本书的主要内容是基于对称思想和标度概念建立城市系统的理论模型，以期反映城市演化及其时空结构的一般规律。根据维数与空间的对应性，从时间、空间和等级三个角度将地理空间分为三种类型。基于三类空间，从宏观城市层面发展了刻画城市系统的标度定律，揭示城市系统演化现象背后的简单与复杂的数学联系和物理本质。
　　城市和城市体系是复杂的空间系统，分形是探索复杂性的有效工具。运用分形思想探索城市系统的空间复杂性具有重要的理论意义和实践价值。
　　本书读者对象包括城市地理、城市规划、应用数学、社会物理、管理科学、分形理论、非线性科学、复杂性科学等领域的研究人员、教师和学生。

　　第1章　城市系统的空问复杂性引论
　　 作为一种复杂系统，城市不仅仅是一种人造物体，同时也是一种自然现象——在茫茫宇宙中，我们甚至可以将整个人类社会的演化视为自然界的一种过程。本书旨在以城市地理系统为实证对象，借助分形几何学等数理工具，探索大自然的空间复杂性。众所周知，复杂性至今没有统一的学术认识和严格的科学定义，讨论复杂性是一件困难的事情。尽管如此，上述难题并不意味着人们无法理解复杂。实际情况则是，虽然在概念或者术语方面学界的认识存在分歧，但何谓复杂性和空间复杂性却可以理解。爱因斯坦(AlbertEinstein，1879～1955)曾经感叹，大自然最不可理解的一个特性在于它是可以理解的。复杂性的特性似乎也是如此。科学研究中的绝大多数成就都是基于可理解性，而不是基于可定义性。下面将要花费一定的篇幅，从可理解的角度论述关于空间复杂性的基本问题，为后面有关章节的具体问题研究奠定基础。这些问题包括：复杂性的来龙去脉，空间复杂性研究的现状与趋势，空间复杂性的数学刻画与模拟分析，本书的研究方法与准则、目标与具体内容，以及诸如此类的问题。
　　1.1  复杂性研究概况
　　在开篇第一节里，有必要论述复杂性研究的来龙去脉，以便读者能够为地理学意义的空间复杂性研究适当地定位。复杂性研究有很多内容，空间复杂性仅仅是其中之一。目前看来，空间复杂性研究的工作虽然已经有十多年的历史，但从研究水平上看仅仅处于初级阶段。单纯的地理学理论研究不便于体现学术价值，只有将其置于整个科学的大的场景之中，有关研究的理论意义和实践价值才会更加明晰。因此，本节首先简要介绍写作背景和复杂性的研究概况，然后说明空间复杂性研究的来源，并暗示今后可能的走向。

序言
前言
第1章  城市系统的空间复杂性引论
§1.1 复杂性研究概况
§1.2 认识空间复杂性
§1.3 空间复杂性的分维刻画
§1.4 空间复杂性的研究方法
§1.5 本书的框架与纲领
§1.6 结语

第2章  标度、对称与城市地理规律
§2.1 分形：变换中的不变性
§2.2 分维：不变中的可公度性
§2.3 广义地理空间及其分形维数
§2.4 引力模型的哲学思考
§2.5 本章小结

第3章  异速生长与城市地理空间
§3.1 异速生长隐含的标度关系
§3.2 异速关系的先验性质和模型分解
§3.3 异速生长关系的几个典型的应用
§3.4 异速生长与城市系统结构的C-D函数
§3.5 异速生长与城市系统维数比值分析
§3.6 本章小结

第4章  相空间分析：城市化的空间动力学
§4.1 城市化：一种复杂的相变过程
§4.2 城市化的Logistic过程
§4.3 城乡空间格局的多分形模型
§4.4 中国城市化过程的动力学分析
§4.5 本章小结

第5章  实空间分析：城市体系与自组织城市网络
§5.1 中心地的分形结构
§5.2 三角点阵模型与无标度网络
§5.3 城市空间体系的随机集聚分形
§5.4 城市空间体系的多分形结构
§5.5 城市空间相互作用及其功率谱特征
§5.6 自组织城市网络的时空演化图式
§5.7 中国城市的空间关联和无标度特征
§5.8 本章小结

第6章  序空间分析：城市等级体系的分形递归
§6.1 城市位序－规模法则的模型重构
§6.2 城市等级体系的时空对称性
§6.3 城市等级体系的标度律
§6.4 城市等级体系的多分维谱
§6.5 中国城市等级体系的标度分析
§6.6 本章小结

第7章  城市系统标度律的物理基础
§7.1 分形、混沌、标度律与复杂性
§7.2 效用最大化与标度定律
§7.3 熵最大化与标度定律
§7.4 效用与熵最大化的对偶转换模型
§7.5 效用的本质与最大熵的反动力量
§7.6 本章小结

第8章  城市系统奇异对称性的空间分析
§8.1 对称、秩序与城市地理规律
§8.2 城市地理系统的奇异对称性
§8.3 对称破缺与空间复杂化
§8.4 城市系统的对立统一法则
§8.5 本章小结

结束语
参考文献
主要数据来源
作者索引
主题索引
致谢