1 计量地理学—前言

古代地理学时期杰出的地理学家
托勒密（Ptolemy，公元90—168）
——古罗马学者，地心说的倡导者。 ——代表作《地理学指南》，认为地理学分为地理
学和地志学，并专门论述地图投影，绘制了世界 轮廓图。 ——地理学研究地球上各地方的位置和相互关系。
古代地理学时期杰出的地理学家
托勒密阅遍了集中在亚 历山大港的诸多资料， 最终制作出俯瞰视角的 世界地图。
1492年哥伦布由西班牙向西航行，2个月后到达 巴哈马群岛，误认为是印度。
1519年，葡萄牙航海家麦哲伦从西班牙出发， 向西南越过大西洋，沿巴西海岸南下，经麦哲伦 海峡，进入太平洋，到达菲律宾后，继续西行绕 过好望角，回到西班牙，完成人类第一次环球航 行。——开辟了通往亚洲的西南航路
世界地形图
✓区域学派,代表人物是赫特纳、哈特向。认为地理
学研究地球表面的地域分异特征，部门地理学是 起点、区域地理学是终结。
✓ 景观学派，代表人物是施吕特尔等。认为地理学 的中心是对可见景观的研究，景观是一个区域结 合的外貌单元，其中“可以感觉到的”具有地域 意义的自然和人文现象，共同形成一种独特的结 合。
3 现代地理学(20世纪60年代以来)
末期）
特点：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。
第三阶段（20世纪70年代末期到80年代末期）
特点：除了传统的概率统计方法的广泛应用以外， 系统论方法被引入地理学中，同时GIS技术的发
展为其提供了先进的技术手段支持。
运用系统论方法，首先要根据构成系统的各个要素之间 固有的联系、结构和功能，研究系统的总目标以及实现 总目标的各种方案; 并且加以定量化、形式化，建立起数 学模型，对系统的实际情况进行模拟，掌握数据和积累 资料。然后根据这些资料对各种方案进行比较和筛选， 选出能使系统在整体上达到最优化目标的方案
…….
计量地理学的定义
计量地理学是一门方法论学科，它的任务 是定量化研究地理事物、地理现象、地理 过程与地理系统的内在机制及其发展运动 规律，从而为人地关系的优化调控提供科 学依据。
前言
一.计量地理学的形成和发展 二.计量地理学的主要方法 三.计量地理学的应用
一. 计量地理学的形成和发展
➢ 现代地理学发展史上的计量运动 ➢ 计量地理学的发展阶段 ➢ 计量地理学在中国的发展
第四阶段（20世纪90年代初至今）
由计量地理学进入计算地理学时代。 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。
二.计量地理学的主要方法
数学方法
概率论
用途
用于地理现象、地理要素的随机分布研究。
抽样调查
用于地理数据的采集和整理。
相关分析
分析地理要素之间的相关关系。
回归分析
拟合地理要素之间的数量关系、预测发展趋势。
方差分析 时间序列分析
研究地理数据分布的离散程度。 用于地理过程时间序列的预测与控制研究。
主成分分析
③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。
引力模型的思想和概念源自物理学中牛顿提出的万有引力定律：两物体之间 相互引力与两个物体的质量大小成正比，与两物体之间的距离远近成反比。
——古罗马地理学家。
——代表作《地理》，记录了以罗马为中心的已知 世界，为地方志的发展奠定了基础。
他不同于埃拉托色尼等前辈学者，记录了存在于地面的人 、动植物和陆地、海洋，为描述地理学奠定了基础；对已 知世界进行了区划和分类，成为区域地理研究的代表；把 海岸分为岩岸、沙岸和潟湖等类型；研究了陆地上升、下 沉和三角洲的形成；第一个描述了非洲沙漠中的绿洲，正 确解释了尼罗河的泛滥，将其归因于埃塞俄比亚夏季丰沛 的雨水；指出火山土、碎屑土和冲积土的肥力不同；提出 自然因素对人文现象（如聚落、人口密度和风俗习惯）有 很大影响，注意到历史对地理的作用。
风 险 型 决 策 分 析 用于各种风险型地理决策问题的分析。 法
非 确 定 型 决 策 分 用于各种非确定型地理决策问题的分析。 析法
模糊数学方法
用于各种模糊地理现象、地理过程、地理决策和系统 评价研究。
控制论
用于地理过程、地理系统的调控研究。
信息论
用于各种地理信息的分析、处理。
突变论
用于有关突发性地理现象、地理事件的研究。
——古希腊学者，第一个创造了“地理学”这一术语，
其含义是指“对地球的描述”，誉为“地理学之
父”。 ——代表作《地理学》，论述了地球基本知识和已知世
界的地理情况。 ——首次根据经纬网绘制世界地图。
古代地理学时期杰出的地理学家
古代地理学时期杰出的地理学家
斯特拉波（Strabo，公元前64—公元20）
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；
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；
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；
例二：啤酒销售的时间序列分析
✓ 早期计量运动的三种学派
①衣阿华的经济派。代表人物是舍弗尔、麦卡尔蒂。着重探讨经济
区位现象间相互内在联系及其组合类型。主要特征是重视相关 分析和回归分析等统计方法在人文地理学中的应用。
②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。
1964年国际地理学联合会(IGU)设立的地理计量学方法 委员会；
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。
（二）计量地理学在中国的发展
