地学建模的基本理论.docVIP

第一讲 序 一、历史回顾 在中国古代地理学是一门研究地球表面现象以及朝廷行政区划等情况的学问。中国先秦典籍《易经》中有“仰以观于天文，俯以察于地理”之说，所谓“地有山川原隰，各有条理，故称‘理’也”(最简单的统计总结过去(简单的外延（经验）预测未来。 无论是德拉采尔的“环境决定论”法国白兰士1845～1918白吕纳1869～1930的“人地相关论”古籍《礼记·王制》篇中广谷大川异制，民生其间者异俗地理环境决定论的思想；东汉时期王充的《论衡·明雩》篇中“夫人不能以行感天，天亦不能随行而应人”的主张人、地关系思想。欧美国家经济地理学的发展过程 重要历史事件 1760，俄国，罗蒙诺索夫的《地理考察》，第一次提出经济地理的概念 1826，德国，杜能的《孤立国》（农业区位论） 1882，德国，葛茨（Gotz）的“经济地理学的任务” 1893，美国，经济地理课程第一次出现在康奈尔大学和滨西法尼亚大学 1925，美国，《Economic Geography》创刊 二“二战”之前 2.1 区域与分异——哈特向（R·Hartshorne，1899～）美国地理学家经济地理学“区域主义”最重要的代表人物。 1939年出版其代表性著作《地理学的性质》，明确提出地理学的研究对象是地域分异。1959年又写出《地理学性质的透视》一书，重新对地理学性质作出评价，系统地阐述地理学的统一性和建立科学法则等问题，被广泛视为权威性著作。 2.2 人地关系研究 主要在欧洲比较流行，特别是德国和法国。 地理环境决定论：西方近代地理学一开始就从不同角度探索地理环境演变、分布规律和人地关系的内在规律。达尔文主义。 人地关系论：代表法国人地学派的白兰士和白吕纳，根据区域观念来研究人地关系提出“或然论” 。 以德国赫脱纳（A.Hettner）和巴沙格（S.Passarge）为代表的景观学派，认为地理学是研究变动中的景观，它是包括自然和人文要素相结合的区域现象的整体。 2.3 工业区位论代表人物：韦伯的工业区位论（1909），克里斯塔勒的中心地理论（1933）、胡弗区位论（1937）最小生产成本和运费成本 “二战”之后 3.1 计量革命与空间（区域）科学的诞生 谢费尔（F. K. Schaefer），德国 (1953), 号召以科学方法寻求地理规律 美国华盛顿大学Edward Ullman和William Garrison两位先锋。强调统计学和数学方法的应用 在英国，Peter Haggett，强调通过对事物的抽象、建立模型、并利用统计方法来检验模型的现实性(Locational Analysis in Human Geography) 近代中国引进西方的学科体系，地理学发展成为一门以全世界或一个地区、国家的山川、气候等自然环境及物产、交通、居民点等社会经济因素为研究对象的学科。(现代统计分析(符合众数规律的半科学、半经验未来预测 1960年代，计量地理成为经济地理学的主流，并形成了网络，代表着那个时期的“新经济地理学”。 到20世纪60年代末和70年代初，北美的空间分析和区域科学的影响达到其高峰 (半定量研究(定量研究； 静态研究(动态研究； 研究各自然、人文要素之间表象关系(研究相互作用机制； 基于资料分析的经验总结(基于动力学机制的未来科学预测； 要实现以上的发展，必须开展各类耦合动力模式的构建以及多尺度数值模拟的理论研究。 美国国家研究院院长Alberts 博士2001年在《重新发现地理学》提出了用地理学查询的三维矩阵来表示地理学观察世界的方法：Z坐标是综合的领域（环境动态、环境/社会动态、人类/社会动态）；Y坐标是空间的表述（图形的、语言的、数学的、数字的、认识的）；X坐标是动态观察世界的方法（地方综合、地方间的相互倚赖、尺度间的相互倚赖）。我们已经习惯用图形的、语言的、数字的方式来描写、研究静态的环境、社会和、人类，问题是如何用数学的方式来描写、研究随时间变化的环境动态-社会动态-人类动态？ (必须开展多尺度数值模拟的理论研究与各类耦合动力模式的构建研究 地理学的危机 英国著名地理学家哈维也曾指出：“自本世纪以来，地理学家力图把他们在长期的多样化的实践中所获得的经验综合成一门条理清楚逻辑严谨的理论性学科，但没有获得完全的成功，这主要是由于地理学家们企图以其更狭窄的专业来挽救地理学的危机。地理学家们越是在这个方面取得成功，就越是促进了地理学科的解体，更加深了地理学内部的危机……”。( *地理学：研制以地表为研究主题的各类全球变化 耦合模式（各类地表基本过程；各类时间、空 间尺度）(最终建立与大气动力学、气候动力 学、海洋动力学、地球构造动力学、生态动力 学平行的地理（地表基本过程）动力学。多尺