《地統(tǒng)計學》課程教學大綱

1、地統(tǒng)計學Geostatistics一、課程基本情況課程類別：專業(yè)任選課課程學分： 3 學分課程總學時： 48 學時，其中講課：38 學時，實驗（含上機）：10 學時課程性質(zhì)：選修開課學期：第5學期先修課程：地理信息系統(tǒng)原理、概率統(tǒng)計、線性代數(shù)適用專業(yè)：自然地理與資源環(huán)境專業(yè)教材：劉愛利、王培法、丁園圓，地統(tǒng)計學概論（第一版），科學出版社，2012年開課單位：地理與遙感學院地理信息科學系二、課程性質(zhì)、教學目標和任務地統(tǒng)計學對自然地理與資源環(huán)境專業(yè)專業(yè)而言，是一門專業(yè)性任性課程。旨在培養(yǎng)學生利用克立格等地統(tǒng)計學的原理與方法，分析在空間分布上同時具有相關性和隨機性的自然現(xiàn)象的能力。課程系統(tǒng)講授地統(tǒng)計

2、學概念、概率論與數(shù)理統(tǒng)計的基礎知識、探索性空間數(shù)據(jù)分析、地統(tǒng)計學理論假設、方差估計、協(xié)方差/變異函數(shù)的含義及計算、變異函數(shù)結(jié)構(gòu)分析、線性克立格法中的簡單克立格法、普通克立格法和泛克立格法，非線性克立格法中的對數(shù)正態(tài)克立格法、指示克立格法、析取克立格法，多元地統(tǒng)計學中協(xié)同克立格的理論和方法，介紹地統(tǒng)計學在氣象學、土壤學、遙感科學等地學領域的應用。本課程要求學生著重理解區(qū)域化變量概念及性質(zhì)、協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)含義，著重掌握協(xié)方差函數(shù)、變異函數(shù)、簡單克立格法和普通克立格法的計算方法，著重掌握協(xié)方差/變異函數(shù)建模、克立格法插值的軟件操作。三、教學內(nèi)容和要求第1章概論（2學時）1.1地統(tǒng)計學起源與應用

3、（1學時）了解地統(tǒng)計學起源及發(fā)展、應用領域、常用軟件；理解地統(tǒng)計學研究內(nèi)容；1.2地統(tǒng)計學概念（1學時）（1）掌握地統(tǒng)計學概念、地統(tǒng)計學與經(jīng)典統(tǒng)計學的區(qū)別重點：地統(tǒng)計學概念、地統(tǒng)計學與經(jīng)典統(tǒng)計學的區(qū)別難點：地統(tǒng)計學概念第2章地統(tǒng)計學基礎（ 10 學時）2.1概率論與數(shù)理統(tǒng)計的若干基礎知識（2學時）（1）理解總體和樣本、頻數(shù)分布；（2）掌握隨機變量數(shù)字特征。重點：隨機變量數(shù)字特征難點：隨機變量數(shù)字特征2.2相關分析（2學時）（1）理解多變量相關分析；（2）掌握兩變量相關分析。重點：兩變量相關分析難點：多變量相關分析2.3回歸分析（3學時）（1）理解多元線性回歸分析；（2）掌握一元線性回歸分析重點

4、：一元線性回歸分析難點：多元線性回歸分析2.4探索性數(shù)據(jù)分析（3學時）（1）理解地理數(shù)據(jù)；（2）掌握頻率分析、離群值分析、全局趨勢分析、空間自相關分析、各向異性分析。重點：頻率分析、離群值分析、全局趨勢分析、空間自相關分析、各向異性分析難點：離群值分析第3章區(qū)域化變量理論（ 8 學時）3.1 區(qū)域化變量（2學時）（1）理解隨機變量、隨機函數(shù)、隨機過程、隨機場的概念；（2）掌握區(qū)域化變量的概念、性質(zhì)。重點：區(qū)域化變量的概念、性質(zhì)難點：區(qū)域化變量的概念、性質(zhì)3.2 地統(tǒng)計學理論假設（1學時）（1）理解平穩(wěn)假設和內(nèi)蘊假設的含義重點：二階平穩(wěn)假設和二階內(nèi)蘊假設概念難點：平穩(wěn)假設和內(nèi)蘊假設含義3.3協(xié)方

5、差函數(shù)和變異函數(shù)（4學時）（1）理解協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)的概念及性質(zhì)；（2）掌握協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)的計算。重點：協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)的公式及計算難點：協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)的計算3.4估計方差（1學時）（1）理解估計方差的含義和計算重點：估計方差的含義難點：估計方差的公式推導第4章變異函數(shù)結(jié)構(gòu)分析（ 6 學時）4.1變異函數(shù)的理論模型（2學時）（1）了解孔穴效應模型；（2）理解變異函數(shù)理論模型建立的原因，理解純塊金效應模型、高斯模型、線性有基臺值模型、線性無基臺值模型、冪函數(shù)模型、對數(shù)模型。（3）掌握球狀模型、指數(shù)模型、純塊金效應模型。重點：球狀模型、指數(shù)模型、純塊金效應模型難點：變異函數(shù)理論

6、模型建立的原因4.2 變異函數(shù)的套合結(jié)構(gòu)和最優(yōu)擬合（3學時）（1）了解不同方向變異函數(shù)的套合；（2）理解變異函數(shù)結(jié)構(gòu)分析的原因；理解變異函數(shù)理論模型最優(yōu)擬合的方法；（3）掌握結(jié)構(gòu)分析、套合結(jié)構(gòu)的概念、各向異性的種類；掌握單一方向上變異函數(shù)的套合。重點：單一方向上變異函數(shù)的套合；難點：變異函數(shù)理論模型最優(yōu)擬合的方法。4.3結(jié)構(gòu)分析的步驟（1學時）（1）理解結(jié)構(gòu)分析的步驟；（2）掌握非等間距不規(guī)則網(wǎng)格數(shù)據(jù)的角度分組和距離分組。重點：結(jié)構(gòu)分析的步驟第5章克立格法（ 10 學時）5.1線性克立格法（7學時）（1）了解克立格法的種類；（2）理解克立格估計量、克立格估值過程、克立格估計量的無偏性和最優(yōu)性、

7、泛克立格法；（3）掌握簡單克立格法、普通克立格法的概念和計算。重點：簡單和普通克立格法計算難點：簡單和普通克立格法計算5.2 非線性克立格法（1學時）（1）了解對數(shù)正態(tài)、指示、析取克立格法。5.3協(xié)同克立格法（2學時）（1）理解協(xié)同區(qū)域化變量理論、交叉協(xié)方差和交叉變異函數(shù)概念及性質(zhì)；（2）掌握交叉協(xié)方差和交叉變異函數(shù)計算；（3）了解協(xié)同克立格法估值。重點：交叉協(xié)方差和交叉變異函數(shù)難點：協(xié)同克立格法估值第6章地統(tǒng)計學應用（ 2 學時）了解地統(tǒng)計學在氣象、遙感、土壤等地學領域的應用實例。四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)：3-5 次；（2）考核方式：閉卷考試（3）總評成績計算方式：總評成績平時成績（15%）+實驗成績（15%）+期末考試成績（70%）五、參考書目（1）王仁鐸，胡光道.線性地質(zhì)統(tǒng)計學（第一版），北京：地質(zhì)出版社. 1988；（2）王政權(quán).地統(tǒng)計學及其在生態(tài)學中的應用（第一版），北京：科學出版社. 1999；（3）侯景儒，黃競先.地