1.1 计量地理学的形成和发展
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
计量地理学课件1 绪论
Geary's C统计量
Moran's I统计量
用于测量数据的空间自相关程度， 值越大表示相关性越强。
衡量数据的全局空间自相关性， 取值为-1至1之间。
计量地理学课件1 绪论
计量地理学是研究地理现象的数量化方法与技术。内容包括统计学方法、空 间分布模式测度、空间自相关分析、空间交互作用模型等。它与地理信息科 学密切相关，并在地理研究中发挥重要作用。
计量地理学的历史和发展
计量地理学的起源可以追溯到19世纪，历经多个阶段的发展。从早期的空间统计方法到现代计算机技术的应用， 计量地理学在地理学研究中发挥着重要的作用。
空间分布模式的测度及计算方法
1
集群测度
通过计算距离、密度等指标，分析地理
随机性测度
2
现象的集聚程度。
利用随机性指标，评估地理现象是否满Βιβλιοθήκη 足随机分布的假设。3
均匀性测度
通过计算离散性指标，研究地理现象的 均匀程度。
空间自相关的分析和测度方法
空间自相关图
通过绘制空间自相关图，查看数 据的空间分布及相关性模式。
经济发展与区域差异
通过地理加权回归等方法，计量地理学在经济 发展研究中帮助揭示城市间、区域间的差异和 发展潜力。
计量地理学所及的统计学方法
1 空间自相关分析
衡量和探索地理现象之间的空间相关性及关联模式。
2 回归分析
通过建立统计模型来解释和预测地理现象，揭示其影响因素和关系。
3 时空分析
考察地理现象在时间和空间上的演变和变化规律。
计量地理学的研究领域和内容
计量地理学涉及多个研究领域，包括空间分析、地理空间数据挖掘、地理模拟以及关于地球系统的数学建模等。 其内容丰富多样，多层次的分析方法可用于探索和解读现实世界中的空间模式和关系。
《计量地理学》课程笔记
《计量地理学》课程笔记第一章绪论一、计量地理学的产生1. 背景- 地理学的传统研究方法主要是定性的描述和分析，但随着科学技术的进步，地理学家们开始寻求更精确、更系统的分析方法。
- 第二次世界大战后，计算机技术的迅速发展以及大量地理数据的积累为地理学的定量研究提供了可能。
2. 起源- 20世纪50年代，美国地理学家沃尔德华·克里斯塔勒（Walter Christaller）和威廉·阿瑟·刘易斯（William Arthur Lewis）等人的工作标志着计量地理学的诞生。
- 我国计量地理学的发展始于20世纪70年代末，随着改革开放的推进，引入了西方的计量地理学理论和方法。
3. 产生原因- 地理学研究的内在需求：为了更深入地理解地理现象的规律性和内在联系，需要定量化的研究方法。
- 数学与统计学的发展：为地理学提供了新的工具和方法，如回归分析、聚类分析等。
- 计算机技术的应用：使得复杂的数据处理和模型运算成为可能。
二、计量地理学的研究对象和内容1. 研究对象- 地理空间分布：研究地理现象在空间上的分布特征和规律。
- 地理现象的变化：分析地理现象随时间的变化趋势和周期性。
- 地理要素关系：探讨不同地理要素之间的相互作用和影响。
2. 研究内容- 地理数据的采集与处理：包括数据收集、清洗、转换和存储等。
- 地理现象的定量描述：使用数学模型和统计方法对地理现象进行描述。
- 地理模型的构建与应用：建立地理现象的数学模型，用于预测和决策支持。
- 地理空间分析：研究地理现象的空间格局、空间过程和空间关系。
三、计量地理学的研究方法1. 数学方法- 概率论：用于描述和推断地理现象的不确定性。
- 数理统计：用于数据分析、假设检验和模型建立。
- 线性代数：用于处理地理数据的矩阵运算。
- 微积分：用于分析地理现象的变化率和累积量。
2. 统计方法- 描述性统计：对数据进行总结和可视化。
- 推断性统计：从样本数据推断总体特征。
计量地理学
计量地理学
《计量地理学》内容包括：地理数据及其采集与预处理、地理学中的经典统计分析方法、空间统计分析初步、线性规划、多目标规划、投入产出分析、AHP决策分析、随机型决策分析、地理网络分析等。
理论与实践结合，方法与应用结合，以问题为导向，学以致用既是《计量地理学》成稿的基本原则，也是《计量地理学》一个鲜明的特色。
为了便于教学，《计量地理学》还附带一张光盘，其内容包括两部分：第一部分为电子教案，第二部分为上机实习素材。
《计量地理学》是地理类、区域经济学、生态学、环境学、人口学等专业本科教材，也可作为研究生教材使用，同时对于相关专业领域的科研工作者也有一定的参考价值。
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论
第4节计量地理学的应用
参考文献
思考题
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指数参考文献。
1.1 计量地理学的形成和发展解析
一门学科要想从经验科学发展成为理论科学，首 先必须成为一门实证科学，而数量化乃是实证化 的基本前提。
经验科学
实证科学
数量化
理论科学
放弃数量化，就意味着放弃一门学科的理论化。
一门学科没有自己的理论，充其量只能成为一门 寄人篱下的学科，其应用功能肯定非常有限。
地理学的发展阶段
地理学的发展史可划分为三个基本阶段：
空间统计分析初步 线性规划方法 多目标规划方法 投入产出分析方法 AHP决策分析方法 随机型决策方法
教材与参考书
教材
徐建华主编.《计量地理学》,高等教育出版社,2006.
