计量地理学专题知识省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

计量地理学计量地理学 （第（第2版）版）徐建华徐建华高等教育出版社普通高等教育普通高等教育“十二五十二五”国家级规划教材国家级规划教材普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教材国家级规划教材n第第1 1页页课程纲领课程纲领第第1 1章章 绪论绪论 第第1 1节节 计量地理学形成和发展计量地理学形成和发展 第第2 2节节 对计量地理学评价对计量地理学评价 第第3 3节节 计量地理学应用计量地理学应用 第第2 2章章 地理数据及其采集与预处理地理数据及其采集与预处理 第第1 1节节 地理数据类型地理数据类型 第第2 2节节 地理数据基本特征地理数据基本特征 第第3 3节节 地理数据采集与处理地理数据采集与处理 第第4 4节节 地理数据统计预处理地理数据统计预处理 第第5 5节节 地理数据分布集中化与均衡度指数地理数据分布集中化与均衡度指数 n第第2 2页页第第3 3章章 地理模型与地理建模概述地理模型与地理建模概述 第第1 1节节 地理模型概念、功效及分类地理模型概念、功效及分类 第第2 2节节 地理建模思维导向与标准地理建模思维导向与标准 第第3 3节节 建立地理模型步骤与数学方法建立地理模型步骤与数学方法 第第4 4节节 地理建模方法概述地理建模方法概述第第4 4章章 地理学中经典统计分析方法地理学中经典统计分析方法 第第1 1节节 相关分析相关分析 第第2 2节节 回归分析回归分析 第第3 3节节 时间序列分析时间序列分析 第第4 4节节 Mann-KendallMann-Kendall检验检验 第第5 5节节 系统聚类分析系统聚类分析 第第6 6节节 主成份分析主成份分析 第第7 7节节 趋势面分析趋势面分析 第第8 8节节 马尔可夫预测马尔可夫预测n第第3 3页页第第5 5章章 空间统计分析初步空间统计分析初步 第第1 1节节 探索性空间统计分析探索性空间统计分析 第第2 2节节 地统计分析方法地统计分析方法第第6 6章章 线性规划与多目标规划线性规划与多目标规划 第第1 1节节 线性规划及其单纯形求解方法线性规划及其单纯形求解方法 第第2 2节节 多目标规划及其求解技术介绍多目标规划及其求解技术介绍 第第3 3节节 目标规划及其单纯形求解方法目标规划及其单纯形求解方法 第第4 4节节 多目标规划应用实例多目标规划应用实例第第7 7章章 投入产出分析方法投入产出分析方法 第第1 1节节 投入产出模型基本原理投入产出模型基本原理 第第2 2节节 区域经济活动投人产出模型区域经济活动投人产出模型 第第3 3节节 资源利用与环境保护投入产出分析资源利用与环境保护投入产出分析n第第4 4页页第第8 8章章 AHPAHP决议分析方法决议分析方法 第第1 1节节 AHPAHP决议分析基本原理与计算方法决议分析基本原理与计算方法 第第2 2节节 AHPAHP决议分析方法应用实例决议分析方法应用实例第第9 9章章 随机型决议分析方法随机型决议分析方法 第第1 1节节 随机型决议问题随机型决议问题 第第2 2节节 风险型决议方法风险型决议方法 第第3 3节节 非确定型决议方法非确定型决议方法第第1010章章 地理网络分析地理网络分析 第第1 1节节 地理网络图论描述地理网络图论描述 第第2 2节节 最短路径与选址问题最短路径与选址问题 第第3 3节节 最大流与最小费用流最大流与最小费用流 n第第5 5页页第第11 11章章 非线性方法介绍非线性方法介绍 第第1 1节节 分形理论及其应用分形理论及其应用 第第2 2节节 小波分析及其应用小波分析及其应用 第第3 3节节 人工神经网络及其应用人工神经网络及其应用 n第第6 6页页第1章 绪 论n第第7 7页页n n计量地理学计量地理学，主要是利用数理方法和，主要是利用数理方法和计算机应用技术，经过计算机应用技术，经过建立地理模型建立地理模型，定量地分析定量地分析地理要素之间相互关系，地理要素之间相互关系，模拟模拟地理系统时空演化过程，从而为地理系统时空演化过程，从而为人地关系优化调控人地关系优化调控提供科学依据一门提供科学依据一门新兴学科新兴学科。n n计量地理学计量地理学，是，是当代地理学当代地理学中主要中主要方法论学科。方法论学科。n第第8 8页页地理学发展阶段 地理学在中国战国前后古希腊、古罗马时代开始萌芽，至今已经有多年发展历史。地理学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，并对它们之间关系进行解释性描述；当代地理学，采取定性与定量相结合方法，规范研究与实证研究并举，解释各种地理现象内在机制并预测其未来演变。n第第9 9页页地理学与数学不解之缘 古代地理学和 近代地理学中数学方法限于定量地描述、记载和解释。当代地理学中利用数学方法，是为了深入地进行定量化研究，揭示地理现象发生、发展内在机制及运动规律，从而为地理系统预测及优化调控提供科学依据。n第第1010页页本章主要内容本章主要内容 计量地理学形成和发展对计量地理学评价 计量地理学应用n第第1111页页第第1 1节节 计量地理学形成和发展计量地理学形成和发展当代地理学发展史上计量运动 计量地理学发展阶段 计量地理学在中国发展n第第1212页页一、当代地理学发展史上计量运动一、当代地理学发展史上计量运动 近代地理学有3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。