第1章绪论 地理学是一门古老的科学，早在中国战国前后的古希腊、古罗马时代就开始萌芽，至今 有2000多年的发展历史。纵观地理学的发展中，可以别分为三个基本阶段：①古代地理学 是农业社会的产物，以地理知识的记载为主题：②近代地理学，是工商业社会的产物，是 种对各种地理现象进行条例化归纳，并对他们之间的关系进行解释性描述的多分支的知识 系：③现代地理学，是新的科学技术社会，及信息社会的产物，它把地理环境及其人类活动 的相互关系看作统一的整体，采用定性与定量相结合的方法，规范研究与实证研究并举，是 一门以解释名种地理现象的内在机制并预测其未来演变的科学， 地迎学白产生之日起 ,就与数学有着不解之缘。在古代， 地学与学之酒到学 几何学 ,几乎都是研究地表的，在古代地理学时期 人们为了测算河流长度 、山体高度，计 算土地面积，不得不运用几何学远了和菲娜高发在近代地理学时期，经济学中的区位论被 直到地理学中，开地理分析数学之先河。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。 计量地理的出现 反映 T地理学朝着定量化的方向发展的趋势。这种趋势就是在 地理 研彩 中，以定最的精确判判断来补充定性的文字描述的不足：以抽象的、反映本质的数 学模型 刻画具体的庞杂的各种地理现象；一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代替简单的因果关系分析：以最新的定量化技术革新地理学的 传统研究方法」 第1节计量地理学的形成和发展 计量地理学的产生和形成，可以追溯到现代地理学发展史上的计量运动。今天所谓的 计量地理学， 实际就是在计量运动的基础上不断发展和进一步完善的产物。 1.1.1计量地理学的发展阶段 计量地理学，作为一门新的方法论学科，其历史并不算长，但是其发展速度是十分惊 人的，自20世纪50年代末期开始的计量运动以来 ，计量地理学已经历了四个发展阶段 第一阶段(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。其主势 特点是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、平均值、方差、标准参数以及简单的两要素间的一元线性差 变异系数等统计特征回归分析方法， 第二阶段(20世纪60 年代末期到70年代末期)，属中期阶段。 该阶段的主要特征是 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。在自然地理学、经济地理学 和人文地理学中，以电子计算机为工具，运用多元统计分析方法使许多复杂问题得到相当满 意的解决。 第三阶段(20世纪0年代末期开始到80年代末期)是计量地理学走向跟家成熟和跟 家完善的阶段。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 由于计算机技术的发展，特别是地理信息系统技术的成熟，为数学方法在现代地理学中的应 用提供了更加先进的技术手段支持，从而使其应用的范围更加广泛
第 1 章 绪论 地理学是一门古老的科学，早在中国战国前后的古希腊、古罗马时代就开始萌芽，至今 有 2000 多年的发展历史。纵观地理学的发展史，可以划分为三个基本阶段：①古代地理学， 是农业社会的产物，以地理知识的记载为主题；②近代地理学，是工商业社会的产物，是一 种对各种地理现象进行条例化归纳，并对他们之间的关系进行解释性描述的多分支的知识体 系；③现代地理学，是新的科学技术社会，及信息社会的产物，它把地理环境及其人类活动 的相互关系看作统一的整体，采用定性与定量相结合的方法，规范研究与实证研究并举，是 一门以解释各种地理现象的内在机制并预测其未来演变的科学。 地理学自产生之日起，就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，在古代地理学时期，人们为了测算河流长度、山体高度，计 算土地面积，不得不运用几何学远了和菲娜高发在近代地理学时期，经济学中的区位论被一 直到地理学中，开地理分析数学之先河。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。 计量地理的出现，反映了地理学朝着定量化的方向发展的趋势。