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地理學研究方法

發布時間: 2021-01-24 13:06:53

① 研究地理的方法

19世紀德國抄A.von洪堡把自襲然界作為互相聯系、互相影響的一個整體,對不同地域不同環境的現象進行比較研究,創立地理比較法。當初的地理比較法僅限於直觀的地理比較,即通過地理考察搜集大量第一手資料,直接進行或採用地圖方法進行地理要素之間或區域地理特徵之間的分析對比,形成對地理環境的認識。此後,與抽象概括和數量表達有關的許多新方法逐步引入地理學研究,以代替單純描述性的方法,促進了地理學研究方法的革新。主要有地理定位研究、數學方法、遙感方法、系統方法和模擬法等。新方法的使用促使地理學由純粹的定性研究逐步走向定性與定量相結合,由靜態研究走向動態研究,由單純的資料累積走向機制探討,乃至趨勢分析,使地理學步入現代科學的行列。

② 地質學研究方法有哪些

野外工作和室內測試分析,就這么簡單,還要有豐富的想像力

③ 計量地理學和傳統的地理學在研究方法上有何差異

計量地理學的產生是、在研究的事物的時空分布、相互關系、地理區劃乃內至進行地理要素的預測、容分析和控制過程中,必然獲取大量的數據資料,為了對這些資料進行系統整理,從而闡明地理現象的規律、理解地理事物發生、發展的規律,更好的為生產建設服務,在地理學的研究中引入了數學方法產生了計量地理學。
所以計量地理學和傳統地理學最大的不同便是加入了數理統計分析法、運籌學分析法、系統分析方法和模擬分析方法等,使地理學實現從定性到定量化的發展。

④ 地球科學的研究方法

由於地球科學以龐大的地球作為研究對象,並具有很強的實踐性和應用性,所以它的研究方法與其他自然科學有較大的差異。它既要藉助於數學、物理、化學、生物學及天文學的一些研究方法,同時又有自己的特殊性。

地球科學的研究方法與其研究對象的特點有關,地球作為其研究對象主要有以下特點:

(1)空間的廣泛性與微觀性

地球是一個龐大的物體,其周長超過4×104 km,表面積超過5×108 km2。因此,無論是研究大氣圈、水圈、生物圈以及固體地球,其空間都是十分廣大的。這樣一個巨大的空間及物體本身由不同尺度或規模的空間和物質體所組成。因此,要研究龐大的地球,就必須研究不同尺度或規模的空間及其物質體,特別是要注重研究微觀的空間和物質特徵,如不同學科都要研究其相應對象的化學成分、化學元素的特性等。地質學要研究礦物晶體結構,水文學和海洋學要研究水質點的運動等,氣象學要研究氣體分子的活動等。而且,整個地球系統是一個開放的動力系統,其與宇宙環境(地-月系、太陽系及銀河系等)之間總是不斷地進行著物質、能量的交換;地球系統中各種自然現象、作用過程的發生、發展和演化與其所處的宇宙環境是分不開的。因此,現代地球科學已開始充分重視宇宙環境對地球系統的影響研究;也就是說研究的空間范圍還要超越地球系統,涉及更加宏觀的宇宙環境(圖0-1)。只有把不同尺度的研究結合起來,把宏觀和微觀結合起來,才能獲得正確的和規律性的認識。

(2)整體性(或系統性)與分異性(或差異性、多元性)

整個地球是一個有機的整體,是由不同層次的、具有緊密聯系的子系統組成的統一系統;不僅在空間上地球的內部圈層、外部圈層都表現為連續的整體性,而且地球的各內部圈層之間、內部與外部圈層之間、各外部圈層之間也都是相互作用、相互影響、相互滲透的,某一個圈層或某一個部分的運動與變化,都會不同程度地影響其他部分甚至其他圈層的變化,這也充分表現了它們的有機整體性。然而,地球也是一個非均質體,它的不同的組成部分(或子系統)無論在物質狀態還是運動和演變特點上都具有一定的差異,表現出分異性或多元性。例如,不同地區的地理環境、氣候環境具有明顯的差異,不同地區的水文條件也具有明顯差異。固體地球特別是地殼的不同地區或不同組成部分的差異性更為顯著,如大陸、海洋、山系、平原等。這種差異性不僅表現在空間和物質組成上,也表現在它們的運動、變化與形成、發展上。

(3)時間的漫長性與瞬間性

據科學測算,目前可追溯的地球年齡長達46億年。在這漫長的時間里,地球上曾發生過許多重要的自然事件,諸如海陸變遷、山脈形成、生物進化等。這些事件的發生過程多數是極其緩慢的,往往要經過數百萬年甚至數千萬年才能完成。短暫的人生很難目睹這些事件發生的全過程,而只能觀察到事件完成後留下來的結果以及正在發生的事件的某一階段的情況。但是,有些事件的發生可以在很短的時間內完成。例如,天氣現象往往表現為幾天、幾小時甚至更短的時間,地震、火山爆發等也都發生在極短的時間內。

(4)自然過程的復雜性與有序性

地球演化至今經歷了復雜的過程。其中既有物理變化,也有化學變化;既有地表常溫、常壓狀態下的作用過程,也有地下深處高溫、高壓狀態下的作用過程。此外,各種自然過程還會受地區性條件的影響而具有地區的差異性。所以,自然過程是極其復雜的,而且這種過程由於其漫長性和不可逆性,依靠人類的力量很難完全重塑和再現其過程,因而更增添了地球科學研究工作的艱巨性。但是,這些復雜的自然過程並不是雜亂無章的,它們都具有其發生、發展的條件和過程,都具有一定的規律可循,這也正是地球科學工作者的重要研究任務。

研究對象的特點決定了地球科學具有一些獨特的研究方法,並且隨著科學技術的發展和進步,地球科學的研究方法也會得到不斷的補充和推進。現擇要簡述研究方法如下:

(1)野外調查

空間的廣泛性決定了地球科學工作者首先必須到野外去觀察自然界,把自然界當做天然的實驗室進行研究,而不可能把龐大而復雜的大自然搬到室內來進行研究。野外調查是地球科學工作最基本和最重要的環節,它能獲取所研究對象的第一手資料。例如野外地質調查、水系與水文狀態調查、自然地理調查、土壤調查、資源與環境調查等。只有有針對性地到現場去認真、細致地收集原始資料,才能為正確地解決地球科學問題提供可能。

(2)儀器觀測

儀器觀測是地球科學用來獲取研究對象的定性和定量資料的重要手段,通過儀器觀測可以了解到研究對象的各種物理、化學性質,參量的靜態特徵和動態變化,為科學的分析、推理提供依據。儀器觀測為地球的研究步入科學的軌道提供了條件,例如,16~17世紀氣溫、氣壓、濕度等氣象儀器的發明與創造,使氣象學逐漸發展成為一門完善的學科。現代高精度的常規與高空氣象儀器觀測仍然是氣象學的重要研究基礎。同樣,儀器觀測在水文學、海洋學研究中也佔有特殊重要的位置。儀器觀測對於現代地球物理學、地質學的地球內部研究,對於土壤學的研究特別是對於環境地學中的各種監測與評價,都具有極其重要的作用。在現場進行的儀器觀測也屬於第一手資料,除了科學工作者根據不同的研究目的在現場進行各種觀測外,人們還常常設立各種定點觀測台站,如氣象站、水文站、地震台站、環境監測站等,並通過大量的台站建立觀測網,以便獲得系統的觀測資料。

(3)大地測量

這是地球科學中既古老而又發展迅速的一種重要研究方法,它對推動地球科學的發展起了重要作用。早在古埃及和古中國的時代,人們就藉助於步測及其他一些簡單的測量工具,進行土地規劃、地形與地理制圖、水利與工程建設等。到了近代,隨著測量儀器的進步,逐漸發展成為傳統的大地水準測量和大地三角測量。20世紀中葉發展起來的海洋測深技術(聲吶)對於海洋學的發展和地質學的革命曾起了決定性的作用。近些年發展起來的激光測距、全球定位系統(GPS)又給地球科學帶來了深刻影響。大地測量的方法對於地理學、地質學、海洋學、水文學及土壤學等的研究十分重要。

