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第四章地理學(xué)的基本研究方法 第一節(jié)常規(guī)方法一 定性描述法與定量分析法二 地理區(qū)劃法三 地理類型法四 典型地段調(diào)查法五 總結(jié)群眾經(jīng)驗法第二節(jié)數(shù)學(xué)方法第三節(jié)系統(tǒng)分析法第四節(jié)GIS方法 第一節(jié)常規(guī)方法 5種一 定性描述法與定量分析法 定性描述法是所有科學(xué)的基本研究方法之一 任何一門學(xué)科研究的成果也是定性描述的結(jié)果 特別是科學(xué)初創(chuàng)時期 更顯得定性描述法的重要 定性描述法是地理學(xué)傳統(tǒng)的研究方法 當(dāng)然 為了使定性描述的內(nèi)容更加確切 它并不排斥數(shù)量指標(biāo)的應(yīng)用 現(xiàn)代地理學(xué)的定性描述常常與定量分析法結(jié)合起來使用 具體表現(xiàn)為描述法和比較法 也常常結(jié)合起來使用 自然特征的描述內(nèi)容 地質(zhì) 地貌 氣候 水文 土壤 植被等 定性描述語言 定量指標(biāo) 絕對量 相對量等 經(jīng)濟發(fā)展水平的描述內(nèi)容 經(jīng)濟部門 發(fā)展水平 絕對水平 相對水平 存在問題 解決對策 相對寬泛和概括 與措施 相對具體 比如 陜西旅游資源比較豐富 定性語言 要有數(shù)量指標(biāo)予以支撐 旅游業(yè)收入 絕對收入 在國內(nèi)排名 從業(yè)人數(shù) 絕對數(shù)量 排名 旅游資源類型及吸引力等 二 地理區(qū)劃法 區(qū)劃就是區(qū)域劃分 也叫地域系統(tǒng)劃分 區(qū)劃法是 空間性 研究的一個行之有效的方法 現(xiàn)在已有一整套的理論 目的 原則 依據(jù) 指標(biāo) 方法 和等級單位系統(tǒng) 把這些具體方法應(yīng)用到地理學(xué)問題研究中去 使地理學(xué)問題研究更加深化 反映地理學(xué)特有的區(qū)域差異 研究一個地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展 不但要從整體上研究經(jīng)濟發(fā)展的總體特征 經(jīng)濟部門的發(fā)展現(xiàn)狀和布局結(jié)構(gòu) 而且要用區(qū)劃的方法 從區(qū)域差異上研究經(jīng)濟發(fā)展與布局的區(qū)域差別 使經(jīng)濟發(fā)展的對策落實到具體的地域當(dāng)中 地理區(qū)劃法還給我們提供了一個研究的思路 是地理學(xué)區(qū)域性觀念的具體實施 三 地理類型法 就是分類研究 這是群類歸并分析的一個行之有效的方法 現(xiàn)有已有一整套的理論和分類等級單位系統(tǒng) 把類型歸并的方法應(yīng)用到地理學(xué) 尤其是資源研究中去 加強資源的類型研究 有助于各類資源的特征與評價的分析研究 是研究深化 分類研究應(yīng)該從分類的原則 依據(jù) 指標(biāo) 分類系統(tǒng)的的思路來研究既定問題 四 典型地段調(diào)查法 典型地段法是為了簡化和深化地理學(xué)問題而采取的一種行之有效的方法 把一個大區(qū)域的問題 通過微小區(qū)域的典型地段研究 使研究的問題簡單化 也正是把區(qū)域縮小 才使問題研究更加深入 有利于采用多種實驗手段的數(shù)量方法 比如經(jīng)濟指標(biāo)的抽樣調(diào)查 經(jīng)濟問題的實證分析 自然特征和自然資源的典型地段調(diào)查等等 典型地段法是從點到線 由線到面 實現(xiàn)區(qū)域研究目的的起始點和基本方法 自然地理學(xué)的典型地段調(diào)查有綜合剖面法 類型填圖法等 人文地理的典型地段調(diào)查有實證法 抽樣法等 程序為 目的與任務(wù)的確定 文獻(xiàn)資料的收集與分析 地理社會調(diào)查 典型地段調(diào)查的實證 抽樣 