参考书
徐建华主编.《现代地理学中的数学方法》,高等教育 出版社,2002. 张超主编.《计量地理学基础》,高等教育出版 社,2004.
数学模型则是用数学语言对现实进行的不多不 少、恰到好处的简化表达。根据M.S. Arora和 A. Rogerson (1992)，数学模型就是‚为了更准 确地理解和分析现实存在，并预测其未来发展， 从而做出的现实存在的数学表述或转译。”
数学建模是现代科学工作者理当具备的研究技能， 掌握数学分析方法甚至是科学研究的基本素养。
什么是数学模型？
Longley（1999）指出：‚按照最一般的理解， 一个‘模型’可以定义为恰到好处的‘现实的 简化’‛[“In the most general terms, a ‘model’ can be
defined as a ‘simplification of reality’, nothing more, nothing less.”] 。
地理学与数学的不解之缘
计量地理
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，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。
地理学与数学的不解之缘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。
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、哈特向。
人地关系学派，代表人物是洪堡、李特尔、李希霍芬等。
景观学派，代表人物是施吕特尔等。
计量运动的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“地理学中的例外论”的文章，抨击了哈特向的地域独特主义观点，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的实例。
地理学的目的应该与其他科学有相似之处：都是追求、探索法则的。
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。
计量运动主要是由美国地理学家发起的，形成了三大学派：衣阿华的经济派。
代表人物是舍弗尔、麦卡尔蒂。
受杜能、廖什、克里斯泰勒等区位论学者影响很深，极力倡导建立地理学法则，着重探讨经济区位现象间相互内在联系及其组合类型。
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。
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。
计量地理学复习(整合)
计量地理学第一章绪论第一节计量地理学的形成与发展一、计量地理学一一又称数量地理学或统计地理学或理论地理学，是用数学方法和计算机技术研究地理现象及地理要素的科学，是应用地理学的分支，是数学与地理学相交叉的学科。
可概括为：地理学的思想/系统的观点/数学的方法/计算机的工具二、地理学的发展三阶段：（1）古代地理学：以地理知识的记载为主，是农牧业社会的产物。
（描述性记载）（2）近代地理学：主要对地理现象进行条理归纳，并对其间的关系作解释性描述。
（3）现代地理学：把地理环境及其人类活动的相互关系看作统一整体，采用定性和定量相结合的方法，从多重侧面,详细、精确地解释地理现象的内在机制，合理推测未来发展规律，提供可供选择的多重决策。
（确定性解释）三、现代地理学的三个标志：其标志是地理数量方法、理论地理学的诞生和计算机制图、地理信息系统、卫星等应用的出现。
或者表述为：(1)观察研究手段现代化(2)地理学的计量革命(3)地理学理论更新和新学科的诞生四、形成的标志—计量运动在现代地理学发展史上形成的计量地理学，最早追溯到二十世纪五十年代的“计量运动”。
►计量运动：将数学、物理学、社会学、经济学的理论和方法引入地理学，探索地理事物的空间格局，其共同之处在于都是开展地理学定量化研究，建立定量模式。
这种定量化研究之热潮，就是所谓的计量运动。
地理学计量革命的实质:用现代数学方法和计算机，运用模型和模拟，使地理学的理论精确化，计算快速化，从传统的定性分析向定性和定量分析相结合过渡。
五、“计量革命”的特点(地理学家约翰斯顿)（1）关注科学严谨传统区域地理学的缺点在于以“区域描述”为中心，而对以假定-推理为基础的、追求解释和预测、并发现一般规律的科学严谨性不够重视，新地理学则强调科学方法。
（2）重视数量工具在数据和信息分析方面，新地理学采用统计、数学模型，以及计算机等工具，试图用它们使研究更加科学化或标准化。
（3）聚焦空间秩序除了发现空间分布和作用的法则和模式，地理学家应该从对空间的“水平秩序”转向“垂直的（土地与社会之间）的内部关系”。
计量地理学重点
计量地理学重点第一章 绪论1、综观地理学的发展史，可划分三个基本阶段，即古代地理学阶段 ；近代地理学阶段 ；现代地理学阶段。
（填空）2、近代地理学的发展，曾形成三种主要学派，即区域学派；人地关系学派； 景观学派 。
（填空）3、第一阶段，计量地理学的发展大致从20世纪50年代末到60年代末期，是计量地理学发展的初期阶段。
第二阶段，20世纪60年代末期开始到70年代末期的十年时间，属于中期阶段。
第三阶段，计量地理学走向成熟和更加完善的阶段是指20世纪70年代末期开始到 80年代末期。
第四阶段，从20世纪90年代开始，由传统意义上的计量地理学开始向计量地理学发展。
（填空）4、 老三论主要指系统论、控制论和信息论；新三论主要指突变论、耗散结构和协同学。
5、 对计量地理学产生三种观点，第一是 定量化，第二是逆定量化，第三是非定量化。
6、 在运用计量地理学方法中，为了达到定量化研究的目的，必须注意几个问题，一是地理数据的筛选与质量检验问题；二是模型的建造问题；三是与GIS 结合的问题。
