地理空间数据分析与GIS.

传统地理学分析方法所采用的推理方式以经验 归纳型综合为主，以观察材料和事实为基础，由直 接的类推得出现实世界的结论，这一方法难以回避 特殊情况或解释者的主观好恶问题。 而数量地理学以理论演绎为主，整个研究过程 经历了提出假设、建立模式、检验假设和建立理论 四个步骤，符合感性－理性－实践这一认识的过程 规律。 与地理学传统的思维模式相比，地理数量方法 有着明显的优势（见下页）。
现代地理学中的数量方法与理论模式的产 生与形成，可以追溯到20世纪50年代末期开 始的计量运动。 计量运动主要由美国地理学家发起，早期 集中在衣阿华、威斯康星、普林斯顿和华盛顿 等几所大学。不同学者所持观点不同，研究方 向各异，由此形成了所谓的经济、统计、社会 等学派。
传统地理学与数量地理学
数学方法是人们进行数字运算和求解的工具， 能以严密的逻辑和简洁的形式描述复杂的问题， 表达极为丰富的实质性思想。 对于现代地理学而言，数学方法不仅是应用 地理学研究中进行预测、决策、规划及优化设计 的工具，也是理论地理学研究中进行逻辑推理和 理论演绎的手段。 世界上的任何事物都可以用数值来描述和度 量，地理要素如区域范围、城市位置、道路长短、 气温高低、雨量多少、山高水深、人口增减、物 产丰欠等都可用数量来表示。
数量地理学与传统地理学研究方法比较
实地考察
收集资料 根据已有的概念 体系条理化 归纳、概括 地理解释 观察实践
先期模式
提出假设 资料筛选 建立模型 反复检验 失败
建立理论与法则
比较
成功
建立理论与法则
传统地理学方法
数量地理学方法
数量地理学中地理数据分析模拟方法
数量地理学本质上是一门关于地理 数据分析处理与建模的科学，其主要研 究内容涉及地理要素的描述统计和数量 分析技术，地理系统的分析方法，数学 模型的构建和应用，数学模拟（仿真） 技术，地理预测和决策的方法、程序、 模型以及地理学理论表述的数学形式等。
数量地理学的产生与发展
地理学是一门研究地球表层自然要素与人文要素 相互作用关系及其时空规律的科学。 作为一门古老的空间科学，地理学与数学有着不 解之缘。在古代，地理学与数学之源泉科学——几何学， 几乎都是研究地表的科学，如运用几何学原理和方法测 算河流长度、山体高度、土地面积等。 在近代地理学时期，经济学中的区位论被移植到 地理学中，开辟了地理学运用分析数学之先河。 20世纪20-30年代，地理学研究中统计方法开始 萌芽，主要是一般的数理统计，进行地理要素的统计概 括和相关关系探讨。
1.1.1 数量地理学
数量地理学（Quantitative Geography）又称 计量地理学或地理数量方法，是应用数学思想方法 和计算机技术进行地理学研究的科学。 它试图以定量的精确判断来弥补定性文字描述 的不足；以抽象的、反映本质的数学模型去刻画具 体的、庞杂的各种地理现象；以对过程的模拟和预 测来代替对现状的分析和说明；以合理的趋势推导 和反馈机制分析来代替简单的因果关系分析。
数量地理学的发展阶段
20世纪50年代 末至60年代末 数量地理学发 展初期阶段
把统计学方法 引入地理学研究
20世纪60年代 末至70年代
数量地理学发 展中期阶段
在地理学研究中应用 多元统计方法和计算机技术
20世纪70年代 末至今
数量地理学 日趋成熟阶段
地理学与运筹学、模糊数学、 系统科学、GIS技术等结合
目前多数地理信息系统的应用还局 限于数据库型GIS层面上，没有充分利 用和开发GIS的空间分析功能。因此， 建立完善的空间数据分析理论和方法体 系，集成先进的空间数据分析工具，增 强GIS的空间分析能力，使数据库型 GIS上升为分析型GIS，是GIS技术与 应用的发展目标和趋势。
第1章 地理空间数据分析与GIS
数量地理学提供了理性的复杂方法以传递 有关诸如行为、决策的确定性程度、综合研究 精度等有用的信息，与定性研究方法结合共同 构筑了地理学研究方法的科学体系。 数量地理学是对地理学传统研究方法的发 展和变革，反映了地理学向定量化、科学化发 展的趋势，使地理学由一门对地表事物进行解 释性描述的学科，转变为一门进行确定性解释 的科学。
第一章
地理空间数据分析与GIS
各种类型的GIS中存贮了海量的地理空间数 据，且数据还在以指数级方式不断增长，迫切需 要高效、精确、科学地分析这些数据，以找出数 据所蕴涵的意义，进而了解事物的性质与规律， 为科学决策提供必需的信息。所以，开发一些工 具来进行一般性地理空间数据分析和复杂的地理 空间对象模拟，以将数据“点石成金”是一项艰 巨而又紧迫的任务。因此，GIS领域由原来重点 关注数据库创建和系统开发建设，逐渐转向重点 关注空间分析和空间建模。
GIS的奠基人之一M.F.Goodchild曾指 出：“地理信息系统真正的功能在于它利 用空间分析技术，对空间数据的分析”。 空间分析使GIS超越一般空间数据库、信 ຫໍສະໝຸດ Baidu系统和地图制图系统，成为不仅能进行 海量空间数据管理、信息查询检索与量测， 更可通过图形操作与数学模拟运算分析出 地理空间数据中隐藏的模式、关系和趋势， 挖掘出对科学决策具有指导意义的信息， 从而解决复杂的地学应用问题，进行地学 综合研究的技术系统。
1.1 地理空间数据处理与建模
1.2 地理空间数据挖掘 1.3 GIS环境下的空间分析
1.1 地理空间数据处理与建模
地理空间数据分析是地理学和地理 信息科学领域的重要研究内容，它通过 研究地理空间数据及其相应分析理论、 方法和技术，探索、证明地理要素之间 的关系，揭示地理特征和过程的内在规 律和机理，实现对地理空间信息的认知、 解释、预测和调控。
数量地理学的研究方法：
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地理系统分析 随机数学方法 地理系统数学模拟
地理系统分析是指扬弃地理事物繁琐的枝 节，抽象出地理事物在结构与功能上的主线，揭 示地理事物动态演变的方向与强度，预测其状态 变化和稳定性程度，将复杂、高级的地理系统简 化为次一级简单的系统，进而探讨地理要素之间 的数量关系。 一般是首先列出所研究等级系统的要素清 单，根据地理系统的实际绘出各要素的联系框图， 再以定量方法研究系统要素之间的关系。