科技進步對計量地理學的影響
1. 計量地理學包括哪些主要內容
地理數量方法(quantitative methods in geography)指的是應用數學方法和電子計算機技術進行地理學研究的一種方法,又稱數量地理學,曾被稱為稱計量地理學。地理數量方法發軔於20世紀30年代,60年代前主要是一般的數理統計,60年代起迅速發展,發展了地理系統的數學模型和數學模擬技術,應用計算機和多元分析方法等 。
地理數量方法的主要方法和模型包括:
概率分布
應用於城市與人口分布以及商業設施分布的研究。其中,以正態分布、二項分布、泊松分布的應用較常見。
一般統計特徵
如均值、方差、變異系數等用於各種地理要素時間與空間差異的分析,專門構造的統計指數用於各專門分析領域(如洛倫茲曲線與基尼指數用於專業化程度的分析等)。
空間類型的統計分析方法
針對地理要素的點狀、線狀和面狀(區域的)分布的特點,設計各種統計特徵參數,如最近鄰點指數、區域形狀指數等。
回歸分析
。簡單回歸分析,應用於兩個地理要素之間數量關系的持析與預測;多元回歸分析和逐步回歸分析,應用於被誀測的地理要素受兩個或兩個以上要素影響下地理系統要素之間關系的分析與預測。
趨勢面分析
它是多元回歸技術的特殊應用,把地理要素數值視為地理坐標的函數,用於地理要素分布規律的數學模型的建立和各種趨勢面圖的製作。
主坐標分析
利用坐標的正交變換,對多指標測度的地理要素進行分類。
主成分分析與因子分析
利用多維空間坐標軸的旋轉,計算地理要素的主成分載荷、因子載荷和得分,分析地理要素之間存在的關聯性,從而達到簡化系統的表示,對地理系統進行數值分類。
2. 計量地理學包括哪些主要內容
數量地理學來研究的內容主要有源:
1、研究地理要素的描述統計和數量分析技術;
2、研究地理系統的分析方法、數學模型的構造和應用,以及數學模擬(模擬)技術;
3、研究地理資料庫、地理信息系統、專家系統的設計和應用;
4、研究地理預測和決策的方法、程序和模型;
5、研究地理學理論表述的數學形式。
(2)科技進步對計量地理學的影響擴展閱讀:
發展趨勢:
在現代地理學的發展中,數量地理學和地理學的理論研究有進一步匯合的趨勢,這一趨勢是以地理學研究中的理性主義、實證分析方法的發展為背景,也與世界各國20世紀以來科學發展的潮流相一致。
數量地理學與生產實踐進一步結合,其具體方法和模型也在不斷更新,在地理學其他分支學科中的應用也將越來越廣泛。
各類專題性地理數學模型(如住宅政策與住宅選擇模型、大城市區內與區際人口遷移模型)正成為數量地理學研究的重點方向。一些地理學者已開始研究建立數量地理學的系統理論。
3. 地球科學的發展簡史與未來展望
地球科學是一門既古老而又年輕的科學。說其古老,是因為有關地球科學知識的萌芽與積累從人類誕生的那天起就已開始;說其年輕,是因為地球科學的主要學科的真正創立只是最近幾個世紀的事情,並且迄今為止,地球科學雖已發展成為一個較為完善的科學體系,但其中仍存在許多重大基礎理論問題未獲解決,並且還不斷地涌現出新的重大科學問題。地球科學的發展歷史大致可分為三個階段,即:古代地球科學知識的萌芽與積累階段(17世紀以前)、地球科學的主要學科的創立與初步發展階段(17~19世紀)、地球科學的革命與全面發展階段(20世紀至今)。現今地球科學正處在一個革故鼎新的關鍵時期,可以預見,在不遠的將來,地球科學將進入一個全新的、更成熟的發展新階段。
(一)古代地球科學知識的萌芽與積累(17世紀以前)
有關地球科學的知識與人類生活密切相關,其思想的萌芽可以追溯到遠古時代。隨著人類文明的發展,地球科學知識也得到了不斷積累。我國是具有悠久歷史的文明古國,其地球科學思想萌芽之早、知識積累之豐富是任何其他國家都不能比擬的,現僅舉幾例,可見一斑。
《禹貢》、《山海經》、《管子》是成書於春秋戰國時代(公元前770~公元前221年)的最早一批有關地理、地質、水文、氣象的著作。《禹貢》記載了公元前21世紀大禹治水時候所了解的全國各地的礦產情況和山川地形。《山海經》除記述了山嶽、河流、湖泊、沼澤、氣候與氣象等之外,還記述了岩石(礦石)及礦物(金屬與非金屬礦物)72種,礦產地440多處,此書把礦產劃分為金、玉、石、土四大類,這是世界上最早提出的礦產分類。《管子》一書曾對金屬礦床與找礦知識有精闢論述,指出了利用礦物共生組合及「鐵帽」等作為找礦標志的科學方法。該書還曾對河流的橫向環流、側蝕作用形成河曲的過程進行了正確分析。
東漢傑出的科學家張衡於公元132年創造了世界上第一台地震儀——候風地動儀,公元138年在洛陽用這台地震儀正確測出了發生在650 km外的隴西地震(圖0-5)。
《水經注》是南北朝卓越的地學家酈道元在研究前人著作的基礎上,結合自己的實際考察,於公元512~518年編寫的著名地學著作。書中涉及地域廣泛(包括中國及部分鄰區),記述內容包括河流、瀑布、湖泊、風沙、溶洞、火山、地震、山崩、地滑、溫泉、隕石、化石、礦物、岩石和礦產等多方面的地質、地理及水文等內容,至今仍有參考價值。
圖0-5 張衡的候風地動儀及簡要原理
(引自徐邦梁,1994)
宋朝沈括(1031~1095年)所著《夢溪筆談》是一部網路全書式的光輝著作,其中涉及地球科學領域的包括隕石、地震、礦物、礦床、化石、河流、地下水、海陸變遷、地形測量和制圖等多方面。例如,書中論述了流水的侵蝕作用與沉積作用;推斷華北平原是由河流自上游搬運泥沙到下游沉積而形成的沖積平原;沈括還根據太行山東麓山崖間所見海生螺蚌化石,推斷東距大海千里以外的該地在古代曾經是海濱;他還根據化石推測古地理、古氣候的變遷。沈括對化石的正確認識比義大利人達·芬奇所提出的類似觀點要早400年;他在分析地質問題時使用的古今類比法比萊伊爾《地質學原理》所應用的「將今論古」的方法要早700多年。沈括還首次使用「石油」這一科學術語,該術語被一直沿用至今。