數(shù)據(jù)和信息的處理與計算 建立地理模型 存在問題與解決對策分析 提出解決方案 驗證與實施 五 總結(jié)群眾經(jīng)驗法 對于自然資源的利用 經(jīng)濟問題的解決 人類活動的行為取向 長期以來各地都積累了許多豐富的經(jīng)驗和方法 這對于開展地理研究很有幫助 我們可以通過總結(jié)群眾的經(jīng)驗 來達(dá)到對地理問題的深入理解 總結(jié)群眾經(jīng)驗法具體可以表現(xiàn)為 問卷法 交談法 訪談法 座談法 訪問法等 對人們旅游行為的問卷調(diào)查 調(diào)查客源地 游客結(jié)構(gòu) 職業(yè)結(jié)構(gòu) 知識結(jié)構(gòu)等 客流量 逗留時間等 農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的座談法調(diào)查 收入來源 收入狀況 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 關(guān)心的問題 存在的問題 發(fā)展方向等 土地利用的訪問法 考察法調(diào)查 土地名稱 群眾命名 土地利用現(xiàn)狀 群眾經(jīng)驗總結(jié) 利用中的問題 群眾經(jīng)驗總結(jié) 第二節(jié)數(shù)學(xué)方法 3個問題 數(shù)學(xué)與定量化 地理與數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)建模 一 數(shù)學(xué)方法與定量化數(shù)學(xué)是研究空間形式和數(shù)量關(guān)系的科學(xué) 其特點是具有很高的抽象性 不經(jīng)過抽象就不能形成數(shù)學(xué)語言 而抽象就是人的一種思維 從這個意義上說 數(shù)學(xué)方法就是對人思維的模擬 地理學(xué)研究的數(shù)學(xué)模擬 可分為 直接模擬 直接模擬人的思維活動 如綜合評判 分類 分區(qū)等 間接模擬 如土壤水分變化 農(nóng)作物產(chǎn)量形成等過程或現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模擬 數(shù)學(xué)抽象的表現(xiàn)力是有局限的 因為數(shù)學(xué)抽象概念和抽象形式總是帶有某種片面和僵化 所以 不能認(rèn)為運用了數(shù)學(xué)方法 經(jīng)過數(shù)學(xué)計算 或經(jīng)計算機處理 所得的結(jié)論就是可靠的有效的 而模擬的結(jié)果是否正確 歸根結(jié)底要通過實踐去驗證 數(shù)學(xué)方法促進(jìn)了科學(xué)研究的定量化 具體表現(xiàn)有三 1 定量化與應(yīng)用數(shù)學(xué)方法 應(yīng)用數(shù)學(xué)方法首先必須定量化 進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬建立信息系統(tǒng)當(dāng)然也必須首先定量化 質(zhì)和量是不可分割的 任一種性質(zhì)總和一定的數(shù)量相關(guān)聯(lián) 決定質(zhì)變的量可以稱之為定性的模糊量 從另一角度來說 以往地理學(xué)研究中常用的定性分等 分級 方法實際上也是一種定量 而且是分明的 確定性的 定量 雖然這種方法存在著較明顯的缺點 但它畢竟是屬于某一等級的事物就僅屬于該等級而完全不屬于其它任何別的等級 所以排中律在這里是完全的 任何數(shù)量都有一個精度 而任何精度都有其相對性 不是絕對的 事實上 任何學(xué)科的任何規(guī)律都有其相應(yīng)的精度 不及或超過這個相應(yīng)的精度其結(jié)果也就不再正確 這個精度與研究深度和詳細(xì)程度密切相關(guān) 不管對問題的研究深度和研究目的 單從數(shù)學(xué)方法上提高數(shù)值上的精度是沒有意義的 有時甚至是錯誤的 2 定量化促進(jìn)科學(xué)研究的現(xiàn)代化 研究的深入需要定量 