这种趋势就是在地理学研究 中，以定量的精确判判断来补充定性的文字描述的不足；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；一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代替简单的因果关系分析；以最新的定量化技术革新地理学的 传统研究方法。 第 1 节 计量地理学的形成和发展 计量地理学的产生和形成，可以追溯到现代地理学发展史上的计量运动。今天所谓的 计量地理学，实际就是在计量运动的基础上不断发展和进一步完善的产物。 1.1.1 计量地理学的发展阶段 计量地理学，作为一门新的方法论学科，其历史并不算长，但是其发展速度是十分惊 人的，自 20 世纪 50 年代末期开始的计量运动以来，计量地理学已经历了四个发展阶段。 第一阶段（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。其主要 特点是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、平均值、方差、标准参数以及简单的两要素间的一元线性差、 变异系数等统计特征回归分析方法。 第二阶段（20 世纪 60 年代末期到 70 年代末期），属中期阶段。该阶段的主要特征是 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。在自然地理学、经济地理学 和人文地理学中，以电子计算机为工具，运用多元统计分析方法使许多复杂问题得到相当满 意的解决。 第三阶段（20 世纪 70 年代末期开始到 80 年代末期）是计量地理学走向跟家成熟和跟 家完善的阶段。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。 由于计算机技术的发展，特别是地理信息系统技术的成熟，为数学方法在现代地理学中的应 用提供了更加先进的技术手段支持，从而使其应用的范围更加广泛
第四阶段(20世纪90年代初至今)由传统意义上的计量地理学向计算地理学发展。 1,1.2现代的理学上的计量运动主要流派及其在国外的发展情况 (一)计量地理学发展史上的主要流派 nhw也有人称为理 论地理学(Te ,首先从联邦德国 芬兰开始 以后传至美国、英国、日本、苏联、新西兰、印度等国，今天几乎已遍及世界各国。 近代地理学有三种主要学派：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.Schluter)等。 到了20 世乡 40年代，由于老的人地关系学派日趋落后，而景观学派的理论体系又尚未成热 区域学派就成了当时地理学的主流学派。 赫特纳(18591941)Hettner,Alfred德国地理学家，近代地理学区域学派奠基人 生于德累斯顿，卒于海德尔堡。哈雷大学博士。1882~1890年先后两次去南美洲旅行考察。 1895年创办《地理杂志》，并长期任主编。曾任海德尔堡大学教授。到过俄国、北非和亚洲 等地旅行 赫特纳强调地理学的区域特性。他的《地理学：它的历史、性质和方法》，叙述 地理学的历史、性质， 、研究方法、概念和思想的构 和图月 表达以 地理学教育，系统地阐明地理学理论，是其地理学思想的代表作。还著有《区域地理学基础》 等。 计量运动，主要是由美国地理学家发起的，早期主要集中在几所大学，起源于三种学 派对区域学派的批评否定 (1)衣阿华的经济派。代表人物是舍弗尔、麦卡尔蒂，着重探讨经济区位现象间区位 现象间相互内在联系及其组合类型。这一学派尤其重视先关分析与回归分析等统计分析方法 在人文地理学中的应用。 (2)威斯康星的统计派。代表人物是威弗尔(J.Weaver)、罗宾逊(AH.Robinson)、东 坎(O.D.Duncan)和仇佐里(R.P.Cuzzori),主要特征是发展和应用统计分析方法。该学派以发 展和应用统计分析方法为其主要特征 (3)普林斯顿的社会物理学 代表人物是司徒瓦特和.Q.Stewart)。受此派影响，引 力模型、位势模型、空间相互作用模式得推广。 (二)计最地理学在国外的发展情况 无论是从美国还是世界来看，现代地理学发展史上的计量运动的兴起，首先要归功于加 里森(William L.Gari 0m)及其领导的华盛顿小组。加氏第一个把地理学的理论和方法建立 在定量 基础上，第 编定了《计量地理学》教材。西方地理 的计量运动始 于高等学校 美国20世纪50年代中期，在华盛颠大学设立了计量化时论班，培养了一大批者名的计量其 理学家。