《徐霞客游記》是明朝徐宏祖(1586~1641年)撰寫的一部考察紀實性著作,書中對我國許多地區的岩溶、火山、溫泉、水文、地貌及礦物等作了極有價值的記述。
《天工開物》為明代宋應星(1587~1661年?)所著,書中詳細記載了非金屬礦物的產地、形狀及性質;並根據煤的硬度與揮發性提出了世界上較早的煤分類法;特別是第一次系統論述了我國采礦工程技術,對礦藏開采、井下支護、通風、礦井充填、礦石洗選等都有細致描述。
由此可見,我國古代地球科學思想非常活躍,積累了豐富的理論和實踐知識,這一領域的研究與成就當居世界前列。但是由於我國封建社會(特別是後期)的閉關自守,重視習文讀經,輕視生產技術和自然科學知識,搞文化專制統治,嚴重阻礙了科學的發展,使近代地球科學的一些主要學科沒能在中國這片沃土上誕生。
國外古代地質知識的萌芽與積累主要集中於歐洲。
古希臘學者畢達哥拉斯(約公元前571~公元前497年)、亞里士多德(公元前384~公元前342年)、狄奧弗拉斯特(公元前370~公元前287年)等都曾對火山噴發、地震和尼羅河三角洲的形成進行了觀察和解釋,並根據岩層中的貝殼化石得出海陸變遷的概念,他們還對部分岩石、礦物作了初步分類和描述,還對一些天氣現象作過適當的描述與解釋。
古羅馬的斯特拉波(Strabo,公元前63~公元20年)著有《地理學》,書中論及了有關化石、海陸變遷、火山、地震、河流的搬運與沉積作用等許多方面的地質問題。老普里尼(Pliny the Elder)於公元77年著出《自然史》,書中曾對礦物進行了專門論述,包括當時使用的各種礦物、建築用石材、礦石及礦床、采礦及冶金方法等。同時代的西尼卡(Seneca)著有《自然問題》等書,論述了有關地震、地下水和地面水問題,認識到河流對山谷的侵蝕作用。
14~16世紀歐洲的「文藝復興」運動給地球科學的發展帶來了生機,為地球科學的一些主要學科的創立准備了條件。
15世紀末至16世紀初,哥倫布、麥哲倫等相繼環球航海成功,證實地球是球形,並對大洋和大陸的輪廓有了初步了解。1530~1540年,哥白尼寫成了《天體運動》這一偉大著作,提出了「太陽中心說」。這對該時期的地球科學研究起了重要促進作用。
義大利藝術家達·芬奇(1452~1519年)早年曾領導開鑿運河工程,他對化石進行了細致的觀察和研究。他認為,現今內陸或高山上發現的海生貝殼化石,是原先生長在海水中的生物,後來埋藏在泥沙中而形成,並由此推測海陸變遷歷史。他還明確指出,地球是一本書,這本書早於文字記載,科學的任務就是辨讀地球自身的歷史痕跡。
德國的阿格里柯拉(Agricola,1494~1555年)一生著有七部地質專著,除了敘述德國采礦業的發展以外,還根據礦物的物理性質對其進行分類,對礦物與金屬礦床的形成及相互關系作了論述,並涉及古生物學等問題。後人譽之為「礦物學之父」。
(二)地球科學的主要學科的創立與初步發展(17~19世紀)
對於氣象學,從古代到16世紀只限於零碎的定性觀察和描述,還談不到獨立的科學。17世紀,由於工業和自然科學的發展,特別是物理學的成就,使較精密的氣象儀器相繼發明,有關氣象學的理論也得到很大提高,使氣象學逐步發展成為獨立的科學。
義大利物理學家和天文學家伽利略(Galileo)於1593年發明了溫度表,義大利物理學家和數學家托里拆利(Torricelli)於1643年發明了氣壓表。由於有了溫度表和氣壓表等氣象儀器,年在義大利北部建立了氣象觀測站,以後許多國家也相繼建立氣象台站。由於廣泛的氣象觀測,獲得了豐富的資料,氣象學的研究逐步深入。此後,隨著無線電通訊技術的發展,使氣象觀測結果能很快地傳到各地,給予編制和研究天氣圖以可能性。1860~1865年間天氣圖迅速發展起來。19世紀末,在小范圍內已開始了高空探測的高空氣象學。
在地球科學中,地質學的創立具有劃時代的意義。歐洲18世紀開始進入產業革命時期,隨著生產力的提高和近代工業化的急速發展,對礦產的需求日益增加,因而促進了找礦和地質調查工作,使地質知識與資料迅速積累,逐步形成了系統的地質學理論和研究方法,於是地質學作為一門獨立的科學誕生了。
在地質學的創立過程中,學術思想論戰曾起到了重要的促進作用。當時的論戰是在「火成論」者與「水成論」者之間及「均變論」者與「災變論」者之間進行的。
「水成論」者認為,組成地殼的所有岩石都是從原始海洋物質中結晶、沉澱形成的,他們否認地殼運動的存在,主張地球從取得現有形態以來沒有發生過大的變化。「水成論」者的代表人物是德國弗萊堡礦業學院礦物學教授魏爾納(A.G.Werner,1750~1817年),他對礦物學的研究有卓越貢獻,由於他豐富的知識和口才,使他馳名歐洲,對傳播地質學起了重要作用。魏爾納1775年在弗萊堡開始講學,「水成論」興起,由於他的聲譽和擁有眾多門生及崇拜者,加之教會的支持,使得「水成論」在18世紀後期的歐洲占據統治地位。
「火成論」者的代表是蘇格蘭地質學家赫頓,他發現花崗岩脈穿插在沉積岩中呈侵入接觸關系(有烘烤及冷凝邊),認為除沉積岩外,還有岩漿岩和變質岩,並認為地殼處於不斷的演變之中,這一過程是緩慢的,過去發生的變化和現代進行的演變過程是類似的。他較正確地論述了三大岩類的成因及地殼運動的影響。赫頓1785年發表最初的《地球理論》論文,提出「火成論」,1795年重新發表《地球理論》著作,系統論述了自己的觀點。該書為地質學的創立奠定了基礎。
