计量地理学课件1绪论

1、计量地理学计量地理学邓小菲邓小菲2教学目的及要求教学目的及要求 1. 掌握计量地理学的基础知识、基本方法掌握计量地理学的基础知识、基本方法基本原理及应用。基本原理及应用。 2. 通过实验熟悉统计软件，初步具有用工通过实验熟悉统计软件，初步具有用工具软件解决本专业相关问题的能力。具软件解决本专业相关问题的能力。 3.了解学科发展的特点和趋势。了解学科发展的特点和趋势。3考核方式考核方式 考勤成绩：占考勤成绩：占10%， 平时成绩：占平时成绩：占15% 实验成绩实验成绩: 占占15% 试卷成绩：试卷成绩： 占占60% ,闭卷闭卷 总成绩：考勤成绩总成绩：考勤成绩+平时成绩平时成绩+实验成绩实验成绩

2、+试卷试卷成绩成绩4教学安排教学安排 总总 学学 时：时：64 64 理论学时：理论学时：52 52 实验学时：实验学时：12125教学内容教学内容第第1 1章章 绪绪 论论 第第1节节 计量地理学的形成和发展计量地理学的形成和发展 第第2节节 计量地理学中的数学方法计量地理学中的数学方法 第第3节节 对计量地理学的评价对计量地理学的评价 第第4节节 计量地理学的应用计量地理学的应用6 第第2 2章章 地理数据及其采集与预处理地理数据及其采集与预处理第第1节节 地理数据的类型地理数据的类型第第2节节 地理数据的基本特征地理数据的基本特征第第3节节 地理数据的采集与处理地理数据的采集与处理第第4

3、节节 地理数据的统计处理地理数据的统计处理第第5节节 地理数据分布的集中化地理数据分布的集中化与均衡度指数与均衡度指数7 第第3 3章章（重点重点） 地理学中的经典统计分析方法地理学中的经典统计分析方法 第第1 1节节 相关分析相关分析 第第2 2节节 回归分析回归分析 第第3 3节节 时间序列分析时间序列分析 第第4 4节节 系统聚类分析系统聚类分析 第第5 5节节 主成分分析主成分分析 第第7 7节节 马尔可夫预测方法马尔可夫预测方法8第第5 5章章 线性规划方法（重点）线性规划方法（重点）第第1节节 线性规划及其单纯形求解方法线性规划及其单纯形求解方法第第7 7章章 投入产出分析方法投入

4、产出分析方法第第1节节 投入产出模型的基本原理投入产出模型的基本原理 第第2节节 区域经济活动的投人产出模型区域经济活动的投人产出模型9第第8 8章章 ahpahp决策分析方法决策分析方法第第1节节 ahp决策分析的基本原理与计算方法决策分析的基本原理与计算方法第第2节节 ahp决策分析方法应用实例决策分析方法应用实例 第第9 9章章 随机型决策分析方法随机型决策分析方法（重重点点）第第1节节 随机型决策问题随机型决策问题第第2节节 风险型决策方法风险型决策方法第第3节节 非确定型决策方法非确定型决策方法10第第1010章章 地理网络分析（地理网络分析（重点重点）第第1 1节节 地理网络的图论

5、描述地理网络的图论描述第第2 2节节 最短路径与选址问题最短路径与选址问题第第3 3节节 最大流与最小费用流最大流与最小费用流 11参考书目及文献：参考书目及文献： 概率论与数理统计线性代数运筹学 数学模型 计量地理学（张超主编） 现代地理的数学方法，徐建华，高等教育出版社，2002年第二版12 联系方式：联系方式： telqq：498393766第1章 绪 论14本章教学重点本章教学重点 现代地理学中数学方法的形成、发展及现代地理学中数学方法的形成、发展及主要内容主要内容 计量地理学中的主要数学方法计量地理学中的主要数学方法 计量地理学的应用领域及注意的问题计量地理

