地理数据与模型的时空尺度问题PPT教学课件
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➢ DW是依赖于计算机和互联网环境的DSS技术，是 在决策需求的驱动下产生与发展起来的。因为传统的 数据库无法满足决策支持系统对数据库系统的要求。 因此，专为决策服务的数据库系统，即数据仓库就应 用而生了。
➢ W.H.Inmon（被誉为 “数据仓库之父” ）对数据仓库的 定义是：数据仓库是支持决策过程的、面向主题的、 集成的、随时间变化的、持久的数据集合。
现代环境和社会经济发展问题研究
➢千年、百年的时间尺度 ➢10年、1年的时间尺度 ➢季度、月、天、小时的尺度 …………
2020/12/09
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2.1 地理数据的多维性
对于一个地理对象，它的具体意义往往需要从空 间、属性、时间三个方面进行综合描述。在空间方面， 需要描述该地理对象所处的地理位置和空间范围；在 属性方面，需要描述该地理对象的具体内容；在时间 方面，需要描述该地理对象产生、发展和存在的时间 范围。
地理学中的尺度包括两个方面的含义：
▪粒度(Grain):研究对象的最小可辩识单元 ➢空间粒度 ➢时间粒度
▪幅度(Extent):研究对象的持续范围 ➢空间幅度 ➢时间幅度
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1.多种时空尺度的地理问题
2.多种时空尺度的地理数据
3.两个具体实例
4.建立Hale Waihona Puke Baidu理模型的“问题导向”原 则
2020/12/09
➢从省（市、区）级空间尺度来看，东部的省际差异比较显
著，东部的省际差异比中西部表现得更为突出；新中国
成立以来，中部和西部的省际差异一直相对较小，东部的省 际差异比较显著。
➢从地（州、市）级空间尺度来看，东中西三大地带的省间 差异在全国总体差异中的基本格局保持不变，而省内差异是 全国整体差异的重要构成部分，省内差异对于全国整体差异 的贡献比三大地带之间差异和省际差异的贡献显著得多。
究其原因，除了不同学者采用的分析方法、统计指标和 考察问题的角度有所不同以外，还有一个更为重要的原因， 就是研究的时空间尺度不同。显然，以下两点实事是不可否 认的：
➢基于不同的空间基本单元，即使采用同一测度指标， 衡量相同年份的收入差异，得到结果肯定不同。 ➢即使基于相同的空间单元，采用相同的测度指标，在 不同的时间段内考察区域收入差异的收敛性，得到的结 果肯定不同。
❖但是，大部分学者在这个问题的研究中，都忽略了 一个基本问题：时空尺度问题！
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3.1.2 与时空尺度相关的几个问题
▪ 区域经济差异研究中，区域单元的划分与空间尺度密切相关。
对于中国，至少可以从如下几方面划分：（1）两分法，即沿海 和内陆地区；（2）三大地带：东部、中部、西部；（3）六分 法：华北、东北、华东、中南、西南、西北；（4）七分法：远 西、北部腹地、南部腹地、中部核心、北部沿海、东部沿海和 南部沿海。 （ 5）以省级行政单元为基本区域单元；（6）以地 级行政单元划分；（7）以县级行政单元划分。
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1.1 多种空间尺度的地理问题
全球尺度的问题
➢地带性和非地带性规律 ➢全球变化问题
▪厄尔尼诺现象 ▪生物多样性变化 ………
区域尺度的问题
➢洲际、地区尺度的问题
➢国家尺度的问题
➢各种尺度的区域问题
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1.2 多种时间尺度的地理问题
以地质（或地层）年代为时间尺度的
➢古环境问题研究 ➢古生物问题研究 ………….