（填空）第二章1、 根据地理数据性质的不同，可将地理数据分为空间数据和属性数据两种基本类型。
在计量地理学中，属性数据可以分为两种类型，一是数量标志数据，二是品质标志数据。
根据测度标准，可以将数量标志数据划分为两种类型：一是间隔尺度数据，二是比例尺度数据。
根据测度标准，可以将品质标志数据划分为三种类型：一是有序数据，二是二元数据 ， 三是名义尺度数据。
（填空）2、在计量地理学中，地理数据具有的基本特征：一、数量化、形式化与逻辑化，二、不确定性，三、多种时空尺度， 四、多维性。
（填空）3、地理数据统计整理的基本步骤大致可分为三步，即统计分组、计算各组数据的频数、频率，编制统计分组表 和作分布图。
3、下表给出了某农场各农田地块的面积，试分别计算其平均值、中位数、众数、离差。
（13分）（1）平均值：根据未分组的地理数据平均值公式：25.54758312(12/111=++==∑= ni i x n x （3分）（2）中位数： 根据计算中位数的方法得52.5 （3分） （3）众 数： 根据计算众数的方法得50 （3分）4、 下表给出了中国西部地区某城市2000年家庭月收入的抽样调查结果，试分别计算其平均值、中位数、众数。
计量地理 学
由传统意义上的计量地理学向计算地理学 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。
3. 计量 地理 学在 中国 的发 展
70年代末80年代初，计量地理学正式起ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
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；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》（林炳耀编）和《计量地理学基础》 （张超、杨秉庚编）。
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 杂的问题、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。
§1.4 计量地理学的应用
应用方面 应用中应该注意的几个问题
① 地理数据的筛选与质量检验问题
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。
第三阶段（20世纪70年代末期开始到80年代末
期）
数学方法有概率论与数理统计方法、规划 方法、决策方法、网络分析方法、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、投入产出分析方法等。
分形理论
小波分析
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。
人 工 神 经 网 用于有关地理模式的识别、地理过程机 络 制的自学习及预测等。
遗传算法
《计量地理学》-课程教学大纲
《计量地理学》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：16136803课程名称：计量地理学英文名称：Quantitative Geography课程类别：专业课学时：48学分： 3适用对象:自然地理与资源环境专业本科生考核方式：考试先修课程：地理信息系统遥感概论气象学植物学地质学地貌学人文地理学二、课程简介计量地理学起源于20世纪50年代的计量运动。
早在20世纪80年代中期，该门课程就被教育部教学指导委员会列为我国综合性大学和高等师范院校地理系本科生的必修课程。
该门课程是进一步学习其他课程有关专业课程的前提与基础。
目前也是我国各类高等院校地理科学类各专业的专业基础课。
课程包含了计量地理学的历史、地理数据的描述统计分析、相关分析、回归分析、聚类分析、主成分分析、决策优化、系统预测、空间分析等内容，既注重理论深度，又着力培育学生的实践能力与创新意识，目标是让学生能应用计量地理学的技术方法解决地理学中的实践问题。
IntroductionQuantitative geography originated from the gauge movement in the 1950s. As early as the middle of 1980s, the course was listed as a required course for undergraduates of Geography in Chinese comprehensive universities and normal universities. This course is the prerequisite and foundation for further study of other courses. At present, it is also a specialized basic course for geography majors in various colleges and universities in China. The course includes history of quantitative geography, descriptive statistics and analysis of geographic data, correlation analysis, regression analysis, cluster analysis, principal component analysis, decision optimization, system prediction, spatial analysis and other content, which do not only focus on the theoretical depth, also help to cultivate students' innovation consciousness and practice ability. The goal of the course is to let the students solve practical problems in geography using theory and technique of quantitative geography.三、课程性质与教学目的计量地理学主要讨论现代地理学中的数学方法及应用问题。
