绪论《计量地理学》课件.docx

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绪论《计量地理学》课件

绪论_《计量地理学》课件

第一章绪论

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计量地理学的形成和发展

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计量地理学的主要内容

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对计量地理学的评价

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计量地理学的应用

§1.1计量地理学的形成和发展

■现代地理学发展史上的计量运动

■计量地理学的发展阶段

■现代地理学的数学方法在中国的发展

1.现代地理学发展史上的计量运动

近代地理学有三种主要学派:

区域学派，代表人物是赫特纳（A.Hettner），哈

特向（R.Hartshorne。

人地关系学派，代表人物是洪堡（AlexanderVon

Humboldt），李特尔（KarlRitter）、李希霍芬

（F.Richthofen）等。

景观学派，代表人物是施吕特尔（O.Schlüter）等。

赫特纳（1859～1941）

Hettner，Alfred

德国地理学家，近代地理学区域学

派奠基人。

1895年创办《地理杂志》

并长期任主编。

赫特纳强调地理学

的区域特性。

的动运量计期早计量运动起于三种学派对区域学派的批评否定。

衣阿华的经济派。

着重探讨经济区位现象间

区位现象间相互内在联系及其组合类型。

威斯康星的统计派。

主要特征是发展和应用

统计分析方法。

种三普林斯顿的社会物理学派。

受此派影响，引

力模型，位势模型,空间相互作用模式得推广。

派学

促进计量运动发展的其他组织和个人

加里森WilliamL.Garrison及其领导的华盛顿小组。

加氏第一个把地理学的理论和方法建立在定量的基础

上，第一个编定了《计量地理学》教材。

美国区域科学协会美国计量运动的源地之一；瑞典学者

哈格斯特朗曾为地理计量方法研讨班授课，组织美国

和瑞典地理学家与克里斯塔勒会面，交流学术思想。

计量运动中涌现的著名学派，组织

和学术刊物

◆1964年国际地理学联合会IGU设立的地理计量学

方法委员会；

◆1967年英国地理学会设立的地理教学采用模型和

计量技术委员会；

◆1968年日本成立的计量地理学研究委员会，1973

年又改称理论、计量地理学委员会；

◆1963年英国出版的《地理学计量资料杂志》和

1969年美国出版的《地理分析――国际理论地理学》

杂志。

2.计量地理学的发展阶段

第一阶段（20世纪50年代末到60年代末期）

把统计学方法引入地理学研究领域。

第二阶段（20世纪60年代末期到70年代末期）

多元统计分析方法和电子计算机技术在

地理学研究中广泛应用。

第三阶段（20世纪70年代末期开始到80年代

末期）

数学方法有概率论与数理统计方法、规划

方法，决策方法，网络分析方法，数学物理

方法，模糊数学方法，分形几何学方法，非

线性分析方法，投入产出分析方法等。

第四阶段（20世纪90年代初至今）

由传统意义上的计量地理学向计算地理学

发展。

3.计量地理学在中国的发展

▲70年代末80年代初，计量地理学开始起

步。

1980年5月，《计量地理学》被列为

全国综合大学地理系和高等师范大学地理

系的专业课；1984年和1985年，正式出版

了教材《计量地理学概论》和《计量地理

学基础》

▲20世纪80年代后期以来，地理数学方法

的应用与系统科学，系统分析方法以及

GIS技术有机地结合起来。

§1.2计量地理学中的主要数学方法

数学方法用途

概率论用于地理现象、地理要素的随机分布研究。

抽样调查用于地理数据的采集和整理。

相关分析分析地理要素之间的相关关系。

回归分析拟合地理要素之间的数量关系,预测发展趋势。

方差分析研究地理数据分布的离散程度。

时间序列分析用于地理过程时间序列的预测与控制研究。

用于地理数据的降维处理及地理要素的因素分析与综合

主成分分析

评价。