目前，美国所有大学地理系本科均必修定量技术课程。英国的计量地理中心在剑桥 大学，它在地貌和人文地理学方面卓有成效地应用了定量技术。苏联的计量地理学研究起步 较晚，但发展很快，它在60年代后期收组了喀山大学数学制度，学生头三年学习数学误程 后三年才学习地理课程：再加上莫斯科大学的推动 大批新的计量地理学家正在成长 在国外，有关计量地理学的著作、论文、杂志很多。例如帮奇（.Buge)著的《理论地 理学》(1962)、哈格特(P.Haggett)著的《人文地理学的区位分析》(1965)、乔利(R.Chorley) 和哈格特合著的《地理模型》(1967)、加里森(W.I.Garrison)和马布里D.F.Marble)合著 的《计量地理学》(1967)、M.H.Yeates)著的《经济地理数量分析入门》(1968)、科尔(J.P.Co1e) 和金(C.A.M.Kig)合著的《计量地理学》(1968)、贝里(B.J.L. Berry)和马布里合苦的 《空间分析》(1968)、哈维(D.Harvey)著的《地理学注释》(1969)、金L.J.King)著的《地
第四阶段（20 世纪 90 年代初至今）由传统意义上的计量地理学向计算地理学发展。 1.1.2 现代的理学上的计量运动主要流派及其在国外的发展情况 （一）计量地理学发展史上的主要流派 计量地理学(Quantitative Geography 或 Quantitative Analyse in Geography)也有人称为理 论地理学(Teoretical Geography)。计量地理学的研究，首先从联邦德国、瑞典、芬兰开始， 以后传至美国、英国、日本、苏联、新西兰、印度等国，今天几乎已遍及世界各国。 近代地理学有三种主要学派：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。 到了 20 世纪 40 年代，由于老的人地关系学派日趋落后，而景观学派的理论体系又尚未成熟， 区域学派就成了当时地理学的主流学派。 赫特纳（1859～1941）Hettner，Alfred 德国地理学家，近代地理学区域学派奠基人。 生于德累斯顿，卒于海德尔堡。哈雷大学博士。1882～1890 年先后两次去南美洲旅行考察。 1895 年创办《地理杂志》，并长期任主编。曾任海德尔堡大学教授。到过俄国、北非和亚洲 等地旅行。赫特纳强调地理学的区域特性。他的《地理学：它的历史、性质和方法》，叙述 了地理学的历史、性质、任务、研究方法、概念和思想的构成、地图和图片、文字表达以及 地理学教育，系统地阐明地理学理论，是其地理学思想的代表作。还著有《区域地理学基础》 等。 计量运动，主要是由美国地理学家发起的，早期主要集中在几所大学，起源于三种学 派对区域学派的批评否定。 （1）衣阿华的经济派。代表人物是舍弗尔、麦卡尔蒂，着重探讨经济区位现象间区位 现象间相互内在联系及其组合类型。这一学派尤其重视先关分析与回归分析等统计分析方法 在人文地理学中的应用。 （2）威斯康星的统计派。代表人物是威弗尔（J. Weaver）、罗宾逊(A.H. Robinson)、东 坎(O.D. Duncan)和仇佐里(R.P. Cuzzori)，主要特征是发展和应用统计分析方法。该学派以发 展和应用统计分析方法为其主要特征。 （3）普林斯顿的社会物理学派。代表人物是司徒瓦特(J.Q. Stewart)。受此派影响，引 力模型、位势模型、空间相互作用模式得推广。 （二）计量地理学在国外的发展情况 无论是从美国还是世界来看，现代地理学发展史上的计量运动的兴起，首先要归功于加 里森(William L. Garrison) 及其领导的华盛顿小组。加氏第一个把地理学的理论和方法建立 在定量的基础上，第一个编定了《计量地理学》教材。西方地理学的计量运动始于高等学校。 美国 20 世纪 50 年代中期，在华盛顿大学设立了计量化讨论班，培养了一大批著名的计量地 理学家。目前，美国所有大学地理系本科均必修定量技术课程。英国的计量地理中心在剑桥 大学，它在地貌和人文地理学方面卓有成效地应用了定量技术。苏联的计量地理学研究起步 较晚，但发展很快，它在 60 年代后期改组了喀山大学教学制度，学生头三年学习数学课程， 后三年才学习地理课程;再加上莫斯科大学的推动，大批新的计量地理学家正在成长。 在国外，有关计量地理学的著作、论文、杂志很多。