计量统计方法-1
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Openshaw)教授的提法，90年代初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。
主成分分析
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。
2 计量地理学中的数学方法
聚类分析
判别分析 趋势面分析 协方差与变异函数
克立格法 马尔可夫过程 线性规划 投入产出分析
用于各种地理要素分类、各种地理区域划分。
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。 用于研究随机地理过程、预测随机地理事件。
3 对计量地理学的评价
③ “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。
3 对计量地理学的评价
华东师大徐建华教授的观点：
世界上的任何事物都可以用数值来度量。 在现代地理学中，传统方法是数学方法的基础，数学方
江西师范大学地理与环境学院研究生课程
计量统计方法
胡碧松 博士/讲师 hubisong624@126.com
2010-3-25
课程公共邮箱： Username: jxnugis@126.com Password: jxnugis2009 主要用以存放本课程相关课件、文档资料等
课程作业提交： hubisong624@126.com 特殊情况提交打印稿或手写稿亦可
层次分析法 用于有关多层次、多要素战略决策问题的分析。
风险型决策分 用于各种风险型地理决策问题的分析。 析法
非确定型决策 用于各种非确定型地理决策问题的分析。 分析法
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。
每一种方法或模型都只是一条“鱼”，每一个实际 问题只是一种特定的“鱼食”。
有些“鱼”会吃好几种“鱼食”，即有些方法或模 型可以解决好几种特定的实际问题，但是，没有任 何一条“鱼”可以食遍天下各色之“鱼食”。
因此，不如掌握“渔”，当遇见各色美味“鱼食” 时，钓出那条适合该“鱼食”的“鱼”即可。
规范研究与实证研究并举，解释各种地理现象的内 在机制并预测其未来演变。
1 计量地理学的形成和发展
地理VS数学 古代地理学和近代地理学中的数学方法限于
定量地描述、记载和解释。 现代地理学中运用数学方法，是为了深入地
进行定量化研究，揭示地理现象发生、发展 的内在机制及运动规律，从而为地理系统的 预测及优化调控提供科学依据。
计量地理学的发展阶段
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）、元胞自动机（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）等先进 方法。
计量地理学的发展阶段
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。
计量地理学的发展阶段
第三阶段（20世纪70年代末期开始到80年代末期）
问题？
当你发现一个地理科学问题时，你想如何解决？ 当你需要解释一个地理科学现象时，你想怎么处理？ 当你拿到一大堆地理数据时，你想怎么分析才能迅速得到
想要的结果？
发现问题->分析问题->解决问题 解释现象->定性解释->定量分析 科学研究->分析数据->得出结论
方法+工具
<。)#)))≦ 和 “渔”
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。
系统仿真研究——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， 对真实系统进行模拟仿真，从而揭示其运行 机制与规律。
4 计量地理学的应用
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。
2 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。 它不但继承了现代地理学中计量运动的成果， 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，其内容十 分丰富而广泛。
课程简介
《计量统计方法》是为地理科学专业硕士研究生 开设的专业选修课，主要介绍基础的数学统计方 法与前沿的数学模型在地理科学领域中的应用， 课程内容包括数学方法和数学模型的理论知识和 实践使用。
本课程每周3节课，总计12周次，共计36课时， 知识介绍与技能实践相结合，注重理论知识的理 解和计算机技能的掌握。
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。
2 计量地理学中的数学方法
多目标规划 非线性规划 动态规划 网络分析
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。
6. 终极目标——
让同学们在硕士期间掌握些真才实学！
课程主要内容
1. 计量地理学概述+经典数理统计方法（一） (3课时) 2. 经典数理统计方法（二） (3课时) 3. 经典数理统计方法（三） (3课时) 4. 空间统计分析（一） (3课时) 5. 空间统计分析（二） (3课时) 6. 空间统计分析（三） (3课时) 7. 网络分析 (3课时) 8. 系统动力学 (3课时) 9. 多智能体系统 (3课时) 10. 元胞自动机 (3课时) 11. SOM分类机 (3课时) 12. 支持向量机 (3课时)
至此，“鱼食”即便摆脱了“鱼”，终究无法逃出 “渔”的手掌心。
第一章 计量地理学概述
胡碧松 博士/讲师 hubisong624@126.com
2010-3-25
主要内容
1. 计量地理学的形成和发展 2. 计量地理学中的数学方法 3. 对计量地理学的评价 4. 计量地理学的应用
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。
3 对计量地理学的评价
对于计量地理学，产生了三种观点： ① “反定量化”——反对地理学定量化研究，
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。
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。
4 计量地理学的应用
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。
突变论
用于有关突发性地理现象、地理事件的研究。
2 计量地理学中的数学方法
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 元胞自动机
