《地统计学》课程教学大纲

1、地统计学Geostatistics一、课程基本情况课程类别：专业主干课课程学分： 3 学分课程总学时： 48 学时，其中讲课：38 学时，实验（含上机）：10 学时课程性质：必修开课学期：第5学期先修课程：地理信息系统原理、概率统计、线性代数适用专业：地理信息科学教 材：刘爱利、王培法、丁园圆，地统计学概论（第一版），科学出版社，2012年开课单位：地理与遥感学院 地理信息科学系二、课程性质、教学目标和任务地统计学对地理信息等相关专业而言，是一门专业性较强的主干课程。旨在培养学生利用克立格等地统计学的原理与方法，分析在空间分布上同时具有相关性和随机性的自然现象的能力。课程系统讲授地统计学概念、

2、概率论与数理统计的基础知识、探索性空间数据分析、地统计学理论假设、方差估计、协方差/变异函数的含义及计算、变异函数结构分析、线性克立格法中的简单克立格法、普通克立格法和泛克立格法，非线性克立格法中的对数正态克立格法、指示克立格法、析取克立格法，多元地统计学中协同克立格的理论和方法，介绍地统计学在气象学、土壤学、遥感科学等地学领域的应用。本课程要求学生着重理解区域化变量概念及性质、协方差函数和变异函数含义，着重掌握协方差函数、变异函数、简单克立格法和普通克立格法的计算方法，着重掌握协方差/变异函数建模、克立格法插值的软件操作。三、教学内容和要求第1章 概论（2学时）1.1地统计学起源及应用（1学

3、时）了解地统计学起源及发展、应用领域、常用软件； 理解地统计学研究内容。1.2地统计学概念（1学时）掌握地统计学概念，及与经典统计学的区别。重点：地统计学概念及与经典统计学的区别难点：地统计学概念第2章 地统计学基础（ 10 学时）2.1概率论与数理统计的若干基础知识（2学时）（1）理解总体和样本、频数分布；（2）掌握随机变量数字特征。重点：随机变量数字特征难点：随机变量数字特征2.2相关分析（2学时）（1）理解多变量相关分析；（2）掌握两变量相关分析。重点：两变量相关分析难点：多变量相关分析2.3回归分析（3学时）（1）理解多元线性回归分析；（2）掌握一元线性回归分析重点：一元线性回归分析难

4、点：多元线性回归分析2.4探索性数据分析（3学时）（1）理解地理数据；（2）掌握频率分析、离群值分析、全局趋势分析、空间自相关分析、各向异性分析。重点：频率分析、离群值分析、全局趋势分析、空间自相关分析、各向异性分析难点：离群值分析第3章 区域化变量理论（ 8 学时）3.1 区域化变量（2学时）（1）理解随机变量、随机函数、随机过程、随机场的概念；（2）掌握区域化变量的概念、性质。重点：区域化变量的概念、性质难点：区域化变量的概念、性质3.2 地统计学理论假设（1学时）（1）理解平稳假设和内蕴假设的含义重点：二阶平稳假设和二阶内蕴假设概念难点：平稳假设和内蕴假设含义3.3协方差函数和变异函数（

5、4学时）（1）理解协方差函数和变异函数的概念及性质；（2）掌握协方差函数和变异函数的计算。重点：协方差函数和变异函数的公式及计算难点：协方差函数和变异函数的计算3.4估计方差（1学时）（1）理解估计方差的含义和计算重点：估计方差的含义难点：估计方差的公式推导第4章 变异函数结构分析（ 6 学时）4.1变异函数的理论模型（2学时）（1）了解孔穴效应模型；（2）理解变异函数理论模型建立的原因，理解纯块金效应模型、高斯模型、线性有基台值模型、线性无基台值模型、幂函数模型、对数模型。（3）掌握球状模型、指数模型、纯块金效应模型。重点：球状模型、指数模型、纯块金效应模型难点：变异函数理论模型建立的原因4

6、.2 变异函数的套合结构和最优拟合（3学时）（1）了解不同方向变异函数的套合；（2）理解变异函数结构分析的原因；理解变异函数理论模型最优拟合的方法；（3）掌握结构分析、套合结构的概念、各向异性的种类；掌握单一方向上变异函数的套合。重点：单一方向上变异函数的套合；难点：变异函数理论模型最优拟合的方法。4.3结构分析的步骤（1学时）（1）理解结构分析的步骤；（2）掌握非等间距不规则网格数据的角度分组和距离分组。重点：结构分析的步骤第5章 克立格法（ 10 学时）5.1线性克立格法（7学时）（1）了解克立格法的种类；（2）理解克立格估计量、克立格估值过程、克立格估计量的无偏性和最优性、泛克立格法；（

7、3）掌握简单克立格法、普通克立格法的概念和计算。重点：简单和普通克立格法计算难点：简单和普通克立格法计算5.2 非线性克立格法（1学时）（1）了解对数正态、指示、析取克立格法。5.3协同克立格法（2学时）（1）理解协同区域化变量理论、交叉协方差和交叉变异函数概念及性质；（2）掌握交叉协方差和交叉变异函数计算；（3）了解协同克立格法估值。重点：交叉协方差和交叉变异函数难点：协同克立格法估值第6章 地统计学应用（ 2 学时）了解地统计学在气象、遥感、土壤等地学领域的应用实例。四、课程考核（1）作业等：作业：3-5 次；（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩计算方式：平时成绩、实验成绩、期中考试成绩和期末考试成绩等综合计算五、参考书目（1）王仁铎，胡光道.线性地质统计学. 北京：地质出版社. 1988.第一版；（2）王政权.地统计学及其在生态学中的应用. 北京：科学出版社. 1999. 第一版；（3）侯景儒，黄竞先.地质统