地理学的发展阶段ppt课件

1、第一章 绪 论.地理学的开展阶段地理学在中国战国前后的古希腊、古罗马时代开场萌芽，至今已有2000多年的开展历史。地理学的开展可划分为三个根本阶段： 古代地理学，以记载地理知识为主体；近代地理学，对各种地理景象进展条理化归纳，并对它们之间的关系进展解释性描画； 现代地理学，采用定性与定量相结合的方法，规范研讨与实证研讨并举，解释各种地理景象的内在机制并预测其未来演化。.地理学与数学的不解之缘古代地理学和 近代地理学中的数学方法限于定量地描画、记载和解释。现代地理学中运用数学方法，是为了深化地进展定量化研讨，提示地理景象发生、开展的内在机制及运动规律，从而为地理系统的预测及优化调控提供科学根据。

2、.本章主要内容： 计量地理学的构成和开展计量地理学的主要内容对计量地理学的评价 计量地理学的运用.第一节 计量地理学的构成和开展现代地理学开展史上的计量运动 计量地理学的开展阶段 现代地理学的数学方法在中国的开展.一、现代地理学开展史上的计量运动 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Alexander Von Humboldt、李特尔Karl Ritter、李希霍芬F. Richthofen等。景观学派，代表人物是施吕特尔O. Schlter等。.计量运动的萌芽 德籍旅美地理学家舍弗尔F.K. S

3、chaefer，1953年发表了一篇题为“地理学中的例外论的文章，鞭挞了哈特向的地域独特主义观念，即“例外主义观念。 他以为，地理学应该是解释景象，而不应该是罗列景象。解释景象必需有法那么，应该把地理景象看成是法那么的实例。地理学的目的应该与其他科学有类似之处：都是追求、探求法那么的。 舍弗尔等人对区域学派的批判与否认，拉开了现代地理学开展史上的计量运动的帷幕。.早期计量运动的三种学派 计量运动主要是由美国地理学家发起的，构成了三大学派： 衣阿华的经济派。代表人物是舍弗尔、麦卡尔蒂。受杜能、廖什、克里斯泰勒等区位论学者影响很深，竭力倡导建立地理学法那么，着重讨论经济区位景象间相互内在联络及其组

4、合类型。威斯康星的统计派。代表人物是威弗尔、罗宾逊、东坎和仇佐里，以经典著作为代表作，主要特征是开展和运用统计分析方法。普林斯顿的社会物理学派。代表人物是司徒瓦特(J.Q. Stewart)。该派把物理学原理运用于社会景象的研讨之中，开展了实际地理学中的引力模型、位势模型、空间相互作用方式。 .计量运动的飞速开展加里森(William L. Garrison) 及其指点的华盛顿小组初次把地理学的实际和方法建立在定量的根底上，编定了第一本教材，率先在华盛顿大学举行了地理计量方法研讨班，培育了大批现代地理学名家。 美国区域科学协会协会组织了大量的学术活动，编辑出版了，成为美国计量运动的源地之一。瑞

5、典学者哈格斯特朗积极组织瑞典和美国的地理学家交流学术思想，大大促进了计量运动向全世界的分散。 .计量运动中涌现的著名学派、组织和学术刊物英国以乔莱R.J. Chorley、哈格特(P. Haggett)和哈威(D. Harvey)等为代表的剑桥学派；1964年国际地理学结合会(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讨委员会，1973年又改称实际、计量地理学委员会；1963年英国出版的和1969年美国出版的杂志。 .二、计量地理学的开展阶段第一阶段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

6、讨领域，构造一系列统计量来定量地描画地理要素的分布特征，运用各种概率分布函数、方差等简单的统计特征回归分析方法。 分布中心、区域外形、地理要素分布的集中和离散程度等都有了定量目的，许多地理要素间的相关关系，也可以进展定量地表示。 .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讨中广泛运用。以电子计算机技术为手段，许多地理学家熟练地掌握了多元统计方法，具备了分析多要素、复杂构造和动态特征等复杂地理问题的才干。 .第三阶段20世纪70年代末期开场到80年代末期 系统实际、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学研讨领域，促进了运筹学中的规划

7、方法、决策方法、网络分析方法，以及数学物理方法、模糊数学方法、分形几何学方法、非线性分析方法等一系列现代数学方法的构成。同时GIS技术的开展为其提供了先进的技术手段支持。 .第四阶段20世纪90年代初至今 按照英国著名地理学家、里兹大学S奥彭肖(S. Openshaw)教授的提法，90年代初进入计算地理(Geocomputational Geography)时代。 得益于计算机技术与计算实际和方法的宏大开展和3S技术在获取大容量、整体性地理数据信息中的胜利运用，以向量或并行处置器为根底的超级计算机为工具，对“整体、“大容量资料所表征的地理问题实施高性能计算，探求构筑新的地理学实际和运用模型。.