例如帮奇(W. Bunge)著的《理论地 理学》(1962)、哈格特(P．Haggett)著的 《人文地理学的区位分析》(1965)、乔利(R. Chorley) 和哈格特合著的《地理模型》(1967)、加里森(W．I.Garrison)和马布里(D.F．Marble)合著 的《计量地理学》(1967)、(M．H．Yeates)著的《经济地理数量分析入门》(1968)、科尔(J．P．Co1e) 和金(C．A．M．King)合著的《计量地理学》(1968)、贝里(B.J．L．Berry)和马布里合著的 《空间分析》(1968)、哈维(D.Harvey)著的《地理学注释》(1969)、金(L．J．King)著的《地
理学经计分析(1969)、哈格特和乔利合著的《网终分折》(1969)、安布罗斯(P Ambr0se)著 的《解析人文地理学》(1969)、艾布勒(R.Ab1er)、安布罗斯和古尔德(P.Gou1d)合苦的《空 间组织》(1971)、石水照雄若的《计量地理学概概说(1976)、奥野隆史著的《计最地理学基 础》(197) 这些都是有关计量地理 分析方法和学术专著 理学计量资料杂志》，1969年美国出版了计量地理学的专门杂志《地理学分析》 (Geographical Analysis)。此外，与计量地理有关的学术讨论会在各国已举行过多次，并 陆续建立起计量地理学的专门组织。例如，1964年在国际地理学联合会(IG)中设立了地理 学计量方法委员会(Commission on Quantitative Methods in Geography),1967年在英国 地理学会设立了地理教学采用模型和计量技术委员会(Standing Committee on the Role Models and Quantitative Techniques in Geographical Teaching),1968年在日本成立 了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。到了20世纪60年代， 计量运动不胫而走，在短短几年时间里几乎传遍了整个世界。 1.1.3计量地理学在中国的发展 我国由于历史的原因，未能赶上计最运动的“黄金时代”，地理学的定量化进程是从0 世纪0年代末、80年代初才开始的，但是其发展速度和势头确是十分喜人的。 1980年1月在全国地理学 △四你代 大会上对计量地理学作了专门介绍，1980年5 月召开全国高等学校理科 地理教材编审委员会议时，审订了高等学校地理系用的计量地理 教学大纲，1980年9月举办了由全国高等院校部分教师和地理研究工作者参加的计量地理 学~数学在地学研究中的应用讨论班，1980年11月，我国部分地理工作者在南京成立了计 量地理学研究会，开展计量地理学研究和学术交流。1982年10月华东师范大学地理系出版 了《计量地理论文专辑》，发表高第院校和有关单位的研究论文 我国地 理学的科研机构 已配备了定量方面的研究人员并确定 了研究课题，综合 大学和师范院校地理系已开设了计量地理学课程，有大的科研成果和教材已不断涌现。中国 地理学会1983年在南宁召开了计量地理讨论会，并决定在学会之下设立数量地理专业组。 我国地理工作，由于“文化大革命“的干扰，对于数量方法的应用比欧美差不多落后了20年。 起步迟虽然是个弱点，但使于我们吸取国际上正反两方面的经验教训，游免走弯路。例如西 方在推行地理学定量化的最初十多年，出现了一些学者脱离地理事物的实质内容，单纯进行 数学推演的形式主义偏同，直到20世纪70年代才开始纠正.而我国计量地理学的发展，从 一开始就可把研究工作一方面指向具体规划、计划和设计问题的定量决策：另一方面指向地 理学理论问题数最方面的阐述和修正。如前所述，我国地理学的定量化还在肇始阶段，当前 我国地理学成果中的定量内容，不是太多而是太少了：缺乏用量的计算来充实质的分析。通 过计量地理工作者的努力，可以期望计量地理学在为我国四化建设服务和促进地理科学自身 现代化方面，将作出积极的 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 术有机地结合起米。以系统论、控制论、信息论为代表的“老三论”，以突变论，耗散结构、 协同学为代表的“新三论”，以灰色系统，系统动力学等方法为代表的系统建模和仿真技术 以及一些非线性分析方法引起了中国地理学家的高度重视。 为推动定量地学方法，20世纪80年代中期新疆大学教师开始讲授多门定量地学方法课 程：如《计最地理学》、《数最地理学》、《地理建模原理与方法》等：课程安排了计算机机房 实习内容，室内实习是在诸多专业统计软件帮助下进行的。新疆大学是中国高校最早设立地 理学类专业单位之一(1997为地信大专，1999年地信本科)，此后进一步加强了为本科生开 设地学定量研究课程的内容。1996年起，新疆大学先后为本利科生开设了《地学谣感》、《空 间数据分析》、《地理信息系统》等定量地学方法方面的课程。这为计量地理学的后续发展打