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2.2 地理数据管理
——地理数据仓库（GDW）
2.2.3 相应的概念、模型和方法平移
▪ 数据仓库中的基本概念“粒度”，正好与我们地理数
据的“粒度”相对应，它是指数据仓库的数据单位中保
存数据的细化或总合程度的级别。
▪ 数据仓库的多重粒度的划分正好对应多种粒度的地理
数据。
▪ 相应地，立方体、数据分割、分片以及数据集市
(Data Mart)等概念；数据组织模式；数据追加；切片和
切块、钻取(drill)、旋转(pivoting)等操作分析方法都可
以平移地理数据仓库。
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近10年来，国内外学术界对于中国区域经济差异收敛性 的讨论非常热烈。有人认为，改革开放以来，中国区域经济 差异迅速扩大，有人则不以为然；有人认为中国区域经济差 异的演化过程服从倒U型曲线，有人则认为不尽然；许多学 者认为东西部差距差距急剧扩大！
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3.1.3 几点初步认识（2）
➢从县（市、区）级空间尺度来看，西部省内的县域差 异比东部和中部更为突出，中部省内的县域差异最小； 东中西部三大地带内的县域经济发展体现了地带内“群 体趋同”现象。这就是说，东部大多数县（市、区）的 经济发展水平较高，而中西部大部分县（市、区）的经 济发展水平均处于落后水平。
地理数据与模型的时空尺度问题
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▪科学研究中的“尺度”，是自然科学和社 会科学各个学科领域首先必须面对、必须 解决的一个基本问题。
▪不同的学科领域，对于“尺度”的定义和 概念理解不同。
▪地理学中的尺度最具复杂性和多样性。
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从广义上来讲，所谓尺度是指研究对象 在空间或时间方面的基准尺寸。
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2.2 地理数据管理
——地理数据仓库（GDW） 2.2.2 地理数据仓库（GDW）的定义
➢数据仓库(Data Warehouse）的概念 ，定义：
地理数据仓库（GDW）是支持地理研究与决策过程
的、具有空间、时间和属性多维特征的、面向特定主
题的、持久的数据集合。
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其中，对于时间的描述，需要1个变量；对于地 理位置和空间范围的描述，一般需要2～3个变量；对 于属性特征的描述，至少需要1个以上，多则需要十 几个、甚至几十个变量。
可见，地理数据具有多维性特征。
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2.2 地理数据管理
——地理数据仓库（GDW）
2.2.1 数据仓库(Data Warehouse，简称DW)的定义
➢除了按行政区域划分外，是否还有其它的空间单元划分方法？
➢中国区域经济差异变化过程呈倒U型？东中西三个地带及其之 间的差异变化呈倒U型？
➢东中西三个地带之间的差距大于全国省际差异？大于东部地 区的省际差异？
➢地带之间的差异比省内差异更严重？
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3.1.3 几点初步认识（1）
➢从三大地带尺度来看，改革开放以来东中西三大地带间经 济差异在逐渐拉大，地带内的差异一直在缩小。地带间的差 异对全国总体差异的影响较地带内差异更为显著，且影响程 度逐渐加深，对总体差异起主导作用。
➢ W.H.Inmon（被誉为 “数据仓库之父” ）对数据仓库的 定义是：数据仓库是支持决策过程的、面向主题的、 集成的、随时间变化的、持久的数据集合。
现代环境和社会经济发展问题研究
➢千年、百年的时间尺度 ➢10年、1年的时间尺度 ➢季度、月、天、小时的尺度 …………
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2.1 地理数据的多维性
对于一个地理对象，它的具体意义往往需要从空 间、属性、时间三个方面进行综合描述。在空间方面， 需要描述该地理对象所处的地理位置和空间范围；在 属性方面，需要描述该地理对象的具体内容；在时间 方面，需要描述该地理对象产生、发展和存在的时间 范围。
地理学中的尺度包括两个方面的含义：
▪粒度(Grain):研究对象的最小可辩识单元 ➢空间粒度 ➢时间粒度
▪幅度(Extent):研究对象的持续范围 ➢空间幅度 ➢时间幅度
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1.多种时空尺度的地理问题
2.多种时空尺度的地理数据
3.两个具体实例
4.建立Hale Waihona Puke Baidu理模型的“问题导向”原 则
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➢从省（市、区）级空间尺度来看，东部的省际差异比较显
著，东部的省际差异比中西部表现得更为突出；新中国
成立以来，中部和西部的省际差异一直相对较小，东部的省 际差异比较显著。
➢从地（州、市）级空间尺度来看，东中西三大地带的省间 差异在全国总体差异中的基本格局保持不变，而省内差异是 全国整体差异的重要构成部分，省内差异对于全国整体差异 的贡献比三大地带之间差异和省际差异的贡献显著得多。
究其原因，除了不同学者采用的分析方法、统计指标和 考察问题的角度有所不同以外，还有一个更为重要的原因， 就是研究的时空间尺度不同。显然，以下两点实事是不可否 认的：
➢基于不同的空间基本单元，即使采用同一测度指标， 衡量相同年份的收入差异，得到结果肯定不同。 ➢即使基于相同的空间单元，采用相同的测度指标，在 不同的时间段内考察区域收入差异的收敛性，得到的结 果肯定不同。
❖但是，大部分学者在这个问题的研究中，都忽略了 一个基本问题：时空尺度问题！
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3.1.2 与时空尺度相关的几个问题
▪ 区域经济差异研究中，区域单元的划分与空间尺度密切相关。
对于中国，至少可以从如下几方面划分：（1）两分法，即沿海 和内陆地区；（2）三大地带：东部、中部、西部；（3）六分 法：华北、东北、华东、中南、西南、西北；（4）七分法：远 西、北部腹地、南部腹地、中部核心、北部沿海、东部沿海和 南部沿海。 （ 5）以省级行政单元为基本区域单元；（6）以地 级行政单元划分；（7）以县级行政单元划分。
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1.1 多种空间尺度的地理问题
全球尺度的问题
➢地带性和非地带性规律 ➢全球变化问题
▪厄尔尼诺现象 ▪生物多样性变化 ………
区域尺度的问题
➢洲际、地区尺度的问题
➢国家尺度的问题
➢各种尺度的区域问题
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以地质（或地层）年代为时间尺度的
➢古环境问题研究 ➢古生物问题研究 ………….
