文以美國(guó)底特律為例，研究人口變化的動(dòng)態(tài)模擬，他將底特律分為空間上細(xì)小的斑塊，每個(gè)斑塊具有各自的人口出生率、死亡率和遷移率等影響人口變化的參數(shù)。Tobler指出這些參數(shù)在各個(gè)斑塊上并非獨(dú)立，而是與空間距離有關(guān)，斑塊距離越近，這些人口變化參數(shù)越相關(guān)［6］。雖然他在文章中沒(méi)有對(duì)此作太多的論證，卻高度概括出了地理現(xiàn)象在空間上的自相關(guān)特征。

第一定律所描述的地理現(xiàn)象空間自相關(guān)特征是普遍存在的，是被人們所悉知的，也是我們賴(lài)于生存的基本條件。我們知道地球上相鄰的兩個(gè)空間單元在絕大多數(shù)情況下在屬性上是相連的，這里的相連不是指空間上的連通，它是指這兩個(gè)空間單元上地理特征的相連（相關(guān)），且這種相關(guān)性會(huì)隨著空間距離的增加越來(lái)越弱。比如，人們往往愿意在高端小區(qū)里購(gòu)置低檔的房產(chǎn)，而不愿意在低端小區(qū)購(gòu)置高檔房產(chǎn)，原因就是空間自相關(guān)的作用。高端小區(qū)里的低檔房產(chǎn)由于受周?chē)母邫n房產(chǎn)的影響使其價(jià)值升高，而在低端小區(qū)的高檔房產(chǎn)受周?chē)蜋n房產(chǎn)的影響使其價(jià)值降低，當(dāng)然這種影響隨著距離的增加而減弱。又如，在正常情況下，空間上相鄰位置的氣溫往往是相關(guān)的，但隨著距離的增加這種相關(guān)性就會(huì)不斷減弱。所以空間自相關(guān)特征不僅能幫助我們更好地理解地理現(xiàn)象的空間變化，也是人類(lèi)在這個(gè)地理空間中得以生存的基本條件，如果沒(méi)有地理現(xiàn)象的空間自相關(guān)性，我們無(wú)從得知與我們所在的這個(gè)點(diǎn)相連接的地方是什么？其高程多少？溫度幾何？若如此，我們就將寸步難行，甚至無(wú)法生存。

地理學(xué)第一定律為地理信息的表達(dá)、分析以及應(yīng)用提供了定量化計(jì)算的理論依據(jù)，也為地理信息系統(tǒng)中空間分析算法的設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)［7，11-13］。地理研究的一個(gè)重要內(nèi)容是空間推測(cè)，它的目的是不經(jīng)采樣而獲得空間某個(gè)位置的地理屬性值，這類(lèi)分析的核心依據(jù)之一是空間自相關(guān)［10］。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：我們每天早上起床后可以根據(jù)最鄰近氣象站點(diǎn)的氣象信息來(lái)決定我們出門(mén)該穿多少衣服、是否要帶雨傘，這一行為就是空間推測(cè)。我們利用氣溫和降水在空間上的自相關(guān)性，根據(jù)鄰近的氣象站的氣溫和降水信息推測(cè)我們今天目的地的氣溫和降水狀況（地理屬性）。得益于地理現(xiàn)象的空間自相關(guān)性，我們才不需要設(shè)置太多的觀(guān)測(cè)點(diǎn)，這不僅為采集地理信息降低了成本，也為準(zhǔn)確地推測(cè)未采集點(diǎn)的地理屬性提供了可能性。

地理研究的另一個(gè)重要內(nèi)容是對(duì)地理現(xiàn)象的分析和模擬，在這些研究中，我們經(jīng)常把空間距離作為一個(gè)變量加到分析模型中。比如，在地理大數(shù)據(jù)研究中，“熱點(diǎn)”（hot spot）分析成為地理研究的一個(gè)新方向，“熱點(diǎn)”是指某個(gè)地理現(xiàn)象（如車(chē)禍、犯罪行為等）在空間上扎堆的特征，通過(guò)對(duì)這些熱點(diǎn)的識(shí)別和研究可以幫助我們發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)產(chǎn)生的原因，為解決所涉及的問(wèn)題提供依據(jù)。識(shí)別這些“熱點(diǎn)”需要設(shè)置一個(gè)空間距離，這個(gè)空間距離用于決定空間上哪些相鄰的事件是可以被認(rèn)為是相關(guān)的，以便突出“熱點(diǎn)”效應(yīng)，這就是空間自相關(guān)定律的應(yīng)用。