理学统计分析(1969)、哈格特和乔利合著的《网络分析》(1969)、安布罗斯(P.Ambrose)著 的《解析人文地理学》(1969)、艾布勒(R.Abler)、安布罗斯和古尔德(P．Gould)合著的《空 间组织》(1971)、石水照雄著的《计量地理学概概说(1976)、奥野隆史著的《计量地理学基 础》(1977)等等。这些都是有关计量地理的分析方法和学术专著；1963 年英国出版了《地 理学计量资料杂志》， 1969 年美国出版了计量地理学的专门杂志《地理学分析》 (Geographical Analysis)。此外，与计量地理有关的学术讨论会在各国已举行过多次，并 陆续建立起计量地理学的专门组织。例如，1964 年在国际地理学联合会(IGU)中设立了地理 学计量方法委员会(Commission on Quantitative Methods in Geography)，1967 年在英国 地理学会设立了地理教学采用模型和计量技术委员会(Standing Committee on the Role of Models and Quantitative Techniques in Geographical Teaching)，1968 年在日本成立 了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。到了 20 世纪 60 年代， 计量运动不胫而走，在短短几年时间里几乎传遍了整个世界。 1.1.3 计量地理学在中国的发展 我国由于历史的原因，未能赶上计量运动的“黄金时代”，地理学的定量化进程是从 20 世纪 70 年代末、80 年代初才开始的，但是其发展速度和势头确是十分喜人的。 1980 年 1 月在全国地理学会第四次代表大会上对计量地理学作了专门介绍，1980 年 5 月召开全国高等学校理科地理教材编审委员会议时，审订了高等学校地理系用的计量地理学 教学大纲，1980 年 9 月举办了由全国高等院校部分教师和地理研究工作者参加的计量地理 学～数学在地学研究中的应用讨论班，1980 年 11 月，我国部分地理工作者在南京成立了计 量地理学研究会，开展计量地理学研究和学术交流。1982 年 10 月华东师范大学地理系出版 了《计量地理论文专辑》，发表高等院校和有关单位的研究论文。 目前，我国地理学的科研机构已配备了定量方面的研究人员并确定了研究课题，综合 大学和师范院校地理系已开设了计量地理学课程，有大的科研成果和教材已不断涌现。中国 地理学会 1983 年在南宁召开了计量地理讨论会，并决定在学会之下设立数量地理专业组。 我国地理工作，由于"文化大革命"的干扰，对于数量方法的应用比欧美差不多落后了 20 年。 起步迟虽然是个弱点，但便于我们吸取国际上正反两方面的经验教训，避免走弯路。例如西 方在推行地理学定量化的最初十多年，出现了一些学者脱离地理事物的实质内容，单纯进行 数学推演的形式主义偏同，直到 20 世纪 70 年代才开始纠正。而我国计量地理学的发展，从 一开始就可把研究工作一方面指向具体规划、计划和设计问题的定量决策；另一方面指向地 理学理论问题数量方面的阐述和修正。如前所述，我国地理学的定量化还在肇始阶段，当前 我国地理学成果中的定量内容，不是太多而是太少了；缺乏用量的计算来充实质的分析。通 过计量地理工作者的努力，可以期望计量地理学在为我国四化建设服务和促进地理科学自身 现代化方面，将作出积极的贡献。 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。以系统论、控制论、信息论为代表的“老三论”，以突变论，耗散结构、 协同学为代表的“新三论”，以灰色系统，系统动力学等方法为代表的系统建模和仿真技术， 以及一些非线性分析方法引起了中国地理学家的高度重视。 为推动定量地学方法，20 世纪 80 年代中期新疆大学教师开始讲授多门定量地学方法课 程：如《计量地理学》、《数量地理学》、《地理建模原理与方法》等；课程安排了计算机机房 实习内容，室内实习是在诸多专业统计软件帮助下进行的。新疆大学是中国高校最早设立地 理学类专业单位之一（1997 为地信大专，1999 年地信本科），此后进一步加强了为本科生开 设地学定量研究课程的内容。1996 年起，新疆大学先后为本科生开设了《地学遥感》、《空 间数据分析》、《地理信息系统》等定量地学方法方面的课程。这为计量地理学的后续发展打