1.1 计量地理学的形成和发展
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。
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。
早 期 计 量 运 动 的 三 种 学 派
计量运动主要是由美国地理学家发起的，形成了 3大学派： 艾奥瓦的经济派。代表人物是舍弗尔、麦卡尔 ①艾奥瓦的经济派 蒂。受杜能、廖什、克里斯塔勒等区位论学者影响很 深，极力倡导建立地理学法则，着重探讨经济区位现 象间相互内在联系及其组合类型。
②威斯康星的统计派。代表人物是威弗尔、罗宾 威斯康星的统计派
③景观学派，代表人物是施吕特尔（O.
Schlüter）等。
计量运动的萌芽
德籍旅美地理学家舍弗尔（F.K. Schaefer）， 1953年发表了一篇题为《地理学中的例外论》的文 章，抨击了哈特向的地域独特主义观点，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 看成是法则的实例。地理学的目的应该与其他科学 有相似之处：都是追求、探索法则的 都是追求、 都是追求 探索法则的。 舍弗尔等人对区域学派的批评与否定， 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。 现代地理学发展史上的计量运动的帷幕。
华东师范大学：计量地理学教学大纲
华东师范大学：计量地理学教学大纲课程教学大纲——计量地理学2006年1月修订2003级开始使用课程名称:计量地理学(Quantitative Geography)主讲:徐建华一、课程目的、任务计量地理学，是20世纪50年代末期以来发展起来的现代地理学的方法论学科，是地理系统分析与建模的基本工具。
该课程，即空间统计与运筹是计量地理学的基础部分，是深入学习和研究自然地理学、人文地理学、地图与地理信息系统等专业课程的必要前提。
本课程设置目的与任务是:1、使学生了解计量地理学产生的背景、发展过程及最新动态;2、培养学生运用计量地理方法分析问题和解决问题的基本能力;3、使学生掌握空间统计与运筹决策分析的基本方法。
二、课程内容重点放在空间统计与运筹决策分析方面。
三、教学方式、实践环节的特色从现实的问题出发，引出讲授内容，从思想、理论、方法到具体应用、解决具体地理问题逐步深入，课后布置作业，供学生练习。
四、教材及参考书目教材:徐建华:《计量地理学》，高等教育出版社，2006年版。
参考书目:1、徐建华. 现代地理学中的数学方法. 高等教育出版社，2002年版。
2、徐建华. 区域开发理论与研究方法. 甘肃科学技术出版社，1994年第版。
3、张超等. 计量地理学概论. 高等教育出版社，1995年版。
4、林炳耀. 计量地理学基础. 高等教育出版社，1985年第版。
五、考核方式与评价结构比例平时成绩占40,，采用作业等形式进行;期末闭卷考试，考试成绩占60,。
六、教学大纲第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参考文献思考与练习题第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参考文献思考与练习题第3章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6节趋势面分析方法第7节马尔可夫预测方法参考文献思考与练习题第4章空间统计分析初步第1节探索性空间统计分析第2节地统计分析方法参考文献思考与练习题第5章线性规划与目标规划第1节线性规划及其单纯形求解方法第3节线性规划的对偶理论第3节运输问题的求解方法:表上作业法参考文献思考与练习题多目标规划方法第6章第1节多目标规划及其非劣解第2节多目标规划求解技术简介目标规划方法第3节第4节多目标规划应用实例参考文献思考与练习题第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第3节资源利用与环境保护的投入产出分析参考文献思考与练习题第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参考文献思考与练习题第9章随机型决策分析方法第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参考文献思考与练习题第10章网络分析方法第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参考文献思考与练习题七、教学时数分配章次 1 2 3 4 5 6 7 8学时 2 4 8 6 8 6 4 6章次 9 10学时 4 6。
计量地理学的发展
计量地理学的发展在现代地理学的发展中，数量地理学和地理学的理论研究有进一步汇合的趋势，这一趋势是以地理学研究中的理性主义、实证分析方法的发展为背景，也与世界各国20世纪以来科学发展的潮流相一致。
