《计量地理学》(徐建华,高等教育出版社,2005)配套实习指导

§6.利用Matlab绘制趋势面图形1. Matlab的三维绘图函数及其功能Matlab的三维绘图函数及其功能分别见表2、表3、表4和表5中。

表2三维绘图函数Contour 二维等值线图，即从上向下看Contour3等值线图Contour3 等值线图Fill3 填充的多边形Mesh 网格图Meshc 具有基本等值线图的网格图Meshz 有零平面的网格图Pcolor 二维伪彩色绘图，即从上向下看surf图Plot3 直线图Quiver 二维带方向箭头的速度图Surf 曲面图Surfc 具有基本等值线图的曲面图Surfl 带亮度的曲面图Waterfall 无交叉线的网格图表3三维绘图工具Axis 修正坐标轴属性Clf 清除图形窗口Clabel 放置等值线标签Close 关闭图形窗口Figure 创建或选择图形窗口Getframe 捕捉动画桢Grid 放置网格Griddata 对画图用的数据进行内插Hidden 隐蔽网格图线条Hold 保留当前图形Meshgrid 产生三维绘图数据Movie 放动画Moviein 创建桢矩阵，存储动画Shading 在曲面图和伪彩色图中用分块、平滑和插值加阴影Subplot 在图形窗口内画子图Text 在指定的位置放文本Title放置标题 View改变图形的视角 Xlabel放置x 轴标记 Ylabel放置y 轴标记 Zlabel放置z 轴标记表4函数viewView(az,el) 设置视图的方位角az 和仰角elView([az,el])View([x,y,z]) 在笛卡儿坐标系中沿向量[x,y,z]正视原点设置视图，例如view([0 01])=view(0,90)View(2) 设置缺省的二维视图，az=0，el=90View(3) 设置缺省的三维视图，az=-37.5，el=30[az,el]=View 返回当前的方位角az 和仰角elView(T) 用一个4×4的转置矩阵T 来设置视图 T=View 返回当前的4×4转置矩阵表5掌握MATLAB 高级图形功能Mmcont2(X,Y,Z,C) 具有颜色映像的二维等值线图Mmcont3(X,Y,Z,C) 具有颜色映像的三维等值线图Mmspin3d(N) 旋转当前图形的三维方位角来制作动画Mmview3d用滑标来调整视角2.实例第3章第6节，分别建立了某流域1月份降水量的二次多项式和三次多项式趋势面。

§12 使用ArcGIS进行空间统计分析1.软硬件环境软件：ArcGIS 8.0版本以上，需要具有Geostatistics模块的许可；硬件：目前主流配置即可。

2.软件及数据的准备本例以ArcGIS 9.0为软件平台，对甘肃省30年平均降水进行空间插值。

（1）打开ArcGIS 9.0，并把Geostatistics模块加载上。

首先在工具>扩展中将相应模块选中，如图1。

图1其次，在工具条上点击右键，把Geostatistical Analyst选中，如图2。

图2（2）数据准备。

本例需要的是各个气象站点和观测数据，所以首先需要各个气象观测站的点图层，各个站点30年观测的平均降水量、蒸发量以及该站点的海拔高程作为属性数据，附在上述点图层上。

因为是对甘肃省省域内气候进行插值，因此还必须有甘肃省的省界。

并通过数据加载按钮将上述数据加载上，如图3所示。

图3（3）分析数据框架设定。

在Layers上右击，点击属性，选择数据框架（Data Frame）面板，然后将甘肃省边界图层作为分析时显示的数据框架（即只显示省内区域）。

如图4：图43.探索性空间数据分析（ESDA）空间插值的模型和方法有很多，通过探索性空间数据分析，目的是寻找数据内在的规律性，再根据这些规律寻找适合的空间插值模型；或者通过数据变换（例如常见的COX－BOX变换、对数变换），使原来不适合于插值的数据可以进行插值。

对于ESDA可以说是一门学问，这里简单介绍，Geostatistical Analyst所带的几种方法，如图5。

图5（1）直方图。

点击Histogram，然后在右下选择需要分析的属性，则就显示直方图分布情况，并在右上角给出各种相关的统计指标，图6。

图6在左下方的下拉框可以选择直方的数量，变换方法，软件提供了两种：LOG和Cox-Box。

（2）正则QQ图（Normal QQPlot）。

图7（3）趋势分析（trend analysis）。

地理信息科学专业《计量地理学》课程教学设计作者：张金萍来源：《科技资讯》2015年第22期摘要：以地方综合性大学聊城大学为例，基于地理信息科学专业的特点和人才培养目标，以培养地方综合性大学本科生具有地理数学思维作为基本出发点，对《计量地理学》课程的主要教学内容从理论教学、实践教学、教学反馈与评价等方面进行设计和组织。

