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应用分形理论的聚集维数、网格维数和关联维数,从三个角度对关中地区城镇体系空间结构进行研究,结果表明:关中城镇体系聚集情况呈现非均衡趋势,以西安市为中心,城镇密度向四周逐渐衰减;关中城镇体系中的城镇点均匀地集中于一条线分布;关中地区城镇体系在空间上分布比较均匀,城镇间空间作用力小.并讨论了上述现象产生的自然、社会及历史成因,提出了关中城镇体系结构优化的建议.