下了良好的基础。同时，干早区重大科研任务推动了定量地学方法研究的发展。定量地学研 究方法在地理空间数据定量分析资源勘察评价、流域规划、区域开发、水土资源利用、荒漠 化治理等众多领域发挥若重要作用，并有若广阔的应用前景。近十 年来，我院热情响应中尖 关于西部大开发的战略部署。积极投身于自治区经济建设与资源开发，全方位为社会生产 践服务，在干早区资源开发及其环境响应、土地管理信息系统、水资源管理信息系统、城市 交通管理信息系统等应用领域取得了可喜成绩。参与完成的国家93项目2项，十一五科技 攻关顶目一项，以及八五科技攻关项目“自然灾害预测信息系统研究”获中国科学院科技进步 二等奖。承担有国家自然科学基金项目10项。在完成这些任务中培养了一批从事定量地 研究方的教学和科研师资队伍，取得的科研成果也充实与丰富了《计量地理学》课程建设的 内容。 第2节计量地理学中的主要研究方法 计量地理学和传统地理学不同的特点之一就是它的研究方法。传统地理学是把现实世界 分成系统，经过观察、分类、比较、综合、描述等方法，由直接的类推得出现实世界的结论。 而计量地理学是或现实世界系统，首先建立假说，然后模式化，应用现实的资料进行检验， 而且解释检验的结果，并导出有关现实世界的结论，再经反复推敲形成理论。即使对于已经 理论化了的 题经过模式化 再加以推敲，可以使原有理论 步发展。因此，计量地理学用建立模型、反复检验的计量分析方法，和传统地理学的分析方 法是不同的，各自方法论的特点，可以用如下框图表示（图121）。 现实世界的分系统 区域地理问题 对问题的思考 资料的收集 检验 分类和分析 地避解释 儿关于现实世界的结论 关于问恩的结论 理论 比较 图1.2.1计量地理学和传统地理学研究方法的比较 传统地理学常用的是归纳法，其概括来自观察，即解释是由被观察的某种类型发展起来 并为其服务。这一方法难以避开观察到的是特殊情况或解释者的个人好恶，而计量地理学是 把感知到的地理事物通过假设予以条理化，继而经过模式化得出数据予以检验。在成功的情 况下才建立法则和理论，否则就反馈回去重新制订先期模式。这一过程经历了提出假设、制 订模式、检验假设和建立理论四个步骤，是符合感性认识一理性认识一实践这一认识的全可 程。我们可以把传统地理学的解释称之为模糊性解释，计量地理学的解释称为确定性解释 地理学中解 词意味着把地理现象的时间演化和空间联系条理化，总的看来，古代地理号 采用的是描述，注记载：到了近代地理学，发展成为如戴维斯(W.Davs)所说的“解释性描述” 而现代地理学，其特点是确定性解释。地理学研究方法的三个阶段反映了其相应的科学水平。 科学的发展总是同其研究方法的进展密切相关的。方法论对学科研究对象的划分和新兴 学科的形成都起重要的作用。地理科学工作者应注意引用新的科学技术和先进方法。科技革 命无疑对地理学带来很多好处，尽管新方法不是目的，但它是我们重新认识地表的新手
下了良好的基础。同时，干旱区重大科研任务推动了定量地学方法研究的发展。定量地学研 究方法在地理空间数据定量分析资源勘察评价、流域规划、区域开发、水土资源利用、荒漠 化治理等众多领域发挥着重要作用，并有着广阔的应用前景。近十年来，我院热情响应中央 关于西部大开发的战略部署。积极投身于自治区经济建设与资源开发，全方位为社会生产实 践服务，在干旱区资源开发及其环境响应、土地管理信息系统、水资源管理信息系统、城市 交通管理信息系统等应用领域取得了可喜成绩。参与完成的国家 973 项目 2 项，十一五科技 攻关项目一项，以及八五科技攻关项目“自然灾害预测信息系统研究”获中国科学院科技进步 二等奖。承担有国家自然科学基金项目 10 项。在完成这些任务中培养了一批从事定量地学 研究方的教学和科研师资队伍，取得的科研成果也充实与丰富了《计量地理学》课程建设的 内容。 第 2 节 计量地理学中的主要研究方法 计量地理学和传统地理学不同的特点之—就是它的研究方法。