理论教学部分以经典统计分析方法中的一元线性回归分析为抓手，使学生深入理解本课程模型和方法间的相互联系和区别。

以解决实际地理问题的方式科学设计实践教学环节，使课程成为理论与实践相结合的有机整体，有效提升学生的学习兴趣和理解力。

关键词：地理信息科学计量地理学课程教学设计中图分类号： G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）08（a）-0114-02计量地理学（Quantitative Geography）又称数量地理学，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。

计量地理学是地理学、数学和计算机科学的交叉学科，它使得地理学由一门定性分析和描述的学科，转变为带有规律性分析的定量科学[1]。

随着计算机技术的快速发展，20世纪90年代在计算科学和地理信息系统（GIS）的基础上，计量地理学向地理计算（GeoComputation）发展，以探索构筑新的地理学理论和应用模型[2]。

地理信息科学专业人才培养的目标之一是使学生具有空间分析和数学建模的基本能力，专业课也需要较深入的地理数学功底。

聊城大学是地方综合性大学，《计量地理学》课程一般在二年级开设，是地理信息科学专业基础课，是本科生深入学习后续专业课程的必要前提。

传统计量地理学课程教学内容庞杂，以教师讲授为唯一方式，学生反映该课程知识艰涩枯燥，理解难度大，通过背诵来通过考试导致学完即忘[3]，对后续地理类专业课程起不到应有的方法论作用。

如何通过《计量地理学》课程的科学教学设计提升学生学习兴趣和实践动手能力，培养地方综合性大学本科生具有定量地理问题研究的科学思维方式是值得深入探索的问题。

计量地理学实验报告集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-河南理工大学测绘与国土信息工程学院《计量地理学》实验报告姓名：袁程学号：专业班级：自然地理与资源环境14-02指导教师：郜智方2017年3月31日┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄实验成绩：□优秀：格式完全符合规范要求，内容完整，图标美观，结果正确，体会深刻；严格遵守实习纪律，按时上交实验报告。

□良好：格式符合规范要求，内容完整，图标规范，结果正确，体会较深刻；严格遵守实习纪律，按时上交实验报告。

□中等：格式基本符合规范要求，内容较完整，结果正确，有一定体会；能遵守实习纪律，能按时上交实验报告。

□及格：格式问题较多，内容基本完整，结果基本正确，有一定体会；能遵守实习纪律，能按时上交实验报告。

□不及格：格式问题突出有抄袭现象/不遵守实习纪律/未时上交实验报告。

实习报告一：利用相关软件对数据作简单的统计处理自然地理与资源环境14-02班姓名：袁程一、实验目的：利用Excel和Matlab对数据做简单的统计处理。

二、实验内容（1）练习在Excel（2）练习在Excel中，对“铅.xls”文件中数据进行分组，求均值、中位数、众数等的操作，并绘制频数分布柱状图和累计频率曲线图；（3）在Matlab中进行简单统计处。

点击界面中选择相应函数即可实现运算，或者在运算格键入“=”后直接输入函数实现。

（4）如果对函数用法不清楚，点击上图中“有关该函数的帮助”查看帮助。

在“搜索函数”栏还可以输入汉字查询相关函数。

（5）相关函数：平均值AVERAGE、中位数MEDIAN、众数MODE、极差MAX(:)-MIN(:)、离差平方和DEVSQ、方差VARP、标准差STDEVP、标准差无偏估计（S）STDEV、偏度系数SKEW、峰度系数KURT。

（6）分组可借助COUNTIF函数实现绘制直方图和曲线图，在excel中，点击“插入”——“图表”，然后根据提示完成。

现代地理学中数学方法实验指导手册余珊编福建师范大学地理科学学院地球信息科学系第一部分实验课程的一般要求一、课前准备(1)上课前应阅读本指导手册中相应的实验课程部分，明确实验课程的内容和要求。

(2)根据实验内容阅读教材中的有关章节，弄清基本概念和方法，使实验能顺利完成。

(3)按本指导手册中的要求，在课前淮备好上机所要完成的题目。

二．上课须知(1)遵守课堂纪律，注意聆听指导教师的讲解。

(2) 实验过程中的具体操作应按指导手册的规定进行，如遇问题要及时向指导教师提出。

(3) 实验过程中的仪器故障必须及时向指导教师报告，不可随意自行处理。

(4)不得随意删除计算机中操作系统或安装软件。

(5)记录实验过程中结果和现象。

三、课后要求(1)实验完成后，要检查计算机是否正常关机。

(2)及时填写完实验报告并上交给指导教师方可离开实验室。

实验报告包含实验目的、实验内容、实验仪器与软件、实验步骤和实验结果以及结果分析等。

第二部分实验项目实验一地理数据分布的特征1.实验目的（1）用高级语言编写程序求取地理数据分布特征的直方图及其平均数、中位数、标准差、变差系数等特征值（2）提高学生的编写程序的能力2.实验学时3学时3.实验仪器与主要软件硬件：计算机。