定量需要應(yīng)用數(shù)學(xué)方法 從最簡單的排序 求平均到建立各種數(shù)學(xué)模型等都離不開數(shù)學(xué)方法 在現(xiàn)代科學(xué)研究及其成果的推廣中 信息系統(tǒng)的建立與運用 是科學(xué)研究現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志 信息系統(tǒng)一般包括智能庫 數(shù)據(jù)庫 知識庫三部分 是定量化促進(jìn)科研現(xiàn)代化的重要手段 3 定量化有助于促使研究深化 人對任一事物的認(rèn)識由淺入深的過程 一般經(jīng)過4個階段 可意會卻不能言傳的感覺階段 能夠在與別人交談中口頭 加上表情 聲調(diào)等 表述 能夠用文字加以表達(dá) 經(jīng)過抽象概括 能用形式化的數(shù)學(xué)語言來表達(dá) 應(yīng)用數(shù)學(xué)方法 迫使 和有助于人們自覺地加速認(rèn)識的深化 隨著對問題研究的深入 人們運用數(shù)學(xué)語言表達(dá)的內(nèi)容會越來越多 建立數(shù)學(xué)模型的過程實際上首先是對所論問題已有認(rèn)識的歸納總結(jié)和條理化的過程 同時又是對所論問題的分析研究加深認(rèn)識的過程 二 數(shù)學(xué)方法與地理學(xué)研究 4個問題1 地理科學(xué)的特殊性 地理學(xué)是一門高度綜合的科學(xué) 它是建立在多種基礎(chǔ)學(xué)科之上的邊緣學(xué)科 這就決定了地理學(xué)問題的研究深度和精度都受到基礎(chǔ)學(xué)科的制約 傳統(tǒng)的地理學(xué)是一個經(jīng)驗學(xué)科 地理學(xué)又是研究事物在時間和空間中分布及變化規(guī)律的學(xué)科 時間 空間的連續(xù)性必然帶來中介性與過渡性 2 地理學(xué)與精確數(shù)學(xué) 運用精確數(shù)學(xué)的局限性 地理問題的模糊性 鑒于地理學(xué)學(xué)科研究的深度與精度的限制 在某一地理學(xué)問題中完全運用精確數(shù)學(xué)方法建立確定性的白箱模型是十分罕見的 地理學(xué)問題的多元性與不確定性 是在地理學(xué)研究中應(yīng)用精確數(shù)學(xué)的又一障礙 多元性帶來的數(shù)學(xué)解的不確定性 這種不確定性是由于數(shù)學(xué)的局限性 當(dāng)然眾多有關(guān)因素的資料很難全部取得也是一大困難 3 地理學(xué)與數(shù)理統(tǒng)計 曙光與局限共存 數(shù)理統(tǒng)計是處理具有由隨機性引起的不確定性問題的有力工具 在地理學(xué)中應(yīng)用較為廣泛 卻有限制 地理學(xué)研究對象具有極強的地域性和時序性 大多數(shù)過程是不可逆的 而且自然界中同類的地理事物 現(xiàn)象 過程等 發(fā)生的次數(shù)是有限的 被觀察記錄下來的就更少 加之因素的多元性 能夠用作數(shù)理統(tǒng)計的樣本數(shù)量一般都遠(yuǎn)不能滿足大數(shù)定律的要求 數(shù)理統(tǒng)計方法在地理學(xué)研究中的應(yīng)用受到很大的限制 嚴(yán)格地說 由于地理學(xué)問題可用于分析研究的資料數(shù)據(jù)在數(shù)量上常常不能使概率達(dá)到穩(wěn)定 即不能滿足數(shù)理統(tǒng)計的基礎(chǔ) 大數(shù)定律 應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法得到的結(jié)果不能認(rèn)為一定是確實可靠的 4 地理學(xué)與模糊數(shù)學(xué) 又開了一扇窗 模糊數(shù)學(xué)是描述和解決帶有模糊性問題的數(shù)學(xué)工具 所謂模糊性是指一事物在某種程度上屬于此的同時 在另一程度上屬于彼 模糊數(shù)學(xué)確實在解決實際問題中起到重要作用 并在應(yīng)用中得到發(fā)展 