传统地理学是把现实世界 分成系统，经过观察、分类、比较、综合、描述等方法，由直接的类推得出现实世界的结论。 而计量地理学是就现实世界系统，首先建立假说，然后模式化，应用现实的资料进行检验， 而且解释检验的结果，并导出有关现实世界的结论，再经反复推敲形成理论。即使对于已经 理论化了的命题经过模式化～检验～解释～结论的程序，再加以推敲，可以使原有理论进— 步发展。因此，计量地理学用建立模型、反复检验的计量分析方法，和传统地理学的分析方 法是不同的，各自方法论的特点，可以用如下框图表示(图 1.2.1)。 图 1.2.1 计量地理学和传统地理学研究方法的比较 传统地理学常用的是归纳法，其概括来自观察，即解释是由被观察的某种类型发展起来， 并为其服务。这一方法难以避开观察到的是特殊情况或解释者的个人好恶，而计量地理学是 把感知到的地理事物通过假设予以条理化，继而经过模式化得出数据予以检验。在成功的情 况下才建立法则和理论，否则就反馈回去重新制订先期模式。这一过程经历了提出假设、制 订模式、检验假设和建立理论四个步骤，是符合感性认识一理性认识一实践这一认识的全过 程。我们可以把传统地理学的解释称之为模糊性解释，计量地理学的解释称为确定性解释。 地理学中解释一词意味着把地理现象的时间演化和空间联系条理化，总的看来，古代地理学 采用的是描述，注记载;到了近代地理学，发展成为如戴维斯(W.Davis)所说的“解释性描述”； 而现代地理学，其特点是确定性解释。地理学研究方法的三个阶段反映了其相应的科学水平。 科学的发展总是同其研究方法的进展密切相关的。方法论对学科研究对象的划分和新兴 学科的形成都起重要的作用。地理科学工作者应注意引用新的科学技术和先进方法。科技革 命无疑对地理学带来很多好处，尽管新方法不是目的，但它是我们重新认识地表的新手段
是地理学科向前发居的右力支样。苏联地理学家马尔科夫(KK Mank0b)指出：“更多的地理 学家应当使主要的研究方向现代化，应当偏重于以基础科学、首先是精确性科学为基础的首 我因著名科学家钱学森提出建立“地球表层学”下的新学科“数量地理学“的设想， 义也在于此。 动的最主 成就，就是铺开了地理学确定性解释这条通往科学的道路 而绝不是采用一些数学概念和公式而已。 计量地理学的研究方法，具体来说可归纳成如下几点： (一地理系统分析地理系统是指地球表面的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和人类相 百作用的物质、能量、信息、运动系续。它是复杂的多级别、多要老系统。例加它可分地形 系统大气系统、土壤一生物系统、人类活动系统等亚 系统 ,各亚系统又可分为更次一级的系 统与各级地理系统相对应的是各级地理区 地理系统分析就是指扬弃地理事物繁琐的技节，抓住实质，抽象出地理事物在结构与 功能上的主线，并能揭示地理事物动态演变的方法和强度，预测其状态变化和稳定性程度等， 从而对复杂的、高级的地理系统简化成次一级的简单的系统，进而探讨地理要素之间的数量 关系。因此，地理系统的分析方法 般是首先要列出研究定义的那：等级系统的要素清单 并根据地理系统的实际情况，画出各要素的联系框图，然后再以定量的方法研究系统要素 的关系。地理系统和环境之间一股都有能量、物质的交换，对于外界粉入的物质和能量， 过地理系统的人地关系和空间交互作用的变换，最后再输出到外界环境中去，则可画成如下 框图（图1.2.2）。 状态变量 y1.y2,y3·输出变量 UI- YI x11+X21+x31 +Y2 UL 图1,2.2地理系统和外界环境的交粉 这样一来，地理学就和生物学、士壤学、气候学等其它学科联接起来，自然环境是我们 的输入，以后到了区域里面经过各种交互作用后，就可以得到各种生产活动和交通运输等， 这就是输出这种输出再影响生物界和自然界，成为其它系统的输入，彼此互相联接。计量地 理学是从地理事物空间变化原因、变化规则、空间关系等方面，经定量分析后输入，再把交 互作用用计量方法分析清楚 就可以预测输出 为生 建设和地理学理论发展作出贡 (二)随机数学方法的应用地理系统的输入 出之间， 一股具有随机性质，因此，计 量地理学大部分内容是随机数学方法的应用。计量地理学的定量技术中，最基本的技术可分 成三类：说明的技术，推理的技术和构成模式的技术。说明的技术就是用描述性统计，将大 量的原始数据经过整理、计算简化为若干容易理解能更好地说明主要情况的数值指标。