软件：高级语言软件4.地理数据统计特征的算法（1）地理数据分布的全距R=Xmax-Xmin（2）求组数n=1+3.32lgN N为样本容量（3）求组距h=R/n（4）求频率分步直方图（5）求平均数（6）求中位数（7）求标准差和变差系数5.实验内容以下表作为调试数据，编写程序求地理数据分布特征的直方图和特征值1 2 3 4 5 6 7 8 9 105.796.09 6.05 6.07 6.05 6.16 6.10 6.09 6.01 5.926.05 6.03 5.96 6.00 5.87 6.03 6.18 6.13 5.97 5.905.98 5.886.18 6.08 6.10 6.03 6.01 6.03 6.11 5.976.09 6.00 6.00 6.10 6.10 6.09 6.01 5.97 6.20 5.89 6.00 6.06 5.97 5.97 6.06 6.04 6.24 6.00 5.92 6.095.986.10 5.93 6.06 6.00 5.98 5.96 5.93 6.07 6.246.08 6.07 5.88 5.97 6.03 6.00 5.86 6.02 6.04 6.055.926.08 6.28 6.04 6.05 6.15 5.95 6.10 6.07 5.966.10 6.01 6.10 6.03 6.00 6.05 5.86 5.96 6.35 6.17 6.04 6.07 6.06 6.04 6.13 6.00 6.18 6.2 5.81 6.01 5.98 6.06 6.01 5.92 6.14 6.01 5.98 5.98 6.08 6.115.986.01 5.84 6.06 6.11 6.29 6.05 5.84 6.19 5.896.06 6.066.实验结果给出正确的程序清单，并给出以上的数据运行程序给出正确的结果6.成绩评定根据实验结果及实验报告评定成绩。

《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。

课程名称：计量地理学课程编码：01305130
适用专业：地理信息系统
课程总学时：48 实验学时：8
大纲执笔人：授课单位：测绘与地理信息工程系
一、教学目标
通过本实验更好地将已学习的计量地理学基础理论知识与实际相结合，培养学生利用spss 等软件完成计量地理学理论中的各种数学统计的基本技能；并能独立编写程序实现计量地理学各种数学方法。

二、基本要求
通过本实验学生必须学会spss等统计软件在计量地理学中的应用，并且要求每个同学自己动手设计算法，并且编程实现一个计量地理经典统计数学方法。

三、实验项目内容与学时分配
（注：1、“实验类型”分为：演示性实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验；2、如为开放性或创新性实验，请在备注栏中标注“开放”或“创新”。

）
四、实验教材和参考书
（一）教材
1．计量地理学，徐建华，高等教育出版社，2005；
2．SPSS基础教程，刘爱玉，上海人民出版社，2007。

（二）参考书
1．C#大学教程，须德等译，电子工业出版社，2004。

§18. 运用目标达到法求解多目标规划用目标达到法求解多目标规划的计算过程，可以通过调用Matlab软件系统优化工具箱中的fgoalattain函数实现。

在Matlab的优化工具箱中，fgoalattain函数用于解决此类问题。

其数学模型形式为：minγF(x)-weight ·γ≤goalc(x) ≤0ceq(x)=0A x≤bAeq x=beqlb≤x≤ub其中，x，weight，goal，b，beq，lb和ub为向量；A和Aeq为矩阵；c(x)，ceq(x)和F(x)为函数。

调用格式：x=fgoalattain(F,x0,goal,weight)x=fgoalattain(F,x0,goal,weight,A,b)x=fgoalattain(F,x0,goal,weight,A,b,Aeq,beq)134x=fgoalattain(F,x0,goal,weight,A,b,Aeq,beq,lb,ub)x=fgoalattain(F,x0,goal,weight,A,b,Aeq,beq,lb,ub,nonlcon)x=fgoalattain(F,x0,goal,weight,A,b,Aeq,beq,lb,ub,nonlcon,options)x=fgoalattain(F,x0,goal,weight,A,b,Aeq,beq,lb,ub,nonlcon,options,P1,P2)[x,fval]=fgoalattain(…)[x,fval,attainfactor]=fgoalattain(…)[x,fval,attainfactor,exitflag,output]=fgoalattain(…)[x,fval,attainfactor,exitflag,output,lambda]=fgoalattain(…)说明：F为目标函数；x0为初值；goal为F达到的指定目标；weight为参数指定权重；A、b为线性不等式约束的矩阵与向量；Aeq、beq为等式约束的矩阵与向量；lb、ub为变量x的上、下界向量；nonlcon为定义非线性不等式约束函数c(x)和等式约束函数ceq(x)；options中设置优化参数。