盡管模糊數(shù)學(xué)至今尚沒有為數(shù)學(xué)奠定一個新的基石 正因為如此 至今仍有人不承認(rèn)模糊數(shù)學(xué)是數(shù)學(xué)的一個分支 對存在著大量模糊性問題的地理學(xué) 模糊數(shù)學(xué)應(yīng)當(dāng)有較大的用武之地 當(dāng)然 也有局限性 地理學(xué)研究的復(fù)雜性和綜合性要求廣博的知識 隨著廣度的增加 廣與深的矛盾就越加突出 限制了地理學(xué)研究的深度 同時 也使模糊數(shù)學(xué)在地理學(xué)中的應(yīng)用受到了限制 三 數(shù)學(xué)模型的建立 數(shù)學(xué)模型 是針對或參照某種事物系統(tǒng)的特征或數(shù)量的相依關(guān)系 采用數(shù)學(xué)語言 概括地或近似地表述出來的一種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)應(yīng)該是借助數(shù)學(xué)概念和符號刻畫出來的某種系統(tǒng)的純關(guān)系結(jié)構(gòu) 純關(guān)系結(jié)構(gòu) 是指已經(jīng)揚棄了一切與關(guān)系無本質(zhì)聯(lián)系的屬性后的系統(tǒng)而言的 數(shù)學(xué)模型是對人的思維本身或反映客觀事物 客觀規(guī)律的思維的模擬 但數(shù)學(xué)模型只能與現(xiàn)實原型具有相對的一致性 數(shù)學(xué)模型建立 建模 的一般步驟 4步 1 確定數(shù)學(xué)模型類別按所用的數(shù)學(xué)方法分為 確定性數(shù)學(xué)模型統(tǒng)計數(shù)學(xué)模型模糊數(shù)學(xué)模型按所研究問題的性質(zhì)分為 綜合評判模型動態(tài)仿真模型優(yōu)選模型預(yù)測預(yù)報模型按模型對問題反映的深度分為 白箱模型灰箱模型黑箱模型 2 確定主要因素和主要關(guān)系必須考慮問題所屬的系統(tǒng)并選擇具有關(guān)鍵性作用的變量和對其量的關(guān)系進(jìn)行考察 也就是說要抓住主要因素 主要關(guān)系 3 進(jìn)行正確抽象正確抽象是指使用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)概念 數(shù)學(xué)符號和數(shù)學(xué)表達(dá)式 形式化地表達(dá)所研究的問題 正確的數(shù)學(xué)抽象包括從各因素的選取 標(biāo)定 到整個數(shù)學(xué)模型建立的每個步驟 4 數(shù)學(xué)模型的檢驗 數(shù)學(xué)模型建成后 還必須把從數(shù)學(xué)模型分析得出的數(shù)學(xué)推論 返回到現(xiàn)實中去 看看能否正確地回答實際問題 而且還不能僅僅簡單地根據(jù)建模所用的樣本數(shù)據(jù)本身是否得出合理的結(jié)論或是否與已知結(jié)果一致 來判定模型的合理程度或是否有效 檢驗數(shù)學(xué)模型是否可靠的一種簡單有效的方法是假設(shè)檢驗 通常有 U 檢驗 在大樣本 n 30 且符合正態(tài)分布的情況下 檢驗隨機變量的數(shù)學(xué)期望是否等于某一已知值的一種假設(shè)檢驗方法 t 檢驗 在小樣本 n 30 且觀察樣本符合正態(tài)分布的情況下 檢驗隨機變量的數(shù)學(xué)期望是否等于某一已知值的一種假設(shè)檢驗方法 另外還有X2檢驗 F 檢驗 秩和檢驗等 所建的數(shù)學(xué)模型不但必須較現(xiàn)實原型簡單 明了 而且應(yīng)該是越簡單越好 在用數(shù)學(xué)模型解決實際問題時 總會有一定的誤差 一個好的數(shù)學(xué)模型應(yīng)該具備估計誤差范圍的功能 如果有兩個以上的功能相同精度相仿的模型 則應(yīng)以其中最簡單的模型為最好的模型 第三節(jié)系統(tǒng)分析法 系統(tǒng)分析法是從地理系統(tǒng)的角度 運用數(shù)學(xué)方法 