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。
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） 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。
分布中心、区域形状、地理要素分布的集中和 离散程度等都有了定量指标，许多地理要素间的相 关关系，也可以进行定量地表示。
法是传统方法的重要补充。 数学方法是人们进行数学运算和求解的工具，能以严密
的逻辑和简洁的形式描述复杂的ห้องสมุดไป่ตู้题、表述丰富的实质 性思想。 地理学研究中，数学方法有其局限性。 现代地理学中数学方法的形成和发展与计算机应用技术 密切相关。
我顶
4 计量地理学的应用
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。
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。
4 计量地理学的应用
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。
1 计量地理学的形成和发展
地理——文科？理科？ 当地理在描述地理现象、解释地理问题时，
定性占主导地位，则倾向于偏文科。 当地理在分析地理过程、研究地理规律时，
定量方法占主导地位，则倾向于偏理科。 地理信息系统是地理科学与信息科学的完美
结合，侧重中实际工程中的应用，此时的地 理似乎又倾向于偏工科。
2 计量地理学中的数学方法
鱼 Where is “渔”? 鱼食
数学方法
用途
概率论
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
研究地理数据分布的离散程度。
时间序列分析 用于地理过程时间序列的预测与控制研究。
1. 计量地理学的形成和发展
地理学的发展阶段
地理学在中国战国前后的古希腊、古罗马时代开始 萌芽，至今已有2000多年的发展历史。地理学的 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，
并对它们之间的关系进行解释性描述； 现代地理学，采用定性与定量相结合的方法，
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 学中的规划方法、决策方法、网络分析方法，以及 数学物理方法、模糊数学方法、分形几何学方法、 非线性分析方法等一系列现代数学方法的形成。同 时GIS技术的发展为其提供了先进的技术手段支持。
计量地理学的发展阶段
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.
本课程的成绩以考查为主，课程后期每位同学完 成两个以计算机操作为主的大作业（10选2）。
课程总体目标
1. 掌握发现和解决地理科学问题的能力；
2. 掌握经典数理统计方法的理论基础；
3. 掌握一些前沿数学模型的理论基础；
4. 掌握matlab/SPSS等数学软件的基础使用；
5. 掌握一些特殊数学模型专业软件的基础使用；
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（D. Smith）、奥格 登(P. Ogden)等。
3 对计量地理学的评价
② “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。
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。
主成分分析
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。
2 计量地理学中的数学方法
聚类分析
判别分析 趋势面分析 协方差与变异函数
克立格法 马尔可夫过程 线性规划 投入产出分析
用于各种地理要素分类、各种地理区域划分。
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。 用于研究随机地理过程、预测随机地理事件。
3 对计量地理学的评价
③ “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。
3 对计量地理学的评价
华东师大徐建华教授的观点：
世界上的任何事物都可以用数值来度量。 在现代地理学中，传统方法是数学方法的基础，数学方
江西师范大学地理与环境学院研究生课程
计量统计方法
胡碧松 博士/讲师 hubisong624@126.com
2010-3-25
课程公共邮箱： Username: jxnugis@126.com Password: jxnugis2009 主要用以存放本课程相关课件、文档资料等
课程作业提交： hubisong624@126.com 特殊情况提交打印稿或手写稿亦可
层次分析法 用于有关多层次、多要素战略决策问题的分析。
风险型决策分 用于各种风险型地理决策问题的分析。 析法
非确定型决策 用于各种非确定型地理决策问题的分析。 分析法
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。
每一种方法或模型都只是一条“鱼”，每一个实际 问题只是一种特定的“鱼食”。
有些“鱼”会吃好几种“鱼食”，即有些方法或模 型可以解决好几种特定的实际问题，但是，没有任 何一条“鱼”可以食遍天下各色之“鱼食”。
因此，不如掌握“渔”，当遇见各色美味“鱼食” 时，钓出那条适合该“鱼食”的“鱼”即可。
规范研究与实证研究并举，解释各种地理现象的内 在机制并预测其未来演变。
1 计量地理学的形成和发展
地理VS数学 古代地理学和近代地理学中的数学方法限于
定量地描述、记载和解释。 现代地理学中运用数学方法，是为了深入地
进行定量化研究，揭示地理现象发生、发展 的内在机制及运动规律，从而为地理系统的 预测及优化调控提供科学依据。
计量地理学的发展阶段
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）、元胞自动机（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）等先进 方法。
计量地理学的发展阶段
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。
计量地理学的发展阶段
第三阶段（20世纪70年代末期开始到80年代末期）
问题？
当你发现一个地理科学问题时，你想如何解决？ 当你需要解释一个地理科学现象时，你想怎么处理？ 当你拿到一大堆地理数据时，你想怎么分析才能迅速得到
想要的结果？
发现问题->分析问题->解决问题 解释现象->定性解释->定量分析 科学研究->分析数据->得出结论
方法+工具
<。)#)))≦ 和 “渔”