自此,「水成論」與「火成論」的論戰愈演愈烈,隨著人們了解到更多的地質現象,到19世紀初,「水成論」觀點逐漸被拋棄,「火成論」取得了勝利。
「災變論」者的代表是法國學者居維葉(D.G.Cuvier,1769~1832年),他在研究巴黎盆地地層中的生物化石時發現,在相隔很近的岩層中動植物化石群的種屬有顯著差異,曾經一度出現的古生物種屬,後來竟完全絕滅而代之以新的種屬;他還看到較老岩層發生褶皺,上面蓋以水平的沉積岩層。於是他便認為地殼曾經發生巨大變革,產生世界規模的大災變,致使地形改變、生物滅絕,以後在一定的時間內又重新創造出新的動植物來;地球上曾經歷了多次這樣的大災變和再創造過程;最後一次大災變發生在五六千年以前,並造就了地球的現今面貌和生物特徵。居維葉的「災變論」強調地質發展過程中的突變階段,雖有合理成分,但他否認地球的漸近發展過程,並把其演變歷史歸結為古今沒有聯系的一系列不可知的突然事件。居維葉的重復創造與不可知的觀點,特別是最後一次災變的時間與聖經中論述的「大洪水期」和「諾亞方舟」神話一致,因而受到了教會的歡迎,得到廣泛傳播。
與「災變論」針鋒相對的是生物進化論和地質學的「均變論」。法國學者拉馬克(Lamark,1744~1829年)在研究巴黎盆地第三紀古生物化石時,發現生物的種與種之間有過渡關系,某些種屬是由另一種屬發展而來的,並有由低級種屬向高級種屬演變的規律。他認為生物進化過程是極其漫長的,它與地球的演變歷史同時進行。英國地質學家萊伊爾繼承了赫頓的思想,經過與「災變論」的多次論戰,在結合前人成果及大量實際資料的基礎上,於1830年出版的《地質學原理》第一冊中明確提出了地質學的現實主義原則(即「將今論古」),指出地球的發展歷史是漫長的,解釋地球的歷史用不著求助於上帝和災變,那些看來非常微弱的地質動力,經過長期緩慢的作用過程,就能使地球面貌發生巨大變化。這就是「均變論」的主要思想。
隨著《地質學原理》一書的問世,「均變論」的思想逐漸取代了「災變論」,現實主義原則也成為了地質學方法論的一條基本原則。但是「均變論」強調「古今一致」與漸近發展的同時,本身又存在忽視在地殼發展過程中有飛速發展階段(突變)的片面性。
萊伊爾的《地質學原理》(共三冊)是一部劃時代的著作,它確定了地質科學的概念,總結了地質科學的研究方法,初步建立了地質科學的體系,是地質科學創立的標志。自此以後,地質科學進入初步發展時期,到19世紀末已獲得了很大進展。在研究地殼的物質組成方面,用顯微鏡研究岩石和礦物的方法得到充分發展,地球化學的工作也逐漸開展起來。
在研究地殼的演化歷史方面,逐漸建立起了比較完善的相對地質年代表。北美學者霍爾、丹納根據對美國東部造山帶的研究,提出了「地槽」學說,對地質學研究產生了深遠的影響。在地質學的應用方面,礦床學進一步發展,並誕生出了石油地質學。地震地質學、工程地質學等也開始逐漸發展起來。
17世紀德國地理學家瓦陵尼阿士(1622~1650年)的《普通地理學》開始介紹哥白尼、伽利略的「太陽中心說」,提出專論地理學和通論地理學的區別。前者描述特定地區,後者闡述一般原理。18世紀末至19世紀初,德國洪堡德(1769~1859年)與李特爾(1779~1859年)奠定了近代地理學的基礎。
洪堡德的代表作是《宇宙:世界的自然描述概略》,共五卷。他最早採用計算氣象要素平均值的方法研究氣候,提出等溫線的概念,1817年繪制出第一幅世界年平均溫度分布圖,提出大陸東西兩端的氣候差異和海洋性氣候、大陸性氣候類型。他觀測了地勢升高100 m氣溫下降0.6 ℃的垂直遞減現象,研究氣候與植物分布、類型的關系,提出平原植物分布的水平地帶性和山地植物分布的垂直地帶性。他最早運用地形剖面圖和地理比較法研究地理現象的規律性,奠定了自然地理學特別是氣候學與植物地理學的一般原理。
李特爾通過區域描述和地面現象綜合比較,研究地理環境對人類活動的影響。他強調地理學要以人地關系為主旨,提出比較地理學的概念。1817年李特爾的《地理學》第一卷出版,到1859年共出版19卷。
此後,地理學得到了進一步發展。德國地理學界比較著名的學者和學派有拉采爾的「地理環境論」、赫特納的「地理學方法論」等。法國比較重要的地理學派有維達爾·白蘭士和白呂納的「人地相關論」等。美國著名的地理學說有戴維斯(W.M.Davis,1899)的「地貌侵蝕循環說」,該學說主張陸地自然面貌是由侵蝕造成,認為地表形態是連續的,又有階段的,是地球內部結構與外部營力的結合。他把河流發育分成青年期、壯年期和老年期,地殼上升使河流復活。他的學說奠定了自然地理分析的基礎。
(三)地球科學的革命與全面發展(20世紀至今)
20世紀以來是現代地球科學發展的新時期,在這一時期,傳統的地球科學發生了一系列的革命,其中影響最為深遠的是固體地球科學(包含地質學和地球物理學等)的革命。
固體地球科學的革命主要是大地構造理論上圍繞活動論與固定論發生的思想革命。傳統的地質觀念認為,大陸及海洋只在原來的位置上作垂直升降運動,其相對位置未發生顯著變化,故被稱為「固定論」,「地槽」「地台」說是其典型代表。「活動論」者認為,大陸曾有過長距離的水平運動,大陸和海洋的相對位置是不斷變化的。代表「活動論」的大地構造學說是「大陸漂移—海底擴張—板塊構造學說」。經過近半個世紀的爭論,到20世紀60年代末期,以現代地質及地球物理研究成果為基礎的板塊構造學說取得了決定性的勝利,並由此推動了地質學與地球物理學領域的一場深刻革命。