8、 除继续运用20世纪80年代中叶以来在地理学模型研讨中胜利引入的突变、自组织、混沌、分支、分形等模型外，地理计算学又胜利的引入了神经网络neural network)、遗传算法模型genetic programming、细胞自动模型cellar automata、方式参数随机取样模型random sampling of model parameter、模糊逻辑模型(fuzzy logic)、改良了的地理加权回归geographically weighted regression等先进方法。 .三、计量地理在中国的开展20世纪50年代末，一些大学开设运筹学课程，等刊物上开场出现运用有关数学方法研

9、讨地理问题的论文。70年代末80年代初，计量地理学正式起步。1980年5月，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；中国地理学会于1983年召开数量地理研讨会；1984年和1985年，正式出版了教材林炳耀编和张超、杨秉庚编。20世纪80年代后期以来，地理数学方法的运用与系统科学、系统分析方法以及GIS技术有机地结合起来。.第二节 计量地理学中的数学方法 经过40多年的开展，计量地理学不断完善、不断成熟。目前，计量地理学中的数学方法，曾经涉及到数学及其相关学科的各个领域。它不但承继了计量运动的成果，而且还吸收了40多年以来数学、系统实际、系统分析方法、计算机科学、现代计算实际及计算

10、方法等领域内的有关成果，其内容是非常丰富而广泛的。.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。主成分分析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。.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

11、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、

12、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

13、计算。细胞自动机用于有关地理过程的计算机模拟。.第三节 对计量地理学的评价 对于计量地理学，产生了三种观念：“反定量化反对地理学定量化研讨，以为地理景象非常复杂，不能用简单的数学方法来解释，对数学方法采取回绝和否认态度。代表人物：史密斯David Smith、奥格登(Philip Ogden)等。.“定量化推崇地理学定量化，以为数学方法不仅是一种分析技术，而且可以导出普遍性规律，可以处理地理学传统研讨方法所不能处理的实际问题。代表人物如克里斯塔勒W. Christaller、帮吉(W. Bunge) 乔莱(R. Chorley)、哈格特(P. Haggett)等。“非定量化以为数学方法只是地理

14、学研讨方法之一，只能用来研讨地理要素之间的数量关系和地理事物的空间格局，不能用来描画和解释地理规律，不能导出地理学实际，但其观念摇摆不定。.笔者对计量地理学的评价与认识： 世界上的任何事物都可以用数值来度量。在现代地理学中，传统方法是数学方法的根底，数学方法是传统方法的重要补充。 数学方法是人们进展数学运算和求解的工具，能以严密的逻辑和简约的方式描画复杂的问题、表述丰富的本质性思想。 地理学研讨中，数学方法有其局限性。现代地理学中数学方法的构成和开展与计算机运用技术亲密相关。 .第四节 计量地理学的运用运用方面运用中应该留意的几个问题.一、数学方法主要运用方面分布型分析-对地理要素的分布特征及

15、规律进展定量分析。相互关系分析-对地理要素、地理事物之间的相互关系进展定量分析。分类研讨-对地理事物的类型和各种地理区域进展定量划分。 .网络分析-对水系、交通网络、行政区划、经济区域等的空间构造进展定量分析。 趋势面分析-做出地理要素的趋势等值线图，展现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。.系统仿真研讨，步骤： 对复杂地理系统的各种系统要素之间的相互关系与反响机制进展分析，构造系统构造； 建立描画系统的数学模型； 以适当的计算方法与算法言语将数学模型转化为计算机可以识别运转的任务模型； 运转模型，对真实系统进展模拟仿真，从而

16、提示其运转机制与规律。.过程模拟与预测研讨, 经过对地理过程的模拟与拟合，定量地提示地理事物、地理景象随时间变化的规律，预测其未来开展趋势。空间分散研讨,定量地提示各种地理景象，包括自然景象、经济景象、社会景象、文化景象、技术景象在地理空间的分散规律。.空间行为研讨，主要是对人类活动的空间行为决策进展定量的研讨。 地理系统优化调控研讨,运用系统控制论的有关原理与方法，研讨人地相互作用的地理系统的优化调控问题，寻觅人口、资源、环境与社会经济协调开展的方法、途径与措施。 地理系统的复杂性研讨 。地理系统是高度复杂的巨系统，其复杂系统研讨曾经引起了国际地理学界的高度注重。 .二、运用中应该留意的几个

17、问题地理数据的挑选与质量检验问题 地理数据在建模分析中的作用： 确定模型中的参数与初值； 检验模型的正确性、合理性和有效性。模型的建造问题.建模程序威尔逊 ，英国建造一个数学模型，首先必需明确建模的目的；地理问题即所研讨的对象系统；在各类变量中必需明确哪些变量是可控变量，即经过对哪些变量的调控可以使系统的行为发生改动；在模型中，如何处置时间概念，即以为被研讨的对象系统是无记忆系统还是记忆系统，是建立静态模型还是建立动态模型；.所建模型将采用什么观念、处理哪些实际问题，与此问题有关的建立模型的根本假设，以及所根据的实际，将要处理的问题等都将直接或间接地表达在模型之中； 能用于建模的有关数据、资料是什么，能够性如何，应采用何种建模技术，有现成的技术方