新大計(jì)量地理學(xué)課件01緒論

第一章

緒論?計(jì)量地理學(xué)的形成和發(fā)展?計(jì)量地理學(xué)的主要內(nèi)容?對計(jì)量地理學(xué)的評價(jià)?計(jì)量地理學(xué)的應(yīng)用§1.1

計(jì)量地理學(xué)的形成和發(fā)展■

現(xiàn)代地理學(xué)發(fā)展史上的計(jì)量運(yùn)動(dòng)■

計(jì)量地理學(xué)的發(fā)展階段■

現(xiàn)代地理學(xué)的數(shù)學(xué)方法在中國的發(fā)展1.現(xiàn)代地理學(xué)發(fā)展史上的計(jì)量運(yùn)動(dòng)近代地理學(xué)有三種主要學(xué)派:區(qū)域?qū)W派，代表人物是赫特納(A.Hettner)，哈

特向(R.Hartshorne)。人地關(guān)系學(xué)派，代表人物是洪堡(Alexander

VonHumboldt)，李特爾(Karl

Ritter)、李希霍芬

(F.Richthofen)等。景觀學(xué)派，代表人物是施呂特爾(O.Schlüter)等。德國地理學(xué)家，近代地理學(xué)區(qū)域?qū)W派奠基人。1895年創(chuàng)辦《地理雜志》并長期任主編。赫特納強(qiáng)調(diào)地理學(xué)

的區(qū)域特性。赫特納(1859~1941)Hettner，Alfred計(jì)量運(yùn)動(dòng)起于三種學(xué)派對區(qū)域?qū)W派的批評否定。1衣阿華的經(jīng)濟(jì)派。著重探討經(jīng)濟(jì)區(qū)位現(xiàn)象間區(qū)位現(xiàn)象間相互內(nèi)在聯(lián)系及其組合類型。1威斯康星的統(tǒng)計(jì)派。主要特征是發(fā)展和應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析方法。1普林斯頓的社會物理學(xué)派。受此派影響，引力模型，位勢模型,空間相互作用模式得推廣。早

期

計(jì)

量

運(yùn)

動(dòng)

的

三

種

學(xué)

派加里森(WilliamL.Garrison)及其領(lǐng)導(dǎo)的華盛頓小組。

加氏第一個(gè)把地理學(xué)的理論和方法建立在定量的基礎(chǔ)上，第一個(gè)編定了《計(jì)量地理學(xué)》教材。美國區(qū)域科學(xué)協(xié)會美國計(jì)量運(yùn)動(dòng)的源地之一；瑞典學(xué)者哈格斯特朗曾為地理計(jì)量方法研討班授課，組織美國和瑞典地理學(xué)家與克里斯塔勒會面，交流學(xué)術(shù)思想。促進(jìn)計(jì)量運(yùn)動(dòng)發(fā)展的其他組織和個(gè)人計(jì)量運(yùn)動(dòng)中涌現(xiàn)的著名學(xué)派，組織和學(xué)術(shù)刊物◆1964年國際地理學(xué)聯(lián)合會(IGU)設(shè)立的地理計(jì)量學(xué)方法委員會；◆1967年英國地理學(xué)會設(shè)立的地理教學(xué)采用模型和計(jì)量技術(shù)委員會；◆1968年日本成立的計(jì)量地理學(xué)研究委員會，1973年又改稱理論、計(jì)量地理學(xué)委員會；◆1963年英國出版的《地理學(xué)計(jì)量資料雜志》和

1969年美國出版的《地理分析——國際理論地理學(xué)》

雜志。第一階段

(20世紀(jì)50年代末到60年代末期)把統(tǒng)計(jì)學(xué)方法引入地理學(xué)研究領(lǐng)域。第二階段

(20世紀(jì)60年代末期到70年代末期)多元統(tǒng)計(jì)分析方法和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)在地理學(xué)研究中廣泛應(yīng)用。2.

