计量地理学第一章ppt课件

.,1,计量地理学,姚斐手机箱：sdyf2007,.,2,第一章绪论,一、计量地理学的产生二、计量地理学的研究对象和内容三、计量地理学的研究方法四、计量地理学的发展趋势,.,3,第一节计量地理学的产生,地理学的发展阶段地理学在中国战国前后的古希腊、古罗马时代开始萌芽，至今已有2000多年的发展历史。地理学的发展可划分为三个基本阶段：古代地理学，以记载地理知识为主体；近代地理学，对各种地理现象进行条理化归纳，并对它们之间的关系进行解释性描述；现代地理学，采用定性与定量相结合的方法，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。,.,4,实证研究：实证研究就是揭示有关经济变量之间的关系和经济活动的原因与结果，以及各经济变量之间的因果联系，它回答的是：如果作出了某种选择，将会带来什么样的后果。实证研究是通过对客观存在物的验证（即所谓“实证”）来概括和说明已有的结论是否正确。它的主要作用或者说重点，是“说”清楚事物的来龙去脉，进而做出事物究竟是什么或者是什么样的结论。,规范研究：规范研究则是研究经济活动“应该是什么，应当怎么样”，或者说研究社会经济问题“应该怎样解决”等这一类的问题。规范分析方法的主要特点是在进行分析以前，要先确定相应的准则，然后再依据这些准则来分析判断研究对象目前所处的状态是否符合这些准则。如果不符合，那么，其偏离的程度如何，应当如何调整，等等。,.,5,古代地理学和近代地理学中的数学方法限于地描述、记载和解释。现代地理学中运用数学方法，是为了深入地进行定量化研究，揭示地理现象发生、发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依据。因此，计量地理学的出现，反映了地理学向着定量化发展的新趋势。计量地理学是将数学和电子计算机技术应用于地理学的一门新兴学科。,.,6,计量运动的萌芽,德籍旅美地理学家舍弗尔（F.K.Schaefer），1953年发表了一篇题为“地理学中的例外论”的文章，抨击了哈特向的地域独特主义观点，即“例外主义”观点。他认为，地理学应该是解释现象，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。地理学的目的应该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。,.,7,计量运动主要是由美国地理学家发起的，形成了三大学派：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，极力倡导建立地理学法则，着重探讨经济区位现象间相互内在联系及其组合类型。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。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、位势模型、空间相互作用模式。,.,8,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年国际地理学联合会(IGU)设立的地理计量学方法委员会(CommissiononQuantitativeMethodsinGeography)；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(StandingCommitteeontheRoleofModelsandQuantitativeTechniqueGeographicalTeaching)；1968年日本成立的计量地理学研究委员会，1973年又改称理论、计量地理学委员会；1963年英国出版的地理学计量资料杂志和1969年美国出版的地理分析国际理论地理学杂志。,.,9,计量地理在中国的发展,在我国，计量地理学尚属开始发展阶段，地理学界对于发展这一学科已给予普遍重视。20世纪50年代末，一些大学开设运筹学课程，地理学报等刊物上开始出现运用有关数学方法研究地理问题的论文。70年代末80年代初，计量地理学正式起步。1980年1月在全国地理学会第四次代表大会上对计量地理学做了专门介绍。1980年5月，计量地理学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，正式出版了教材计量地理学概论（林炳耀编）和计量地理学基础（张超、杨秉庚编）。20世纪80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GIS技术有机地结合起来。,.,10,计量地理学的产生体现了地理学的进一步完善，使地理学由一门对地表事物进行解释性描述的学科，转变为一门确定性解释的科学。因此地理学的计量化有着双重的意义：1、它给实际地理问题以确定性的解释，这样就使地理学家可以在计划、规划和设计中有充分依据和发言权。广泛利用数学模式和计算机技术，使地理学同相邻科学有了共同语言，并在区域开发、城市规划和交通流分析等实际工作中易于协调沟通。2、它使地理现象的概括达到了新的高度，即不仅是定性，而且是定量的描述和解释，从而使地理学的基本理论更臻完善。,.,11,第二节、计量地理学的研究对象和内容,计量地理学的研究对象：1、空间与过程的研究-空间分析研究地域分布与地域过程，主要查明地表事物的分布位置和模式及其成因与变化，把分布和过程结合起来，着重强调区位分析或区位因素的分析，即通过与其他有关因素的联系过程，来探索地表事物之间规律性的空间关系，并以此为人类活动有关的地面设施的位置提出适当的安排，为生产布局服务。