(4)航空、航天和遙感技術

現代航空、航天和遙感技術極大地推動了地球科學的發展,成為現代地球科學不可缺少或不可忽視的重要研究方法。由於地球的空間廣大,要在短時間內獲取大區域的資料,特別是大區域的動態變化情況,就必須充分利用航空、航天和遙感技術,如衛星雲圖、衛星遙感影像、航空照片等。航空、航天和遙感技術對現代氣象學的發展和進步起了決定性作用,成為其重要支柱。它們也是現代海洋學、地理學的主要研究手段,而且對於現代地質學、土壤學、水文學、環境地學等也發揮著重要作用。

(5)實驗室分析、測試與科學實驗

這是地球科學中各門學科均普遍採用的研究方法,主要是從研究對象中取得所需的各種樣品或標本,然後在實驗室進行分析、測試,以便獲取物質成分、結構、物理與化學性質以及形成歷史等方面的定性和定量資料,並通過科學實驗分析推斷其形成、演變過程和發展趨勢等。隨著科學的發展,地球科學中的實驗科學已有相當的進步。但由於自然過程的影響因素復雜,加之時間的漫長性與空間的廣泛性以及現代實驗技術水平的限制,在地球科學中有時很難進行與自然界一致的真實實驗。因此,地球科學上常採取簡化影響因素,創造一些特定的物理、化學環境,模擬自然現象的成因、過程和發展規律,這種方法稱為模擬實驗。模擬實驗只能是近似的,實驗結果往往與自然過程有一定差距,但它在再造自然現象的過程、驗證和探索地球科學規律方面發揮著重要作用。

(6)歷史比較法

這是地質學最基本的方法論。時間的漫長性決定了地質學必須用歷史的、辯證的方法來進行研究。雖然人類不可能目睹地質事件發生的全過程,但是,可以通過各種地質事件遺留下來的地質現象與結果,利用現今地質作用的規律,反推古代地質事件發生的條件、過程及其特點,這就是所謂的「歷史比較法」(或稱「將今論古」「現實主義原則」)的原理。這一原理是由英國地質學家萊伊爾(C.Lyell,1791~1875年,現代地質學的創立者)在赫頓(J.Hutton,1726~1797年,蘇格蘭地質學家,被譽為現代地質學之父)的均變論學說的基礎上提出來的(圖0-2,圖0-3)。萊伊爾明確指出:「現在是了解過去的鑰匙。」例如,現代珊瑚只生活在溫暖、平靜、水質清潔的淺海環境中,如果在古代形成的岩石中發現有珊瑚化石,便可推斷這些岩石也是在古代溫暖、清潔的淺海環境中形成的(圖0-4);又如,現在的火山噴發能形成一種特殊的岩石——火山岩,如果在一個地區發現有古代火山岩存在,我們就可以推斷當時這一地區曾發生過火山噴發作用,等等。歷史比較法是一種研究地球發展歷史的分析推理方法,它的提出,對現代地質學的發展起到了重要的促進作用。

圖0-2 英國地質學家萊伊爾

(C.Lyell,1791~1875年)

圖0-3 蘇格蘭地質學家赫頓

(J.Hutton,1726~1797年)

圖0-4 生活在溫暖、清潔淺海中的珊瑚

a—現代珊瑚;b—2億多年前的珊瑚化石

這一原理的理論基礎是「均變論」。均變論認為,在漫長的地質歷史過程中,地球的演變總是以漸進的方式持續地進行,無論是過去還是現在,其方式和結果都是一致的。但是,現代地質學的研究證明,均變論的觀點是片面和機械的。地球演變的過程是不可逆的,現在並不是過去的簡單重復,而是既具有相似性,又具有前進性。例如,地質學的多方面研究揭示,在地球演變過程中,地表大氣圈、水圈、生物圈的組成、數量、溫壓以及地球或地殼內部的結構、構造等特徵都在發生不斷的變化,與現代的狀況存在不同程度的差異,這些必然會導致當時發生地質作用的方式與過程具有一系列與今天不同的特點。地球演變的過程也並不總是以漸進、均變的形式進行,而是在均變的過程中存在著一些短暫的、劇烈的激變過程。例如,在岩層中常常發現其物質組成及結構構造發生突然性的變化;在古生物演化中也常常發現大量的生物種屬在短期內突然絕滅的現象,如6500萬年前後恐龍全部迅速絕滅等。所以整個地球的發展過程應是一個漸變—激變—漸變的前進式往復發展過程,這也符合量變—質變—量變的哲學規律。

因此,在運用歷史比較法時,必須用歷史的、辯證的、發展的思想作指導,而不是簡單地、機械地「將今論古」,這樣才能得出正確的結論。地質學的「將今論古」分析方法,實際上對於地球科學中的地球物理學、地球化學、地理學、氣象學、水文學、海洋學、土壤學、環境地學等學科的研究均具有重要的借鑒意義。

(7)綜合分析

自然過程的復雜性和不可逆性決定了地球科學必須採用綜合分析的研究方法。在漫長的地球演化過程中,不同時期、不同方式(物理、化學、生物等)、不同環境(地表、地下、空中等)的自然作用給我們留下的是一幅錯綜復雜的結果圖案。要根據這一圖案恢復和解析自然界發展的過程,就必須利用多學科的原理和方法,結合復雜的影響因素,進行綜合分析。這一點與數學、物理、化學等學科利用單純的推導、實驗等方法進行研究是大不一樣的。例如,在地質學中,由於過程和影響因素很復雜,根據某些個別特徵,利用單學科的原理和方法,往往會得出片面甚至錯誤的結論,這就是在地質學研究中經常碰到的「多解性」或「不確定性」問題。所以,只有在綜合各方面研究的基礎上,才能得出統一的、最合乎實際情況的結論。

(8)計算機技術應用

有人說20世紀後半葉以來,人類社會已步入計算機的時代,計算機技術的應用已給各門自然科學帶來了深刻的影響和革命性的變化。對地球科學也是一樣,例如,在現代氣象學、地理學、地質學、地球物理學、海洋學、環境地學等領域中,計算機技術已發揮出巨大的作用,成為不可缺少的研究手段和方法。而且計算機技術正在向地球科學的各個領域滲透。計算機技術的應用,為解決地球科學的研究對象空間廣闊、觀測處理資料量大、模擬形成演變過程復雜等問題帶來了無限的前景。因此,要想提高地球科學的研究水平,必須充分地重視、加強和進一步開拓計算機技術在地學中的應用。

20世紀末期開始在全球范圍內廣泛興起的「數字地球」(Digital Earth)計劃或「數字地球學」研究正是現代計算機技術、信息科學與地球科學相結合的產物。「數字地球」主要是探討運用現代計算機技術、信息科學對整個地球系統進行全方位的定量化、數字化描述的方法,建立相關的「數字地球」資源平台,並服務於地球科學的研究、應用。因此,「數字地球」實質上是地球系統的一種數字化的表示形式,其基本的理論支撐主要包括相互聯系的兩個方面,即與地球科學有關的理論以及與數字化技術有關的理論。比「數字地球」稍早一些興起的「地理信息系統(GIS)」的成功開發與廣泛應用,可以說為推動「數字地球」的興起與發展奠定了良好的基礎;但「數字地球」將涵蓋地球科學的所有研究分支學科或領域(而不僅僅局限於地理學),其涉及的科學內容與數據量是「地理信息系統」所無法比擬的。1998年1月,美國前副總統戈爾在「開放地理信息系統協議(Open GIS Consortium)」年會上首次提出「數字地球」的概念,認為「數字地球」是指一個以地球坐標為依據的、具有多解析度的海量數據和多維顯示的虛擬系統。數字地球的概念一經提出便立刻引起了世界范圍的廣泛關注,並取得了快速發展。數字地球的研究和實現具有十分廣泛的應用前景,如資源與環境的監測與管理,氣候和各種自然災害的預測、預報與防治,土地利用與各種生產、生活的規劃及一些危機事件的處理等;它還為地球科學的教育和多學科的研究工作提供了極好的資源平台,特別是為地球系統科學的層圈相互作用研究、全球變化研究及人類可持續發展研究創造了有利條件。