6、学的应用领域及注意的问题15古代地理学（自远古至古代地理学（自远古至1818世纪末世纪末 ）: 记载地理知识为主体；近代地理学（从近代地理学（从1919世纪初到世纪初到2020世纪世纪5050年代）年代）: 对各种地理现象解释性描述； 现代地理学（从现代地理学（从2020世纪世纪6060年代至今）年代至今）: 定性与定量相结合；解释各种地理内在机制并预测其未来演变。地理学的发展阶段地理学的发展阶段16本章主要内容：本章主要内容： 计量地理学的形成和发展计量地理学的形成和发展 计量地理学的主要内容 对计量地理学的对计量地理学的评价评价 计量地理学的应用计量地理学的应用17第一节第一节 计量地理学

7、的形成和发展计量地理学的形成和发展18一、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近代地理学有三种主要学派: 区域学派区域学派,代表人物是赫特纳（代表人物是赫特纳（a.hettner）、哈特）、哈特向（向（r.hartshorne)。 人地关系学派，代表人物是洪堡（人地关系学派，代表人物是洪堡（alexander von humboldt）、李特尔（）、李特尔（karl ritter）、李希霍芬）、李希霍芬（f. richthofen）等。）等。 景观学派，代表人物是施吕特尔（景观学派，代表人物是施吕特尔（o. schlter）等）等19人地关系学派人地关系学派 区域学派为主流区

8、域学派为主流 景观学派景观学派 引发计量运动引发计量运动 落后未成熟随着时间的推移，受到质疑计量运动的萌芽计量运动的萌芽 舍弗尔等人对区域学派的批评与否定，拉开舍弗尔等人对区域学派的批评与否定，拉开了现代地理学发展史上的计量运动的帷幕。了现代地理学发展史上的计量运动的帷幕。20早期计量运动的三种学派早期计量运动的三种学派 衣阿华的经济派衣阿华的经济派 代表人物代表人物：舍弗尔、麦卡尔蒂。：舍弗尔、麦卡尔蒂。 研究对象研究对象：着重探讨经济区位现象间相：着重探讨经济区位现象间相 互内在联系及其组合类型。互内在联系及其组合类型。 特点特点：重视相关分析和回归分析统计方：重视相关分析和回归分析统计方

9、 法在地理学中的应用法在地理学中的应用21 威斯康星的统计派威斯康星的统计派。 代表人物代表人物：威弗尔、罗宾逊、东坎：威弗尔、罗宾逊、东坎 和仇佐里和仇佐里 特点：特点：以经典著作以经典著作统计地理学统计地理学 为代表作，主要特征是发展为代表作，主要特征是发展 和应用统计分析方法。和应用统计分析方法。22 普林斯顿的社会物理学派普林斯顿的社会物理学派。 代表人物：代表人物：司徒瓦特司徒瓦特(j.q. stewart)(j.q. stewart)。 特点：特点：该派把物理学原理应用于社会现该派把物理学原理应用于社会现象的研究之中，发展了理论地理学中的象的研究之中，发展了理论地理学中的引力模型、

10、位势模型、空间相互作用模引力模型、位势模型、空间相互作用模式。式。 23计量运动的飞速发展计量运动的飞速发展 加里森加里森，第一本，第一本计量地理学计量地理学教材，教材， 美国区域科学协会美国区域科学协会组织了大量的学术活动，组织了大量的学术活动，编辑出版了编辑出版了区域科学年鉴区域科学年鉴，该协会成为，该协会成为美国计量运动的源地之一。美国计量运动的源地之一。 瑞典学者瑞典学者哈格斯特朗哈格斯特朗积极组织瑞典和美国的积极组织瑞典和美国的地理学家交流学术思想，大大促进了计量运地理学家交流学术思想，大大促进了计量运动向全世界的扩散。动向全世界的扩散。 24二、计量地理学的发展阶段第一阶段第一阶段