计量地理学强调研究的是把空间和过程结合起来，通过过程来研究分布位置与模式，并从过程的演化中来预测变化趋势。,.,12,2、生态研究-生态分析生态研究主要是指人地关系的研究。人类利用环境，同时又给环境带来变化，这种变化是按自然规律并通过空间过程来实现的。人地关系的研究涉及到计量地理、自然地理、人文地理、区域地理以及其他有关学科。3、区域研究-地域综合体分析地理区域的相似性和差异性是区域研究的根据，过去只满足于描述和解释区域的特点和差异，强调区域个性，把注意力局限于形态一致的区域，而计量地理学强调的是区际之间的关系和区域空间组织的研究。,.,13,计量地理学的研究内容：（一）地理事物的空间分布规律（1）分布型分析主要是对地理要素的分布特征及规律进行定量分析。例运用平均值、方差、标准差、变差系数、峰度、偏度等统计量描述地理要素的分布特征；运用概率函数研究地理要素的分布规律。（2）网络分析主要是对水系、交通网络、行政区域、经济区域等的空间结构进行定量分析。在地理网络分析中，几何学方法和图论方法是常用的主要方法。,.,14,（3）地域趋势分析就是运用适当的数学方法计算出一个空间曲面，并以这个空间曲面去拟合地理要素分布的空间形态，然后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。例如，地貌形态、人口分布、商业活动等均可用趋势面分析的方法。（二）地理事物的空间构成（1）地域构成分析指用多个地理指标来分析比较各个地理区域的特征时，以少数指标来代替多数指标，并逐渐合并或集中相似性强的地区，使区域数减少并形成各种类型。包括：主成分分析、因子分析和聚类分析等。,.,15,（2）空间的相互作用分析空间的相互作用分析是用来研究两个以上区域之间的地理系统要素的相互关系。例如，运用线性规划方法研究某个大区域中各个小区域之间的货流问题；运用投入产出分析方法研究各个区域之间产品的流动及分配与消费问题；运用一些已经建立的理论模型研究不同区域之间的人口流动问题、商品购销问题。（三）地理事物的空间过程（1）空间扩散分析：空间扩散分析是研究某一种地理现象在空间的传播和扩散，旨在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上的扩散规律。（2）空间行动分析：主要是对人类活动的空间行为决策进行定量的研究。例如，资源利用与环境保护问题、经济活动的空间组织问题、产业布局的区位问题、城乡区域规划问题等都属于空间行为研究的范畴。这类研究，经常采用的数学方法有数学规划方法，如线性规划、多目标规划、多维灰色规划方法等，以及决策分析方法。,.,16,（四）地理系统的预测与规划（1）地理系统预测：通常用回归分析、系统动力学等方法，对不同层次的地理信息系统建立预测模型，作出人口预测、工农业产量预测、环境预测等。（2）地理系统规划：编制区域规划涉及到地区的政治、经济、社会、生态、资源、科技、文化、教育等各个领域，同时还要纵观这一地区的历史、现状和未来发展的全部过程。,.,17,第三节计量地理学的研究方法,计算地理学方法,传统地理学方法,.,18,（1）地理系统分析：地理系统分析是指扬弃地理事物繁琐的枝节，抓住实质，抽象出地理事物在结构与功能上的主线，并能揭示地理事物动态演变的方法和强度，预测其状态变化和稳定性程度等，从而对复杂的、高级的地理系统简化成次一级的简单的系统，进而探讨地理要素之间的数量关系。,U1,u2,.,19,（2）随机数学方法的应用,.,20,.,21,.,22,（3）地理系统模拟建立地理系统数学模型的过程，称为地理系统的数学模拟（简称地理模型）地理系统数学模拟的一般过程：从实际的地理系统或要素出发，对空间状态、空间成分、空间相互作用进行分析，建立地理系统或要素的数学模型检验是否符合实际情况。符合的情况下，选择计算方法，进行程序设计、调试、上机运算，输出模型解检查解。解正确，对结果进行地理解释，提出方案。否则，返回。（4）电子计算机的应用地理问题数学化；数学问题计算化；计算问题程序化；程序问题信息化；上机计算自动化,.,23,第四节计量地理学的发展趋势,发展阶段：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回归分析方法。分布中心、区域形状、地理要素分布的集中和离散程度等都有了定量指标，许多地理要素间的相关关系，也可以进行定量地表示。,.,24,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究中广泛应用。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，具备了分析多因素、复杂结构和动态特征等复杂地理问题的能力。,.,25,第三阶段（20世纪70年代末期开始到80年代末期）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学研究领域，促进了运筹学中的规划方法、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形成。同时GIS技术的发展为其提供了先进的技术手段支持。,.,26,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(GeocomputationalGeography)时代。得益于计算机技术与计算理论和方法的巨大发展和3S技术在获取大容量、整体性地理数据信息中的成功应用，以向量或并行处理器为基础的超级计算机为工具，对“整体”、“大容量”资料所表征的地