與此同時,隨著科學技術的進步,20世紀以來的地質學獲得了前所未有的全面發展。高溫高壓實驗技術、同位素地質年齡測定技術、電子計算機、電子顯微鏡、大陸超深鑽與深海鑽探技術等給地質學的發展以極大的推動作用,使地質學逐步由定性描述與分析向半定量、定量分析與研究發展。地球物理、地球化學方法在研究地球及地殼的物質組成、結構構造及運動特徵方面取得了豐碩成果,成為推動地質學發展的強大動力。航天技術在地質學上的應用取得了重大成就,以航天技術為基礎的新興的天文地質學顯示出旺盛的生命力。這些研究將為人類最終了解地球起源與演化、解決許多重大地質問題發揮重要作用。
地質學的應用是促進地質學發展的動力,20世紀以來除傳統的礦床學不斷發展,提出了許多新理論之外,石油地質學的發展尤其令人矚目。水文地質、工程地質、地震地質等的研究也發展迅速。特別是20世紀中期以來,環境地質研究的重要性越來越引起人們的注意,正在向縱深方向發展。
20世紀以來在地理學上也發生了重要的革命,特別是研究方法與手段上的革命,通常稱為地理學的計量革命。20世紀50年代,地理學開始採用現代數學方法分析地理問題。1955年,美國華盛頓大學地理系在加里遜主持下開設第一個應用數理統計研究班,推動計量地理學發展。1963年,伯頓提出「計量革命」口號,使這一趨勢推向歐洲和全球。地理學計量革命的實質是用現代數學方法和計算機,運用模型和模擬,使地理學的理論精確化,計算快速化,從傳統的定性分析向定性和定量分析相結合過渡。20世紀60年代以來,在計量革命的推動下,人們把地理環境和區域看作是一個系統,大量地應用計算機、遙感、遙測等新方法,對系統及其相互作用進行模式化、公式化,用數字、圖像等定量表達人地關系,說明區域差異與變化,從而對地理環境的演化進行科學預測,以期達到人地關系的最優化。這就是「地理信息系統(GIS)」的成功開發與廣泛應用。這樣,使地理學由以前的現象描述發展到科學解釋和定量預測的新階段。與此同時,由於社會的需要,應用性的地理分支學科大量涌現,如工程地理學、環境地理學、資源地理學、應用景觀學等。
20世紀以來氣象學的革命性變化更加突出。在20世紀的前50年,氣象觀測開始由傳統的地面觀測向高空發展,主要以風箏、氣球等為高空觀測工具,其所達到的高度是有限的。20世紀50年代以後,由於觀測系統有了激光、雷達、人造地球衛星等新技術與新手段,大大地推進了氣象學的發展。大規模的綜合遙測、遙感,使得幾小時的短期災害性天氣預報不再是純預報問題,而變成了對實況的跟蹤與真實預報。計算機的大量利用,使得對大氣現象定量地進行數值模擬成為現實。這些研究的進步也大大促進了氣象學基礎理論的發展。
地球科學的全面、飛速發展,還使得20世紀以來誕生了一些新興的分支學科,如地球物理學、地球化學、海洋學、環境地學、地球系統科學等。海洋學與環境地學都與人類現今的生活、生存及未來的發展有著極其緊密的聯系,因而受到科學工作者及整個社會的高度重視,它們在地球科學中的地位也愈來愈重要。20世紀後期,隨著地球科學綜合性、系統性研究的深入,地球系統科學這一分支學科逐漸興起和發展起來。地球系統科學把地球看成為一個由多個層圈子系統組成的統一、復合系統,強調用系統論的觀點綜合性、整體性研究整個地球系統(包括各子系統)的過去、現在及未來的行為。
(四)地球科學的發展展望
21世紀將是人類社會發展史上的一個巨大變革時代。現今地球科學的發展正在進入一個建立新知識體系的重大轉折時期。
長期以來,地球科學在社會中的作用主要是通過研究地球,指導尋找礦產、能源和各種自然資源,以保證人類和社會發展對資源的需求;而對於自然環境方面的應用則處於從屬的地位。由此建立起來的地球科學知識體系可概括為「資源型」的知識體系。但是,隨著社會發展,當代社會正面臨著人口、資源、災害和環境方面的挑戰,它直接威脅著今後社會的進步和人類的生存條件。在這些挑戰面前,地球科學除要解決能源和礦產問題外,還必須幫助解決當今社會生活中面臨的許多重大問題:減輕自然和人為災害、尋找和保證充足干凈的水源、安全處理有毒有害和放射性廢物以及為合理利用自然資源、為環境污染的綜合治理、為保護生態環境、為國土整治和農業發展等等提供地學知識和服務。所有這一切,都將促使地球科學從「資源時代」進入「環境時代」和「社會綜合應用時代」。因而要求其社會功能由「資源型」拓寬到「社會型」。與此相適應,地球科學的主要任務和目標都將會發生相應變化。例如,1993年美國國家研究理事會發表了指導美國地球科學發展的戰略報告,即《固體地球科學與社會》報告。該報告明確指出,固體地球科學今後的主要任務是:①了解全球系統所涉及的過程,特別注意地球系統各組成部分之間的聯系和相互作用;②提供充足的自然資源(水、礦產和燃料);③減輕地質災害;④調節全球和區域的環境變化。這份報告強調,地球科學研究的目標是了解整個地球系統過去、現在和未來的行為,以保證人類社會持續發展的條件。
地球系統科學的興起正是地球科學為適應上述新形勢而發展的結果。由於地球系統科學與地球的環境、資源、全球變化和人類可持續發展研究等結合緊密,代表著地球科學新的研究前緣和學科生長點,因而受到廣大的科學工作者及全社會的極大關注。地球系統科學目前所涉及的重點研究內容主要有地球系統的相互作用與動力學、全球變化、數字地球、地球系統科學與人類可持續發展的關系等。地球系統科學研究已取得了許多重要進展,可以預見,其研究的深度、廣度和應用前景將是不可估量的。