11、 初期阶段初期阶段（20世纪世纪50年代末到年代末到60年代末期）年代末期） 把把统计学方法统计学方法引入地理学研究领域引入地理学研究领域，构造一系列统计量来定量地描述地理，构造一系列统计量来定量地描述地理要素的分布特征，应用各种概率分布函要素的分布特征，应用各种概率分布函数、方差等简单的统计特征回归分析方数、方差等简单的统计特征回归分析方法。法。 25第二阶段第二阶段 中期阶段中期阶段（2020世纪世纪6060年代末期到年代末期到7070年代末期）年代末期） 多元统计分析方法多元统计分析方法和和电子计算机技电子计算机技术术在地理学研究中广泛应用。以电子计在地理学研究中广泛应用。以电子计算机技

12、术为手段，许多地理学家熟练地算机技术为手段，许多地理学家熟练地掌握了多元统计方法，具备了分析多因掌握了多元统计方法，具备了分析多因素、复杂结构和动态特征等复杂地理问素、复杂结构和动态特征等复杂地理问题的能力。题的能力。 26第三阶段第三阶段 成熟和发展阶段成熟和发展阶段（2020世纪世纪7070年代末期开始到年代末期开始到8080年代末期）年代末期） 系统理论、系统分析方法、系统优系统理论、系统分析方法、系统优化方法、系统调控方法等被引进了地理化方法、系统调控方法等被引进了地理学研究领域，促进了地理学向着更加严学研究领域，促进了地理学向着更加严密的理论结构和现代化方向发展密的理论结构和现代化方

13、向发展.27第四阶段第四阶段 计量地理计量地理 计算地理计算地理 （2020世纪世纪9090年代初至今）年代初至今） 地理计算，以地理计算，以向量或并行处理器为向量或并行处理器为基础的超级计算机为工具基础的超级计算机为工具，对，对“整体整体”、“大容量大容量”资料所表征的地理问题实资料所表征的地理问题实施高性能计算，探索构筑新的地理学理施高性能计算，探索构筑新的地理学理论和应用模型。论和应用模型。28三、计量地理在中国的发展 2020世纪世纪5050年代末，一些大学开设运筹学课程，年代末，一些大学开设运筹学课程，地理学报地理学报等刊物上开始出现运用有关数学等刊物上开始出现运用有关数学方法研究地

14、理问题的论文。方法研究地理问题的论文。 7070年代末年代末8080年代初，计量地理学正式起步。年代初，计量地理学正式起步。19801980年年5 5月，月，计量地理学计量地理学被列为全国综合大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；学地理系和高等师范大学地理系的专业课； 2020世纪世纪8080年代后期以来，地理数学方法的应用年代后期以来，地理数学方法的应用与系统科学、系统分析方法以及与系统科学、系统分析方法以及gisgis技术有机地技术有机地结合起来。结合起来。29第二节第二节 计量地理学中的数计量地理学中的数学方法学方法 经过经过4040多年的发展，计量地理学不多年的发展，

15、计量地理学不断完善、不断成熟。目前，计量地理学断完善、不断成熟。目前，计量地理学中的数学方法，已经涉及到数学及其相中的数学方法，已经涉及到数学及其相关学科的各个领域。关学科的各个领域。数学方法数学方法用途用途概率论概率论 用于地理现象、地理要素的随机分布研究。用于地理现象、地理要素的随机分布研究。 抽样调查抽样调查 用于地理数据的采集和整理。用于地理数据的采集和整理。 相关分析相关分析 分析地理要素之间的相关关系。分析地理要素之间的相关关系。 回归分析回归分析 拟合地理要素之间的数量关系、预测发展趋拟合地理要素之间的数量关系、预测发展趋势。势。方差分析方差分析研究地理数据分布的离散程度。研究地

16、理数据分布的离散程度。时间序列分析时间序列分析用于地理过程时间序列的预测与控制研究。用于地理过程时间序列的预测与控制研究。主成分分析主成分分析用于地理数据的降维处理及地理要素的因素用于地理数据的降维处理及地理要素的因素分析与综合评价。分析与综合评价。聚类分析聚类分析 用于各种地理要素分类、各种地理区域用于各种地理要素分类、各种地理区域划分。划分。 判别分析判别分析 用于判别地理要素、地理单元的类型归用于判别地理要素、地理单元的类型归属。属。 趋势面分析趋势面分析用于拟合地理要素的空间分布形态。用于拟合地理要素的空间分布形态。协方差与变异函协方差与变异函数数用于研究地理要素的空间相关性及空间用于