計(jì)量地理學(xué)的發(fā)展階段第三階段

(20世紀(jì)70年代末期開始到80年代末期)數(shù)學(xué)方法有概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法、規(guī)劃方法，決策方法，網(wǎng)絡(luò)分析方法，數(shù)學(xué)物理方法，模糊數(shù)學(xué)方法，分形幾何學(xué)方法，非線性分析方法，投入產(chǎn)出分析方法等。第四階段

(20世紀(jì)90年代初至今)由傳統(tǒng)意義上的計(jì)量地理學(xué)向計(jì)算地理學(xué)發(fā)展。▲70年代末80年代初，計(jì)量地理學(xué)開始起步。1980年5月，《計(jì)量地理學(xué)》被列為

全國綜合大學(xué)地理系和高等師范大學(xué)地理系的專業(yè)課；1984年和1985年，正式出版了教材《計(jì)量地理學(xué)概論》和《計(jì)量地理學(xué)基礎(chǔ)》▲20世紀(jì)80年代后期以來，地理數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用與系統(tǒng)科學(xué)，系統(tǒng)分析方法以及

GIS技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來。

3.

計(jì)量地理學(xué)在中國的發(fā)展

數(shù)學(xué)方法用途概率論用于地理現(xiàn)象、地理要素的隨機(jī)分布研究。抽樣調(diào)查用于地理數(shù)據(jù)的采集和整理。相關(guān)分析分析地理要素之間的相關(guān)關(guān)系?；貧w分析擬合地理要素之間的數(shù)量關(guān)系,預(yù)測發(fā)展趨勢。方差分析研究地理數(shù)據(jù)分布的離散程度。時(shí)間序列分析用于地理過程時(shí)間序列的預(yù)測與控制研究。主成分分析用于地理數(shù)據(jù)的降維處理及地理要素的因素分析與綜合評價(jià)。§1.2

計(jì)量地理學(xué)中的主要數(shù)學(xué)方法聚類分析用于各種地理要素分類,各種地理區(qū)域劃分。判別分析用于判別地理要素，地理單元的類型歸屬。趨勢面分析用于擬合地理要素的空間分布形態(tài)。協(xié)方差與變異函數(shù)用于研究地理要素的空間相關(guān)性及空間分布的數(shù)量規(guī)律?？肆⒏穹ㄓ糜诘乩硪胤植嫉目臻g局部估計(jì)與局部插值。馬爾可夫過程用于研究隨機(jī)地理過程，預(yù)測隨機(jī)地理事件。線性規(guī)劃用于研究有關(guān)規(guī)劃與決策問題。投入產(chǎn)出分析用于產(chǎn)業(yè)部門聯(lián)系分析，勞動(dòng)地域構(gòu)成分析，區(qū)域相互作用分析。多目標(biāo)規(guī)劃用于研究有關(guān)規(guī)劃與決策問題。非線性規(guī)劃用于研究有關(guān)規(guī)劃與決策問題。動(dòng)態(tài)規(guī)劃用于有關(guān)多階段地理決策問題的求解網(wǎng)絡(luò)分析用于交通網(wǎng)絡(luò)，通訊網(wǎng)絡(luò)，河流水系等地理網(wǎng)絡(luò)的研究。層次分析法用于有關(guān)多層次，多要素戰(zhàn)略決策問題的分析。風(fēng)險(xiǎn)型決策分析法用于各種風(fēng)險(xiǎn)型地理決策問題的分析。非確定型決策分析法用于各種非確定型地理決策問題的分析。模糊數(shù)學(xué)方法用于各種模糊地理現(xiàn)象，地理過程，地理決策和系統(tǒng)評價(jià)研究?？刂普撚糜诘乩磉^程，地理系統(tǒng)的調(diào)控研究。信息論用于各種地理信息的分析，處理。突變論用于有關(guān)突發(fā)性地理現(xiàn)象，地理事件的研究。耗散結(jié)構(gòu)理論用于有關(guān)地理系統(tǒng),地理過程的組織與演化問題研究。協(xié)同學(xué)用于有關(guān)地理系統(tǒng),地理過程的自組織問題研究?；疑到y(tǒng)方法用于灰色地理系統(tǒng)的分析,建模,控制與決策研究。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法用于對地理系統(tǒng)的仿真,模擬和預(yù)測。分形理論用于有關(guān)地理實(shí)體的形態(tài)及要素分布形態(tài)的自相似機(jī)理研究。小波分析用于多層次,多尺度,多分辨率的地理時(shí)空過程的時(shí)頻分析。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于有關(guān)地理模式的識別,地理過程機(jī)制的自學(xué)習(xí)及預(yù)測等。遺傳算法用于復(fù)雜的非線性地理問題的計(jì)算。細(xì)胞自動(dòng)機(jī)用于有關(guān)地理過程的計(jì)算機(jī)模擬。§1.3