地球科學研究的工作方法通常具有下列程序:

(1)資料收集

根據所要研究的課題和所要解決的問題,盡可能詳盡、客觀和系統地收集各種有關的數據、樣品和其他資料。資料的來源包括對研究區詳細的野外調查、儀器觀測和收集、分析已有的各種資料和成果等。

(2)歸納、綜合和推論

對所收集的資料進行加工整理、歸納、綜合,並利用地球科學的研究方法和原理,作出符合客觀實際的推論。

(3)推論的驗證

通過生產實踐或科學實驗來證實或檢驗推論是否正確,並在實踐的過程中不斷地修正錯誤,提高認識,總結規律。

地球科學是一門實踐性很強的科學。人們通過不斷地科學實踐,逐漸形成了若干假說和學說。假說是根據某些客觀現象歸納得出的結論,它有待進一步驗證;而學說則是經過了一定的實踐檢驗、在一定的學術領域中形成的理論或主張。假說和學說對推動地球科學的發展起著重要的作用,它們為探索地球科學的客觀規律指出了方向,對實踐起著一定的指導作用,同時在實踐中不斷得到檢驗、補充和修正,使其日趨完善。當然,有些假說和學說也可能在實踐中被拋棄或否定。

⑤ 地理學研究方法有哪些

類比法教師把某一問題同學生已學過的另一同類地理事物或現象進行比較的方法。包括兩種比較方式:①同類同型比較。同類地理事物和現象被比較的各點相同或相似,具有共同的特徵,對比的結果是:兩個被比較的對象具有共同的特徵,如南北美洲地形的比較、亞洲與歐洲海岸線輪廓的比較都具有這種性質。②同類異型比較。同類地理事物和現象被比較的各點不同,對比的結果是:兩種被比較的地理事物和現象具有相異的特徵,如秦嶺、淮河南北河流水文特徵的比較。歐洲與非洲氣候的比較都具這種性質。
縱比法 將同一地理對象在不同歷史階段的不同狀況加以比較的方法。其目的在於了解各種地理事物和現象的過去和現狀,並推斷其未來,明了其變化過程的規律。如地形演變各階段上的不同形態,河流演變各階段上的不同狀況,氣候演變各階段上的不同特點,某國、某地區各時期經濟發展的不同狀況等的比較,都屬於縱比法。
聯系比較法 把兩種地理對象聯系起來進行比較,以揭示其內在聯系和相互關系的比較方法。例如講歐洲大陸輪廓時聯系非洲進行講述,可突出歐洲是海岸線最曲折的大洲。
並列比較法把分別獨立的幾個比較對象並列起來進行比較的方法。通過這種比較、能夠明確被比較對象的共性和個性。例如,把黃河、海河、遼河幾條河流並列起來進行比較,可找出每條河流的個性和共性,使學生認識黃河、海河和遼河這三條河流的個體和整體特徵。
綜合比較法 把不同地理區域或不同國家的地理綜合體的各個要素,進行全面比較的方法。它是一種對比要素較多,較復雜的比較法。多用於地理復習和測試。

⑥ 現代自然地理學研究方法的主要特點。

綜合化、系統化、科學化、定量化、計算機化。

《現代地理學的研究方法》

地理學的研究方法,在近30多年裡,有了巨大的進步。由於地理學研究的是地球表面的地理環境產生、形成、發展的演變規律,數千年來人類為了探尋這一規律,曾經顯示了自己的聰明才智,創造了一系列的特有研究方法。歸納起來,大致上包括觀察、分析、表述。肉眼觀察,描述歸納,文學式表述,這是萌芽時期和初創時期的地理學研究方法;到了近代的形成時期,地理學的觀察引入了儀器,無論在廣度,還是深度,都較僅憑肉眼的觀察有了質的進步,加之交通運輸的發展與進步,地理學家的觀察范圍,受距離遠近的約束已漸趨減小,未被地理學家直接觀察的地方越來越少。在分析中已能做到定性,因果關系、發生學原理都在廣泛應用,規律的可能性探查也日益完善;不僅如此,定量分析也已開始引入,在某些領域,如氣候學、水文地理學、工業、交通運輸、城市等地理學分支中,有的已建立了數理系統。在表述中,歸納法已成為引以自豪的表現方法,無數的地理學家所觀察到的許許多多的現象,被歸納成要素的規律和地域的規律,使人類對其賴以生存的地球表面的環境,有了認識、了解,在利用和改造方面也能在尊重自然規律的條件下,更能發揮主觀能動性。總之,社會的發展,科學的進步,使地理學研究的方法和手段得到相應的改善;而方法和手段的革新,則標志著認識的飛躍和學科水平的提高。

人類在漫長的歷史時期中,執著地試圖探測地球表面的形狀、結構、變化。由於手段的限制,最早產生的方法是肉眼觀察,比如視力所及為圓圈,人們由此推論,地球的形狀是圓球形;後來發現,圓圈視力范圍適於任何地點,由此推論地球是個球體,因為這種現象只有在球體上才可能發生。後來人們為了擴大視野,發現視野會隨著高度的增加而擴大,鳥瞰觀察盛行了數以千計的歲月;但是鳥瞰受地面高程和障礙物的限制,仍然只能解決極小范圍的觀察,大范圍的觀察只能靠小塊范圍的疊加來完成。進入儀器時代,望遠鏡增加了人類視力的距離,經緯儀、水準儀、平板儀等增加了視力的精度,實現了觀察手段的飛躍與發展。盡管如此,人力的浩繁,速度的緩慢,以及自然環境的種種限制,都使這種藉助儀器的觀察遇到許多困難,地理學的理想觀察手段,仍然不能就此止步。而且,這些儀器還無法代替人們感官的觀察,特別是地表物質的形態、結構、運動,還須採取眼觀、手敲、腳量、鼻臭、口嘗、耳聽等種種直觀手段,野外實地考察仍然具有舉足輕重的地位。

垂直航空攝影技術的應用,一是高程可按人們設想的目標;二是這種高程不受地面高程的限制;三是所用人員少,速度快;四是全息攝影技術是地面綜合景觀的全面反映,不受要素和地域的限制;五是精度不受或少受拼接所產生的誤差的影響,因此,被認為是地理觀察的一次革命性發展。

第二次世界大戰中,在地球表面應用遙感技術,使地理觀察再次獲得了突破性的進展。即野外觀察低成本、具有新的掌握細節和多種解析度水平的制圖專業的出現。其中,側視空中雷達和紅外彩色膠片新技術尤為重要。這兩種新技術的前提是高空偵察飛機。空中雷達能迅速掃描廣大地面,必要時還可重復掃描。

1957年10月4日蘇聯人造地球衛星上天成功;1958年1月31日美國人造地球衛星也獲成功,從此,人類對其賴以生存的地球的整個面貌可以一覽無余了。衛星圖象作為人類對地球表面的觀察手段,表現了總體性,反映了地球表面的形態、結構、運動的總體特徵;表現了同步性,常發的和偶發的地理現象在同一時間內的表現都能在同一個圖象中得到反映;表現了追蹤性,因為衛星是連續工作,因此在衛星工作期間發生的一切地理現象,從出現到消失的整個過程,都能得到清晰的反映。

與觀察手段相適應,分析手段也在不斷的改進和完善。當地理學的觀察還處於人類感官的感覺時,人們觀察的內容主要是人類賴以生存的資源和條件,觀察是有選擇的,採用人們共同約定的符號,如圖畫、語言、文字、數字等形式,把觀察的內容記錄下來,這就是萌芽時期的地理學。當觀察記錄日積月累增多,觀察的范圍也越來越大時,光憑簡單記錄就無法滿足地理學研究的 發展需要了。於是人們開始採取分析手段,要素日趨明朗,隨著地區的變化,要素的表現千差萬別,彼此之間的結合形式多種多樣,地域之間的相似性和差異性,通過比較分析,受到地理學家的重視,逐漸取代了簡單的觀察記錄,成為地理研究的重要手段,這即是初創時期的地理學。

