計(jì)量地理 第一章 緒論

1、.目 錄第一章 緒 論1第一節(jié) 計(jì)量地理學(xué)的產(chǎn)生1一.計(jì)量地理學(xué)的產(chǎn)生1二.計(jì)量地理學(xué)的研究方法2三國(guó)際計(jì)量地理學(xué)發(fā)展2四中國(guó)計(jì)量地理學(xué)的發(fā)展3第二節(jié) 計(jì)量地理學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容4一、計(jì)量地理學(xué)的研究對(duì)象4二、計(jì)量地理學(xué)的內(nèi)容5第三節(jié) 計(jì)量地理學(xué)的研究方法5一、地理系統(tǒng)分析6二、隨機(jī)數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用6三、地理系統(tǒng)模擬6四、電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用6第四節(jié) 計(jì)量地理學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)7一、計(jì)量地理學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐的進(jìn)一步結(jié)合7二、系統(tǒng)分析的應(yīng)用7三、地理信息系統(tǒng)的建立7四、計(jì)量方法的發(fā)展7第一章 緒 論 計(jì)量地理學(xué)是地理學(xué)的一門(mén)方法論學(xué)科。數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析法系統(tǒng)分析方法模擬分析方法計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)籌學(xué)分析法研究中廣泛應(yīng)用在

2、地理學(xué)各領(lǐng)域第一節(jié) 計(jì)量地理學(xué)的產(chǎn)生一.計(jì)量地理學(xué)的產(chǎn)生計(jì)量地理學(xué)是隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。二十世紀(jì)中葉，地理學(xué)掀起了一次巨大的革命，主要是方法上的重大變革，即所謂“計(jì)量革命”（Quantitative Revolution）。許多新的地理著作和論文，再不是如過(guò)去那樣只用文字及地圖，而是應(yīng)用了許多數(shù)學(xué)公式及統(tǒng)計(jì)圖表。研究的目的是建立一些模式（Models）、法則（Rules）、定律（Laws）、學(xué)說(shuō)（Theories）或假說(shuō)（Hypothesis）等。在過(guò)去只有自然科學(xué)能夠做到，現(xiàn)在則許多社會(huì)科學(xué)都已如此，而且廣泛地使用電子計(jì)算機(jī)（Computers）進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)

3、理統(tǒng)計(jì)分析。地理學(xué)的研究，已經(jīng)與其它自然科學(xué)及社會(huì)科學(xué)一樣，迅速地建立起科學(xué)的分析方法。傳統(tǒng)的地理學(xué)，每每用一些過(guò)于籠統(tǒng)的形容語(yǔ)句去描寫(xiě)一個(gè)區(qū)域或城市的特性。例如：某區(qū)氣候良好，適宜人居；或某地地形崎嶇，生產(chǎn)落后；又或說(shuō)某一城市形勢(shì)握要，工商業(yè)發(fā)達(dá)；或者說(shuō)某地的土質(zhì)肥美，農(nóng)產(chǎn)豐盛；某市交通發(fā)達(dá)，人文薈萃等等。這些形容語(yǔ)句，在傳統(tǒng)式的教科書(shū)中應(yīng)用太多，而缺乏了定量分析的準(zhǔn)確性。在地理上，各種現(xiàn)象因地域而異，也是由于構(gòu)成此一現(xiàn)象的許多因素的量的配合不同所致，所以質(zhì)變是由量變而造成。凡事物的空間差異性，都是由多種因素中的量變，漸漸表現(xiàn)而為質(zhì)變的。每一事物，如果在兩個(gè)地方的性質(zhì)表現(xiàn)不同，我們不能只用含

4、糊的形容語(yǔ)句去描寫(xiě)一番，而須用計(jì)量的分析，作準(zhǔn)確性的判斷。所以各種現(xiàn)象都要找出許多因素作量的分析，即可了如指掌，亦可進(jìn)而預(yù)測(cè)未來(lái)演變的趨向。在研究地理事物的時(shí)空分布、相互關(guān)系、地理區(qū)劃，乃至進(jìn)行地理要素的預(yù)測(cè)、分析和控制過(guò)程中，必然獲取大量的數(shù)據(jù)資料，為了對(duì)這些資料進(jìn)行系統(tǒng)整理，從而闡明地理現(xiàn)象的規(guī)律、理解地理事物發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律,更好地為生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)，在地理學(xué)的研究中引入了數(shù)學(xué)方法，產(chǎn)生了計(jì)量地理學(xué)。電子計(jì)算機(jī)和其它計(jì)算工具的發(fā)展和普及，又為計(jì)量地理學(xué)的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，計(jì)量地理學(xué)的出現(xiàn)，反映了地理學(xué)從定性描述階段進(jìn)入了定量分析階段。二.計(jì)量地理學(xué)的研究方法計(jì)量地理學(xué)的研究方法包括:

5、1.以定量的精確判斷來(lái)補(bǔ)充定性的文字描述和簡(jiǎn)單的地圖表示的不足；2.以抽象的且能反映本質(zhì)的數(shù)學(xué)模型去反映具體的龐雜的各種地理現(xiàn)象；3.以地理過(guò)程的預(yù)測(cè)和模擬來(lái)代替對(duì)現(xiàn)狀的分析和說(shuō)明；4.以合理的趨勢(shì)推導(dǎo)與類推法去代替簡(jiǎn)單的因果關(guān)系分析；5.以最新的技術(shù)手段去革新傳統(tǒng)的地理學(xué)研究方法。三國(guó)際計(jì)量地理學(xué)發(fā)展關(guān)于地理學(xué)的定量研究，早在本世紀(jì)三十年代就已出現(xiàn)，但有顯著進(jìn)展卻是在五十年代至七十年代，特別是1963年鮑頓（Burton）提出“計(jì)量革命”（Quantitative Revolution）以來(lái)，計(jì)量地理的發(fā)展尤為迅速。這一時(shí)期的地理研究中，引入了新技術(shù)、新方法，提出了新的見(jiàn)解并產(chǎn)生了新理論。計(jì)

6、量地理學(xué)：Quantitative Geography或 Quantitative Analysis in Geography也稱理論地理學(xué)Theoretical Geography，國(guó)際計(jì)量地理雜志 Geographical Analysis的副標(biāo)題就是國(guó)際理論地理雜志。計(jì)量地理學(xué)的研究，首先從聯(lián)邦德國(guó)、瑞典、芬蘭開(kāi)始，以后傳至美國(guó)、英國(guó)、日本、蘇聯(lián)、新西蘭、印度等國(guó)，今天幾乎已遍及世界各國(guó)。在國(guó)外，有關(guān)計(jì)量地理學(xué)的著作、論文、雜志很多。例如幫奇（Bunge,W ）著的理論地理學(xué)（1962）、哈格特（Haggett,P）著的人文地理學(xué)的區(qū)位分析（1965）、喬利（Chorkey,R）和哈格特

7、合著的地理模型（1967），加里森(Garrison,W.L)和馬布里(D.F.Marble)合著的計(jì)量地理學(xué),耶次（Yeate,M.H）著的經(jīng)濟(jì)地理數(shù)量分析入門(mén)（1968）、科爾（Cole,）和金合著的計(jì)量地理學(xué)（1968）、貝里（Berry,B.J.L）和馬布里合著的空間分析（1968）、哈維（）著的地理學(xué)注釋（1969）、金（King,L.J）著的地理學(xué)統(tǒng)計(jì)分析（1969）、哈格特和喬利合著的網(wǎng)絡(luò)分析（1969）,安布羅斯（Ambrose,P）著的解析人文地理學(xué)（1969）、艾布勒（Abler,R）、安布羅斯和古爾德（P.Gould）合著的空間組織（1971）、石水照雄著的計(jì)量地理學(xué)概說(shuō)

8、（1976）、奧野隆史著的計(jì)量地理學(xué)基礎(chǔ)（1977）等等。這些都是有關(guān)計(jì)量地理的分析和學(xué)術(shù)專著。1963年英國(guó)出版了地理學(xué)計(jì)量資料雜志，1969年美國(guó)出版了計(jì)量地理學(xué)的專門(mén)雜志地理學(xué)分析。此外，與計(jì)量地理有關(guān)的學(xué)術(shù)討論會(huì)在各國(guó)已舉行過(guò)多次，并陸續(xù)建立起計(jì)量地理學(xué)的專門(mén)組織。例如，1964年在國(guó)際地理聯(lián)合會(huì)（IGU）中設(shè)立了地理學(xué)計(jì)量地理學(xué)方法委員會(huì)（Commission on Quantitative Methods in Geography）,1967年英國(guó)地理學(xué)會(huì)設(shè)立了地理教學(xué)采用模型和計(jì)量技術(shù)委員會(huì)(Standing Committee on the Role of Models and

