人文地理空间科学与系统：理论地理学课件

1、空间科学与系统 理论地理学的形成产生背景1950 年代的美国人文地理学，在几个中心的带动下，其发展变化多是涉及考察方法。实证主义哲学认为，学科的独立性取决于研究内容，而不是研究方法。地理学革命的深入，如同要求有新的研究方法一样，也要求有新的研究焦点。空间分析与理论的产生“空间”成为现代地理学关注的焦点。试图把地理学作为研究空间、空间关系和空间结构的科学。关注：空间差异和空间体系，空间中心与距离成为1960 年代地理研究的主要焦点。关注空间布局或者说空间结构人类活动中的地区差异由此产生的空间相互作用以及作为影响布局性质的不同的距离的作用。 对空间的研究哈格特的空间体系与作用方式莫里尔的有效模式空

2、间加里森抽象空间理论尼斯图恩的空间理论齐普夫的最小努力原理厄尔曼的空间作用三前提邦奇的理论地理学哈格特的空间体系模式地理学是一门研究分布的科学，侧重点是关于地域分布中各种要素的规律性。代表作：哈格特的人文地理学中的区位分析、乔莱和哈格特合编的地理学的模型、地理学中的网络模型 。他在描述空间结构的模式和秩序时，在结点区域中分解出六大几何要素。要素一：运动模式 （空间差异产生 ）要素二：运动路径 （网络特点）要素三：运动结点 （控制系统 ）要素四：结点层次（系统中各部的重要性） 要素五：地面（土地利用形式和程度） 要素六：扩散（人类占据地表模式的变化） 哈格特的空间作用方式哈格特1972年借用物理

3、学中热传导的三种方式，将空间作用的形式分为： 第一类：对流。与物质和人的移动为特点。 第二类：传导。指各种交易过程。如，财政金融上的往来等，通过记帐形式来完成。 第三类：辐射。指信息的流动。莫里尔的有效空间模式地理的核心要素为： 空间、空间关系、空间变化自然空间的结构怎样？人们如何通过空间进行联系？人类如何在空间中组成社会？空间的概念及对空间的使用如何变化？ 莫里尔对空间结构的解释莫里尔的社会的空间组织从推导：在最单纯的条件下空间内应有什么结构到归纳：本地的因素如何干扰了这个“纯正”的结构一切可引入的地方变化因素，会产生最基本结构丧失的危险！莫里尔对空间结构的解释因此，大多数区位理论都强调空间

4、因素首要的是“距离”。它们间的相互作用会产生有规律的、可再现的模式。地理学应根据“距离”单一变量来建立空间框架，空间是达到最大效用和最小费用的空间。加里森的抽象空间理论 整个空间组织理论都假定空间结构是基于减小距离，增大点和地区在结构中的功用的原则而不考虑环境以及空间中的不同内容尼斯图恩的空间理论目标考虑应有独立的概念构成空间观点，成为地理学观点的基础。方向、距离、联结性（与距离与方向无关）三者是构成抽象地理学所必需的、充分的概念。齐普夫：最小努力原理 根据这个原理，一个人组织自己的生活时，要尽量减少劳务的量。 劳务包括运动，因此，尽量减少运动是最小努力原理的基本原则的一部分。 通过上大学和报

5、纸内容与发行量来验证。 齐普夫表达式Pi和Pj分别表示地点i和j的人口dij代表地点i和地点j相隔的距离k是系数（度量系数）Iij为地点i和j之间的相互作用的量 厄尔曼：空间作用三前提厄尔曼设计的商品流程分析图，其中两地之间的运动量与三个因素有关：互补性介入机会可运输性邦奇：理论地理学1962年邦奇（美国）出版理论地理学一书，初步论述了理论地理学的基本特点和内容。基本思想：地理学是关于空间关系和相互关系的科学；几何学是关于空间的数学；因此几何学是地理学的语言。 空间分析的形式 空间几何学，如古典区位论的分析。 静态，现状的描述。 空间统计学，空间统计学，如地理矩阵分析。 可动态预测。空间预测和