當然,地球系統科學並不能代替傳統地球科學各分支學科的研究與發展,相反要求它們能更深入精確地研究和提供地球系統各組成部分自身的特徵與規律性認識,以便進行系統分析和綜合。因此,從某種意義上說,地球系統科學與地球科學各分支學科之間的關系是一種全局與局部、整體與部分的關系。
由上可見,未來的地球科學將成為關繫到人類生存和社會發展的科學。地球科學的前景是光明的,它在社會發展中和在自然科學中的地位將會更加提高。因此,一些科學家大膽預言:「21世紀將是地球科學的世紀」。
4. 地理信息系統與城市規劃的關系~~拜託大家幫忙總結一下吧。。
城市規劃地理信息系統主要涉及城市勘測、城市規劃、建設管理、房地產管理等職能部門。回這些部門除了需要答流程辦公職能外,還需要地理信息系統的支持來解決工作過程中對圖形的操作,如規劃部門在地理信息的支持下編制城市總體規劃和控制性規劃,在建設項目的管理,通過地理信息系統對建設項目的規劃指標等進行處理、分析和管理;在市政公用事業方面,自來水、污水、煤氣等地下管網和各種設施空間位置,以及型號、材質、敷設年代、投運年代、運行狀況等也需要地理信息的支持,為管網發展、運行和維護、搶修和管理決策提供及時、精確和豐富的地理信息,城市規劃地理信息系統主要實現對規劃區內的基礎地形圖、規劃成果專題、地下管網、紅線資料庫、其他現狀專題圖、文本資料庫的查詢、統計、編輯、瀏覽、列印和輸出等功能。
5. 計量地理學有關區域劃分問題
概率分布
應用於城市與人口分布以及商業設施分布的研究。其中,以正態分布、二項分布、泊內松分容布的應用較常見。
一般統計特徵
如均值、方差、變異系數等用於各種地理要素時間與空間差異的分析,專門構造的統計指數用於各專門分析領域(如洛倫茲曲線與基尼指數用於專業化程度的分析等)。
空間類型的統計分析方法
針對地理要素的點狀、線狀和面狀(區域的)分布的特點,設計各種統計特徵參數,如最近鄰點指數、區域形狀指數等。
回歸分析
。簡單回歸分析,應用於兩個地理要素之間數量關系的持析與預測;多元回歸分析和逐步回歸分析,應用於被誀測的地理要素受兩個或兩個以上要素影響下地理系統要素之間關系的分析與預測。
趨勢面分析
它是多元回歸技術的特殊應用,把地理要素數值視為地理坐標的函數,用於地理要素分布規律的數學模型的建立和各種趨勢面圖的製作。
主坐標分析
利用坐標的正交變換,對多指標測度的地理要素進行分類。
主成分分析與因子分析
利用多維空間坐標軸的旋轉,計算地理要素的主成分載荷、因子載荷和得分,分析地理要素之間存在的關聯性,從而達到簡化系統的表示,對地理系統進行數值分類。
6. 計量地理學發展對中學地理教學會有什麼樣的促進作用
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7. 計量地理學發展對中學地理教學會有什麼樣的促進作用
1.導向作用在地理教學中對任何被評價對象所做的價值判斷都是根據一定的評價目標、評價標准進行的。因此,有什麼樣的評價內容,被評價對象就會注重哪個方面的工作;有什麼樣的評價標准,被評價對象就會向什麼方向努力。也就是說,評什麼、怎樣評,將有力地引導被評價者在地理教學工作中做什麼、怎麼做。這些評價內容、評價標准,對評價對象來說,起著「指揮棒」的作用,發揮著導向功能。例如,在評價教師課堂教學時,學生參與教學的活動量是其標准之一,這一標准將引導教師在教學中調動學生動腦、動口、動手積極參與教學活動,以充分體現學生是教學活動中的主體。就學生而言,地理教學評價不只是簡單地測評出學習成績,它對教學的導向是把學生看成學習地理的主人和參與者,要求學生在學習時把「學知」、「學做」、「學會共同生活」和「學會發展」聯系起來。2.診斷作用診斷作用是匯集所有可提供的地理教學信息,通過採用測驗、問卷、觀察等不同的形式進行檢測和綜合分析,然後根據評價標准對被評價對象是否達標進行價值判斷,以得出科學結論的過程。通過教學上的診斷,可以及時了解教學活動或被評價對象哪些方面應進一步鞏固和發揚,哪些方面需要加以改進。3.激勵作用教學評價的激勵作用就是指:教學評價對教師的工作成果和學生的學習成果的鑒定和評價,對教師和學生來說,往往是一次強化和推動,促使評價對象為實現理想目標不斷改進和完善行動的作用。4.管理作用在學校管理中,科學的地理教學評價,既可以對師生的教與學是否達到目標起檢查監督的作用,使師生看到目前的狀況與目標的差距,明確今後的努力方向和途徑,也可以對師生的教與學達到目標的程度提供證明和鑒定,為選拔人才、任用教師、實施獎懲等方面的決策提供參考信息和依據。
8. 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。
9. 現代地理學發展史上的計量運動產生了哪些影響
地理學是一門既古老又年輕的學科。在其發展過程中,明顯的形成了古代地理學、近代地理學和現代地理學三個時期。
自遠古至18世紀末,是古代地理學時期,主要以描述性記載地理知識為主,而且這些記載多是片斷性的,缺乏理論體系,地理學內部尚未出現學科分化,各國的地理學基本上是在該國封閉的條件下發展起來的。
在早期,以中國和古希臘的成果最顯著。中國的《尚書·禹貢》、《管子·地員》、《山海經》、《水經注》等著作,都是世界上比較早的地理學史料。到了後期,歐洲地理大發現涌現出了哥倫布、達伽馬、麥哲倫等地理探險家,他們的發現極大的推動了地理學的發展。
從19世紀初到20世紀50年代,是近代地理學時期。近代地理學形成的標志是德國洪堡德的《宇宙》和李特爾的《地學通論》兩書的問世。
近代地理學是產業革命的產物,是隨著工業社會的發展而成熟起來的。這一時期,各種學說分起、學派林立。地理學的各部門學科幾乎都在這個時期出現和建立,因此也是部門地理學蓬勃發展的時期。
