計(jì)量地理學(xué)---緒論

1、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)的研究對象和內(nèi)容 計(jì)量地理學(xué)的研究方法及應(yīng)用,1.1 計(jì)量地理學(xué)的形成和發(fā)展,新興學(xué)科計(jì)量地理學(xué) 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,一、新興學(xué)科計(jì)量地理學(xué),1、定義： 計(jì)量地理學(xué)：是研究運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)手段，對地理現(xiàn)象、地理過程進(jìn)行定量化研究，以揭示地理現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展的內(nèi)在機(jī)制及演化規(guī)律，進(jìn)行地理系統(tǒng)預(yù)測及優(yōu)化調(diào)控的學(xué)科。,Quantitative Geography 也稱Theoretical Geography,理 論 分 析,應(yīng) 用 研 究,地理事物的時(shí)空分布、相互關(guān)系和地理區(qū)劃,地理系統(tǒng)預(yù)測、控制和規(guī)劃,

2、數(shù)據(jù) 整理,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 調(diào)查數(shù)據(jù) 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) ,2、計(jì)量地理學(xué)的特征： 以定量的精確判斷來補(bǔ)充定性文字描述的不足 以抽象且能反映本質(zhì)的數(shù)學(xué)模型去反映具體的龐雜的各種地理現(xiàn)象 以地理過程的模擬和預(yù)測代替對現(xiàn)狀的解釋和對未來的主觀推測 以內(nèi)在機(jī)理推導(dǎo)代替簡單的因果關(guān)系分析 地理學(xué)向定量化、精確化發(fā)展； 地理學(xué)不是Arts，而是Science。,3、計(jì)量地理學(xué)是新興學(xué)科,地理學(xué)發(fā)展階段： 古代地理學(xué)記載地理知識為主； 近代地理學(xué)地理現(xiàn)象條理化歸納，地理現(xiàn)象之間的關(guān)系解釋性描述； 現(xiàn)代地理學(xué)定性與定量相結(jié)合，規(guī)范研究與實(shí)證研究并舉，解釋各種地理現(xiàn)象的內(nèi)在機(jī)制并預(yù)測其未來演變。 地理學(xué)定量研究的顯著進(jìn)展是在

3、20世紀(jì)50-70年代。,二、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：人地關(guān)系學(xué)派；區(qū)域?qū)W派；景觀學(xué)派。 20世紀(jì)40年代起區(qū)域?qū)W派是地理學(xué)的主要流派。其特點(diǎn)是注重實(shí)證研究，理論研究相對薄弱。 20世紀(jì)50年代，區(qū)域?qū)W派受到質(zhì)疑。由此推動(dòng)地理學(xué)的計(jì)量運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)代地理學(xué)快速發(fā)展。,1、計(jì)量運(yùn)動(dòng)的萌芽 1953年，舍弗爾（F.K. Schaefer）發(fā)表地理學(xué)中的例外論，批評哈特向的“地域獨(dú)特主義” 。 其觀點(diǎn)： 地理學(xué)是解釋現(xiàn)象，而不應(yīng)該是羅列現(xiàn)象； 解釋現(xiàn)象必須有法則，應(yīng)該把地理現(xiàn)象看成是法則的實(shí)例； 地理學(xué)的目的與其他科學(xué)有相似之處：都是追求、探索法則的。 舍弗爾等人對區(qū)域?qū)W派

4、的批評與否定，拉開了現(xiàn)代地理學(xué)發(fā)展史上的計(jì)量運(yùn)動(dòng)的帷幕。,2、美國計(jì)量運(yùn)動(dòng)的三大學(xué)派,地理學(xué)的計(jì)量運(yùn)動(dòng)主要由美國地理學(xué)家發(fā)起。 （1）衣阿華的經(jīng)濟(jì)派： 代表人物是舍弗爾、麥卡爾蒂。受杜能、韋伯、廖什、克里斯泰勒等區(qū)位論學(xué)者影響很深，著重探討經(jīng)濟(jì)區(qū)位現(xiàn)象間相互內(nèi)在聯(lián)系及其組合類型。 （2）威斯康星的統(tǒng)計(jì)派： 代表人物是威弗爾、羅賓遜、東坎和仇佐里，以經(jīng)典著作統(tǒng)計(jì)地理學(xué)為代表作，主要特征是發(fā)展和應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析方法。,2、美國計(jì)量運(yùn)動(dòng)的三大學(xué)派（續(xù)）,（3）普林斯頓的社會(huì)物理學(xué)派： 代表人物是司徒瓦特(J.Q. Stewart)。該派把物理學(xué)原理應(yīng)用于社會(huì)現(xiàn)象的研究之中，發(fā)展了理論地理學(xué)中的引力模型、

5、位勢模型、空間相互作用模式。 此外，20世紀(jì)50年代，加里森(William L. Garrison) 領(lǐng)導(dǎo)的華盛頓小組首次編定了第一本計(jì)量地理學(xué)教材，率先在華盛頓大學(xué)舉辦地理計(jì)量方法研討班。,三、計(jì)量地理學(xué)的發(fā)展階段,第一階段（20世紀(jì)50年代末60年代末） 把統(tǒng)計(jì)學(xué)方法引入地理學(xué)研究領(lǐng)域，構(gòu)造一系列統(tǒng)計(jì)量來定量地描述地理要素的分布特征，應(yīng)用各種概率分布函數(shù)、方差等簡單的統(tǒng)計(jì)特征和回歸分析方法。 第二階段（20世紀(jì)60年代末70年代末） 多元統(tǒng)計(jì)分析方法和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用。地理學(xué)具備了分析多因素、復(fù)雜結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)特征等復(fù)雜地理問題的能力。,第三階段（20世紀(jì)70年代末80年代末） 系統(tǒng)理

