计量地理学---绪论27页PPT

计量地理资料整理徐建华本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March计量地理第一章绪论第一节计量地理的形成和发展前面部分 1---2页基本思想第三节对计量地理的评价优缺点第二章地理数据及其采集与预处理第一节地理数据的类型什么类型（填空选择）第二节地理数据的基本特征概念解释（选择填空）第三节地理数据的此埃及与处理采集的渠道第四节地理数据的统计处理几个指标关键概念 29页第三章地理学中的经典统计分析方法（重点章节，没有计算题）第一节相关分析概念用途检验第二节回归分析各种回归及其检验第三节时间序列分析概念 72页第四节系统聚类分析标准化取值范围距离计算方法意义（季节变动具体清楚概念）第五节主成分分析解决问题方法计算步骤第六节趋势面分析清楚概念第七节马尔可夫预测方法了解概念第四章空间统计分析初步第一节探索性空间统计分析方法目标第二节地统计分析方法区域化变量协方差函数、变异函数概念 141页第五章线性规划第一节线性规划及其单纯形求解方法方法目标以及154页标准型写出初始单纯形表第二节线性规划的对偶问题概念对偶单纯形法第六章多目标规划方法多目标规划模型非劣解概念第三节目标规划方法概念（选择填空）第七章投入产出分析方法第一节投入产出模型的基本原理价值型（投行，投列，列出方程、反映什么东西）第八章AHP决策分析方法第一节原理步骤目标方法特殊变量一致性检验（概念）第九章随机型决策分析方法第一节随机型决策问题（什么问题）第十章地理网络分析图论概念关联矩阵邻接矩阵最短路径问题→基本思路解决什么一、绪论第一节、（前面部分 1---2页基本思想）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。

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。

2、量的真值：与给定的特定量的定义一致的值 注：真值是一个理想概念，按其本性是不会最终被确定
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3、测量方法：进行测量时所用的，按类别叙述的一组操作 逻辑次序 注：测量方法可按不同方式分类，如替代法、微差法
4、测量程序：进行特定测量时所用的，根据给定的测量方法 具体叙述的一组操作 注：测量程序（也称测量方法）通常记录在文件中，并且
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(一) 主要内容
1、研究计量单位、计量基准和标准的建立、复现、保存和 使用
2、计量与测量器具的性能评定、校准、检定和使用 3、测量误差、测量不确定度的理论和数理统计方法的实际
应用 4、基本物理常数有关理论的标准物质特征的测量 5、计量管理、计量法律、法规的制定、宣传与执行 6、现代计量学以量子物理学和测量误差为基础，利用激
6、时间频率计量 7、光学计量：主要是光度、光通量、亮度、照度、色
度、辐射度、激光、材料光学、 成像光学计量等 8、声学计量：声压、声强、声功率、听力计量等 9、电离辐射（放射性）计量：主要是放射性核元素计量
（活度计量）、x、γ射线及电子束计量、中子计量等。 10、化学计量：主要是酸碱度、粘度、气体分析、电解质
实物量具、计量仪器（仪表）、计量装置 1）实物量具一般没有指示器，在测量过程中没有附带运
动的测量元件，如砝码、量块、标准电阻等 2）计量仪器（仪表）是将被测量值换成可直接观察的示
值或等效信息的计量器具，如电流表、水表、温度计等 3）组装起来以进行特定测量的全套测量仪器和其它设备
称为测量系统，又称为计量装置。如温度计检定装置、智能 指示仪校准装置等
计量技术工作和进行量值传递
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c.国家直接授权的专业计量站，如：国家原油大流量计量 站（大庆）、国家海洋计量站（天津）、国家气象仪器检定 站、国家通信计量检定站以及军工口各专业计量站

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。
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。

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四、标准物质
标准物质是已确定其中一种或几种特性量值用于 校准计量器具、评价测量方法或确定材料特性量值 的物质。
按量值的定值准确度的高低分为一级和二级标准 物质；按其被定值的特性可分为化学成分标准物质、 物理或物理化学特性标准物质和工程特性标准物质。
制造标准物质向国家质量监督检验检疫总局申请 办理制造计量器具许可证。
通过比对来统一量值，是使测量结果趋向 一致的重要手段。
国际间国家计量基、标准进行比对，目的 是确定并互相承认国家计量标准的等效度，进 而承认各签署国家标准证书的有效性。
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五、计量检定系统表与“国家溯源等级 图”
计量检定系统表指从计量基准到各等级计量标准直 到工作计量器具的检定程序（量值传递程序）所作
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一、基本概念
计量单位(测量单位): 为定量表示同种量的 大小而约定的定义和 采用的特定量。具有 约定的赋予的名称和 符号。
例： 长度单位米符号：m 定义：光在真空中于 （1/299792458)s时间间 隔内所经路径的长度。这 是1983年召开的第十七届 国际计量大会正式通过 的 ，由于采用的是激光 稳频技术，米的复现准确 度提高到10-10 — 10-11 甚至达到10-12量级。
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非SI单位
吨
质量
分、时、天
时间 例
长度
海里
面积
公顷
速度
节
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一、计量器具
a 单独地或连同辅助 设备一起用以进行测 量的器具。 b 计量器具是指能用 以直接或间接测出被 测对象量值的装置、 仪器仪表、量具和用 于统一量值的标准物 质，包括计量基准、 计量标准、工作计量 器具。
测量设备：实现测量过程 所必需的测量仪器、软件、 测量标准、标准样品（标 准物质）或辅助设备或他 们的组合。