2.地理學(xué)第二定律：空間異質(zhì)性定律

Anselin提出了“spatial heterogeneity（空間異質(zhì)性）”的概念［14］，而后由Goodchild在討論地理學(xué)第一定律時(shí)將其作為地理學(xué)第二定律的候選，并歸納為“geographic variables exhibit uncontrolled variance（空間變化的不可控性）”［9］。地理學(xué)第二定律概括了地理現(xiàn)象空間變化的另一個(gè)特點(diǎn)：地理現(xiàn)象空間變化的不可控特征。這一特征可以從三個(gè)層面來(lái)理解：第一是某點(diǎn)上的地理特征是在不斷變化的，能否注意到這種變化取決于等待時(shí)間的長(zhǎng)短，但不證明它不變；第二是盡管兩點(diǎn)或兩個(gè)地區(qū)的地理特征可以相關(guān)或相似，但沒(méi)有兩點(diǎn)或地區(qū)的地理特征是完全相同的；第三是地理特征在空間上的變化不是永恒的，也就是地理現(xiàn)象的空間自相關(guān)不是一成不變的，他們可以隨時(shí)間、地點(diǎn)、觀(guān)測(cè)尺度以及地理現(xiàn)象本身特性的不同而變化。比如，冬天氣溫的空間自相關(guān)性梯度與夏天的不一樣、氣溫在平原地區(qū)的自相關(guān)性與在山區(qū)的不同、氣溫在一個(gè)城市的尺度上的自相關(guān)性與在大陸板塊尺度上又不同、氣溫的空間自相關(guān)性與降水的空間自相關(guān)性也不同。

地理學(xué)第二定律不是說(shuō)地理現(xiàn)象是無(wú)序的，它只是表明地理現(xiàn)象的變化不是永恒的。正因?yàn)榈乩憩F(xiàn)象變化的不永恒，我們生活的地理空間才變得無(wú)比多樣和有趣，同時(shí)也給人類(lèi)的不斷創(chuàng)造帶來(lái)挑戰(zhàn)和動(dòng)力，使人類(lèi)得以成就今天的社會(huì)文明。相反，如果我們生活的地理空間沒(méi)有第二定律所描述的規(guī)律，那么我們的生活將索然無(wú)味且缺乏挑戰(zhàn)，也許人類(lèi)的文明也就沒(méi)有現(xiàn)在百花齊放的良好形態(tài)。

地理學(xué)第二定律所描述的地理特征給地理分析帶來(lái)了機(jī)遇，推動(dòng)了地理分析的進(jìn)一步發(fā)展。在地理分析中，由于空間異質(zhì)性特征，地理現(xiàn)象的空間變化不能被視為常數(shù)，因此在分析中必須考慮地理現(xiàn)象隨時(shí)間、地點(diǎn)、尺度和不同類(lèi)型而變化的特征，進(jìn)一步增強(qiáng)了我們對(duì)地理世界認(rèn)識(shí)的能力，提升了我們對(duì)這個(gè)變化無(wú)窮的地理世界的認(rèn)知。比如，地理回歸加權(quán)方法在常規(guī)的統(tǒng)計(jì)回歸方法中加入了局域變化，將原來(lái)僅用于體現(xiàn)全局關(guān)系的回歸方法轉(zhuǎn)而用于揭示全局中各個(gè)局域上這種關(guān)系的不同變化，使其更好地揭示了地理現(xiàn)象的空間差異性［15-16］。