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）。
地理学的发展阶段
1. 古代地理学(上古时期至18世纪末)
古代地理学是农牧业社会的产物，特点是 以地理知识的描述性记载为主；学科内外分 化不明显；由于环境差异和交通不便，其研 究形式和内容具有显著的地域差异。
古代地理学时期杰出的地理学家
埃拉托色尼（Eratosthenes，公元前273—前192）
在托勒密世界地图上，世界 不以耶路撒冷为中心，不以 麦加为中心，也不以巴格达 为中心，托勒密似乎不追求 中心的确定，而是更在意世 界的东西两极，他认为西极 是加那利群岛，东极在赛里 斯国，即中国。
地理大发现的影响
15世纪初叶，葡萄牙人沿非洲西岸南下，占据不 少殖民地；1486－1487年，绕非洲南端，发现 好望角；1497年，再次绕过好望角，航行10个 月到达印度。——通往亚洲的东南航路
✓ 计量运动的飞速发展
加里森(W. L. Garrison) 及其领导的华 盛顿小组。首次把地理学的理论和方法 建立在定量的基础上，编写了第一本 《计量地理学》教材，率先在华盛顿大 学举办了地理计量方法研讨班，培养了 大批现代地理学名家。
✓ 计量运动的飞速发展
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》，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。
计量地理学
定义 地位 作用
地理学的定义：
地理学是研究地理环境与人类活动相互 关系的一门学科体系。
部门
研究对象
自然地理学 人文地理学
中国地理
地
区域 世界地理…....
地域分异理论
理论体系
人地关系理论 地理景观理论
理
计量地理
方法体系 遥感/GIS
地图学
生产布局
学
应用部门 资源利用
城镇与区域规划
三.计量地理学的应用
➢主要应用方面 ➢应用举例
（一）主要应用方面
分布型分析——对地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。
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。
（二）应用举例 例一：污灌对白菜污染
研究南京郊区污灌对白菜中金属污染的影响 测定污灌区和非污灌区白菜样(各40)金属含量 问题：污灌是否导致白菜金属含量上升 计算：污灌区/非污灌区白菜金属含量“均值” 比较：污灌区/非污灌区白菜金属含量“均值”
2 近代地理学 (19世纪～20世纪50年代)
近代地理学是同工商业社会相适应的知识形态。 它的特点是以对地球表面各种现象及其关系的解释 性描述为主体；其逻辑推理和概念体系渐趋完善； 学科日益分化，学派林立。
近代地理学的3种主要学派:
✓人地关系学派，代表人物是洪堡、李特尔、李希
霍芬等。其中影响最大的观念是“环境决定论” ，认为地理学是研究自然环境如何决定人类行为 的学问。
✓ 计量运动的萌芽
始于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，抨击了区域学派哈特向的地域独特主义观点， 即“例外主义”观点。
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， 都是最求、探索法则的。
耗散结构理论 协同学 灰色系统方法 系统动力学方法 分形理论
小波分析
人工神经网络
遗传算法 细胞自动机
用于有关地理系统、地理过程的组织与演化问题研究。 用于有关地理系统、地理过程的自组织问题研究。 用于灰色地理系统的分析、建模、控制与决策研究。 用于对地理系统的仿真、模拟和预测。
用于有关地理实体的形态及要素分布形态的自相似机 理研究。 用于多层次、多尺度、多分辨率的地理时空过程的时 频分析。 用于有关地理模式的识别、地理过程机制的自学习及 预测等。 用于复杂的非线性地理问题的计算。 用于有关地理过程的计算机模拟。
现代地理学是同科技社会或信息社会相适应的 地理学发展的最新阶段。
现代地理学的特点是将人类居住的地球表面看 作统一的复合系统；对地理现象的解释由单纯的类 型归纳，过渡到理论演绎、实验反馈和模式化的方 法；采用定性和定量相结合的方法，对纷纭复杂的 地表机理进行确定性研究。
（一）现代地理学发展史上的计量运动
用于地理数据的降维处理及地理要素的因素分析与综合评 价。
聚类分析
用于各种地理要素分类、各种地理区域划分。
判别分析 趋势面分析 协方差与变异函数
克立格法
用于判别地理要素、地理单元的类型归属。
用于拟合地理要素的空间分布形态。
用于研究地理要素的空间相关性及空间分布的数量 规律。 用于地理要素分布的空间局部估计与局部插值。
马尔可夫过程
用于研究随机地理过程、预测随机地理事件。
线性规划 投入产出分析
用于研究有关规划与决策问题。
用于产业部门联系分析、劳动地域构成分析、区域 相互作用分析。
多目标规划 非线性规划 动态规划 网络分析
层次分析法
用于研究有关规划与决策问题。 用于研究有关规划与决策问题。 用于有关多阶段地理决策问题的求解。 用于交通网络、通讯网络、河流水系等地理网络的研 究。 用于有关多层次、多要素战略决策问题的分析。
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。
（三）计量地理学的发展阶段
第一阶段（20世纪50年代末期到60年代
末期） 特点：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。
第二阶段（20世纪60年代末期到70年代