地域之間的相似性和差異性,是極為普遍的地理現象,僅憑表象的觀察與記錄是不夠的。當然這種觀察與記錄是通過比較進行的,在這個基礎上誕生了比較地理學;比較地理學是李特爾的首創,歐美第一、二代近代地理學大師們有所繼承和發展,之後由於進化論的影響,地理學家逐漸將注意力轉到地理現象的發生、發展的研究,於是因果關系、發生學規律成為研究的主題,定性分析成為主要的手段。定性分析往往運用歸納法進行,正如英國學者莫斯(R.P.Moss)所說:「歸納法一般是從事實到概念,從觀察到總結,從局部到總體,換句話說,是根據全部事實確定規律性。這種方法被許多學科採用,並在發展科學思維中佔有重要的地位」。①正是因為地理學性質與歸納法這種手段的結合,使近代地理學獲得了發展;同時,也因為歸納法還具有明顯的缺點:1.在歸納時由於不能弄明全部連續的推理,在事實與假設之間就產生了邏輯上的『缺陷』,而推理是由觀察走向判斷的重要步驟。……2.歸納的結論只適用於用以歸納的那些資料的范圍,而不能擴充到這個范圍以外的領域。3.在歸納過程中經常摻和有歸納者的主觀因素。」②因此近代地理學遠不是方法上的完善科學;這和一些成熟的科學,如物理學、化學、遺傳學等相比較,方法上的不完善是顯而易見的。

歸納法之所以成為近代地理學的主要研究方法,是因為觀察手段的限制,地理學是以研究地球的整個表面的環境為其對象的,當然迫切地需要總體的、規律的、概念的觀察手段和分析方法,來完成對象所規定的內容的研究,然而觀察手段只能從局部的、事實的、可觀察的方面著手,這就猶如建築上,現代以前只能用堆砌的辦法進行一樣;而現代建築則是首先從總體框架著手,然後用預製件拼接。歸納法的缺陷並非今日才發現;為了彌補其不足,有一些地理學家已經採取了超前的演繹法,來闡明地理學規律,解釋地理現象。

一般認為演繹法的思維過程是由總體到局部,由概念到事實,由總結到觀察。歸納和演繹是兩種不同的推理和認識的科學方法。前者一般為從特殊到一般,後者則為一般到特殊;在認識過程中兩者是相互聯系、相互補充的。演繹所依據的理由,來自對特殊事實的歸納、概括;歸納的結論是演繹的前提,演繹離不開歸納;而歸納對特殊現象的研究,又必須有一般原理為指導,才能找出其特殊的本質,從而進一步補充、豐富和發展這種共同本質的認識,歸納也離不開演繹。歸納和演繹在認識過程的統一是客觀的個別和一般的矛盾統一的反映。把兩者絕對地對立起來,抹殺它們之間的相互聯系,是形而上學的思維方法。地理學的科學研究方法應是歸納和演繹的結合,亦即用歸納法、演繹法,乃至直觀所得到的假設的論點是嚴格根據邏輯和數學規則形成的,然後再根據這個論點經過演繹推導出一些局部的論點,這些局部論點通過實驗檢驗,即通過與事實直接比較確定其正確與否。當然在地理學中,這種實驗不僅包括實驗室的實驗,也包括野外觀察得到的事實和統計計算的結果。

地理學作為一門實驗科學,就必須在歸納法的基礎上,還應當至少在以下四方面廣泛應用演繹法:

1.地理思維應當更加嚴謹,為創立嚴密的地理學理論,應當利用相鄰學科的理論模式。

2.必須更加精細地構思所提出的觀點的內部結構,並闡明這些觀點在其它概念中的地位。這就要求除語言邏輯外,更廣泛地採用形式邏輯語言。

3.在解決各種具體問題和理論問題時,通過運用形式邏輯、演繹推理和實驗檢驗,有意識地推廣演繹法的使用范圍。

4.必須十分重視尋求檢驗所提出的假設的標准。如果事實與假設稍有出入就會完全否定假設的正確性。

地理學中應用演繹法,為了使地理思維更加嚴謹,創立嚴密的地理學理論,開始利用數理科學的理論模式,結果導致了「計量革命」。

建立在定性描述基礎上的近代地理學有必要引入定量的方法。

世界的許多地區也沒有準確的數字以資利用,因而也不會得出正確的結論。

近20年來,西方一些地理學派認為計量革命是地理學思想發展的一個新時期,一個重要的轉折點。另一部分人則表現出悲觀失望。從學術觀點看應當實事求是地評價計量革命的作用。它無疑是大大促進了定量量測的發展,改善了對數據的統計加工。有時人們在達到上述成就時並沒有充分理解他們所利用的手段,特別是計算機。人們往往對數據的加工整理比較注意,但在對比事實和思想時卻不夠重視科學思維的嚴謹性。因此在注意收集和整理數據的同時,演繹方法的利用卻進展甚微。

『計量革命』的教訓在於要研究數學在所有學科和地理學中的相對作用。在發達的學科中數學一般行使兩種功能:構思假設、發展理論的輔助工具;實驗結果統計整理的手段。第一個功能比第二個重要得多。然而在計量地理學中卻過分誇大了數學作為數據統計整理手段的作用而不重視運用數學建立自己的理論體系,況且相當部分的數據又不是通過實驗途徑取得的,其精確性和可靠性都比較低。這樣地理學雖然運用了一些數學,卻還是停留在歸納性學科的水平上,所以為使『計量革命』在地理研究中發揮更大的作用,就必須高度重視運用形式邏輯和數學理論去發展地理學的理論。

在以往的30年中,地理學的科學化在追求、探索中,通過正反兩方面的比較,地理學界雖然認為傳統的定性研究方法,在今天仍有繼承的必要,試圖一概加以否定,是不可取的;但是一味只講繼承,不思傳統方法的改進和新方法的引入和創立,也是有害的。科學方法是人類長期的積累,這份遺產是所有科學所共有的,地理學也不例外,從這個角度來說,傳統方法的繼承,自屬必然;科學方法也不是一成不變的,方法不斷改進和更新,是科學進步的表現,對地理學也是適用的,也是客觀的必然。當然,新的方法在剛剛出現時,往往不夠成熟、不怎麼完善,在科學史上也是極其常見的現象,用不著大驚小怪;在新方法還不成熟,還不完善的時候,人們對其已經熟悉的舊方法的懷戀,也是常會發生的現象,遇到抵觸、反對,也是不可避免的。盡管如此,由於地理學面臨著一場大興起、大突破的形勢,其研究方法也處在以定性描述為主向定量描述為主的過程中,其結果將是地理學科學性、嚴密性的提高,地理學由此得到更快發展,也不再是一種幻想。

當今世界面臨的重大問題,如環境污染、人口劇增、糧食緊缺、能源短缺、生態危機等,無一不與地理學的研究相關。這些問題的提出,都是從地理環境系統本身派生出來的高度綜合性課題,以綜合性為特徵的地理學責無旁待要對這些課題的解決,提出戰略性的答案,這種主導作用的發揮,僅憑定性描述是不可能的,必須要以定量描述為主,定量和定性結合才能奏效。二是因為科學發展的趨勢,是從孤立研究轉向相關研究;從單因素研究走向綜合研究;從各個獨立學科的個別研究走向相互聯系的研究。跨學科、多層次、多形態、多空間、多兵種、大綜合的研究勢不可擋,這為地理學這門兼顧各學科知識、汲取各家之長為己用的發展,創造了條件。形勢的這種要求,要求地理學在研究方法上有所突破,即在系統性和定量描述上應有所提高。根據30年來的探索,可以認為下述幾方面,有助於這種提高:

1.系統論、資訊理論、控制論的興起,是當代科學技術綜合發展的基本特徵,是社會發展的重要標志。它們打破了研究單一運動形態的學科界限,打破了自然科學和社會科學的界限。這些新的理論和方法從整體性、系統性高度,研究復雜物質體系的物質、能量、信息的傳輸與交換。它們的科學概念、理論、方法與地理學綜合性、整體性的認識論和方法論不謀而合,是地理學盼望已久的理論武器。它們為地理環境的研究,特別是多因素相關、多功能結構模擬、反饋性質分析、綜合體系統概括與描述等的研究,提供理論和分析的基礎。