對地理學(xué)涉及的自然資源利用等問題進(jìn)行系統(tǒng)地分析研究 這種方法一方面使地理學(xué)研究趨于定量化 另一方面也使優(yōu)化及預(yù)測能夠得以實現(xiàn) 數(shù)學(xué)方法較多 主要有數(shù)理統(tǒng)計法 線性規(guī)劃法 動態(tài)預(yù)測法 層次分析法等 1 系統(tǒng)分析的特點 1 多學(xué)科 內(nèi)容上多要素 需要知識人才上的多學(xué)科 2 多方案 系統(tǒng)分析者不是決策者 系統(tǒng)分析者的任務(wù)是向決策者提供對某個問題解決的多種可行方案 如果系統(tǒng)分析者向決策者提供了唯一的可行方案 經(jīng)常會由決策者無法接受 而又無其它選擇 結(jié)果 使系統(tǒng)分析工作無效 3 定量和定性方法相結(jié)合系統(tǒng)分析離不開數(shù)學(xué)模型 但是 所研究系統(tǒng)的要素目前并不是都能數(shù)量化的 因此 把系統(tǒng)分析理解為純數(shù)量研究方法 就曲解了系統(tǒng)分析的本質(zhì) 也就大大限制了系統(tǒng)分析方法的應(yīng)用范圍 4 系統(tǒng)綜合 不是多種學(xué)科的簡單疊加系統(tǒng)分析不僅要求它的具體工作能達(dá)到它所涉及學(xué)科的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn) 而且經(jīng)常提出在許多學(xué)科中尚未涉及的領(lǐng)域 或需要涉及到幾個學(xué)科的邊緣地帶 2系統(tǒng)分析的工作步驟 步驟一 確定研究對象步驟二 提出解決方案步驟三 構(gòu)造模型步驟四 評價 檢驗 步驟五 實施 第四節(jié)GIS方法 意義 1 GIS是地理綜合的主要工具 地理信息系統(tǒng) GIS 技術(shù)從60年代產(chǎn)生至今 隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展和GIS應(yīng)用領(lǐng)域的擴大和深入 GIS技術(shù)日臻成熟 其在自然地理研究中的應(yīng)用也從初期的以空間數(shù)據(jù)的存取為主到多種空間分析模型的應(yīng)用 以至最終將成為地理綜合的主要工具 2 自然地理研究的目的不外乎兩個方面 均可應(yīng)用GIS 一是揭示地球表面各種空間現(xiàn)象和過程的規(guī)律 二是為有關(guān)資源管理 環(huán)境整治和區(qū)域發(fā)展的決策服務(wù) 3 GIS技術(shù)最大的應(yīng)用市場在于市政設(shè)施管理GIS在自然地理學(xué)研究中最大的應(yīng)用領(lǐng)域也是在管理和決策領(lǐng)域 即資源管理和環(huán)境整治 而在地表過程模擬模型上的應(yīng)用則相對較弱 但卻是目前最活躍的研究領(lǐng)域 下面談7個問題 一 GIS定義及優(yōu)越性 定義多種多樣 側(cè)重點不同 反映了GIS技術(shù)的不同側(cè)面 側(cè)重于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定義 地理信息系統(tǒng)是由特定的硬件和軟件組成的專門處理地理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng) 側(cè)重于系統(tǒng)功能的定義 地理信息系統(tǒng)是具有地理空間數(shù)據(jù)的輸入 管理 分析和表達(dá)功能的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 對于地理工作者來講 GIS技術(shù)是地圖的延伸 也可以說是地理學(xué)家的工作平臺 GIS的優(yōu)越性 精確 它以數(shù)值的形式儲存地理空間數(shù)據(jù) 比依賴于介質(zhì)的紙繪地圖來得精確 迅速 通過GIS進(jìn)行的空間查詢和計算 其速度更快 遠(yuǎn)非手工可比 容量大 空間分析功能強大 