3.地理學(xué)第三定律：地理相似性定律

Zhu等在探索空間推測(cè)方法的理論基礎(chǔ)時(shí)，提出了“The more similar the geographic configurations of two points（areas），the more similar the values（process?es）of the target variable at these two points（areas）”，將其視為“地理相似性定律”，也稱(chēng)其為地理學(xué)第三定律［10］，并在后續(xù)的文章中加以闡述［17-18］。其中“target variable”，即“目標(biāo)地理變量”，是指某個(gè)具體的地理現(xiàn)象，如土壤的有機(jī)質(zhì)含量、動(dòng)物生境適宜度、城市盜竊事件出現(xiàn)程度等；“geographic configuration”，即“地理組合”，是指與該地理現(xiàn)象相關(guān)的其它地理特征的組合，簡(jiǎn)稱(chēng)該地理現(xiàn)象的地理環(huán)境。因此，地理學(xué)第三定律是指“如果兩點(diǎn)上某個(gè)地理現(xiàn)象的地理環(huán)境越相似，這兩點(diǎn)的地理現(xiàn)象也越相似”，概括為“地理環(huán)境越相似，地理特征越相似”，也可以是“地理環(huán)境越相似，地理現(xiàn)象越相似”。它的核心思想是兩個(gè)地理位置上的某地理現(xiàn)象的相似程度與這兩個(gè)位置上該現(xiàn)象的地理環(huán)境的相似性成正比。第三定律所概括的不僅是不同位置上地理現(xiàn)象的相似性特征，更重要的是簡(jiǎn)明地闡述了地理現(xiàn)象與其地理環(huán)境間的作用機(jī)理，即將地理現(xiàn)象與其所處的地理環(huán)境緊密聯(lián)系起來(lái)（圖1）。

圖1 地理環(huán)境越相似，地理特征越相似

地理學(xué)第三定律所概括的地理特征對(duì)我們而言也不陌生，甚至很熟悉。“觸景生情”可能是對(duì)第三定律所描述的內(nèi)容最好的比喻，在這里“景”是指地理環(huán)境，“情”為某個(gè)地理現(xiàn)象狀態(tài)（或變量值），所謂“觸景生情”是指當(dāng)我們看到經(jīng)常發(fā)生某個(gè)地理現(xiàn)象的地理環(huán)境時(shí)，就會(huì)聯(lián)想到這里可能會(huì)有該地理現(xiàn)象出現(xiàn)。比如，當(dāng)我們看到與某種蛇經(jīng)常出現(xiàn)的地理環(huán)境時(shí)，我們就會(huì)認(rèn)為這地方有這種蛇；又如，當(dāng)人們進(jìn)入一個(gè)陰暗的城市街道時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生可能被劫的感覺(jué)。正因?yàn)榈乩憩F(xiàn)象的這一特征，才使人們?cè)诘乩砜臻g活動(dòng)時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生“輕車(chē)熟路”的感受，有時(shí)會(huì)有“危機(jī)四伏”的感覺(jué)，為人們更好地利用地理空間提供了指引和保障。

第三定律有三個(gè)核心特點(diǎn)，這也是它與第一、第二定律不同的地方［18］。第一個(gè)核心特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)地理環(huán)境（geographic configuration，即地理組合）對(duì)目標(biāo)地理現(xiàn)象的影響，認(rèn)為地理現(xiàn)象的特征在很大程度上是受作用于它所處的地理組合（地理環(huán)境），因此，地理環(huán)境的定義成為第三定律的一個(gè)核心問(wèn)題。根據(jù)Zhu和Turner所述［18］，地理環(huán)境主要包含著兩方面的內(nèi)涵：第一個(gè)方面是與目標(biāo)地理現(xiàn)象相關(guān)的所有其它地理變量（現(xiàn)象）的“總和”，這個(gè)總和也包括這些地理變量的層次結(jié)構(gòu)（不同的重要性和主次結(jié)構(gòu)），比如，對(duì)城市盜竊事件，我們不僅要考慮與城市盜竊相關(guān)的所有變量，同時(shí)也要體現(xiàn)它們的主次，城市的經(jīng)濟(jì)狀況與社會(huì)治安應(yīng)該是主導(dǎo)要素，家居的地理位置雖然重要，但相比城市的經(jīng)濟(jì)狀況與社會(huì)治安應(yīng)該次要一些。第二個(gè)方面是地理組合的“空間結(jié)構(gòu)”，即這些其他地理要素在空間上的組合，比如，對(duì)于土壤侵蝕程度這個(gè)目標(biāo)地理現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，假如它的地理環(huán)境包括植被覆蓋度和地形特征，針對(duì)一個(gè)具體的未知點(diǎn)，植被覆蓋度在該點(diǎn)的上坡高時(shí)，土壤侵蝕程度就要比植被覆蓋度在該點(diǎn)下坡高時(shí)弱。由此可見(jiàn)，第三定律中的“地理環(huán)境相似性”不僅要考慮地理環(huán)境包含哪些要素、它們的主次，更應(yīng)該考慮它們的空間結(jié)構(gòu)。