9、 Quantitative Technigues in Geographical Teaching)，1968年在日本成立了計(jì)量地理學(xué)研究委員會(huì)，1973年又改稱理論、計(jì)量地理學(xué)委員會(huì)。四中國(guó)計(jì)量地理學(xué)的發(fā)展1980年1月在全國(guó)地理學(xué)會(huì)第四次代表大會(huì)上對(duì)計(jì)量地理學(xué)作了專門(mén)介紹。1980年5月召開(kāi)全國(guó)高等院校理科地理教材編審委員會(huì)議時(shí)，審訂了高等學(xué)校地理系用的計(jì)量地理學(xué)教學(xué)大綱。1980年9月舉辦了由全國(guó)高等院校部分教師和地理研究工作者參加的計(jì)量地理學(xué)數(shù)學(xué)在地學(xué)研究中的應(yīng)用討論班。1980年11月，我國(guó)部分地理工作者在南京成立了計(jì)量地理學(xué)研究會(huì)，開(kāi)展計(jì)量地理學(xué)研究和學(xué)術(shù)交流。1982年10月華東

10、師范大學(xué)地理系出版了計(jì)量地理論文專輯，發(fā)表高等院校的有關(guān)單位的研究論文。新學(xué)科的產(chǎn)生和發(fā)展，離不開(kāi)原有基礎(chǔ)。計(jì)量地理學(xué)是在傳統(tǒng)地理學(xué)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，計(jì)量地理學(xué)和傳統(tǒng)地理學(xué)是密切不可分割的，把它們對(duì)立起來(lái)的觀點(diǎn)是不對(duì)的。但是計(jì)量地理學(xué)不僅可以作為地理事物空間與過(guò)程研究、生態(tài)研究、區(qū)域研究的分析手段，而且能夠據(jù)此導(dǎo)出普遍性和規(guī)律性，達(dá)到過(guò)去用定性方法研究所沒(méi)有能夠完成的地理學(xué)的理論結(jié)構(gòu)。馬克思早就指出，科學(xué)僅當(dāng)它成功的利用數(shù)學(xué)時(shí)，才達(dá)到完善的程度。計(jì)量地理學(xué)的產(chǎn)生體現(xiàn)了地理學(xué)研究方法和理論體系的進(jìn)一步完善。第二節(jié) 計(jì)量地理學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容一、計(jì)量地理學(xué)的研究對(duì)象計(jì)量地理學(xué)的研究對(duì)象大致可分為下列

11、三個(gè)方面：（一）空間與過(guò)程的研究這是關(guān)于地域分布與地域過(guò)程的研究，主要查明地表事物的分布位置和模式及其成因與變化。把分布與過(guò)程結(jié)合起來(lái)，著重強(qiáng)調(diào)區(qū)位分析或區(qū)位因素的分析，即通過(guò)與其它有關(guān)因素的聯(lián)系過(guò)程，來(lái)探索地表事物之間規(guī)律性的空間關(guān)系，并以此為人類活動(dòng)有關(guān)的地面設(shè)施的位置提出適當(dāng)?shù)陌才牛瑸樯a(chǎn)布局服務(wù)。這里要提出的是，傳統(tǒng)地理學(xué)對(duì)于空間過(guò)程或地域過(guò)程，其中包括自然過(guò)程和人文過(guò)程的研究是很薄弱的。戴維斯就地貌發(fā)育的問(wèn)題，講過(guò)這樣的一句話：地貌是過(guò)程和時(shí)間的函數(shù)。他在這里主要是著眼于地質(zhì)時(shí)期的發(fā)育過(guò)程，內(nèi)容也過(guò)于簡(jiǎn)單，對(duì)現(xiàn)代過(guò)程則未予重視。后來(lái)對(duì)地貌形成過(guò)程、特別是現(xiàn)代地貌形成過(guò)程進(jìn)行了研究。七