它可以將不同來源 不同比例尺 不同投影的數(shù)據(jù)綜合在一起 更可以在統(tǒng)一的軟件環(huán)境下構(gòu)建和運行各種地理空間分析模型 二 空間模型和數(shù)據(jù)模型 構(gòu)建GIS數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵 目前GIS技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的還是它的數(shù)據(jù)庫管理功能 而從空間數(shù)據(jù)庫的角度來認(rèn)識GIS技術(shù) 也是掌握這一技術(shù)最方便的突破口 空間模型 空間特征 可由空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)表示 從數(shù)學(xué)的角度上講 地圖是以三維矢量空間來描繪地物 其中二維用來刻畫地物的空間特征 如位置和形狀 另一維刻畫地物的屬性 如種類和大小等 在地理信息系統(tǒng)中 空間兩維特征形成空間數(shù)據(jù) 屬性特征形成屬性數(shù)據(jù) 地物空間特征的表示方式有三種 點 井 線 河流 和面 建筑物 GIS與紙繪地圖最基本的差異 GIS完全用數(shù)值來刻畫地物的空間位置和關(guān)系 而這一工作是由數(shù)據(jù)模型來完成的 GIS的數(shù)據(jù)模型主要有兩大類 柵格模型和矢量模型 GIS是高度依賴于空間模型和數(shù)據(jù)模型的技術(shù) 選擇合適的空間模型和數(shù)據(jù)模型來表示研究對象 是運用GIS技術(shù)進(jìn)行地理研究的第一步工作 采用不同的空間模型和數(shù)據(jù)模型影響著我們采集數(shù)據(jù)的方式 分析數(shù)據(jù)的方法及表達(dá)空間信息的形式 三 屬性數(shù)據(jù)的測度 影響數(shù)據(jù)分析的另一個重要因素 影響數(shù)據(jù)分析的另一個重要因素是GIS屬性數(shù)據(jù)的測度 或測量 即數(shù)量化的程度 數(shù)據(jù)的測度包括 類型數(shù)據(jù)等級數(shù)據(jù)等距數(shù)值數(shù)據(jù)比率數(shù)值數(shù)據(jù)不同測度的數(shù)據(jù)所能應(yīng)用的代數(shù)運算和統(tǒng)計方法不同 對于類型數(shù)據(jù)和等級數(shù)據(jù) 只能運用布爾代數(shù) 0 1邏輯 運算多數(shù)數(shù)理統(tǒng)計方法也都要求等距或比率數(shù)值數(shù)據(jù) 四 空間數(shù)據(jù)的精度 空間數(shù)據(jù)的精度指GIS刻畫現(xiàn)實地物細(xì)部特征的能力 紙繪地圖的精度就是比例尺的大小 遙感圖像的精度也就是分辨率的高低 在紙繪地圖上很難畫出比0 2mm更細(xì)的線條 這就決定了這種介質(zhì)在給定的比例尺下所能刻劃的最小地物的大小 GIS坐標(biāo)可以采用雙精度 精確到小數(shù)點后15位 的數(shù)值 因此擺脫了紙繪地圖線條粗細(xì)的技術(shù)限制 在計算機屏幕上 GIS圖形幾乎可以任意縮放 如果空間定位采用地面實際距離和坐標(biāo) 則不受比例尺的限制 GIS數(shù)據(jù)的精度決定于數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性 GIS數(shù)據(jù)可以有多種來源 其中最普遍的是紙繪地圖和遙感圖像 用分辨率來表示空間數(shù)據(jù)的精度更為直觀 而紙繪地圖的比例尺可以遵循一定的規(guī)則轉(zhuǎn)換為分辨率 由于紙繪地圖上的線寬一般為0 5mm 因此比例尺為1 10萬地圖的有效分辨率約為100000 0 5mm 即50m 比例尺為1 100萬地圖有效分辨率為500m 結(jié)論 一個研究項目可能需要收集許多不同來源和不同時段的空間數(shù)據(jù) 其分辨率亦會存在很大的差別 而忽視這些差別 將影響分析結(jié)果的有效性 五 