第二個(gè)核心特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)樣點(diǎn)個(gè)體代表性，“The more similar the geographic configurations of two points”指的是點(diǎn)與點(diǎn)的相似性，如果其中一個(gè)點(diǎn)是樣點(diǎn)，另一個(gè)是未知點(diǎn)，那么在第三定律的框架下，單個(gè)已知樣點(diǎn)是用于評(píng)價(jià)某個(gè)地理現(xiàn)象在那個(gè)未知點(diǎn)特征的參照和依據(jù)。在現(xiàn)有地理分析中，人們經(jīng)常用樣點(diǎn)集的平均狀態(tài)（平均態(tài)）來(lái)評(píng)價(jià)未知點(diǎn)的地理現(xiàn)象，為了讓平均態(tài)能代表未知點(diǎn)的特征，用于計(jì)算平均態(tài)的地理樣本必須要達(dá)到一定數(shù)量和具有一定的空間分布，這不僅限制了地理樣本的作用，影響了分析精度，而且對(duì)地理分析提出了嚴(yán)格的要求。而第三定律是強(qiáng)調(diào)個(gè)體樣點(diǎn)的代表性，因此，對(duì)地理樣本的數(shù)量和空間分布就沒(méi)有具體要求，解除了地理分析中對(duì)地理樣本的苛刻要求。

第三個(gè)核心特點(diǎn)是基于相似度比較的評(píng)價(jià)（分析）方法，即利用未知點(diǎn)與已知點(diǎn)（樣點(diǎn)）在地理環(huán)境上的相似度來(lái)分析評(píng)價(jià)未知點(diǎn)的地理現(xiàn)象與已知點(diǎn)的地理現(xiàn)象的類(lèi)同性（相似性）?，F(xiàn)有地理分析絕大部分采用的是固定關(guān)系的方法，利用樣本集確定所需的關(guān)系，利用所得關(guān)系（往往是平均關(guān)系）來(lái)分析評(píng)價(jià)，為了能使平均關(guān)系適用未知點(diǎn)，平均關(guān)系必須具有較好的空間穩(wěn)定性（即空間二階穩(wěn)定），而第三定律中的分析評(píng)價(jià)僅限于兩個(gè)點(diǎn)，對(duì)地理相似性沒(méi)有空間二階穩(wěn)定的要求，因此，使地理分析更靈活、能更因地制宜。

地理學(xué)第三定律的這些核心特點(diǎn)給地理分析帶來(lái)的新視角可以分為三個(gè)方面。第一，強(qiáng)化了地理樣本的個(gè)體代表性。地理樣本的采集非常耗時(shí)耗資，所得樣本非常珍貴，同時(shí)，地理現(xiàn)象的空間變化及其變化機(jī)理較為復(fù)雜，用樣本個(gè)體代表性為主的分析方法分析評(píng)價(jià)地理現(xiàn)象空間分布，不僅能充分利用每個(gè)珍貴地理樣本的代表性，消除對(duì)樣本的數(shù)量和空間分布的嚴(yán)格要求，而且更能捕獲地理現(xiàn)象空間變化的特殊性，進(jìn)而更好地理解地理現(xiàn)象空間變化復(fù)雜性和完整性［19］。第二，體現(xiàn)分析評(píng)價(jià)的不確定性。兩點(diǎn)的地理環(huán)境相似性同時(shí)也體現(xiàn)了它們之間的差異性，這個(gè)差異性從而用于體現(xiàn)利用這已知樣本評(píng)價(jià)未知點(diǎn)的局限性所得分析結(jié)果的不確定性，這個(gè)不確定性不僅能用于衡量結(jié)果的可信度，還能通過(guò)對(duì)不確定性空間分布的分析，增強(qiáng)采樣的目的性和有效性，降低提高評(píng)價(jià)結(jié)果可靠性的成本［20］。第三，突出地理分析的綜合性和空間性。通過(guò)強(qiáng)調(diào)地理環(huán)境組合中的層次特征和空間結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)地理環(huán)境對(duì)目標(biāo)地理現(xiàn)象影響的重要機(jī)制，這方面的工作有待進(jìn)一步拓展，也是現(xiàn)代地理學(xué)研究的一個(gè)重要方向。地理學(xué)第三定律的這些特點(diǎn)也給大數(shù)據(jù)時(shí)代的地理分析提供了一個(gè)新的理論基礎(chǔ)［21］。