6、論、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)優(yōu)化、系統(tǒng)調(diào)控方法等被引進(jìn)地理學(xué)研究領(lǐng)域；GIS技術(shù)的發(fā)展為其提供技術(shù)手段支持。 第四階段（20世紀(jì)90年代初至今）計(jì)算地理時(shí)代 計(jì)算機(jī)技術(shù)與計(jì)算理論和方法的發(fā)展和3S技術(shù)在獲取大容量、整體性地理數(shù)據(jù)信息中的成功應(yīng)用。 引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法模型、細(xì)胞自動(dòng)模型、模式參數(shù)隨機(jī)取樣模型、模糊邏輯模型、改進(jìn)地理加權(quán)回歸等方法。,1.2 計(jì)量地理學(xué)的研究對象和內(nèi)容,一、研究對象地理系統(tǒng) 1 地理空間與過程的研究 2 生態(tài)研究 3 區(qū)域研究,二、研究內(nèi)容 1 空間分布規(guī)律性 2 空間要素分析 3 空間過程分析 4 地理系統(tǒng)模擬、預(yù)測和規(guī)劃,一、研究對象,1、地理空間與過程的研究 把空間

7、和過程結(jié)合起來，強(qiáng)調(diào)區(qū)位因素分析，通過與相關(guān)因素的聯(lián)系過程，探索地理事物之間規(guī)律性的空間關(guān)系，研究空間結(jié)構(gòu)模式，預(yù)測其變化趨勢。并以此為合理安排布局生產(chǎn)活動(dòng)提供依據(jù)。 戴維斯：地貌是過程和時(shí)間的函數(shù)； 杜能的土地利用模式； 土地利用土地覆蓋變化研究（LUCC）； 城市社會(huì)空間結(jié)構(gòu)研究（功能區(qū)，居民出行行為，住宅價(jià)格的分布，商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的布局）。,研究對象,2、生態(tài)研究 研究人口、資源和環(huán)境的關(guān)系問題。 模擬區(qū)域?qū)?fù)雜地理系統(tǒng)的各種系統(tǒng)要素之間的相互關(guān)系與反饋機(jī)制進(jìn)行分析，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；運(yùn)行模型，對真實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真

8、，從而揭示其運(yùn)行機(jī)制與規(guī)律。 系統(tǒng)仿真研究，如世界模型。 土地利用結(jié)構(gòu)與布局優(yōu)化。,研究對象,3、區(qū)域研究 均質(zhì)區(qū)域與功能區(qū)域 強(qiáng)調(diào)區(qū)際之間的關(guān)系和區(qū)域空間組織 如跨流域調(diào)水，城市圈研究，城市規(guī)劃，區(qū)域合作。,二、研究內(nèi)容 地理學(xué)應(yīng)用中的各種數(shù)學(xué)方法,（一）數(shù)理統(tǒng)計(jì)與地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 （二）系統(tǒng)分析方法 （三）其他數(shù)學(xué)方法,（一）數(shù)理統(tǒng)計(jì)與地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,（一）數(shù)理統(tǒng)計(jì)與地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法（續(xù)）,（二）系統(tǒng)分析方法,（三）其他數(shù)學(xué)方法,1.3 計(jì)量地理學(xué)的研究方法及應(yīng)用,一、空間分布規(guī)律性 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。 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

9、定量分析。 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。,二、空間要素分析 分類分區(qū)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。 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。 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。 區(qū)域綜合評價(jià)評價(jià)各地理區(qū)域的綜合實(shí)力、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。,三、空間過程分析 空間擴(kuò)散研究定量地揭示各種地理現(xiàn)象，包括自然現(xiàn)象、經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象、社會(huì)現(xiàn)象、文化現(xiàn)象、技術(shù)現(xiàn)象在地理空間的擴(kuò)散規(guī)律。 空間行為研究主要是對人類活動(dòng)的空間行為決策進(jìn)行定量的研究。,四、地理系統(tǒng)模擬、預(yù)測和規(guī)劃 地理預(yù)測對于系統(tǒng)某一要素或整體的未來進(jìn)行預(yù)期，它以現(xiàn)狀數(shù)據(jù)模擬為基礎(chǔ)。 地理系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)控研究運(yùn)用系統(tǒng)控制論的有關(guān)原理與方法，研究人地相互作用的地理系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)控問題，尋找人口、資源、環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的方法、途徑與措施。 地理系統(tǒng)的復(fù)雜性研究運(yùn)用突變理論、混沌理論、分形理論、小波分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等非線性方法研究地理系統(tǒng)中復(fù)雜的關(guān)系。,教材與參考書,1.徐建華，計(jì)量地理學(xué)，高等教育出版社 2.張超，楊秉賡，計(jì)量地理學(xué)基礎(chǔ)，高等教育出版社,教學(xué)內(nèi)