推理 的技术就是用推理统计分析选样的代表性 或所搜集的资料支持前提的程度。 此方法在气象 学、水文学中应用已久，近年来推广到地理学的各分支学科。只要有大量的调查 观测或实 验数据，采用这些统计方法是不可避免的。构成模式的技术可以是描述的，也可以是推理的。 最初，构成模式是一种二维或三维的图像，计量地理学则是用数学的方法构成抽象模式。地 理现象比实验宿中的现象复杂得名，任何模式都是实际状况的高度简化，需要在了解和权衡 全部因果关系的基础上略去 一此次的 ,作一些假定和近似计算。它可以是 系列实验 的结果或表达某些从经验中得到的概念，还可以通过数学变换来求知其它方法所不 能得到 关析.有关模式结合起米，更可以解决比较复杂的问题。气候学、水文学中的模式化，开始 于上世纪后半期，最近的发展是由于本学科和邻近学科的理论研究、观测实验技术及计算技
是地理学科向前发展的有力支柱。苏联地理学家马尔科夫(K.K.Mapkob)指出：“更多的地理 学家应当使主要的研究方向现代化，应当偏重于以基础科学、首先是精确性科学为基础的道 路”。我因著名科学家钱学森提出建立“地球表层学”下的新学科"数量地理学"的设想，意 义也在于此。计量运动的最主要成就，就是铺开了地理学确定性解释这条通往科学的道路， 而绝不是采用一些数学概念和公式而已。 计量地理学的研究方法，具体来说可归纳成如下几点： (一)地理系统分析 地理系统是指地球表面的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和人类相 互作用的物质、能量、信息、运动系统。它是复杂的多级别、多要素系统。例如它可分地形 系统大气系统、土壤—生物系统、人类活动系统等亚系统。各亚系统又可分为更次一级的系 统与各级地理系统相对应的是各级地理区。 地理系统分析就是指扬弃地理事物繁琐的枝节，抓住实质，抽象出地理事物在结构与 功能上的主线，并能揭示地理事物动态演变的方法和强度，预测其状态变化和稳定性程度等， 从而对复杂的、高级的地理系统简化成次一级的简单的系统，进而探讨地理要素之间的数量 关系。因此，地理系统的分析方法，一般是首先要列出研究定义的那；等级系统的要素清单， 并根据地理系统的实际情况，画出各要素的联系框图，然后再以定量的方法研究系统要素间 的关系。地理系统和环境之间一般都有能量、物质的交换，对于外界输入的物质和能量，经 过地理系统的人地关系和空间交互作用的变换，最后再输出到外界环境中去，则可画成如下 框图(图 l.2.2)。 u1,u2. 输入变量； x1,x2 x3 . 状态变量； y1, y2, y3 . 输出变量。 X11 X21 X31 U1 U1 Y1 Y2 Y3 图 1.2.2 地理系统和外界环境的交换 这样一来，地理学就和生物学、土壤学、气候学等其它学科联接起来，自然环境是我们 的输入，以后到了区域里面经过各种交互作用后，就可以得到各种生产活动和交通运输等， 这就是输出这种输出再影响生物界和自然界，成为其它系统的输入，彼此互相联接。计量地 理学是从地理事物空间变化原因、变化规则、空间关系等方面，经定量分析后输入，再把交 互作用用计量方法分析清楚，就可以预测输出，为生产建设和地理学理论发展作出贡献。 (二)随机数学方法的应用 地理系统的输入—输出之间，一般具有随机性质，因此，计 量地理学大部分内容是随机数学方法的应用。计量地理学的定量技术中，最基本的技术可分 成三类：说明的技术，推理的技术和构成模式的技术。说明的技术就是用描述性统计，将大 量的原始数据经过整理、计算简化为若干容易理解能更好地说明主要情况的数值指标。推理 的技术就是用推理统计分析选样的代表性；或所搜集的资料支持前提的程度。此方法在气象 学、水文学中应用已久，近年来推广到地理学的各分支学科。只要有大量的调查、观测或实 验数据，采用这些统计方法是不可避免的。构成模式的技术可以是描述的，也可以是推理的。 最初，构成模式是一种二维或三维的图像，计量地理学则是用数学的方法构成抽象模式。地 理现象比实验室中的现象复杂得多，任何模式都是实际状况的高度简化，需要在了解和权衡 全部因果关系的基础上略去一些次要的内容，作一些假定和近似计算。它可以是一系列实验 的结果或表达某些从经验中得到的概念，还可以通过数学变换来求知其它方法所不能得到的 关析.有关模式结合起来，更可以解决比较复杂的问题。气候学、水文学中的模式化，开始 于上世纪后半期，最近的发展是由于本学科和邻近学科的理论研究、观测实验技术及计算技