洪堡德為自然地理學、植物地理學奠定了基礎,以後德國的李希霍芬、法國的德馬東為自然地理學的發展做出了重要的貢獻;美國的戴維斯和德國的彭克分別創立了侵蝕輪回學說和山坡平行後退理論,標志著地貌學的建立;奧地利沃漢恩的《氣候學手冊》、俄國沃耶伊科夫的《全球氣候及俄國氣候》、德國柯本的世界氣候分類,為氣候學奠定了基礎;英國的華萊士對世界動物區劃分為動物地理學奠定了基礎;俄國道庫恰耶夫的土壤地帶學說為土壤地理學奠定了基礎;李特爾和德國的拉采爾建立了人文地理學等等。其中,人文地理學家表達了一種根深蒂固的願望:理解人類經驗的復雜性和精妙性,從而在實踐上更多地注意質量而不是數量,形容詞而不是名詞,心理學而不是經濟學。如果理想化一點,人本地理學家應該是這樣一個亞歷山大·洪堡,掌握著海量的事實——也就是名詞。但是他還必須愛好自然、能感悟自然並尋求其意義,就像他哥哥威廉·洪堡一樣。「它意味著什麼?它究竟意味著什麼」?這個問題必須永遠藏在人本主義地理學家的意識里,從而使他同時能成為一個道德家和哲學家。
從20世紀60年代至今是現代地理學時期。現代地理學是現代科學技術革命的產物,並隨著科學技術的進步而發展,其標志是地理數量方法、理論地理學的誕生和計算機制圖、地理信息系統、衛星等應用的出現。現代地理學強調地理的統一性、理論化、數量化、行為化和生態化。
地理學中方法性學科和技術性學科——地理數量方法、地圖學等,將率先獲得較多的發展;綜合性分支學科、應用性分支學科,如綜合自然地理學、城市地理學、旅遊地理學、醫學地理學、行為地理學、資源地理學、人口地理學等將有較快的發展;地理學中研究人文的趨勢將會加強,人文地理學在地理學中的比重將會增大。 自遠古至18世紀末。這一時期的地理學是工業革命之前的農牧業社會的產物,特點如下:
①以描述性記載地理知識為主。早期的記載多是片斷性的,中晚期出現不少地理著作,但多缺乏理論體系。
②地理學內部尚未出現學科分化。早期的學者是網路式的,地理學同其他學科摻和在一起。到了晚期,文藝復興之後,主要在歐洲出現了自然科學和人文科學的分化,但地理學內部的分化仍不明顯。直到19世紀,地理學才發生明顯的分化,那是近代地理學時期的事了。
③各國的地理學基本上是在該國封閉的條件下發展起來的,其內容呈現多元化。
世界幾個文明古國各自積累了有價值的地理知識,分別形成古埃及地理學、古希臘羅馬地理學、古代印度地理學、古代阿拉伯地理學和古代中國地理學。在早期,以古代中國和古希臘羅馬的成果最著。中國有《尚書·禹貢》、《管子·地員》、《山海經》等著作,古希臘羅馬有埃拉托色尼、斯特拉波和托勒密等人的著作。在中期,歐洲進入中世紀時代,地理學一度衰落了;中國的地理學則取得了可喜的進展和成果,有裴秀《禹貢地域圖》和「制圖六體」的繪圖原則、酈道元《水經注》、玄奘《大唐西域記》、李吉甫《元和郡縣圖志》等;阿拉伯地理學在這個時期崛起,如馬蘇第、伊德里西等人的重要貢獻。在晚期,則以中國和歐洲的地理學最有成就。在中國,有鄭和「七下西洋」、羅洪先《廣輿圖》、徐霞客的游記、顧炎武《天下郡國利病書》和《肇域志》、顧祖禹《讀史方輿紀要》等;在歐洲,地理大發現涌現出了C.哥倫布、V.da伽麥哲倫等地理探險家,極大地推動了地理學的發展,出現了G.墨卡托的地圖集、B.瓦倫紐斯《普通地理學》等著作和地圖。(見中國地理學史) 中世紀的歐洲是經濟、文化衰落的黑暗時代,政教合一、閉關自守的小君主國使人們的地理眼界大為縮小,統治者力圖使地理學成為基督教的奴僕,出現了地理學思想的反動。不僅古希臘、羅馬在地理方面的優秀傳統未得到繼承,而且用宗教迷信和占星術來解釋一切地理現象。如六世紀商人科斯馬斯著《基督世界地形》,以地平說代替球形說。書中以摩西的聖櫃作為地球的形狀把大地看成為扁平長方形,東西長度為南北之兩倍,四周為海洋環繞,其外又有陸地,即天堂所在。
十二世紀以後,由於十字軍東征,使歐洲人地理眼界擴寬了;封建中央集權國家的成立和教會建立大學,將古希臘、羅馬的經典著作由阿拉伯文轉譯過來;加上指南針從中國傳入,使商業航海發達起來,才使歐洲的地理作品和地圖繪制開始出現某些轉機。
從公元七世紀開始,伊斯蘭教團結了分散的阿拉伯部族,統治了中亞、西亞、北非和伊比利亞半島,巴格達成為伊斯蘭世界的學術中心。連年征戰、麥加朝覲和商業航海活動,又使伊斯蘭世界成為東西方交流的樞紐,涌現了許多偉大的穆斯林旅行家,如馬蘇第等。十進位制和羅盤就是此期由中國經印度和阿拉伯世界傳入歐洲的。
古代阿拉伯地理學的成就是不能忽視的。如921年,巴爾基搜集了阿拉伯旅行者的氣候觀察,編成了第一本《世界氣候圖集》;稍後,馬克迪西提出將世界分成14個氣候區的方案;十一世紀早期,阿維森納觀察中亞山區,提出褶曲抬升山嶽的運動和侵蝕切割地形的均變過程。
這個時期的中國在方誌、沿革地理、域外地理、自然地理和地圖等方面都有很大的成就。如法顯的《法顯傳》、玄奘的《大唐西域記》,至今仍是研究中亞、印度歷史地理的重要文獻;酈道元的《水經注》至今仍為考證中國水資源和水環境演變的要著;沈括的《夢溪筆談》一書提出了河流的侵蝕、搬運和堆積作用,並用以解釋華北平原形成的原因,較西方類似的見地早四個世紀。
公元十五世紀到公元十八世紀的近古時期有兩件重大的地理事件,就是中國的鄭和「七下西洋」和西方的地理大發現。雖然,鄭和下西洋的時間比哥倫布開始的地理大發現早半個多世紀,船隊的規模、航海的技術也遠勝於哥倫布,然而其社會意義和對地理學的影響則遠不及地理大發現。