12、十年代初期喬利強(qiáng)調(diào)自然地理學(xué)研究空間過(guò)程反應(yīng)系統(tǒng)的重要性。我國(guó)地理學(xué)家李春芬、吳傳鈞、沈玉昌、左大康等，也在有關(guān)論文中指出這方面研究的重要性。所謂感應(yīng)地理（Perception Geography）和行為地理（Behaviour Geography）研究，則屬于人文地理現(xiàn)象分布的形成過(guò)程。計(jì)量地理學(xué)強(qiáng)調(diào)研究的是把空間和過(guò)程結(jié)合起來(lái)，通過(guò)過(guò)程來(lái)研究分布位置與模式，并從過(guò)程演化中來(lái)預(yù)測(cè)變化趨勢(shì)。所謂模式就是現(xiàn)實(shí)事物或真實(shí)世界的一種簡(jiǎn)化的模型，通過(guò)各種指標(biāo)的相關(guān)來(lái)顯示地域性質(zhì)和空間關(guān)系。（二）生態(tài)研究這主要是指人地關(guān)系的研究。由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、世界人口的日益增長(zhǎng)，人類利用自然環(huán)境的范圍擴(kuò)大了，強(qiáng)度

13、也不斷提高，甚至使環(huán)境質(zhì)量惡化，例如森林被破壞，造成生態(tài)的不平衡等。（三）區(qū)域研究地理區(qū)域的相似性和差異性是區(qū)域研究的根據(jù)，過(guò)去只滿足于描述和解釋區(qū)域的特點(diǎn)和差異（區(qū)內(nèi)和區(qū)際的），強(qiáng)調(diào)區(qū)域個(gè)性，把注意力局限于形態(tài)一致的區(qū)域，現(xiàn)在則日益趨向于功能區(qū)域。計(jì)量地理強(qiáng)調(diào)的是區(qū)際之間的關(guān)系和區(qū)域空間組織的研究。在實(shí)踐中這類研究多應(yīng)用于區(qū)域規(guī)劃包括城市規(guī)劃、流域規(guī)劃、不同層次的綜合自然地理區(qū)劃、經(jīng)濟(jì)區(qū)劃及區(qū)際交流等。二、計(jì)量地理學(xué)的內(nèi)容在傳統(tǒng)地理學(xué)的各學(xué)科中，一般以位置、分布、形態(tài)、機(jī)能、構(gòu)造、發(fā)展等來(lái)構(gòu)成自己的理論體系，而著眼于空間側(cè)面的計(jì)量地理學(xué)，則用以下的內(nèi)容來(lái)構(gòu)成地理事物的空間的、計(jì)量的、規(guī)律性的

14、理論體系：、 布型分析、 網(wǎng)絡(luò)分析、 地域趨勢(shì)面分析、 地域構(gòu)成分析、 空間的相互作用分析、 空間擴(kuò)散分析、 空間行動(dòng)的分析計(jì)量地理學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容體系之間，是源與流的關(guān)系，是緊密聯(lián)系的；內(nèi)容體系中的前四個(gè)方面是地理事物空間存在形態(tài)的計(jì)量，后三個(gè)方面則是地理事物空間關(guān)系和空間過(guò)程的計(jì)量。從這個(gè)意義上講，前者是靜態(tài)方面研究，后者則是從動(dòng)態(tài)方面研究，而客觀的地理事物，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)之間又是相對(duì)的，就其本質(zhì)而言又是密切相關(guān)的。第三節(jié) 計(jì)量地理學(xué)的研究方法計(jì)量地理學(xué)和傳統(tǒng)地理學(xué)不同的特點(diǎn)之一就是它的研究方法。傳統(tǒng)地理學(xué)是把現(xiàn)實(shí)世界分成系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)觀察、分類、比較、綜合、描述等方法，由直接的類推得出現(xiàn)實(shí)世界

