计量地理学课件1绪论.ppt

计量地理学,邓小菲,2,教学目的及要求,1. 掌握计量地理学的基础知识、基本方法基本原理及应用。 2. 通过实验熟悉统计软件，初步具有用工具软件解决本专业相关问题的能力。 3.了解学科发展的特点和趋势。,3,考核方式,考勤成绩：占10%， 平时成绩：占15% 实验成绩: 占15% 试卷成绩： 占60% ,闭卷 总成绩：考勤成绩+平时成绩+实验成绩+试卷成绩,4,教学安排,总 学 时：64 理论学时：52 实验学时：12,5,教学内容,第1章 绪 论 第1节 计量地理学的形成和发展 第2节 计量地理学中的数学方法 第3节 对计量地理学的评价 第4节 计量地理学的应用,6,第2章 地理数据及其采集与预处理 第1节 地理数据的类型 第2节 地理数据的基本特征 第3节 地理数据的采集与处理 第4节 地理数据的统计处理 第5节 地理数据分布的集中化与均衡度指数,7,第3章（重点） 地理学中的经典统计分析方法 第1节 相关分析 第2节 回归分析 第3节 时间序列分析 第4节 系统聚类分析 第5节 主成分分析 第7节 马尔可夫预测方法,8,第5章 线性规划方法（重点） 第1节 线性规划及其单纯形求解方法 第7章 投入产出分析方法 第1节 投入产出模型的基本原理 第2节 区域经济活动的投人产出模型,9,第8章 AHP决策分析方法 第1节 AHP决策分析的基本原理与计算方法 第2节 AHP决策分析方法应用实例 第9章 随机型决策分析方法（重点） 第1节 随机型决策问题 第2节 风险型决策方法 第3节 非确定型决策方法,10,第10章 地理网络分析（重点） 第1节 地理网络的图论描述 第2节 最短路径与选址问题 第3节 最大流与最小费用流,11,参考书目及文献：,概率论与数理统计线性代数运筹学 数学模型 计量地理学（张超主编） 环境数据统计分析基础，程子峰，徐富春，化学工业出版社，2006 现代地理的数学方法，徐建华，高等教育出版社，2002年第二版,12,联系方式： TEL：13458079497 QQ：498393766,第1章 绪 论,14,本章教学重点,现代地理学中数学方法的形成、发展及主要内容 计量地理学中的主要数学方法 计量地理学的应用领域及注意的问题,15,古代地理学（自远古至18世纪末 ）: 记载地理知识为主体； 近代地理学（从19世纪初到20世纪50年代）: 对各种地理现象解释性描述； 现代地理学（从20世纪60年代至今）: 定性与定量相结合；解释各种地理内在机制并预测其未来演变。,地理学的发展阶段,16,本章主要内容：,计量地理学的形成和发展 计量地理学的主要内容 对计量地理学的评价 计量地理学的应用,17,第一节 计量地理学的形成和发展,18,一、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: 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,19,人地关系学派 区域学派为主流 景观学派 引发计量运动,计量运动的萌芽,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。,20,早期计量运动的三种学派,衣阿华的经济派 代表人物：舍弗尔、麦卡尔蒂。 研究对象：着重探讨经济区位现象间相 互内在联系及其组合类型。 特点：重视相关分析和回归分析统计方 法在地理学中的应用,21,威斯康星的统计派。 代表人物：威弗尔、罗宾逊、东坎 和仇佐里 特点：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。,22,普林斯顿的社会物理学派。 代表人物：司徒瓦特(J.Q. Stewart)。 特点：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。,23,计量运动的飞速发展,加里森，第一本计量地理学教材， 美国区域科学协会组织了大量的学术活动，编辑出版了区域科学年鉴，该协会成为美国计量运动的源地之一。 瑞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扩散。,24,二、计量地理学的发展阶段,第一阶段 初期阶段 （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。,25,第二阶段 中期阶段 （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。,26,第三阶段 成熟和发展阶段 （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，促进了地理学向着更加严密的理论结构和现代化方向发展.,27,第四阶段 计量地理 计算地理 （20世纪90年代初至今） 地理计算，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”资料所表征的地理问题实施高性能计算，探索构筑新的地理学理论和应用模型。,28,三、计量地理在中国的发展,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； 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。,29,第二节 计量地理学中的数学方法,经过40多年的发展，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，已经涉及到数学及其相关学科的各个领域。,33,第三节 对计量地理学的评价,对于计量地理学，产生了三种观点： “反定量化”反对地理学定量化研究，认为地理现象十分复杂，不能用简单的数学方法来解释，对数学方法采取拒绝和否定态度。代表人物：史密斯（David Smith）、奥格登(Philip Ogden)等。,34,“定量化”推崇地理学定量化，认为数学方法不仅是一种分析技术，而且能够导出普遍性规律，能够解决地理学传统研究方法所不能解决的理论问题。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”认为数学方法只是地理学研究方法之一，只能用来研究地理要素之间的数量关系和地理事物的空间格局，不能用来描述和解释地理规律，不能导出地理学理论，但其观点摇摆不定。,35,思考,你们怎么看待数学方法在地理学中的应用？,36,第四节 计量地理学的应用,应用方面 应用中应该注意的几个问题,37,一、数学方法主要应用方面,分布型分析-对地理要素的分布特征及规律进行定量分析。 相互关系分析-对地理要素、地理事物之间的相互关系进行定量分析。 分类研究-对地理事物的类型和各种地理区域进行定量划分。,38,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。 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。,39,系统仿真研究，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馈机制进行分析，构造系统结构； 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，从而揭示其运行机制与规律。,40,过程模拟与预测研究, 通过对地理过程的模拟与拟合，定量地揭示地理事物、地理现象随时间变化的规律，预测其未来发展趋势。 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。,41,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。 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 。地理系统是高度复杂的巨系统，其复杂系统研究已经引起了国际地理学界的高度重视。,42,二、应用中应该注意的几个问题,地理数据的筛选与质量检验问题 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 思考：森林救火 数学方法和GIS的结合：,43,建模程序威尔逊 ，英国,建造一个数学模型，首先必须明确建模的目标； 地理问题的构成要素； 寻找可控变量 在模型中，如何处理时间概念,44,所建模型将采用什么观点、解决哪些理论问题，与此问题有关的建立模型的基本假设，以及所依据的理论，将要解决的问题等都将直接或间接地体现在模型之中； 能用于建模的有关数据、资料是什么，可能性如何，应采用何种建模技术，有现成的技术方法可供借鉴还是需要建造新模型，采用什么方法确定模型的参数 精度、合理性和有效性的检验,