2.耗散結構理論的產生與發展,突破了過去物理學、化學等實驗科學的封閉體系的觀念與方法,在物理學(非生命運動形態)和生物學(生命運動形態)之間架起了橋梁。特別是它將研究對象的重心轉向非平衡態的開放系統,這對研究地理綜合體中平衡穩定有序與非平衡穩定有序的關系;部分與整體、單因素與綜合、必然與偶然,可逆與不可逆等的關系,提供新的認識論。

3.模糊數學的出現與發展,對研究模糊事物,建立模糊事物之間的模糊關系提供了數學分析的方法。這對地帶性和地域分異的規律、群落和景觀類型的分布與劃分、各類區劃界限的確定等提供新的分析和評價手段。

4.遙感技術的應用使地理綜合調查發生革命性的變化。過去先從小區域入手,現在卻先從大區域進行綜合分析和研究。特別是多光譜掃描系統在地理學中的應用,不僅為地理研究提供大量新資料,更重要的是同時能取得整個地球表面環境的信息,並在時間上進行連續定期監測。這對分析地理環境的性質、結構、空間分布及時間演化,提出整體性、系統性的分析工具。

5.從能量和物質定量的研究上,手段也有極大改進。在60年代,C14、孢粉分析、光譜分析、原子吸收分光光度計、極譜分析在地理學中應用就被認為是先進方法。現在,中子活化、離子探針、電子探針、螢光分析、氣相色譜分析、紅外分光光度分析、偏光顯微分析、差熱分析等也已引入地理學的研究。其中有不少在地理研究中已成為常用分析手段。這些手段對地理學研究物質、能量的傳輸與交換,定量地描述地理現象和過程提供了可能。

6.電子計算機的廣泛應用,一方面為區域演化、地理環境功能的研究提供模擬條件;一方面為大量資料、信息、數據的處理大開方便之門。快速、准確的定量分析,必將促使地理學的研究達到新的水平。特別對大區域,多因素的綜合分析能力,將發生革命性變化。預計將有自動化地理學的產生。

7.近代一些新興科學的產生與發展,它們大多採取了一些新技術和新手段,有的可以在地理學研究中加以引進、借鑒,以尋求地理學研究方法上的改進和完善。近幾十年來,地理學在其研究中,已經引入了數學、物理學、化學、天文學、生物學、經濟學、社會學等許多相關科學的理論和方法,促進了地理學的發展與進步。近來這種引進更加迅速。

在分析的方法上,單純的定性分析和單純的定量分析,都存在缺陷和不足,已是大家共同的認識;人們在地理學研究中,追求著完善的分析方法,其願望也是共同的;就現階段而言,定性和定量的結合,已為大多數人所倡導,應予肯定。

地理學研究對象和內容的表述,也是地理研究方法的重要組成部分。

地理學發展到19世紀,其表述方法仍然是文字表述和制圖表述。

定性描述中,常常包括直觀描述和概念描述,純粹描述和解釋性描述,比較描述和綜合描述等。所謂直觀描述系指表述一個地區或一種地理現象,就象藝術家一樣在頭腦中有一個非常清晰的圖象,並把自己所看到的圖象表現出來;直觀描述就是地理學者能夠把客觀存在的圖象用文字和地圖陳述出來。科學的直觀描述必須永遠是客觀的,就其本來面目表現景觀,並且在這樣作時,要盡可能排除由於所處時間或觀察者的特點對客觀印象造成的主觀干擾。而概念描述,是把地理事實分解為其組成部分,並把這些組成部分盡可能地按普遍概念劃分,廣泛地使用地理專門術語。

純粹描述和解釋描述是相對提出的概念,前者指地理現象和事物的表述,一般不闡述現象和事物的發生、發展過程和原因;後者則著重揭示事物和現象的發生、發展過程,解釋這種過程的成因。

比較描述也即特徵描述,特別是區域學派的學者,對此十分偏愛,研究也很多。區域的實質就是地球表面客觀存在著地域分異規律,其表現是地域之間既有相似性,也有差異性。而相似性和差異性都是相比較而言的抽象概念,也是區域特徵的體現。

綜合描述,也稱系統描述,它認為地理研究的目的是探明地理環境是一個相互依賴、彼此聯系的有機總體,因此地理學所需要的表述形式,既不是單要素、單現象的直觀和概念描述,也不是純粹和解釋的描述,即使是比較描述也不是地理學表述的最好形式,地理學理想的表述形式是所有描述形式的有機結合,它應是描述形式的綜合化、系統化。

綜上所述,定性描述是通過文字語言、地圖語言(也稱符號語言)表述的。由於性質的確定和數量的確定是辨證的統一,以往的描述由於沒有把定性和定量結合起來,以致描述的形象及其這種表述的形式,都不能令人滿意,一些地理學者竟然提出建立在描述基礎上的地理學,最多隻是一種知識,而不是科學,因此,認為「描述」本身就不是科學的表述形式,地理學需要的既不是文字語言,也不是符號語言,而是數學語言,因為只有數學語言能夠表達普遍性的規律,計量地理學的產生和發展,「計量革命」的出現,都是這一思潮的反映。計量地理學如果作為對定性描述的補充和完善,甚至將來由定性為主描述過渡到定量為主的描述,都是地理學發展的一個值得稱道的途徑。但是如果象歐美有些學者那樣,根本不要文字的,地圖的表述,完全把地理學作為應用數學來發展,將會使地理學誤入歧途,導致地理學的毀滅。

二次世界大戰之後,隨著觀察和分析上的巨大進步,地理學表述也隨著發生了深刻的變化,這就是發展了定量描述。就目前而言,即表述的形式,除了文字語言和地圖語言(符號語言)外,又引入了數字語言和計算機語言。數字語言和計量機語言,都是用數理原理揭示地理學的內容,因此總稱為地理學的定量描述。其前者是基於認為現代地理學實質上是地點的位置和距離的科學,所謂地域空間的科學;無論是位置,還是距離,最理想的表述形式,就是數字語言,它能揭示文字和地圖語言可以表述的內容,也可反映文字和地圖語言無法表述的內容。後者則是基於認為地理學是一個復雜的、多變數的空間系統,體現在變數交織、平衡有序和非平衡有序交織,因此只有用計算機語言,方可表述。

定量描述目前最有成效、為多數地理學者所稱道的是系統論的描述。地理學中的系統論包括系統、普通系統論和空間系統三個密不可分的組成部分。

普通系統論產生於20世紀20年代,但直到第二次世界大戰期間及其以後,方才引入地理學,並成為一種很理想的表述形式。普通系統論致力於說明為許多種不同系統所共有的特性。一切系統都有三個方面的基本問題:即結構、活動和演變,包括怎樣、怎樣行動和怎樣變化。把系統放在實驗室內或使用符號以統計方法孤立地處理時,他們是封閉的、不可逆的;但在地球表面,系統是開放的、可逆的,因為它們接受能量和信息的輸入並發送輸出。地理學從普通系統論找到了自己的特有表述形式。特別是普通系統論進一步發展表明,一切系統雖然各有一定的范圍,卻都按某些可以預見的方式在運行;如生物體的生長曲線(S曲線)在數學上和創新的散布曲線、經濟發展曲線或人口曲線極為相似。普通系統論研究適用於一切系統的抽象特徵。這樣的「同型性」構成普通系統論的基本結構,並能用來預報其他相關系統的運動。

地理學對於諸如位置、距離、方向、范圍、密度、演替或其他衍生事物等空間要素,作為函數上的重要變數所構成的任何系統,都是特別關注的。任何一個系統,凡其中一個或一個以上函數上的重要變數是屬於空間方面的,就是一個空間系統。由於地理系統的幾乎所有變數都屬於空間的,因此地理系統就是空間系統。