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2.2 地理数据管理
——地理数据仓库（GDW）
2.2.3 相应的概念、模型和方法平移
▪ 数据仓库中的基本概念“粒度”，正好与我们地理数
据的“粒度”相对应，它是指数据仓库的数据单位中保
存数据的细化或总合程度的级别。
▪ 数据仓库的多重粒度的划分正好对应多种粒度的地理
数据。
▪ 相应地，立方体、数据分割、分片以及数据集市
(Data Mart)等概念；数据组织模式；数据追加；切片和
切块、钻取(drill)、旋转(pivoting)等操作分析方法都可
以平移地理数据仓库。
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近10年来，国内外学术界对于中国区域经济差异收敛性 的讨论非常热烈。有人认为，改革开放以来，中国区域经济 差异迅速扩大，有人则不以为然；有人认为中国区域经济差 异的演化过程服从倒U型曲线，有人则认为不尽然；许多学 者认为东西部差距差距急剧扩大！
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3.1.3 几点初步认识（2）
➢从县（市、区）级空间尺度来看，西部省内的县域差 异比东部和中部更为突出，中部省内的县域差异最小； 东中西部三大地带内的县域经济发展体现了地带内“群 体趋同”现象。这就是说，东部大多数县（市、区）的 经济发展水平较高，而中西部大部分县（市、区）的经 济发展水平均处于落后水平。
地理数据与模型的时空尺度问题
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▪科学研究中的“尺度”，是自然科学和社 会科学各个学科领域首先必须面对、必须 解决的一个基本问题。
▪不同的学科领域，对于“尺度”的定义和 概念理解不同。
▪地理学中的尺度最具复杂性和多样性。
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从广义上来讲，所谓尺度是指研究对象 在空间或时间方面的基准尺寸。
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2.2 地理数据管理
——地理数据仓库（GDW） 2.2.2 地理数据仓库（GDW）的定义
➢数据仓库(Data Warehouse）的概念 ，定义：
地理数据仓库（GDW）是支持地理研究与决策过程
的、具有空间、时间和属性多维特征的、面向特定主
题的、持久的数据集合。
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其中，对于时间的描述，需要1个变量；对于地 理位置和空间范围的描述，一般需要2～3个变量；对 于属性特征的描述，至少需要1个以上，多则需要十 几个、甚至几十个变量。
可见，地理数据具有多维性特征。
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2.2 地理数据管理
——地理数据仓库（GDW）
2.2.1 数据仓库(Data Warehouse，简称DW)的定义
➢除了按行政区域划分外，是否还有其它的空间单元划分方法？
➢中国区域经济差异变化过程呈倒U型？东中西三个地带及其之 间的差异变化呈倒U型？
➢东中西三个地带之间的差距大于全国省际差异？大于东部地 区的省际差异？
➢地带之间的差异比省内差异更严重？
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3.1.3 几点初步认识（1）
➢从三大地带尺度来看，改革开放以来东中西三大地带间经 济差异在逐渐拉大，地带内的差异一直在缩小。地带间的差 异对全国总体差异的影响较地带内差异更为显著，且影响程 度逐渐加深，对总体差异起主导作用。