单词 | 计量地理学 |
释义 | 【计量地理学】 拼译:quantitative geography 又称数量地理学、理论地理学(Theoretical Geography),是将数学和电子计算机技术应用于地理学的一门新兴学科。主要研究地理现象的共同空间秩序、空间的规律性和空间结构的一般法则、原理和理论,具有重要的理论和应用意义。 自然地理学应用计量方法较早,人文地理学也早在20世纪30年代出现定量研究。二次世界大战后,在电子计算机的推动下,出现了地理学的“计量革命”。主要有欧洲地理学家引入几何学方法和美国学者引入的代数方法。从1980年开始,中国地理学界对于发展这一学科给予普遍重视,科研机构配备了定量方面的研究人员并确定了研究课题,高校地理系开设计量地理学课程。很多学者加入了国际地理联合会地理数学模型专业委员会。计量地理学的研究过程和对象大致为下列3个方面。空间与过程的研究 1912年戴维斯(K.Davis)的德文著作《地形的解释性描述》(“Die erklärende Beschreibung der Landformen”)提出的模型是:在构造营力作用下,一个平坦的地面被迅速抬升,然后遭到外营力的侵蚀破坏,依次经历幼年、壮年、老年的各发育阶段,最后演化为准平原,亦即从地势起伏迅速增长、持续时间短促的幼年期,演化到地势起伏最大、地貌类型最复杂的壮年期,最后演化到地势起伏不大,变化特别缓慢的漫长老年期。即是说地貌是过程和时间的函数。20世纪50年代斯特拉勒(A.N.Strahler)在一个侵蚀流域,用面积高程曲线给以量化,更扩大了这个学说的影响。20世纪70年代乔利(R.J.Chorley)强调自然地理学研究空间过程-反应系统的重要性。中国李春芬、吴传钧等,也在有关论文中提出它的重要性。西方国家地理学界开展的所谓感应地理(Perception Geography)和行为地理(Behaviour Geography)研究,则属于人文过程的研究,以此探索人文地理现象分布的形成过程。这些问题的提出,用原先的简单统计学等模式是无能为力的,因此把系统论理论和数据库系统技术结合起来,建立起地理系统数学模型。模型结构也发生根本性的变化,地理系统模型中的各种要素具有不同的作用方式、作用方向和作用强度,与要素间的相互作用相伴随,系统中还存在有复杂多样的反馈关系,这些相互作用和反馈关系把系统中的各种要素紧密地联系在一起,从而形成一个具有自组织功能的复杂系统。为探索这种复杂系统,不少的中外地理学家将普里戈津(I.Prigogine)的耗散结构理论引入地理学,把地理事物的空间和过程结合起来,通过过程来研究分布位置与模式,并从过程的演化来预测变化的趋势。一些非线性地理系统数学模型在逐步形成与完善。生态研究 主要指人地关系的研究。由于科学技术的进步以及世界人口的日益增长,人类利用自然环境的范围扩大了,强度也不断提高,甚至使环境质量恶化。如森林被破坏,造成生态不平衡;中国西北干旱与半干旱地区,由于土地利用不合理,沙漠化面积在扩大,而沙漠化面积的扩大又使自然环境质量更进一步遭到破坏,产生一种恶性循环。因此人地关系的研究,决不是地理学一门学科或它的某一门分支学科所能承担得了的,它涉及到多学科的综合问题。为了合理利用地理环境,20世纪50~60年代空间分析应运而生,70年代生态分析又被提到日程上来。一般都通过数学的方法,把自然和人文要素综合起来考虑。为人类活动的地面设施、新建城市或港口选出最适当的位置;在生产布局中使地区得到最合理的利用。为此,还要求对环境可能产生的影响加以监测,并对其将来的变化趋势进行预告。在方法论上,计量地理学比传统地理学在理论与实践的结合有明显的进步性。区域研究 地理区域的相似性和差异性是区域研究的根据,开始只满足于描述和解释区域的特点和差异(区内和区际的),强调区域个性,把注意力局限于形态一致的区域(Formal or Homogeous Regions),现在则日益趋向功能区域(Functional Regions)。在实践中为了解决一个特定的地理学问题,常涉及几个区域,如对流域之间的调水问题,首先要查明有关流域内水资源的分布和需水情况,把水资源盈余和匮乏的地区结合起来进行通盘考虑。这类区域就是所谓功能区,区内各部分存在着功能上的联系,也称之为空间组织区域(Spatially organized regions)。以城市为中心的结节区(Nodal Regions),也属于这类区域。这方面的中外学者代表作很多,但大部分属数理统计模型、模糊数学模型、线性规划模型等。人们在实际工作中认识到在一功能区域中,系统与系统之间,要素与要素之间多数不是线性关系的相互作用问题。实际上地理系统在不同层次的外界因子以及内部自然力和社会生产力的综合作用下,形成多种多样的不同层次的物质循环和能量循环,这种循环过程把系统内不同层次的组成要素紧密地联系在一起,从而使要素之间存在有复杂多样的相互作用,构成不同形式的反馈关系,这些相互作用和反馈关系基本上都是多体间的不对称相互作用,其中既有强作用,也有弱作用;既有正反馈,也有负反馈;作用的双方既可以是同一层次的要素,也可以是不同层次的要素。不同强度和方向的相互作用与反馈关系交织在一起,从而使各种要素、过程和作用都具有非独立性,而且各种相互作用因时因地而异,即具有空间和时间上的非均匀性,所以这些相互作用属于非线性相互作用的范畴。正是由于这种非线性相互作用,使所有的要素相互制约,蕴合成一个有机的整体。因此有人用统计动力学方法模拟区域系统的随机性和确定性的客观要求,甚至于实行多层次,多方位的模拟。20世纪末的计量地理学开辟了地理学科的一个广阔天地,如用耗散结构理论研究曲流发现河道曲流的发育是一个不断趋向能量耗散极大-极小的循环过程;用突变理论研究滑坡,找到快速和慢速滑坡的判别式;用分形和渗流理论研究自然地理现象和地貌演化;用湍流和孤波理论研究荒漠;用物理系统湍流运动的无序理论研究区域经济、生态系统中若干与无序现象有关的形态机制;用混沌理论研究人口系统等。中国钱学森对地理学在科学系统中的地位的研究中明确指出,地理科学是一个学科体系,它既不同于地理学,也不同于地学,它是自然科学与社会科学的汇合。地理科学的发展要从整体上考虑并解决问题,要应用“从定性到定量的综合集成”的最新方法开展深入研究。这种从定性到定量的综合集成的研究工作,很大程度上是计量地理学从20世纪走向21世纪的发展方向。【参考文献】:1 Cole, King .Quantitaive Geography. London:John Wiley & sons Ltd, 1970.1~242 John A. Matthews Quantitative and StatisticalApproachesto Geography. Oxford:pergamon press Ltd,1981. 1 ~123 张超,杨秉赓.计量地理学基础.北京:高等教育出版社,1989.1~124 刘妙龙.系统工程,1991,9(6)∶1~75 艾南山.大自然探索,1992,11(39)∶15~19(安徽师范大学地理系查良松副教授撰) |
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