各民族之間的相互旅行探險,古已有之。但是,旅行探險同地理大發現不是一回事,說哥倫布是新大陸的發現者,正是從地理大發現這一重大社會事件出發的。
地理大發現給地理學帶來的影響是巨大的。地理大發現期間,成功地在遠程航行中運用了羅盤,並精密地測定了經度,這種技術的改進和數據的積累導致了地圖學的革新。
16世紀初,亞皮安繪制了一個地球的心狀圖,其弟子墨卡托於1569年繪成了一幅適用於航海的等距圓柱投影世界全圖,成為第一個將整個地球表面描繪在平面上的人。在中國,義大利傳教士利瑪竇編繪的世界地圖,改變了中國學者沿用的「天圓地方」、「華夏居於寰宇之中」的舊觀念。
另外,通過15世紀末到18世紀的地理探險和發現,出現了一些學術價值較高的地理著作。德國明斯特爾的《宇宙誌》於1544年出版,被認為是地理大發現的早期代表作;德國瓦倫紐斯的《普通地理學》首次將地理學領域區分為專論和通論兩大部分,前者描述地區特徵,後者揭示全球性法則。
中國明末出現資本主義萌芽後,也在同期進行了實地考察和理論探索工作,如徐霞客的《徐霞客游記》中已有不少成因方面的論述。但中國古代地理著述多描述性記載,缺少對地球表面整體規律的研究,這也是近代中國地理學落後的原因之一。
十五世紀20年代到十七世紀20年代,西歐出現了「文藝復興」,藝術和科學得到蓬勃發展,從而使學者能對自然界和人類活動的某些法則進行概括。當時的地理考察和發現,為哲學家和科學家提供了豐富的自然、人文及二者關系的具體素材;同時,新生的地理唯物論又給予地理學發展以難以估量的影響。17世紀法國哲學家孟德斯鳩提出的氣候決定論,18世紀德國哲學家I.康德的二元論,均成為近代地理學的方法論基礎。
總之,從15~18世紀,地理學處於由古代向近代轉變的時期。西方地理學用了三個多世紀,完成了技術革新、資料積累和建立地理唯物論的哲學基礎三方面的准備,為歐美近代地理學的建立創造了前提。中國在明末清初,亦開始了整體地表規律的探索,但由於技術手段缺乏創新、科學資料積累不夠,特別是統治者仍鼓吹天命論等,新的地理學無法興起。 從19世紀初至20世紀50年代。近代地理學形成的標志是德國 A.von洪堡的《宇宙》和C.李特爾的《地學通論》兩書的問世。近代地理學是產業革命的產物,並隨著工業社會的發展而成熟,其特點如下:
①它起源於德國,繼而從歐洲向全世界傳布,形成具有各國特色的近代地理學。其中成果顯著的除德國外,還有法國、英國、美國、蘇聯等(見德國地理學史、法國地理學史、英國地理學史、美國地理學史、蘇聯地理學史)。
②這是學說紛起、學派林立的時期,有一定影響的學說是:以美國E.C.森普爾、E.亨廷頓為代表的「環境決定論」, 以法國P.維達爾-白蘭士和J.白呂納為代表的「可能論」,美國H.H.巴羅斯主張的「生態調節論」,英國P.M.羅士培提出的「適應論」,美國C.O.索爾主張的「文化景觀論」,以及德國A.赫特納和美國R.哈特向為代表的「區域論」等。
③這是地理學內部大分化時期。洪堡為自然地理學、植物地理學奠定了基礎,以後德國F.von李希霍芬、法國馬東為自然地理學發展作出了重要貢獻;美國W.M.戴維斯和德國W.彭克分別創立侵蝕輪回學說和山坡平行後退理論,標志著地貌學的建立;奧地利J.F.von漢恩的《氣候學手冊》、俄國А.И.沃耶伊科夫的《全球氣候及俄國氣候》和德國W.P.柯本的世界氣候分類,為氣候學奠定了基礎;英國A.R.華萊士對世界動物區劃的劃分為動物地理學奠定了基礎;俄國В.В.道庫恰耶夫的土壤地帶性學說等為土壤地理學奠定了基礎;李特爾和德國F.拉采爾建立了人文地理學;拉采爾的國家有機體說、英國H.J.麥金德的陸心說和美國I.鮑曼的民族自決論,為政治地理學奠定了基礎,等等。
十九世紀末到二十世紀初,西方發達國家的大學大量設立地理系,使地理學開始成為一個職業領域。隨著地理學的進一步發展,出現了各分支的分化,在氣象學、海洋學、土壤學等獨立發展後,一些地理學家強調區域或景觀的方向,另一些學者則推行了人文化運動,使地理學的人文分支蓬勃發展起來。20世紀30年代以後,地理學逐漸向參與經濟工作過渡,西方的應用地理學和蘇聯的建設地理學應運而生。
近代地理學在其發展過程中取得了許多成果,並形成了三種傳統和三個學派:生態傳統與環境學派、描述傳統與區域學派、綜合傳統與景觀學派。
近代地理學在發展中還取得許多重大成果。如美國莫里於19世紀中期提出第一個大氣環流模式,發表了近代海洋學的第一部著作《海洋自然地理學》;俄國道庫恰耶夫於19世紀後期提出土壤地帶性學說和自然地帶學說;美國戴維斯於19世紀末提出侵蝕輪回學說;德國柯本從20世紀初起到30年代,提出氣候分類法和大陸氣候模式:英國麥金德先後於1904和1919年推出「陸心說」的地緣政治理論;英國赫伯森完成世界自然區劃;德國克里斯塔勒於30年代提出中心地學說;蘇聯布德科於1956年發表《地表面熱量平衡》等。 從20世紀60年代至今。現代地理學是現代科學技術革命的產物,並隨科學技術的進步而發展,其標志是地理數量方法、理論地理學的誕生和計算機地圖制圖、地理信息系統的出現。現代地理學的特點是:
①它發端於現今經濟和科學最為發達的美國,首先影響英國和北歐,繼而波及西歐、蘇聯、東歐、日本、中國以至全世界。代表性人物和流派為:美國W.L.加里森和E.L.厄爾曼為首的華盛頓大學派,英國R.J.喬利和P.哈格特為首的劍橋大學派,瑞典T.哈格斯特朗為首的隆德大學派。