GIS數(shù)據(jù)庫 空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的結(jié)合構(gòu)成某一主題的圖層 多個圖層組成GIS數(shù)據(jù)庫 如地貌圖層 土壤圖層和土地利用圖層 關(guān)于某一研究區(qū)域的若干圖層疊加 組成GIS的數(shù)據(jù)庫 當(dāng)這些圖層具有相同的地圖投影和坐標(biāo)系統(tǒng)時 就可以很方便地進(jìn)行基于空間位置或基于屬性數(shù)據(jù)的信息查詢 并可以進(jìn)行跨圖層的數(shù)據(jù)綜合 產(chǎn)生新的圖層 分圖層組織GIS數(shù)據(jù)庫的方法 數(shù)據(jù)庫組織功能 大大地方便了數(shù)據(jù)的提取和分析 實際工作中常常存在這樣的情況 即一個制圖單元含多項屬性數(shù)據(jù)或多項屬性數(shù)據(jù)是按同一制圖單元搜集的 如土壤質(zhì)地 有機質(zhì)含量及各種營養(yǎng)元素的含量往往來自同一土壤樣品的化驗結(jié)果 具有相同的制圖單元 這時可利用GIS軟件的關(guān)系數(shù)據(jù)庫功能進(jìn)行組織 使其共享同一圖層 以節(jié)約存儲空間和提高查詢速度 六 GIS的基本空間分析功能 GIS技術(shù)的最突出功能和最大魅力 對于地理工作者來講 GIS技術(shù)的最大魅力在于其提供的空間分析工具 運用這些工具 研究人員可以開發(fā)出研究課題所需的空間分析模型 以基于柵格數(shù)據(jù)模型的GIS系統(tǒng)為例 這些分析工具實質(zhì)上是關(guān)于網(wǎng)格的屬性數(shù)值和網(wǎng)格間相對位置的數(shù)學(xué)運算 運算逐格進(jìn)行 數(shù)據(jù)來自一個或若干圖層上的當(dāng)前網(wǎng)格或與當(dāng)前網(wǎng)格具有屬性上的聯(lián)系或一定的空間聯(lián)系的網(wǎng)格 運算結(jié)果賦予當(dāng)前網(wǎng)格 形成新的圖層 根據(jù)網(wǎng)格數(shù)據(jù)的空間搜尋范圍的不同 運算具有三種操作形式 形成了GIS的三類基本空間分析工具 局部操作 主要是關(guān)于當(dāng)前網(wǎng)格數(shù)據(jù)的運算 鄰域操作 是關(guān)于當(dāng)前網(wǎng)格一定距離內(nèi)所有網(wǎng)格之?dāng)?shù)據(jù)的綜合運算 區(qū)域操作 是關(guān)于當(dāng)前網(wǎng)格所在的地理區(qū)域內(nèi)所有網(wǎng)格之?dāng)?shù)據(jù)的綜合運算 七 GIS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 資源管理和環(huán)境整治 起到輔助支持的作用 4個領(lǐng)域 1 GIS技術(shù)與資源調(diào)查自然資源調(diào)查的結(jié)果往往是地理空間數(shù)據(jù) 表達(dá)和儲存這些數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)手段主要是地圖 GIS對資源調(diào)查的技術(shù)支持主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的管理上 解決了因繪圖介質(zhì)變形造成的空間數(shù)據(jù)誤差問題 有利于空間數(shù)據(jù)的長期保存 查詢快捷 便于數(shù)據(jù)更新 方便了地圖的拼接 分幅及投影轉(zhuǎn)換 使大型地理空間數(shù)據(jù)庫的建立成為可能 遙感已成為目前資源調(diào)查的主要數(shù)據(jù)來源 對遙感圖像的解譯離不開地面知識 因此將遙感信息結(jié)合進(jìn)GIS數(shù)據(jù)庫 利用地面高程和土地覆被信息可以提高圖像解譯的效率和準(zhǔn)確程度 2 GIS技術(shù)與資源評價 