3.3 建立地理模型的步骤与数学方法

20世纪90年代，以超级计算机为基础的 一系列高性能计算新方法的实现，使计算与 实验、理论共同构成了人类认知客观世界的 有效工具。随着并行超级计算机硬件的成功 实现，GPS、RS、GIS技术在获取大容量、 整体性地理数据信息中的成功应用，计量地 理已不是传统意义上的利用计算机求解单一 地理模型的计算，它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（ Fotheringham, 1998）。
地理建模中常用的数学方法
地理建模中常用的数学方法
地理建模中常用的数学方法

பைடு நூலகம்
20世纪90年代以来，随着数学方法、 计算理论和方法及计算机技术发展，传统意 义上的单一的地理模型开始朝模型系统方向 发展（孙九林等，1992；秦耀辰，1994） 。传统的地理计量模型也随之发展为地理计 算(Geo-computation)模型系统（Openshaw, 1994, 1998）。

高性能计算所依赖的计算方法与理论模 型，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的突变、自组织、 混沌、分形等模型外，在地理计算模型中占 重要地位的是神经网络（Neural Network） 、遗传算法模型（Genetic Algorithm）、元 胞自动模型（Cellar Automata）、模式参数 随机取样模型（Random Sampling of Model Parameter）、模糊逻辑模型(fuzzy logic)、 改进了的地理加权回归（Geographically Weighted Regression）等。
目的
系统边界 对象系统 系统机理 变量选择 模型选择 模型描写 是 模型检验 否 解释与应用
以实际 情况检 验 误差原因
是
二、建立地理模型常用的数学方法
经过40多年的发展，地理建模方法不断完善、 不断成熟。目前，地理建模中的数学方法，已经涉 及到数学及其相关学科的各个领域。它不但继承了 计量运动（ Burton, 1963 ）的成果，而且还吸收了 40多年以来数学、系统理论、系统分析方法、计算 机科学、现代计算理论及计算方法等领域内的有关 成果，其内容是十分丰富而广泛的。
第3节 建立地理模型的步骤与数学方法
建立地理模型的基本步骤
建立地理模型常用的数学方法
一、建立地理模型的基本步骤
（一）根据研究目的，划定系统边界，研究系统与外 界环境之间的关系
在这一步骤中，首先需要明确研究目的，建模 者必须明白建模的意图；然后再根据研究目的，将 与研究问题无关的内容排除于系统之外，明确地确 定出系统的界限范围；最后再研究系统与其外界环 境之间物质、能量、信息的交流关系。
（二）研究系统机理，找出主要因素、确定主要变量， 为系统模型的建立准备必要的条件
这一步骤的主要任务是研究系统的构成及其内 部各因素之间相互作用、相互联系、相互依赖的各 种机制，并通过各种机制的研究，确定构成系统的 主要因素、建立模型所必需的各种变量。
（三）建立模型 在这一步骤中，首先面临的问题是模型选择， 既要求在上一步骤工作的基础上，结合系统的 研究目标、根据系统要素及有关变量的性质， 确定要建造的系统模型类型。 （四）模型检验与修正 如果模型与客观地理事实有较大的误差，则需
要返回到以上各个步骤环节通过检查失误对所建立 的模型进行修正。
逐步修正是地理系统建模常用的方法之一。
（五）模型的地理学解释与应用 当一个地理系统模型被建立后，就要对它做
出地理学解释，说明它所阐述的理论思想与观点。
模型的应用与维护也是必不可少的，任何地理 系统模型的建立都是以应用为目的，建模仅仅是地 理系统分析的手段而不是目的。