计量地理学---绪论

1、第一章 绪 论,计量地理学的形成和发展 计量地理学的研究对象和内容 计量地理学的研究方法及应用,1.1 计量地理学的形成和发展,新兴学科计量地理学 现代地理学发展史上的计量运动 计量地理学的发展阶段,一、新兴学科计量地理学,1、定义： 计量地理学：是研究运用数学方法和计算机等现代技术手段，对地理现象、地理过程进行定量化研究，以揭示地理现象发生、发展的内在机制及演化规律，进行地理系统预测及优化调控的学科。,Quantitative Geography 也称Theoretical Geography,理 论 分 析,应 用 研 究,地理事物的时空分布、相互关系和地理区划,地理系统预测、控制和规划,

2、数据 整理,实验数据 调查数据 统计数据 ,2、计量地理学的特征： 以定量的精确判断来补充定性文字描述的不足 以抽象且能反映本质的数学模型去反映具体的庞杂的各种地理现象 以地理过程的模拟和预测代替对现状的解释和对未来的主观推测 以内在机理推导代替简单的因果关系分析 地理学向定量化、精确化发展； 地理学不是Arts，而是Science。,3、计量地理学是新兴学科,地理学发展阶段： 古代地理学记载地理知识为主； 近代地理学地理现象条理化归纳，地理现象之间的关系解释性描述； 现代地理学定性与定量相结合，规范研究与实证研究并举，解释各种地理现象的内在机制并预测其未来演变。 地理学定量研究的显著进展是在

3、20世纪50-70年代。,二、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：人地关系学派；区域学派；景观学派。 20世纪40年代起区域学派是地理学的主要流派。其特点是注重实证研究，理论研究相对薄弱。 20世纪50年代，区域学派受到质疑。由此推动地理学的计量运动，现代地理学快速发展。,1、计量运动的萌芽 1953年，舍弗尔（F.K. Schaefer）发表地理学中的例外论，批评哈特向的“地域独特主义” 。 其观点： 地理学是解释现象，而不应该是罗列现象； 解释现象必须有法则，应该把地理现象看成是法则的实例； 地理学的目的与其他科学有相似之处：都是追求、探索法则的。 舍弗尔等人对区域学派

4、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。,2、美国计量运动的三大学派,地理学的计量运动主要由美国地理学家发起。 （1）衣阿华的经济派： 代表人物是舍弗尔、麦卡尔蒂。受杜能、韦伯、廖什、克里斯泰勒等区位论学者影响很深，着重探讨经济区位现象间相互内在联系及其组合类型。 （2）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，以经典著作统计地理学为代表作，主要特征是发展和应用统计分析方法。,2、美国计量运动的三大学派（续）,（3）普林斯顿的社会物理学派： 代表人物是司徒瓦特(J.Q. Stewart)。该派把物理学原理应用于社会现象的研究之中，发展了理论地理学中的引力模型、

5、位势模型、空间相互作用模式。 此外，20世纪50年代，加里森(William L. Garrison) 领导的华盛顿小组首次编定了第一本计量地理学教材，率先在华盛顿大学举办地理计量方法研讨班。,三、计量地理学的发展阶段,第一阶段（20世纪50年代末60年代末） 把统计学方法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和回归分析方法。 第二阶段（20世纪60年代末70年代末） 多元统计分析方法和电子计算机技术广泛应用。地理学具备了分析多因素、复杂结构和动态特征等复杂地理问题的能力。,第三阶段（20世纪70年代末80年代末） 系统理

6、论、系统分析、系统优化、系统调控方法等被引进地理学研究领域；GIS技术的发展为其提供技术手段支持。 第四阶段（20世纪90年代初至今）计算地理时代 计算机技术与计算理论和方法的发展和3S技术在获取大容量、整体性地理数据信息中的成功应用。 引入神经网络、遗传算法模型、细胞自动模型、模式参数随机取样模型、模糊逻辑模型、改进地理加权回归等方法。,1.2 计量地理学的研究对象和内容,一、研究对象地理系统 1 地理空间与过程的研究 2 生态研究 3 区域研究,二、研究内容 1 空间分布规律性 2 空间要素分析 3 空间过程分析 4 地理系统模拟、预测和规划,一、研究对象,1、地理空间与过程的研究 把空间

7、和过程结合起来，强调区位因素分析，通过与相关因素的联系过程，探索地理事物之间规律性的空间关系，研究空间结构模式，预测其变化趋势。并以此为合理安排布局生产活动提供依据。 戴维斯：地貌是过程和时间的函数； 杜能的土地利用模式； 土地利用土地覆盖变化研究（LUCC）； 城市社会空间结构研究（功能区，居民出行行为，住宅价格的分布，商业网点的布局）。,研究对象,2、生态研究 研究人口、资源和环境的关系问题。 模拟区域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，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；运行模型，对真实系统进行模拟仿真

8、，从而揭示其运行机制与规律。 系统仿真研究，如世界模型。 土地利用结构与布局优化。,研究对象,3、区域研究 均质区域与功能区域 强调区际之间的关系和区域空间组织 如跨流域调水，城市圈研究，城市规划，区域合作。,二、研究内容 地理学应用中的各种数学方法,（一）数理统计与地统计学方法 （二）系统分析方法 （三）其他数学方法,（一）数理统计与地统计学方法,（一）数理统计与地统计学方法（续）,（二）系统分析方法,（三）其他数学方法,1.3 计量地理学的研究方法及应用,一、空间分布规律性 分布型分析-对地理要素的分布特征及规律进行定量分析。 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

9、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。,二、空间要素分析 分类分区研究-对地理事物的类型和各种地理区域进行定量划分。 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。 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。 区域综合评价评价各地理区域的综合实力、生态环境质量。,三、空间过程分析 空间扩散研究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、文化现象、技术现象在地理空间的扩散规律。 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。,四、地理系统模拟、预测和规划 地理预测对于系统某一要素或整体的未来进行预期，它以现状数据模拟为基础。 地理系统优化调控研究运用系统控制论的有关原理与方法，研究人地相互作用的地理系统的优化调控问题，寻找人口、资源、环境与社会经济协调发展的方法、途径与措施。 地理系统的复杂性研究运用突变理论、混沌理论、分形理论、小波分析和人工神经网络等非线性方法研究地理系统中复杂的关系。,教材与参考书,1.徐建华，计量地理学，高等教育出版社 2.张超，杨秉赓，计量地理学基础，高等教育出版社,教学内