GIS對資源評價的技術(shù)支持主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)重新分類和數(shù)據(jù)綜合兩個方面 單要素評價是根據(jù)某種利用的要求對該項要素的數(shù)據(jù)進(jìn)行的重新賦值 因評價方案的不同 賦值的方法或為分等法 或為依據(jù)一定規(guī)則進(jìn)行的打分 在GIS系統(tǒng)中 賦值是通過數(shù)據(jù)重新分類實現(xiàn)的 在矢量GIS系統(tǒng)中 只涉及對屬性數(shù)據(jù)的操作 而在柵格系統(tǒng)中 則通過局部操作實現(xiàn) 對多要素評價結(jié)果的綜合 計算方法多種多樣 如最小因素率法 要素兩兩比較法及模糊綜合評判法等 但不外乎各要素值間的代數(shù)運算或邏輯運算 在柵格GIS系統(tǒng)中 可通過多圖層操作 或稱地圖代數(shù) 快速完成這種運算 而在矢量系統(tǒng)中 這種涉及多要素的計算往往需要地圖覆疊來實現(xiàn) 3 GIS技術(shù)與環(huán)境監(jiān)測 側(cè)重于易變的環(huán)境現(xiàn)象和過程 應(yīng)用領(lǐng)域 過去 環(huán)境監(jiān)測主要指對水質(zhì) 大氣質(zhì)量 污染物濃度及污染物擴散過程的監(jiān)測 近年來隨著可持續(xù)發(fā)展概念的提出和建立綜合的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系的要求 環(huán)境監(jiān)測的范圍擴大到土地質(zhì)量 土地覆被 主要是森林和濕地等 溫室氣體排放及自然災(zāi)害等許多領(lǐng)域 遙感技術(shù)是環(huán)境監(jiān)測的主要手段之一 通過與數(shù)字地形模型和原有土地覆被數(shù)據(jù)庫的連接 GIS技術(shù)可輔助遙感圖像的解譯 GIS技術(shù)還可在空間數(shù)據(jù)庫管理和不同時像的地圖比較方面 輔助環(huán)境監(jiān)測工作 GIS技術(shù)的綜合的特性 在自然災(zāi)害的監(jiān)測和防治方面表現(xiàn)得最為突出 例如森林火災(zāi)和洪水影響區(qū)的監(jiān)測和預(yù)警 GIS系統(tǒng)可以通過遙感圖像實時確定災(zāi)害的發(fā)生地和空間范圍 通過降雨 洪峰流量 總洪量 風(fēng)向 地面高程 土地利用 居民點密度及交通路線等其它來源的數(shù)據(jù) 模擬洪水或火災(zāi)的空間過程 預(yù)測災(zāi)害損失 并通過遙感時像訂正模型 輔助災(zāi)害監(jiān)測和救災(zāi)工作 4 GIS技術(shù)與區(qū)域規(guī)劃 工程項目和設(shè)施的選址是GIS技術(shù)的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域 常常作為典型案例編入GIS的教科書和軟件手冊中 與選址問題相比 生產(chǎn)布局 經(jīng)濟和環(huán)境發(fā)展的區(qū)域控制及宏觀區(qū)域發(fā)展規(guī)劃較為復(fù)雜 往往涉及到優(yōu)化 預(yù)測及模擬模型等分析手段 對這些復(fù)雜問題 GIS所能提供的技術(shù)支持 除常規(guī)的空間數(shù)據(jù)處理外 還可以提供空間數(shù)據(jù)庫與分析模型的接口 以及模型結(jié)果的空間可視化 使區(qū)域規(guī)劃工作方便 快速 精確地開展起來 小結(jié) 地理學(xué)研究研究方法很多 但基本方法可以概括為定性描述法 地理區(qū)劃法 地理類型法 典型地段調(diào)查法 總結(jié)群眾經(jīng)驗法 數(shù)學(xué)方法 系統(tǒng)分析法和GIS法等8種 各種方法可以單獨使用 也可以結(jié)合起來使用 尤其是常規(guī)5法 研究中到底適用哪些方法 需要考慮研究問題的具體情況 靈活運用 數(shù)學(xué)方法 系統(tǒng)分析法 GIS法等新方法的采用 是今后發(fā)展的趨勢與主流 謝謝