15、的結(jié)論。而計(jì)量地理學(xué)是就現(xiàn)實(shí)世界系統(tǒng)，先建立假說(shuō)，然后模式化，應(yīng)用現(xiàn)實(shí)的資料進(jìn)行檢驗(yàn)，而且解釋檢驗(yàn)的結(jié)果，并導(dǎo)出有關(guān)現(xiàn)實(shí)世界的結(jié)論，再經(jīng)反復(fù)推敲形成理論。因此計(jì)量地理學(xué)用建立模型、反復(fù)檢驗(yàn)的計(jì)量分析方法，和傳統(tǒng)地理學(xué)的分析方法是不同的。計(jì)量地理學(xué)的研究方法，具體來(lái)說(shuō)可歸納成如下幾點(diǎn)：一、地理系統(tǒng)分析地理系統(tǒng)是指地球 表面的巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈和人類相互作用的物質(zhì)、能量、信息運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。它是復(fù)雜的多級(jí)別、多要素系統(tǒng)。地理系統(tǒng)分析就是指揚(yáng)棄地理事物繁瑣的枝節(jié)，抓住實(shí)質(zhì)，抽象出地理事物在結(jié)構(gòu)與功能上的主線，并能揭示地理事物動(dòng)態(tài)演變的方法和強(qiáng)度，預(yù)測(cè)其狀態(tài)變化和穩(wěn)定性程度等，從而對(duì)復(fù)雜的、高級(jí)的

16、地理系統(tǒng)簡(jiǎn)化成次一級(jí)的簡(jiǎn)單系統(tǒng)，進(jìn)而探討地理要素之間的數(shù)量關(guān)系。因此，地理系統(tǒng)的分析方法，一般首先是要列出研究定義的那一等級(jí)系統(tǒng)的要素清單，并根據(jù)地理系統(tǒng)的實(shí)際情況，畫(huà)出各要素的聯(lián)系框圖，然后再以定量的方法研究系統(tǒng)要素間的關(guān)系。二、隨機(jī)數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用地理系統(tǒng)的輸入輸出之間，一般具有隨機(jī)性質(zhì)，因此，計(jì)量地理學(xué)大部分內(nèi)容是隨機(jī)數(shù)學(xué)方法在應(yīng)用。計(jì)量地理學(xué)的定量技術(shù)中，最基本的技術(shù)可分為說(shuō)明的技術(shù)、推理的技術(shù)和構(gòu)成模式的技術(shù)三種。三、地理系統(tǒng)模擬計(jì)量地理學(xué)是運(yùn)用數(shù)學(xué)模型研究地理系統(tǒng)的。建立地理系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的過(guò)程，稱為地理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模擬（簡(jiǎn)稱地理模型）。地理模型一般是可解的，如果地理模型是地理系統(tǒng)或其特

17、性的好的代表，那么地理模型的解，也就是解決地理系統(tǒng)問(wèn)題 的一個(gè)可代實(shí)現(xiàn)的方案。在地理系統(tǒng)預(yù)測(cè)和地理系統(tǒng)規(guī)劃的研究中，普遍運(yùn)用數(shù)學(xué)模型。四、電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用地理學(xué)應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)，開(kāi)辟了一個(gè)新的研究領(lǐng)域，它不僅是計(jì)量地理學(xué)的計(jì)算工具，也是強(qiáng)有力的試驗(yàn)工具。計(jì)算機(jī)速度快、存儲(chǔ)信息量大、運(yùn)用程序進(jìn)行工作。地理學(xué)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用可歸納為：地理問(wèn)題數(shù)字化、數(shù)學(xué)問(wèn)題計(jì)算化、計(jì)算問(wèn)題程序化、程序問(wèn)題信息化、上機(jī)計(jì)算自動(dòng)化。第四節(jié) 計(jì)量地理學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)量地理學(xué)發(fā)展初期，主要運(yùn)用一般統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)地理要素進(jìn)行計(jì)量。六十年代以來(lái)，地理學(xué)研究中逐步應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)，開(kāi)始把多元化、隨機(jī)過(guò)程引進(jìn)了研究領(lǐng)域，并十分重視計(jì)算技術(shù)。其發(fā)展趨勢(shì)可歸納為：一、計(jì)量地理學(xué)和生產(chǎn)實(shí)踐的進(jìn)一步結(jié)合生產(chǎn)發(fā)展的需要和新技術(shù)在地理學(xué)研究中的應(yīng)用，使地理學(xué)領(lǐng)域發(fā)生一系列的巨大變化：、觀念變（從說(shuō)明現(xiàn)在到預(yù)報(bào)未來(lái)）、內(nèi)容變（從表現(xiàn)存在到深化影響）、方法變（從定性研究到定量分析）。這樣就使得計(jì)量地理學(xué)進(jìn)一步發(fā)展的正確途徑是從生產(chǎn)實(shí)踐出發(fā)，研究和回答生產(chǎn)中的問(wèn)題。結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，就是要把計(jì)量地理學(xué)自