地理學的表述,和地理觀察、地理分析一樣,在第二次世界大戰之後,得到了巨大變革性的發展。現在,不僅有傳統的文字語言、地圖語言可以作定性描述;還有數學語言、計算機語言作定量描述。無論是傳統的表述,還是創新的表述,其間並無絕對的界限,也沒有非此即彼的截然必要,因此,我們主張傳統和創新的結合。這種結合當然不是缺陷和不足的保留,而是取長補短、相互促進的發展。

⑦ 城市地理學的研究方法

計算機的應用,使城市人口遷移和流動調查、城市客貨流起訖調查、居民收專入和需求調查等需屬要大量處理數據的抽樣調查成為可能。
此外,地圖是地理研究的傳統工具。航空像片和衛星像片在城市地理研究之中的應用,則有助於掌握城市隨時間變化發生的空間演變。

⑧ 試列舉幾個計量地理學的研究方法

計量地理學方法是把數學方法(統計學、多元統計學、隨機過程、運籌學、系統控制論)和計算機技術應用於地理學研究的方法群,是地理科學與數學方法、計算機技術相結合的產物

⑨ 自然地理學採用的觀點和方法

地理學的研究方法,在近30多年裡,有了巨大的進步。由於地理學研究的是地球表面的地理環境產生、形成、發展的演變規律,數千年來人類為了探尋這一規律,曾經顯示了自己的聰明才智,創造了一系列的特有研究方法。歸納起來,大致上包括觀察、分析、表述。肉眼觀察,描述歸納,文學式表述,這是萌芽時期和初創時期的地理學研究方法;到了近代的形成時期,地理學的觀察引入了儀器,無論在廣度,還是深度,都較僅憑肉眼的觀察有了質的進步,加之交通運輸的發展與進步,地理學家的觀察范圍,受距離遠近的約束已漸趨減小,未被地理學家直接觀察的地方越來越少。在分析中已能做到定性,因果關系、發生學原理都在廣泛應用,規律的可能性探查也日益完善;不僅如此,定量分析也已開始引入,在某些領域,如氣候學、水文地理學、工業、交通運輸、城市等地理學分支中,有的已建立了數理系統。在表述中,歸納法已成為引以自豪的表現方法,無數的地理學家所觀察到的許許多多的現象,被歸納成要素的規律和地域的規律,使人類對其賴以生存的地球表面的環境,有了認識、了解,在利用和改造方面也能在尊重自然規律的條件下,更能發揮主觀能動性。總之,社會的發展,科學的進步,使地理學研究的方法和手段得到相應的改善;而方法和手段的革新,則標志著認識的飛躍和學科水平的提高。

人類在漫長的歷史時期中,執著地試圖探測地球表面的形狀、結構、變化。由於手段的限制,最早產生的方法是肉眼觀察,比如視力所及為圓圈,人們由此推論,地球的形狀是圓球形;後來發現,圓圈視力范圍適於任何地點,由此推論地球是個球體,因為這種現象只有在球體上才可能發生。後來人們為了擴大視野,發現視野會隨著高度的增加而擴大,鳥瞰觀察盛行了數以千計的歲月;但是鳥瞰受地面高程和障礙物的限制,仍然只能解決極小范圍的觀察,大范圍的觀察只能靠小塊范圍的疊加來完成。進入儀器時代,望遠鏡增加了人類視力的距離,經緯儀、水準儀、平板儀等增加了視力的精度,實現了觀察手段的飛躍與發展。盡管如此,人力的浩繁,速度的緩慢,以及自然環境的種種限制,都使這種藉助儀器的觀察遇到許多困難,地理學的理想觀察手段,仍然不能就此止步。而且,這些儀器還無法代替人們感官的觀察,特別是地表物質的形態、結構、運動,還須採取眼觀、手敲、腳量、鼻臭、口嘗、耳聽等種種直觀手段,野外實地考察仍然具有舉足輕重的地位。

垂直航空攝影技術的應用,一是高程可按人們設想的目標;二是這種高程不受地面高程的限制;三是所用人員少,速度快;四是全息攝影技術是地面綜合景觀的全面反映,不受要素和地域的限制;五是精度不受或少受拼接所產生的誤差的影響,因此,被認為是地理觀察的一次革命性發展。

第二次世界大戰中,在地球表面應用遙感技術,使地理觀察再次獲得了突破性的進展。即野外觀察低成本、具有新的掌握細節和多種解析度水平的制圖專業的出現。其中,側視空中雷達和紅外彩色膠片新技術尤為重要。這兩種新技術的前提是高空偵察飛機。空中雷達能迅速掃描廣大地面,必要時還可重復掃描。

1957年10月4日蘇聯人造地球衛星上天成功;1958年1月31日美國人造地球衛星也獲成功,從此,人類對其賴以生存的地球的整個面貌可以一覽無余了。衛星圖象作為人類對地球表面的觀察手段,表現了總體性,反映了地球表面的形態、結構、運動的總體特徵;表現了同步性,常發的和偶發的地理現象在同一時間內的表現都能在同一個圖象中得到反映;表現了追蹤性,因為衛星是連續工作,因此在衛星工作期間發生的一切地理現象,從出現到消失的整個過程,都能得到清晰的反映。

與觀察手段相適應,分析手段也在不斷的改進和完善。當地理學的觀察還處於人類感官的感覺時,人們觀察的內容主要是人類賴以生存的資源和條件,觀察是有選擇的,採用人們共同約定的符號,如圖畫、語言、文字、數字等形式,把觀察的內容記錄下來,這就是萌芽時期的地理學。當觀察記錄日積月累增多,觀察的范圍也越來越大時,光憑簡單記錄就無法滿足地理學研究的 發展需要了。於是人們開始採取分析手段,要素日趨明朗,隨著地區的變化,要素的表現千差萬別,彼此之間的結合形式多種多樣,地域之間的相似性和差異性,通過比較分析,受到地理學家的重視,逐漸取代了簡單的觀察記錄,成為地理研究的重要手段,這即是初創時期的地理學。

地域之間的相似性和差異性,是極為普遍的地理現象,僅憑表象的觀察與記錄是不夠的。當然這種觀察與記錄是通過比較進行的,在這個基礎上誕生了比較地理學;比較地理學是李特爾的首創,歐美第一、二代近代地理學大師們有所繼承和發展,之後由於進化論的影響,地理學家逐漸將注意力轉到地理現象的發生、發展的研究,於是因果關系、發生學規律成為研究的主題,定性分析成為主要的手段。定性分析往往運用歸納法進行,正如英國學者莫斯(R.P.Moss)所說:「歸納法一般是從事實到概念,從觀察到總結,從局部到總體,換句話說,是根據全部事實確定規律性。這種方法被許多學科採用,並在發展科學思維中佔有重要的地位」。①正是因為地理學性質與歸納法這種手段的結合,使近代地理學獲得了發展;同時,也因為歸納法還具有明顯的缺點:1.在歸納時由於不能弄明全部連續的推理,在事實與假設之間就產生了邏輯上的『缺陷』,而推理是由觀察走向判斷的重要步驟。……2.歸納的結論只適用於用以歸納的那些資料的范圍,而不能擴充到這個范圍以外的領域。3.在歸納過程中經常摻和有歸納者的主觀因素。」②因此近代地理學遠不是方法上的完善科學;這和一些成熟的科學,如物理學、化學、遺傳學等相比較,方法上的不完善是顯而易見的。

歸納法之所以成為近代地理學的主要研究方法,是因為觀察手段的限制,地理學是以研究地球的整個表面的環境為其對象的,當然迫切地需要總體的、規律的、概念的觀察手段和分析方法,來完成對象所規定的內容的研究,然而觀察手段只能從局部的、事實的、可觀察的方面著手,這就猶如建築上,現代以前只能用堆砌的辦法進行一樣;而現代建築則是首先從總體框架著手,然後用預製件拼接。歸納法的缺陷並非今日才發現;為了彌補其不足,有一些地理學家已經採取了超前的演繹法,來闡明地理學規律,解釋地理現象。