数量地理学与生产实践进一步结合，其具体方法和模型也在不断更新，在地理学其他分支学科中的应用也将越来越广泛。
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。
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。
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。
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)教授的提法，90年代初进入计算地理学(Geocomputational Geography)时代。
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)o20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。
计量地理学---绪论
➢第三阶段（20世纪70年代末——80年代末）
系统理论、系统分析、系统优化、系统调控方法等被 引进地理学研究领域；GIS技术的发展为其提供技术手段支 持。
➢第四阶段（20世纪90年代初至今）——计算地理时代
计算机技术与计算理论和方法的发展和3S技术在获取 大容量、整体性地理数据信息中的成功应用。
引入神经网络、遗传算法模型、细胞自动模型、模式 参数随机取样模型、模糊逻辑模型、改进地理加权回归等 方法。
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；估计统计分析方 法的可靠性。
时间序列分析 用于地理过程时间序列的预测与控制研究。
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。
第一章 绪 论
计量地理学的形成和发展 计量地理学的研究对象和内容 计量地理学的研究方法及应用
§1.1 计量地理学的形成和发展
➢ 新兴学科——计量地理学 ➢ 现代地理学发展史上的计量运动 ➢ 计量地理学的发展阶段
一、新兴学科——计量地理学
Quantitative Geography 也称Theoretical Geography
多层次、多要素、多目标的战略决策问题分析。
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。
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。
人工神经网络 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。
计量地理学课件1绪论
20世纪80年代至今
随着计算机技术的飞速发展，计量地 理学在理论和方法上不断创新，应用 范围不断扩大。
计量地理学的重要性
计量地理学在解决实际问题中 具有重要价值，如城市规划、 环境保护、资源管理等。
它能够提供定量的决策依据， 帮助决策者更好地理解和解决 复杂的地理问题。
计量地理学的发展对于推动地 理学的科学化和现代化具有重 要意义。
计量地理学课件1 - 绪论
• 计量地理学简介 • 地理学研究方法 • 计量地理学的主要研究领域 • 计量地理学的未来发展 • 结论
01
计量地理学简介
定义与背景
计量地理学是一门应用数学方法和计算机技术来研究地理现象和解决地理问题的学 科。
它强调定量化、模型化和预测性，通过建立数学模型来揭示地理现象的内在规律和 相互关系。
空间大数据的挖掘与分析
随着地理信息技术的不断发展， 空间大数据的获取和存储能力将 得到大幅提升，为地理学研究提
供更丰富的数据资源。
空间大数据的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ掘和分析将有助 于揭示地理现象的内在机制和规 律，提高地理研究的科学性和准
确性。
空间大数据的应用将拓展到更多 的领域，例如城市规划、环境保 护、灾害预警等，为社会发展和
研究地理要素之间的空间关联和相互作用，如距离、方向、拓扑关系等。
空间过程
研究地理现象随时间变化的规律和机制，包括扩散、迁移、演变等过程。
空间优化与规划
空间优化
通过数学模型和算法，优化地理要素 的空间布局和资源配置，提高空间利 用效率和效益。
空间规划
基于地理信息和空间分析技术，制定 和实施空间规划方案，实现区域可持 续发展和城乡建设。
02
地理学研究方法
计量地理学 第一章 绪论
目录第一章绪论 (1)第一节计量地理学的产生 (1)一、计量地理学的产生 (1)二、计量地理学的研究方法 (2)三、国际计量地理学发展 (2)四．中国计量地理学的发展 (3)第二节计量地理学的研究对象和内容 (4)一、计量地理学的研究对象 (4)二、计量地理学的内容 (5)第三节计量地理学的研究方法 (5)一、地理系统分析 (6)二、随机数学方法的应用 (6)三、地理系统模拟 (6)四、电子计算机的应用 (6)第四节计量地理学的发展趋势 (7)一、计量地理学和生产实践的进一步结合 (7)二、系统分析的应用 (7)三、地理信息系统的建立 (7)四、计量方法的发展 (7)第一章 绪 论计量地理学是地理学的一门方法论学科。
第一节 计量地理学的产生一.计量地理学的产生计量地理学是随着生产发展的需要和科学技术的进步而产生和发展起来的。
二十世纪中叶，地理学掀起了一次巨大的革命，主要是方法上的重大变革，即所谓“计量革命”（Quantitative Revolution ）。
许多新的地理著作和论文，再不是如过去那样只用文字及地图，而是应用了许多数学公式及统计图表。
研究的目的是建立一些模式（Models ）、法则（Rules ）、定律（Laws ）、学说（Theories ）或假说（Hypothesis ）等。