6、数据的自相关 对地理学家来说，主要问题在于自相关。 模式的前提之一是所有的观察都是相互独立的；变量的某一读数对其他的变量绝不发生影响。很明显，自相关在大多数的时间系列中是存在的：例如，某一时期零售价的指数，对随后的时期会产生强烈的影响，而其本身又受着前一时期的影响。因为相近的观察之间有相互依存关系，常规的回归方法并不适用：自相关会导致回归系数的偏斜，因而任何预测的可靠性都是值得怀疑的。 对空间自相关的认识，表明了地理分析中运用常规统计手段的严重的局限性。问题就在于回归分析、以及主成份和因子分析等基于一般线性模式的方法的运用，对于空间数据是无效的（海宁，1980）。对空间科学的反对意见空间、时间

7、、事件是不可分离的，只把空间问题与空间规律独立出来研究是不可行的。 空间分离主义者是狭窄、肤浅的工具主义者，他们提供了无法最终证实而只能对现实进行实用性评估的理论。 系统研究与空间分析并行的另一个特点1960年代的人文地理学者广泛地使用系统的术语来描述空间聚合体。一般认为，系统研究是1962年由乔莱首先引进地理学。地理学中关于系统分析的早期文献多是构想性的，而不是应用性的。 一是引入系统论方法与手段的应用性研究一是所谓“新瓶装旧醋” 即运用系统论的概念来解释地理学研究的内容，置换和改造地理学的概念体系。 索恰瓦的研究是一个很好的例证。系统分析一般系统理论系统分析成果大致可分为两大部分：系 统

8、分 析乔莱和肯尼迪区分出四种系统： 现 象 系 统 串 联 系 统 过程-反应 系 统 控 制 系 统 表述静态关系，即单元之间的联系。它们可以是表示由道路连接的各个地方的地图，或者是表示不同事物之间功能关系的公式。 现 象 系 统ABCA.B.C代表系统中的单元 包含若干联系，能量经由这些联系从一个单元进入另一单元。 有等级层次。 串 联 系 统AIOI=投入，O=产出以研究联系单元之间的彼此作用为特色。它研究的是过程和因果性互动关系，为人文地理学关于演变的研究提供了出色的框架。 过程反应系统ABCIO 在空间系统分析时，它涉及a地的变量X对b地的变量Y的作用。如美国的通货膨胀稍后会对英国的

9、失业有影响的情形 控 制 系 统是过程反应系统的一种特殊情况有一个或多个关键（阀门）部件这些部件规范着系统的运行，亦可用来对系统进行控制。 ABCIO在控制系统里，A是阀门。贝内特关于英国西北部的区位与发展的动态研究是运用系统论的力作之一（P161）。 自然地理中运用系统论进行的研究比较深入，前苏联索恰瓦的研究是一个力作。 （索恰瓦.地理系统学说导论）对人文地理来说，更重要的，也是比较新鲜的，是第二个子系统：反馈系统。 地理学主要关注的是后两类系统反馈系统根据乔莱和肯尼迪，反馈是系统或子系统的特点。当变化通过系统的某个部位进入系统，系统的结构演变使变化的影响返回到最初的那个部位，产生行为循环。

10、 兰顿认为反馈的属性应为地理研究的焦点。不过，对反馈过程所做的地理学的研究为数不多。 人文地理与自然地理的交错与结合部分，成为采用系统方法进行研究的一个活跃的领域，贝内特和乔莱在人和自然的结合上做了深入的尝试（P162），如生态系统。 小结：1. “计量革命主要的贡献并不在于其推广或强化了统计方法的运用, 而在于其强调了研究地理问题时, 应该以理论为主导及以发展理论和模式为其终极目标。计量革命不单是它能确切地将一些问题量化, 更重要的是它开启了西方人文地理学强调理论的先河。故它也是一种理论运动。” 但 到了60 年代末期, 只有少数理论成果 (如中地学说、一些土地利用模式、城市序位律、重力模式等) 。 而这些理论不是假设太不切实际, 就是有其它的局限性, 应用起来有困难, 令人失望。 从70 年代初期开始百家齐鸣, 家家都批评了科学主义的地理学之失误, 各门派皆来重新为人文地理学把脉, 提出了各种观点。“ 地理学与地理学家，（英）R.J.约翰斯顿，商务印书馆1999年 地理学思想史，（美）普林斯顿.詹姆斯，商务印书馆1982年 哲学与人文地理学，（英）RJ约翰斯顿，商务印书馆2000年 人文主义与后现代化主义之兴起及西方新区域地理学之发展地理学报1999.54(4) 地理学导论 他概括的空间结构“理论”的程序如下： 1. 达到两种空间效率目标： 利用每一块土地，以达到最大的利益