②強調地理學的統一性。近代地理學時期部門地理學的蓬勃發展,一方面促進了地理學各分支學科研究的深入,另一方面又忽視了地理學的統一性,削弱了地理學綜合性的特點,使部門地理學的再深入研究遇到了很大困難。60年代以來,面對全球性的人口劇增、資源危機、環境污染、城市化,以及區域開發等一系列問題,都不是任何部門地理學能單獨承擔的課題。地理學自身的發展和實踐的需要,都要求它加強一體化,充分發揮地理學固有的綜合性特點。
③理論化和數量化。為加強地理學研究的綜合性特點,建設統一地理學,需要探討各種自然地理現象和人文地理現象之間的聯系與規律,以及它們所遵循的總規律,於是理論地理學應運而生。從50年代起,系統論、控制論和資訊理論等綜合性科學方法論的興起,電子計算機和遙感技術的應用,導致地理學研究方法的革新,使野外考察與航空照片、衛星照片的調查和解譯結合起來,從單純的類型歸納向理論演繹過渡,從一般的實驗和分析向模擬實驗、分析模式化過渡,從人工制圖向自動化制圖過渡,於是地理學由定性向定量發展,出現了地理數量方法、地理信息系統等研究和應用領域。
④行為化和生態化。20世紀60年代行為科學的出現及其隨後的大發展,波及到社會、經濟、科學、文化各個方面,也波及到地理學。各種不同人群(如決策人、勞動者、消費者等)對地球表面現象的感應以及採取的相應行為是不同的,研究這些感應、行為的規律,讓地理決策和預測更符合實際情況,成為地理學的一項重要任務,從而使地理學研究行為化,並萌發出感應地理和行為地理研究。20世紀20年代在美國出現生態派地理學。
30年代中期英國學者提出生態系統概念並進行研究以後,自然地理學研究逐步形成生態化的趨勢。60年代系統論等方法論引入地理學以後,自然生態系統研究成了自然地理學研究的熱點,從而形成為新自然地理學,以及景觀生態學、疾病生態等研究領域。以後,生態化研究進入人文地理領域,城市生態系統、地域經濟系統、農業地域結構、文化生態(見文化地理學)等研究領域陸續出現。統一地理學還深入研究自然生態系統與社會生態系統之間的聯系和轉化。(見地理學發展史) 自然地理學是研究地理環境的特徵、結構及其地域分異規律的形成和演化規律的學科,是地理學兩個基本學科中的一個。其研究對象是地球表面的自然地理環境,包括大氣對流層、水圈、生物圈和岩石圈上部。所屬的分支按研究特點分為兩組:
一組是綜合性的,包括綜合自然地理學、古地理學等。
一組是部門性的,包括地貌學、氣候學、水文地理學、土壤地理學、生物地理學,還包括新近發展起來的,同其他自然學科結合而成的一些邊緣學科,如化學地理學、醫葯地理學,以及異特殊自然要素為研究對象的學科,如冰川學、凍土學等。
人文地理學是研究地球表面人類各種社會經濟活動的空間結構和變化,以及與地理環境的關系的學科,是地理學兩個基本學科中的另一個。按研究對象可分為社會文化地理學、經濟地理學、政治地理學、城市地理學等分支。
社會地理學即狹義的人文地理學,包括人種地理學、人口地理學、聚落地理學、社會地理學、文化地理學等。
經濟地理學包括農業地理學、工業地理學、商業地理學、交通地理學,以及新近形成的旅遊地理學等。
政治地理學包括狹義的政治地理學和軍事地理學。
城市地理學城市聚落地理學的一部分,隸屬於社會文化地理學,經過近20年的發展,它的研究對象和內容已經超出了聚落和社會文化的范圍,成為人文地理學的一個獨立分支。
歷史地理學是研究人類歷史時期的自然地理和人文地理環境及其變化規律的學科,這是地理學的一個年輕的分支學科。
區域地理學是研究地球表面某一區域地理環境的形成、結構、特徵和演化過程,以及區域分異規律的學科,是地理學的重要組成部分。現代區域地理學強調自然地理和人文地理的統一,注重研究區域自然地理要素和人文地理要素的區域綜合和空間聯系。
地圖學是研究編制和應用地圖的理論、方法和技術的學科,是一門以地圖的形式來綜合表達某一地區的自然地理和人文地理知識的學科。它是地理學中的技術性學科,同地理學各分支學科都有密切的聯系,在促進地理學的發展和實際應用中歷來起著重要的作用。
理論地理學是研究各類地理現象在統一性的基礎上所遵循的總體規律的學科。其研究內容主要包括空間結構論、人地關系論和區位論等。
應用地理學是運用地理學的理論、原則和方法解決實際的社會、經濟和環境問題的學科。實際上,地理學的不少分支學科就是為了應用而發展起來的,如醫葯地理學、軍事地理學等。由於許多重大問題,比如荒漠化、環境保護、土地利用等問題的解決與研究不是一門學科所能單獨勝任的,而地理學由於是綜合性的橫斷學科,特別適於這種應用性研究。
其它的還有數量地理學、地名學、方誌學等等。
總之,21世紀的地理學將是一門在理論化和數量化基礎上,進一步綜合化、生態化、社會化的理論與應用並舉的兩棲科學。 地理學概述、自然地理學、地貌學、動力地貌學、構造地貌學、氣候地貌學、應用地貌學、植物地理學、動物地理學、冰川學、凍土學、古地理學、水文地理學、土壤地理學、化學地理學、綜合自然地理學、人文地理學、經濟地理學、農業地理學、工業地理學、商業地理學、交通運輸地理學、旅遊地理學、人口地理學、人種地理學、聚落地理學、鄉村地理學、城市地理學、社會地理學、文化地理學、歷史地理學、醫學地理學、政治地理學、軍事地理學、地圖學、地名學、理論地理學、區域地理學、應用地理學、災害地理學
與自然地理學相關的基礎科學:物理學,數學,化學,天文學,生物學,考古學,地質學等。其中尤以地質學和古生物學最為重要。
與人文地理相關的基礎學科:經濟,政治,歷史等
10. 考研/遼寧師范人文地理,復試的計量地理學,對沒有數學基礎的人,很難嗎
無論你有否數學基礎,你都要參加復試,所以還不如安心好好把這本書看熟悉,看懂,特別是例題要弄明白。以不變應萬變。