聚类分析用于各种地理要素分类,各种地理区域划分。

判别分析用于判别地理要素，地理单元的类型归属。

趋势面分析用于拟合地理要素的空间分布形态。

协方差与变异函数用于研究地理要素的空间相关性及空间分布的数量

规律。

克立格法用于地理要素分布的空间局部估计与局部插值。

马尔可夫过程用于研究随机地理过程，预测随机地理事件。

线性规划用于研究有关规划与决策问题。

投入产出分析用于产业部门联系分析，劳动地域构成分析，区域

相互作用分析。

多目标规划用于研究有关规划与决策问题。

非线性规划用于研究有关规划与决策问题。

动态规划用于有关多阶段地理决策问题的求解

网络分析用于交通网络，通讯网络，河流水系等地理网络的研究。

层次分析法用于有关多层次，多要素战略决策问题的分析。

风险型决策分析法用于各种风险型地理决策问题的分析。

非确定型决策分析法用于各种非确定型地理决策问题的分析。

模糊数学方法用于各种模糊地理现象，地理过程，地理决策和系统评

价研究。

控制论用于地理过程，地理系统的调控研究。

信息论用于各种地理信息的分析，处理。

突变论用于有关突发性地理现象，地理事件的研究。

耗散结构理论用于有关地理系统,地理过程的组织与演化问题研究。

协同学用于有关地理系统,地理过程的自组织问题研究。

灰色系统方法用于灰色地理系统的分析,建模,控制与决策研究。

系统动力学方法用于对地理系统的仿真,模拟和预测。

分形理论用于有关地理实体的形态及要素分布形态的自相似机

理研究。

小波分析用于多层次,多尺度,多分辨率的地理时空过程的时频

分析。

人工神经网络用于有关地理模式的识别,地理过程机制的自学习及

预测等。

遗传算法用于复杂的非线性地理问题的计算。

细胞自动机用于有关地理过程的计算机模拟。

§1.3对计量地理学的评价

对于计量地理学，产生了三种观点：

“反定量化”――反对地理学定量化研究，认为

地理现象十分复杂，不能用简单的数学方法来解

释，对数学方法采取拒绝和否定态度。

“定量化”――推崇地理学定量化，认为数学方

法不仅是一种分析技术，而且能够导出普遍性规

律，能够解决地理学传统研究方法所不能解决的

理论问题。

■“非定量化”――认为数学方法只是地理

学研究方法之一，只能用来研究地理要

素之间的数量关系和地理事物的空间格

局，不能用来描述和解释地理规律，不

能导出地理学理论，但其观点摇摆不定。

§1.4计量地理学的应用

应用方面

应用中应该注意的几个问题

①地理数据的筛选

与质量检验问题

②模型的建造问题

③与GIS结合的问题

面方用应要主法方学数◆分布型分析--对地理要素的分布特征及规律进

行定量分析。

◆相互关系分析--对地理要素，地理事物之间的

相互关系进行定量分析。

◆类型研究--对地理事物的类型和各种地理区域

进行定量划分。

◆网络分析--对水系，交通网络，行政区划，经

济区域等的空间结构进行定量分析。

◆趋势面分析--做出地理要素的趋势等值线图，

展示所要分析的地理要素的空间分布规律。

◆空间相互作用分析--定量分析各种“地理流”

在不同区域之间流动的方向和强度。

◆系统仿真研究--构造系统结构，建立描述系统

的数学模型，以适当的计算方法与算法语言将

数学模型转化为计算机可以识别运行的工作模

型。

◆过程模拟与预测研究--定量地揭示地理事物，

地理现象随时间变化的规律，预测其未来发展

趋势。

◆空间扩散研究--定量地揭示各种地理现象及其

在地理空间的扩散规律。

◆地理系统优化调控研究--运用系统控制理论，

研究人地相互作用的地理系统的优化调控问题。

应用中应该注意的几个问题

一地理数据的筛选与质量检验问题

①确定模型中的参数与初值；

②检验模型的正确性、合理性和有效性。

③影响由模型所得出的研究结果的正确性。

二模型的建造问题

①确定各类变量哪些变量的调控可以使系统的

行为发生改变。

②确定建立静态模型还是建立动态模型，创建

模型所采用的观点及有关数据

③检验所建模型的精度及该模型的合理性和有

效性。

数学方法和GIS的结合

一些复杂地理问题的研究，需要强有力的

计算方法与计算机程序的支持，而且研究结论

也需要以地图，统计图形或表格方式被输出，

显然这些必须由GIS技术才能完成。

GIS也需要

计量地理学为其建造空间分析模。

因此，计量

地理学与GIS相结合，才能不断提高其应用水

平和层次。