② 二元数据:用0、1两个数据表示地理事物、地 理现象或地理事件的是非判断问题。
③ 名义尺度数据:用数字表示地理实体、地理要 素、地理现象或地理事件的状态类型。
间隔尺度数据
年平均气 年降水量 温（°C） （mm）
区域1 8.0
500.2
土地面 积
（ha）
245.6
人口 国内生产总 （人） 值（万元）
②检验模型的有效性。
数量化、形式化与逻辑化的几个方面:
2.形式化、逻辑化与数量化，是所有 地理数据的共同特征。
3.地理计算学对地理数据的形式化、 逻辑化提出了更高的要求，要求 “整体”和“大容量”的地理数据 具有统一的数据形式和交换标准---共享。
地理数据不确定性的来源： 地理系统本身的复杂性从本质上决定着 地理数据的不确定性。
网络 线
点 区域 地带
地域类型 面
属性数据的类型：
数量标志数据 ① 间隔尺度数据:以有量纲的数据形式表示测度对 象在某种单位(量纲)下的绝对量。 ② 比例尺度数据:以无量纲的数据形式表示测度对 象的相对量。
属性数据的类型：
▪ 品质标志数据
① 有序数据:当测度标准不是连续的量时，只是 表示其顺序关系的数据。
空间数据的表达：
点——由一个独立的坐标点（x，y）定位， 是空间上不可再分的几何实体 。 线——由若干个（至少两个，理论上是无 穷个）坐标点（xi，yi）（i =1，2，…） 定义，有一定的长度和走向，表示线状地 物或点实体之间的联系。 面——表示在空间上连续分布的地理景观 或区域。
三种基本的地理几何实体及其组合
§2 地理数据及其采集与处理
内容提要
地理数据的基本特征 地理数据的采集 地理数据的类型 地理数据的统计处理

国家平面位置测量的起算点。
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5、我国的大地坐标 系
1）北京-54坐标系 通过与前苏联1942年 普尔科沃坐标系联测， 经我国东北传算过来 的坐标系称“1954北 京坐标系” ，其大地 原点位于前苏联列宁 格勒天文台中央。
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2）1980西安大地坐标系
1978年我国根据自己实测的天文大地资料推算出适合本地区的地球椭球参数， 从而建立的大地坐标系，其大地原点设于陕西省泾阳县永乐镇。
六度带中央子午线经度的计算： L（6）=6×n - 3
式中，n为6度带的带号。 求六度带带号的方法：
n=[L/6]（取整）+1（有余数时） 式中，L>0,L为某点的大地经度。
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2）三度分带的方法
A、三度带的划分。 在六度带的基础上划分而成的，即从东经1º30'
开始，由西向东每隔经差3º为一带，依次将参 考椭球面分为120带，相应带号为1、2、 3…..120。 B、 三度带中央子午线经度的计算： 若3度带带号为n'，则其各带中央子午线经度L(3) 为:
3、大地纬度 过地面上任一点P的法 线与赤道面的夹角B。 大地纬度由赤道向北量 为正，称为北纬；向南 量为负，称为南纬，故 纬度取值范围0º~±90º。
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图1-5
大地经度与大地纬度以法线为基准线，以参考椭球面作为基准面。 • 我国版图范围：位于大地坐标系的东经 74º至135º、北纬3º至54º之间。 • 北京位于北纬40º，东经116º，用B = 40 ºN ，L = 116ºE 表示（N 表
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日本深海探测调查船
第1绘 理论、技术、方法及应用。

绪论一、计量地理学的定义计量地理学又称数量地理学，是应用数学方法研究地理学的方法论学科。

它运用统计推理、数学分析、数学程序和数学模拟等数学工具，凭借计算机技术，分析自然地理和人文地理的各种要素，以获得有关地理现象的科学结论。

计：统计，计数，计算；量：测量，度量，量算，量化。

二、计量地理学产生的必要性古代地理学（以记载地理知识为主体）和近代地理学（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）中的数学方法限于定性地描述、记载和解释，没有从本质上对地理现象进行挖掘，没有形成系统的理论；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，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。

“读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，科学使人深刻，伦理学使人庄重，逻辑修辞之学使人善辩；凡有所学，皆成性格。

”-----------------------------《培根-论读书》数学在文学中的应用《红楼梦》后四十回作者的问题三、计量地理学发展的历程1、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。

2、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。

3、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。

➢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。