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。
系统仿真研究——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， 对真实系统进行模拟仿真，从而揭示其运行 机制与规律。
4 计量地理学的应用
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。
2 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。 它不但继承了现代地理学中计量运动的成果， 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，其内容十 分丰富而广泛。
课程简介
《计量统计方法》是为地理科学专业硕士研究生 开设的专业选修课，主要介绍基础的数学统计方 法与前沿的数学模型在地理科学领域中的应用， 课程内容包括数学方法和数学模型的理论知识和 实践使用。
本课程每周3节课，总计12周次，共计36课时， 知识介绍与技能实践相结合，注重理论知识的理 解和计算机技能的掌握。
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。
2 计量地理学中的数学方法
多目标规划 非线性规划 动态规划 网络分析
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。
6. 终极目标——
让同学们在硕士期间掌握些真才实学！
课程主要内容
1. 计量地理学概述+经典数理统计方法（一） (3课时) 2. 经典数理统计方法（二） (3课时) 3. 经典数理统计方法（三） (3课时) 4. 空间统计分析（一） (3课时) 5. 空间统计分析（二） (3课时) 6. 空间统计分析（三） (3课时) 7. 网络分析 (3课时) 8. 系统动力学 (3课时) 9. 多智能体系统 (3课时) 10. 元胞自动机 (3课时) 11. SOM分类机 (3课时) 12. 支持向量机 (3课时)
至此，“鱼食”即便摆脱了“鱼”，终究无法逃出 “渔”的手掌心。
第一章 计量地理学概述
胡碧松 博士/讲师 hubisong624@126.com
2010-3-25
主要内容
1. 计量地理学的形成和发展 2. 计量地理学中的数学方法 3. 对计量地理学的评价 4. 计量地理学的应用
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。
3 对计量地理学的评价
对于计量地理学，产生了三种观点： ① “反定量化”——反对地理学定量化研究，
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。
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。
4 计量地理学的应用
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。
突变论
用于有关突发性地理现象、地理事件的研究。
2 计量地理学中的数学方法
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 元胞自动机
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。
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） 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。
分布中心、区域形状、地理要素分布的集中和 离散程度等都有了定量指标，许多地理要素间的相 关关系，也可以进行定量地表示。
法是传统方法的重要补充。 数学方法是人们进行数学运算和求解的工具，能以严密
的逻辑和简洁的形式描述复杂的ห้องสมุดไป่ตู้题、表述丰富的实质 性思想。 地理学研究中，数学方法有其局限性。 现代地理学中数学方法的形成和发展与计算机应用技术 密切相关。
我顶
4 计量地理学的应用
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。
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。
4 计量地理学的应用
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。
1 计量地理学的形成和发展
地理——文科？理科？ 当地理在描述地理现象、解释地理问题时，
定性占主导地位，则倾向于偏文科。 当地理在分析地理过程、研究地理规律时，
定量方法占主导地位，则倾向于偏理科。 地理信息系统是地理科学与信息科学的完美
结合，侧重中实际工程中的应用，此时的地 理似乎又倾向于偏工科。
2 计量地理学中的数学方法
鱼 Where is “渔”? 鱼食
数学方法
用途
概率论
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
研究地理数据分布的离散程度。
时间序列分析 用于地理过程时间序列的预测与控制研究。
1. 计量地理学的形成和发展
地理学的发展阶段
地理学在中国战国前后的古希腊、古罗马时代开始 萌芽，至今已有2000多年的发展历史。地理学的 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，
并对它们之间的关系进行解释性描述； 现代地理学，采用定性与定量相结合的方法，
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 学中的规划方法、决策方法、网络分析方法，以及 数学物理方法、模糊数学方法、分形几何学方法、 非线性分析方法等一系列现代数学方法的形成。同 时GIS技术的发展为其提供了先进的技术手段支持。
计量地理学的发展阶段
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.
本课程的成绩以考查为主，课程后期每位同学完 成两个以计算机操作为主的大作业（10选2）。
课程总体目标
1. 掌握发现和解决地理科学问题的能力；
2. 掌握经典数理统计方法的理论基础；
3. 掌握一些前沿数学模型的理论基础；
4. 掌握matlab/SPSS等数学软件的基础使用；
5. 掌握一些特殊数学模型专业软件的基础使用；
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（D. Smith）、奥格 登(P. Ogden)等。
3 对计量地理学的评价
② “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。