對計(jì)量地理學(xué)的評價(jià)對于計(jì)量地理學(xué)，產(chǎn)生了三種觀點(diǎn)：1“反定量化”——反對地理學(xué)定量化研究，認(rèn)為

地理現(xiàn)象十分復(fù)雜，不能用簡單的數(shù)學(xué)方法來解釋，對數(shù)學(xué)方法采取拒絕和否定態(tài)度。1“定量化”——推崇地理學(xué)定量化，認(rèn)為數(shù)學(xué)方

法不僅是一種分析技術(shù)，而且能夠?qū)С銎毡樾砸?guī)律，能夠解決地理學(xué)傳統(tǒng)研究方法所不能解決的理論問題。■“非定量化”——認(rèn)為數(shù)學(xué)方法只是地理學(xué)研究方法之一，只能用來研究地理要素之間的數(shù)量關(guān)系和地理事物的空間格局，不能用來描述和解釋地理規(guī)律，不能導(dǎo)出地理學(xué)理論，但其觀點(diǎn)搖擺不定。1應(yīng)用方面1應(yīng)用中應(yīng)該注意的幾個(gè)問題①

地理數(shù)據(jù)的篩選

與質(zhì)量檢驗(yàn)問題②

模型的建造問題③

與GIS結(jié)合的問題§1.4

計(jì)量地理學(xué)的應(yīng)用◆

分布型分析--對地理要素的分布特征及規(guī)律進(jìn)行定量分析?！?/p>

相互關(guān)系分析--對地理要素，地理事物之間的相互關(guān)系進(jìn)行定量分析。◆

類型研究--對地理事物的類型和各種地理區(qū)域進(jìn)行定量劃分。◆

網(wǎng)絡(luò)分析--對水系，交通網(wǎng)絡(luò)，行政區(qū)劃，經(jīng)濟(jì)區(qū)域等的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析。數(shù)

學(xué)

方

法

主

要

應(yīng)

用

方

面◆

趨勢面分析--做出地理要素的趨勢等值線圖，展示所要分析的地理要素的空間分布規(guī)律?！?/p>

空間相互作用分析--定量分析各種“地理流”

在不同區(qū)域之間流動(dòng)的方向和強(qiáng)度?！?/p>

系統(tǒng)仿真研究--構(gòu)造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，建立描述系統(tǒng)

的數(shù)學(xué)模型，以適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法與算法語言將

數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以識別運(yùn)行的工作模

型?！?/p>

過程模擬與預(yù)測研究--定量地揭示地理事物，地理現(xiàn)象隨時(shí)間變化的規(guī)律，預(yù)測其未來發(fā)展趨勢?！?/p>

空間擴(kuò)散研究--定量地揭示各種地理現(xiàn)象及其在地理空間的擴(kuò)散規(guī)律。◆

地理系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)控研究--運(yùn)用系統(tǒng)控制理論，研究人地相互作用的地理系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)控問題。㈠地理數(shù)據(jù)的篩選與質(zhì)量檢驗(yàn)問題①確定模型中的參數(shù)與初值；②檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼_性、合理性和有效性。③影響由模型所得出的研究結(jié)果的正確性。應(yīng)用中應(yīng)該注意的幾個(gè)問題㈡模型的建造問題①確定各類變量哪些變量的調(diào)控可以使系統(tǒng)的

行為發(fā)生改變。②確定建立靜態(tài)模型還是建立動(dòng)態(tài)模型，創(chuàng)建

模型所采用的觀點(diǎn)及有關(guān)數(shù)據(jù)③