17、研究地理要素的空间相关性及空间分布的数量规律。分布的数量规律。马尔可夫过程马尔可夫过程 用于研究随机地理过程、预测随机地理用于研究随机地理过程、预测随机地理事件。事件。 线性规划线性规划 用于研究有关规划与决策问题。用于研究有关规划与决策问题。 投入产出分析投入产出分析 用于产业部门联系分析、劳动地域构成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。分析、区域相互作用分析。动态规划动态规划用于有关多阶段地理决策问题的求解用于有关多阶段地理决策问题的求解网络分析网络分析 用于交通网络、通讯网络、河流水系等地理网用于交通网络、通讯网络、河流水系等地理网络的研究。络的研究。层次分析法层次

18、分析法 用于有关多层次、多要素战略决策问题的分析用于有关多层次、多要素战略决策问题的分析。风险型决策分风险型决策分析法析法用于各种风险型地理决策问题的分析。用于各种风险型地理决策问题的分析。非确定型决策非确定型决策分析法分析法用于各种非确定型地理决策问题的分析。用于各种非确定型地理决策问题的分析。模糊数学方法模糊数学方法用于各种模糊地理现象、地理过程、地理决策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。和系统评价研究。控制论控制论用于地理过程、地理系统的调控研究。用于地理过程、地理系统的调控研究。 信息论信息论用于各种地理信息的分析、处理。用于各种地理信息的分析、处理。突变论突变论

19、用于有关突发性地理现象、地理事件的研究。用于有关突发性地理现象、地理事件的研究。33第三节第三节 对计量地理学的对计量地理学的评价评价 对于计量地理学，产生了三种观点：“反定量化反定量化”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。代表人物：史密斯（david smith）、奥格登(philip ogden)等。34“定量化定量化”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。代表人物如克里斯塔勒（w. christaller）、帮吉(w. bunge) 乔莱(

20、r. chorley)、哈格特(p. haggett)等。“非定量化非定量化”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。35思考 你们怎么看待数学方法在你们怎么看待数学方法在地理学中的应用？地理学中的应用？36第四节 计量地理学的应用应用方面应用方面应用中应该注意的几个问题应用中应该注意的几个问题37一、数学方法主要应用方面一、数学方法主要应用方面分布型分析分布型分析-对地理要素的分布特征及规律对地理要素的分布特征及规律进行定量分析。进行定量分析。相互关系分析相互关系分析-对地理

21、要素、地理事物之间对地理要素、地理事物之间的相互关系进行定量分析。的相互关系进行定量分析。分类研究分类研究-对地理事物的类型和各种地理区对地理事物的类型和各种地理区域进行定量划分。域进行定量划分。 38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。39系统仿真系统仿真研究，步骤：研究，步骤： 对复杂地理系统的各种系统要素之间的对复杂地理系统的各种系统要素之间的相互关系与反馈机制进行分析，构造系统结相互关系与反馈机制进行

22、分析，构造系统结构；构； 建立描述系统的数学模型；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；型转化为计算机可以识别运行的工作模型； 运行模型，对真实系统进行模拟仿真，运行模型，对真实系统进行模拟仿真，从而揭示其运行机制与规律。从而揭示其运行机制与规律。40过程模拟与预测研究过程模拟与预测研究, , 通过对地理过程的通过对地理过程的模拟与拟合，定量地揭示地理事物、地理模拟与拟合，定量地揭示地理事物、地理现象随时间变化的规律，预测其未来发展现象随时间变化的规律，预测其未来发展趋势。趋势。空间扩散研究空间扩散研究, ,定量地揭示各种地理现象定量地揭示各种地理现象，包括自然现象、经济现象、社会现象、，包括自然现象、经济现象、社会现象、文化现象、技术现象在地理空间的扩散规文化现象、技术现象在地理空间的扩散规律。律。41空间行为研究，主要是对人类活动的空间行为决策进行定量的研究。地理系统优化调控研究,运