一般認為演繹法的思維過程是由總體到局部,由概念到事實,由總結到觀察。歸納和演繹是兩種不同的推理和認識的科學方法。前者一般為從特殊到一般,後者則為一般到特殊;在認識過程中兩者是相互聯系、相互補充的。演繹所依據的理由,來自對特殊事實的歸納、概括;歸納的結論是演繹的前提,演繹離不開歸納;而歸納對特殊現象的研究,又必須有一般原理為指導,才能找出其特殊的本質,從而進一步補充、豐富和發展這種共同本質的認識,歸納也離不開演繹。歸納和演繹在認識過程的統一是客觀的個別和一般的矛盾統一的反映。把兩者絕對地對立起來,抹殺它們之間的相互聯系,是形而上學的思維方法。地理學的科學研究方法應是歸納和演繹的結合,亦即用歸納法、演繹法,乃至直觀所得到的假設的論點是嚴格根據邏輯和數學規則形成的,然後再根據這個論點經過演繹推導出一些局部的論點,這些局部論點通過實驗檢驗,即通過與事實直接比較確定其正確與否。當然在地理學中,這種實驗不僅包括實驗室的實驗,也包括野外觀察得到的事實和統計計算的結果。

地理學作為一門實驗科學,就必須在歸納法的基礎上,還應當至少在以下四方面廣泛應用演繹法:

1.地理思維應當更加嚴謹,為創立嚴密的地理學理論,應當利用相鄰學科的理論模式。

2.必須更加精細地構思所提出的觀點的內部結構,並闡明這些觀點在其它概念中的地位。這就要求除語言邏輯外,更廣泛地採用形式邏輯語言。

3.在解決各種具體問題和理論問題時,通過運用形式邏輯、演繹推理和實驗檢驗,有意識地推廣演繹法的使用范圍。

4.必須十分重視尋求檢驗所提出的假設的標准。如果事實與假設稍有出入就會完全否定假設的正確性。

地理學中應用演繹法,為了使地理思維更加嚴謹,創立嚴密的地理學理論,開始利用數理科學的理論模式,結果導致了「計量革命」。

建立在定性描述基礎上的近代地理學有必要引入定量的方法。

世界的許多地區也沒有準確的數字以資利用,因而也不會得出正確的結論。

近20年來,西方一些地理學派認為計量革命是地理學思想發展的一個新時期,一個重要的轉折點。另一部分人則表現出悲觀失望。從學術觀點看應當實事求是地評價計量革命的作用。它無疑是大大促進了定量量測的發展,改善了對數據的統計加工。有時人們在達到上述成就時並沒有充分理解他們所利用的手段,特別是計算機。人們往往對數據的加工整理比較注意,但在對比事實和思想時卻不夠重視科學思維的嚴謹性。因此在注意收集和整理數據的同時,演繹方法的利用卻進展甚微。

『計量革命』的教訓在於要研究數學在所有學科和地理學中的相對作用。在發達的學科中數學一般行使兩種功能:構思假設、發展理論的輔助工具;實驗結果統計整理的手段。第一個功能比第二個重要得多。然而在計量地理學中卻過分誇大了數學作為數據統計整理手段的作用而不重視運用數學建立自己的理論體系,況且相當部分的數據又不是通過實驗途徑取得的,其精確性和可靠性都比較低。這樣地理學雖然運用了一些數學,卻還是停留在歸納性學科的水平上,所以為使『計量革命』在地理研究中發揮更大的作用,就必須高度重視運用形式邏輯和數學理論去發展地理學的理論。

在以往的30年中,地理學的科學化在追求、探索中,通過正反兩方面的比較,地理學界雖然認為傳統的定性研究方法,在今天仍有繼承的必要,試圖一概加以否定,是不可取的;但是一味只講繼承,不思傳統方法的改進和新方法的引入和創立,也是有害的。科學方法是人類長期的積累,這份遺產是所有科學所共有的,地理學也不例外,從這個角度來說,傳統方法的繼承,自屬必然;科學方法也不是一成不變的,方法不斷改進和更新,是科學進步的表現,對地理學也是適用的,也是客觀的必然。當然,新的方法在剛剛出現時,往往不夠成熟、不怎麼完善,在科學史上也是極其常見的現象,用不著大驚小怪;在新方法還不成熟,還不完善的時候,人們對其已經熟悉的舊方法的懷戀,也是常會發生的現象,遇到抵觸、反對,也是不可避免的。盡管如此,由於地理學面臨著一場大興起、大突破的形勢,其研究方法也處在以定性描述為主向定量描述為主的過程中,其結果將是地理學科學性、嚴密性的提高,地理學由此得到更快發展,也不再是一種幻想。

當今世界面臨的重大問題,如環境污染、人口劇增、糧食緊缺、能源短缺、生態危機等,無一不與地理學的研究相關。這些問題的提出,都是從地理環境系統本身派生出來的高度綜合性課題,以綜合性為特徵的地理學責無旁待要對這些課題的解決,提出戰略性的答案,這種主導作用的發揮,僅憑定性描述是不可能的,必須要以定量描述為主,定量和定性結合才能奏效。二是因為科學發展的趨勢,是從孤立研究轉向相關研究;從單因素研究走向綜合研究;從各個獨立學科的個別研究走向相互聯系的研究。跨學科、多層次、多形態、多空間、多兵種、大綜合的研究勢不可擋,這為地理學這門兼顧各學科知識、汲取各家之長為己用的發展,創造了條件。形勢的這種要求,要求地理學在研究方法上有所突破,即在系統性和定量描述上應有所提高。根據30年來的探索,可以認為下述幾方面,有助於這種提高:

1.系統論、資訊理論、控制論的興起,是當代科學技術綜合發展的基本特徵,是社會發展的重要標志。它們打破了研究單一運動形態的學科界限,打破了自然科學和社會科學的界限。這些新的理論和方法從整體性、系統性高度,研究復雜物質體系的物質、能量、信息的傳輸與交換。它們的科學概念、理論、方法與地理學綜合性、整體性的認識論和方法論不謀而合,是地理學盼望已久的理論武器。它們為地理環境的研究,特別是多因素相關、多功能結構模擬、反饋性質分析、綜合體系統概括與描述等的研究,提供理論和分析的基礎。

2.耗散結構理論的產生與發展,突破了過去物理學、化學等實驗科學的封閉體系的觀念與方法,在物理學(非生命運動形態)和生物學(生命運動形態)之間架起了橋梁。特別是它將研究對象的重心轉向非平衡態的開放系統,這對研究地理綜合體中平衡穩定有序與非平衡穩定有序的關系;部分與整體、單因素與綜合、必然與偶然,可逆與不可逆等的關系,提供新的認識論。

3.模糊數學的出現與發展,對研究模糊事物,建立模糊事物之間的模糊關系提供了數學分析的方法。這對地帶性和地域分異的規律、群落和景觀類型的分布與劃分、各類區劃界限的確定等提供新的分析和評價手段。

4.遙感技術的應用使地理綜合調查發生革命性的變化。過去先從小區域入手,現在卻先從大區域進行綜合分析和研究。特別是多光譜掃描系統在地理學中的應用,不僅為地理研究提供大量新資料,更重要的是同時能取得整個地球表面環境的信息,並在時間上進行連續定期監測。這對分析地理環境的性質、結構、空間分布及時間演化,提出整體性、系統性的分析工具。

5.從能量和物質定量的研究上,手段也有極大改進。在60年代,C14、孢粉分析、光譜分析、原子吸收分光光度計、極譜分析在地理學中應用就被認為是先進方法。現在,中子活化、離子探針、電子探針、螢光分析、氣相色譜分析、紅外分光光度分析、偏光顯微分析、差熱分析等也已引入地理學的研究。其中有不少在地理研究中已成為常用分析手段。這些手段對地理學研究物質、能量的傳輸與交換,定量地描述地理現象和過程提供了可能。

6.電子計算機的廣泛應用,一方面為區域演化、地理環境功能的研究提供模擬條件;一方面為大量資料、信息、數據的處理大開方便之門。快速、准確的定量分析,必將促使地理學的研究達到新的水平。特別對大區域,多因素的綜合分析能力,將發生革命性變化。預計將有自動化地理學的產生。