n第第1313页页计量运动萌芽计量运动萌芽 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例外论文章，抨击了哈特向地域独特主义观点，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实例。地理学目标应该与其它科学有相同之处：都是追求、探索法则都是追求、探索法则。舍弗尔等人对区域学派批评是否定，拉开了当舍弗尔等人对区域学派批评是否定，拉开了当代地理学发展史上计量运动帷幕。代地理学发展史上计量运动帷幕。n第第1414页页早早期期计计量量运运动动三三种种学学派派 计量运动主要是由美国地理学家发起，形成了3大学派：艾奥瓦经济派艾奥瓦经济派。代表人物是舍弗尔、麦卡尔蒂。受杜能、廖什、克里斯塔勒等区位论学者影响很深，极力提倡建立地理学法则，着重探讨经济区位现象间相互内在联络及其组合类型。威斯康星统计派威斯康星统计派。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。普林斯顿社会物理学派普林斯顿社会物理学派。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研究之中，发展了理论地理学中引力模型、位势模型、空间相互作用模式。n第第1515页页计量运动飞速发展计量运动飞速发展 加里森(W.L.Garrison)及其领导华盛顿小组首次把地理学理论和方法建立在定量基础上，编写了第一本计量地理学教材，率先在华盛顿大学举行了地理计量方法研讨班，培养了大批当代地理学名家。美国区域科学协会组织了大量学术活动，编辑出版了区域科年鉴，成为美国计量运动源地之一。瑞典学者哈格斯特朗主动组织瑞典和美国地理学家交流学术思想，大大促进了计量运动向全世界扩散。n第第1616页页计量运动中涌现著名学派、组织和计量运动中涌现著名学派、组织和学术刊物学术刊物 英国以乔莱（R.J.Chorley）、哈格特(P.Haggett)和哈威(D.Harvey)等为代表剑桥学派；1964年国际地理学联合会(IGU)设置地理计量学方法委员会；1967年英国地理学会设置地理教学采取模型和计量技术委员会；1968年日本成立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年英国出版地理学计量资料杂志和1969年美国出版地理分析国际理论地理学杂志。n第第1717页页二、计量地理学发展阶段二、计量地理学发展阶段n第一阶段（20世纪50年代末期到60年代末期）把统计学方法引入地理学研究领域，结构一系列统计量来定量地描述地理要素分布特征，应用各种概率分布函数、方差等简单统计特征回归分析方法。分布中心、区域形状、地理要素分布集中和离散程度等都有了定量指标，许多地理要素间相关关系，也能够进行定量地表示。n第第1818页页n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伎俩，许多地理学家熟练地掌握了多元统计方法，具备了分析多原因、复杂结构和动态特征等复杂地理问题能力。n第第1919页页n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地理学研究领域，促进了运筹学中规划方法、决议方法、网络分析方法，以及数学物理方法、含糊数学方法、分形几何学方法、非线性分析方法等一系列当代数学方法形成。同时GIS技术发展为其提供了先进技术伎俩支持。n第第2020页页n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)教授提法，90年代初进入计算地理学(Geocomputational Geography)时代。得益于计算机技术与计算理论和方法巨大发展和3S技术在获取大容量、整体性地理数据信息中成功应用，以向量或并行处理器为基础超级计算机为工具，对“整体”、“大容量”资料所表征地理问题实施高性能计算，探索构筑新地理学理论和应用模型。n第第2121页页 除继续应用20世纪80年代中叶以来在地理学模型研究中成功引入突变、自组织、混沌、分支、分形等模型外，地理计算学又成功地引入了神经网络（neural network)、遗传算法模型（genetic programming）、细胞自动模型（cellar automata）、模式参数随机取样模型（random sampling of model parameter）、含糊逻辑模型(fuzzy logic)、改进了地理加权回归（geographically weighted regression）等先进方法。n第第2222页页 三、计量地理学在中国发展三、计量地理学在中国发展 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利用相关数学方法研究地理问题论文。70年代末80年代初，计量地理学正式起步。1980年5月，计量地理学被部分综合大学和师范院校地理系列为专业课；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）和计量地理学基础（张超、杨秉庚）。20世纪80年代后期以来，地理数学方法应用与系统科学、系统分析方法以及GIS技术有机地结合起来。n第第2323页页