在过去只有自然科学能够做到，现在则许多社会科学都已如此，而且广泛地使用电子计算机（Computers ）进行复杂的数理统计分析。
地理学的研究，已经与其它自然科学及社会科学一样，迅速地建立起科学的分析方法。
传统的地理学，每每用一些过于笼统的形容语句去描写一个区域或城市的特性。
例如：某区气候良好，适宜人居；或某地地形崎岖，生产落后；又或说某一城市形势握要，工商业发达；或者说某地的土质肥美，农产丰盛；某市交通发达，人文荟萃等等。
这些形容语句，在传统式的教科书中应用太多，而缺乏了定量分析的准确性。
数理统计分析法 系统分析方法 模拟分析方法 计算机技术运筹学分析法 研究中广泛应用 在地理学各领域在地理上，各种现象因地域而异，也是由于构成此一现象的许多因素的量的配合不同所致，所以质变是由量变而造成。
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计量运动主要是由美国地理学家发起的，
早
形成了3大学派：
期
①衣阿华的经济派。
计 量
着重探讨经济区位现象间相互内在联系 及其组合类型。
运 动
②威斯康星的统计派。
的
主要特征是发展和应用统计分析方法。
三
③普林斯顿的社会物理学派。该派把物
最漂亮的脸庞：眉毛到脖子的距离/头顶 到脖子的距离=0.618
主要研究方法
一是演绎推理 即根据假设按事物内在联系运用逻辑
推理得到结论称为规范研究方法. 二是归纳推理
即通过对从调查中得到的样本数据进 行检验来验证关于被总体所作的假设与 推理的过程亦称为经验研究方法或实证 研究方法
地理学与数学的不解之缘
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。
二、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。
第1节 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
一、现代地理学发展史上的计量运动
近代地理学有3种主要学派:
①区域学派,代表人物是赫特纳（A.Hettner）、
哈特向（R.Hartshorne)。
②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。
③景观学派，代表人物是施吕特尔（O.
Schlüter）等。
近代地理学区域学派首创者德国赫特纳， 美国哈特认为地域是地理学的研究对象 和核心。
区域学派 指出研究的最终目标是研究地 区间的差异性。
景观学派(Landscape Architecture)是介 于环境派和区域派间的流派。景观来自 德文，既可指景观，义可以指区域，语 义易于混淆。现多理解为综合的地域类 型。
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。
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。
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)教授的提法，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。
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）。
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；
1964年国际地理学联合会(IGU)设立的地理计量学 方法委员会；
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；
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；
第1章 绪 论
地理学的发展阶段
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，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。
最完美的人体：肚脐到脚底的距离/头顶 到脚底的距离=0.618
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）、细胞自 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）等先进方法。
运用外部观察方法，研究包括城市形态 和土地利用，城市的建筑物、广场、道 路、河流等的空间配置类型，建筑高度 和建筑材料、城市色彩、城市道路网形 态。
计量运动的萌芽
德籍旅美地理学家舍弗尔认为，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 法则的实例。地理学的目的应该与其他科学 有相似之处：都是追求、探索法则的。
种
理学原理应用于社会现象的研究之中，发展
学
了理论地理学中的引力模型、位势模型、空
派
间相W. L. Garrison) 及其领导的华盛顿 小组编写了第一本《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。
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。
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。
例子
大庆市土地利用变化情况
本章主要内容
➢ 计量地理学的形成和发展 ➢ 计量地理学中的数学方法 ➢ 对计量地理学的评价 ➢ 计量地理学的应用