7.近代一些新興科學的產生與發展,它們大多採取了一些新技術和新手段,有的可以在地理學研究中加以引進、借鑒,以尋求地理學研究方法上的改進和完善。近幾十年來,地理學在其研究中,已經引入了數學、物理學、化學、天文學、生物學、經濟學、社會學等許多相關科學的理論和方法,促進了地理學的發展與進步。近來這種引進更加迅速。

在分析的方法上,單純的定性分析和單純的定量分析,都存在缺陷和不足,已是大家共同的認識;人們在地理學研究中,追求著完善的分析方法,其願望也是共同的;就現階段而言,定性和定量的結合,已為大多數人所倡導,應予肯定。

地理學研究對象和內容的表述,也是地理研究方法的重要組成部分。

地理學發展到19世紀,其表述方法仍然是文字表述和制圖表述。

定性描述中,常常包括直觀描述和概念描述,純粹描述和解釋性描述,比較描述和綜合描述等。所謂直觀描述系指表述一個地區或一種地理現象,就象藝術家一樣在頭腦中有一個非常清晰的圖象,並把自己所看到的圖象表現出來;直觀描述就是地理學者能夠把客觀存在的圖象用文字和地圖陳述出來。科學的直觀描述必須永遠是客觀的,就其本來面目表現景觀,並且在這樣作時,要盡可能排除由於所處時間或觀察者的特點對客觀印象造成的主觀干擾。而概念描述,是把地理事實分解為其組成部分,並把這些組成部分盡可能地按普遍概念劃分,廣泛地使用地理專門術語。

純粹描述和解釋描述是相對提出的概念,前者指地理現象和事物的表述,一般不闡述現象和事物的發生、發展過程和原因;後者則著重揭示事物和現象的發生、發展過程,解釋這種過程的成因。

比較描述也即特徵描述,特別是區域學派的學者,對此十分偏愛,研究也很多。區域的實質就是地球表面客觀存在著地域分異規律,其表現是地域之間既有相似性,也有差異性。而相似性和差異性都是相比較而言的抽象概念,也是區域特徵的體現。

綜合描述,也稱系統描述,它認為地理研究的目的是探明地理環境是一個相互依賴、彼此聯系的有機總體,因此地理學所需要的表述形式,既不是單要素、單現象的直觀和概念描述,也不是純粹和解釋的描述,即使是比較描述也不是地理學表述的最好形式,地理學理想的表述形式是所有描述形式的有機結合,它應是描述形式的綜合化、系統化。

綜上所述,定性描述是通過文字語言、地圖語言(也稱符號語言)表述的。由於性質的確定和數量的確定是辨證的統一,以往的描述由於沒有把定性和定量結合起來,以致描述的形象及其這種表述的形式,都不能令人滿意,一些地理學者竟然提出建立在描述基礎上的地理學,最多隻是一種知識,而不是科學,因此,認為「描述」本身就不是科學的表述形式,地理學需要的既不是文字語言,也不是符號語言,而是數學語言,因為只有數學語言能夠表達普遍性的規律,計量地理學的產生和發展,「計量革命」的出現,都是這一思潮的反映。計量地理學如果作為對定性描述的補充和完善,甚至將來由定性為主描述過渡到定量為主的描述,都是地理學發展的一個值得稱道的途徑。但是如果象歐美有些學者那樣,根本不要文字的,地圖的表述,完全把地理學作為應用數學來發展,將會使地理學誤入歧途,導致地理學的毀滅。

二次世界大戰之後,隨著觀察和分析上的巨大進步,地理學表述也隨著發生了深刻的變化,這就是發展了定量描述。就目前而言,即表述的形式,除了文字語言和地圖語言(符號語言)外,又引入了數字語言和計算機語言。數字語言和計量機語言,都是用數理原理揭示地理學的內容,因此總稱為地理學的定量描述。其前者是基於認為現代地理學實質上是地點的位置和距離的科學,所謂地域空間的科學;無論是位置,還是距離,最理想的表述形式,就是數字語言,它能揭示文字和地圖語言可以表述的內容,也可反映文字和地圖語言無法表述的內容。後者則是基於認為地理學是一個復雜的、多變數的空間系統,體現在變數交織、平衡有序和非平衡有序交織,因此只有用計算機語言,方可表述。

定量描述目前最有成效、為多數地理學者所稱道的是系統論的描述。地理學中的系統論包括系統、普通系統論和空間系統三個密不可分的組成部分。

普通系統論產生於20世紀20年代,但直到第二次世界大戰期間及其以後,方才引入地理學,並成為一種很理想的表述形式。普通系統論致力於說明為許多種不同系統所共有的特性。一切系統都有三個方面的基本問題:即結構、活動和演變,包括怎樣、怎樣行動和怎樣變化。把系統放在實驗室內或使用符號以統計方法孤立地處理時,他們是封閉的、不可逆的;但在地球表面,系統是開放的、可逆的,因為它們接受能量和信息的輸入並發送輸出。地理學從普通系統論找到了自己的特有表述形式。特別是普通系統論進一步發展表明,一切系統雖然各有一定的范圍,卻都按某些可以預見的方式在運行;如生物體的生長曲線(S曲線)在數學上和創新的散布曲線、經濟發展曲線或人口曲線極為相似。普通系統論研究適用於一切系統的抽象特徵。這樣的「同型性」構成普通系統論的基本結構,並能用來預報其他相關系統的運動。

地理學對於諸如位置、距離、方向、范圍、密度、演替或其他衍生事物等空間要素,作為函數上的重要變數所構成的任何系統,都是特別關注的。任何一個系統,凡其中一個或一個以上函數上的重要變數是屬於空間方面的,就是一個空間系統。由於地理系統的幾乎所有變數都屬於空間的,因此地理系統就是空間系統。

地理學的表述,和地理觀察、地理分析一樣,在第二次世界大戰之後,得到了巨大變革性的發展。現在,不僅有傳統的文字語言、地圖語言可以作定性描述;還有數學語言、計算機語言作定量描述。無論是傳統的表述,還是創新的表述,其間並無絕對的界限,也沒有非此即彼的截然必要,因此,我們主張傳統和創新的結合。這種結合當然不是缺陷和不足的保留,而是取長補短、相互促進的發展。

⑩ 初一地理區域研究方法是什麼

研究方式
折疊系統方法
在地理學中的廣泛應用是從20世紀50年代開始的。由於系統論的出現而產生了地理系統概念。地理學位於自然科學和社會科學的交接點上,由許多相對獨立而又相互聯系的一些分支學科所組成,因此綜合研究地理系統顯得尤其重要。系統方法為這種研究提供了重要手段。
折疊模擬方法
種類很多,地理學多應用數學和物理模擬。它的意義在於條理化、簡化、概括所研究的事物和過程,以深入探明其本質和活動規律。目前在地理學中已建立了很多模型,如自然綜合體、生產綜合體、城市、土地利用、人口分布、運輸流等。但也不是所有的事物和過程都能用模型加以確切的表示,甚至有時建立模型時的簡化會歪曲事物和過程的本來面目,故在建立模型時應加以注意。
折疊數學方法
第二次世界大戰以後開始引進地理學研究。龐大復雜的研究對象和簡單的研究方法及手段成為地理學發展緩慢的一個重要原因。引用數學、物理等學科的精確方法和新技術成為地理學界的願望和長期努力的目標。數學方法可使地理學變得比較嚴謹、精確和完善。數學嚴密的公理體系、數學思維和數學結構,對於地理學具有理論和實踐意義。地理學利用它們來解釋地理現象及其變化,用定量指標來表達地理結構,提高了地理學研究的嚴謹性、系統性和精確度,並由此產生了地理數量方法。電子計算機的應用使大量的地理信息能及時、准確地得到處理。利用電子計算機整理資料,要求地理資料規范化、數值化,但目前地理學的數字資料還不夠充分、精確度不高。因此,採用數學方法並不意味著可以輕視傳統方法,兩者是互為補充、相輔相成的。
折疊遙感方法
1961年蘇聯人造地球衛星拍攝了地球表面像片。現在衛星圖像已經成為地理學研究的一個很普及的工具。遙感方法從根本上改變了過去的地理考察方法和憑借人力的簡單觀察,在廣度和深度上擴大了視野,獲得的地理信息數量大大增加。

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