三、地理學(xué)定律的特殊性

地理學(xué)的定律有兩個(gè)重要的特點(diǎn)：描述性和歸納性［15］。描述性是指這些定律是以定性語(yǔ)言予以陳述，這種描述性的表達(dá)方式更符合地理學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)和習(xí)慣，地理學(xué)迄今為止是以描述見(jiàn)長(zhǎng)的學(xué)科，定性地闡述地理規(guī)律更容易讓人們理解其涵義，也更容易使人們接受。雖然其他領(lǐng)域的定律有時(shí)也用定性描述表達(dá)，但這些定性描述往往是為了讓人們更好地理解該定律，而從數(shù)學(xué)表達(dá)式轉(zhuǎn)譯的，定律的定性描述與數(shù)學(xué)表達(dá)是一一對(duì)應(yīng)的。地理學(xué)定律有時(shí)也用數(shù)學(xué)表達(dá)式予以闡述，但其數(shù)學(xué)表達(dá)式則沒(méi)有具體的限定，即不是完全的一一對(duì)應(yīng)的。比如，地理學(xué)第一定律可以用半方差函數(shù)體現(xiàn)，也可以用距離衰減函數(shù)表達(dá)，或用空間自相關(guān)系數(shù)表達(dá)，還有人用泰森多邊形的方式體現(xiàn)，這也體現(xiàn)了地理現(xiàn)象的復(fù)雜性和地理學(xué)定律的“包容性”。

歸納性是指現(xiàn)有的地理學(xué)定律都是對(duì)已知地理知識(shí)的總結(jié)、歸納和提升，并不是某個(gè)學(xué)者直接發(fā)明（發(fā)現(xiàn)）的。比如，對(duì)地理空間自相關(guān)規(guī)律的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用遠(yuǎn)早于Tobler將它命名為地理學(xué)第一定律的時(shí)間，比如在空間推測(cè)的內(nèi)插研究中，南非統(tǒng)計(jì)學(xué)教授Dan?iel G.Krige早在1951年就將空間自相關(guān)特征用于對(duì)金及其它金屬的地質(zhì)勘探研究中［22］。同樣，地理現(xiàn)象的空間異質(zhì)性也早在其被定義為“定律”以前就被地理學(xué)者認(rèn)識(shí)到，如1927年，美國(guó)威斯康星大學(xué)地理系教授Richard Hartshorne在他的“Location as a factor in geography”［23］一文以及其后的文章中曾多次強(qiáng)調(diào)過(guò)地理現(xiàn)象的空間差異性（即空間異質(zhì)性）［1，24］。

這兩個(gè)特點(diǎn)并不妨礙它們成為地理學(xué)定律?！稘h語(yǔ)大辭典》對(duì)“定律”一詞的解譯是：“客觀(guān)規(guī)律的概括，它體現(xiàn)事物之間在一定環(huán)境中的必然的關(guān)系”。從中不難發(fā)現(xiàn)，所謂“定律”不外乎兩點(diǎn)：第一，它是一種規(guī)律，是一種“必然關(guān)系”，必須有一定的廣泛性；第二，它是有條件的，只能在“一定環(huán)境中”存在。因此，“定律”是經(jīng)過(guò)總結(jié)和提煉被概括出來(lái)的某種規(guī)律，它并非放之四海而皆準(zhǔn)的，也不是行之百世而不悖的。從對(duì)定律的定義上來(lái)看，地理學(xué)的這些定律確實(shí)陳述了地理現(xiàn)象所遵循的普遍規(guī)律，將它們列為定律是順理成章的。

四、總結(jié)

地理學(xué)三定律以其特殊的方式高度概括了地理現(xiàn)象空間分布的特點(diǎn)與機(jī)理。第一和第二定律將地理現(xiàn)象的變化與空間距離關(guān)聯(lián)，第一定律陳述地理現(xiàn)象空間變化與距離的關(guān)系，即空間變化的自相關(guān)，而第二定律表達(dá)了這種空間自相關(guān)性的多變性（差異性），即空間變化的異質(zhì)性。第三定律從成因的角度闡述了地理現(xiàn)象空間變化的機(jī)理，將地理現(xiàn)象的空間變化歸結(jié)于與該地理現(xiàn)象相關(guān)的地理環(huán)境空間組合的不同。雖然地理學(xué)的這三個(gè)定律從不同的角度概括了地理現(xiàn)象空間變化的特征，但它們之間并不互斥，而是一個(gè)整體，它們一起較為完整地表達(dá)了地理現(xiàn)象空間變化的整體特征，為人們分析和理解地理現(xiàn)象提供了一個(gè)完整的框架體系，從而推動(dòng)地理學(xué)的發(fā)展。