現(xiàn)代地理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法

《現(xiàn)代地理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、前言本人在大學(xué)本科學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)專業(yè)，而到了研究生階段則改學(xué)地理學(xué)，畢業(yè)后一直在蘭州大學(xué)地理系從事地理數(shù)量方法的教學(xué)與科研工作。本書就是筆者結(jié)合自己近幾年來的教學(xué)與科研工作，在總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者有關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上寫成的。希望它能對從事地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、人口學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、城市科學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)方面的科研人員及高等院校師生有一點參考價值。本書初稿完成之后，于1994年7月在呼和浩特市召開的全國高校計量地理學(xué)與GIS教學(xué)研討會上，向與會代表作了介紹，得到了大家的肯定和鼓勵，并根據(jù)代表們提出的意見，作了修改、補充。在本書的寫作過程中，得到中國科學(xué)院院士、蘭州大學(xué)地

2、理系主任李吉均教授及本人的導(dǎo)師艾南山教授的指導(dǎo)和鼓勵。本書的出版，得到了蘭州大學(xué)教務(wù)處及高等教育出版社地理編輯室的大力支持，書中插圖由高等教育出版社郝林清繪。謹(jǐn)此，一并致謝！由于筆者水平所限，本書一定存在不少錯誤與缺點，敬請讀者批評指正。徐建華1994年10月于蘭州大學(xué)內(nèi)容提要本書是關(guān)于地理數(shù)量方法方面的一部新作。全書十二章：1.緒論；2.統(tǒng)計分析方法；3.線性規(guī)劃方法；4.多目標(biāo)規(guī)劃方法；5.隨機型決策方法；6.AHP決策分析方法；7.網(wǎng)絡(luò)分析方法；8.控制論及其應(yīng)用；9.模糊數(shù)學(xué)方法；10.灰色系統(tǒng)方法；11.系統(tǒng)動力學(xué)方法；12.投入

3、產(chǎn)出分析方法。本書對于從事地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、人口學(xué)、環(huán)境學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、城市科學(xué)方面的科研人員以及高等院校師生均有一定的參考價值，亦可作為綜合性大學(xué)和高等師范院校地理系高年級本科生及研究生的教材或教學(xué)參考書。第一章緒論數(shù)學(xué)方法，不僅是人們進(jìn)行數(shù)學(xué)運算和求解的工具，而且能以嚴(yán)密的邏輯和簡潔的形式描述復(fù)雜的問題，表達(dá)極為豐富的實質(zhì)性思想。數(shù)學(xué)方法是現(xiàn)代地理學(xué)研究中必不可少的重要方法之一。第一節(jié)現(xiàn)代地理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法——它的形成和發(fā)展地理學(xué)是一門古老的學(xué)科，早在我國戰(zhàn)國前后和古希臘、古羅馬時代就開始萌芽，至今已有2000多年的發(fā)展歷史。縱觀地

4、理學(xué)的發(fā)展史，可劃分為三個基本階段：①古代地理學(xué)，是農(nóng)牧業(yè)社會的產(chǎn)物，以地理知識的記載為主體；②近代地理學(xué)，是工商業(yè)社會的產(chǎn)物，是一種對各種地理現(xiàn)象進(jìn)行條理化歸納，并對其間的關(guān)系作解釋性描述的多分支知識體系；③現(xiàn)代地理學(xué)，是新的科學(xué)技術(shù)社會，即信息社會的產(chǎn)物，它把地理環(huán)境及其與人類活動的相互關(guān)系看作統(tǒng)一的整體，采用定性與定量相結(jié)合的方法，規(guī)范研究與實證研究并舉，以解釋各種地理現(xiàn)象的內(nèi)在機制并預(yù)測其未來演變的科學(xué)。地理學(xué)，自其產(chǎn)生之日起，就與數(shù)學(xué)有著不解之緣。在古代，地理學(xué)與數(shù)學(xué)之源泉科學(xué)——幾何學(xué)，幾乎都是研究地表的。正象《辭?！逢P(guān)于幾何學(xué)

5、的解釋那樣：“古代埃及為興建尼羅河水利工程，曾經(jīng)進(jìn)行過測地工作，它逐漸發(fā)展為幾何學(xué)”。因此，在來自希臘文的西方文字中，幾何學(xué)有“測地”之意，如其英文為Geometry，與地理學(xué)(Geography)、地貌學(xué)（Geomorphology)、地植物學(xué)（Geobotany)、地生態(tài)學(xué)（Geoecology)等術(shù)語有著一個共同的前綴Geo。在古代地理學(xué)時期，人們?yōu)榱藴y算河流長度、山體高度，計算土地面積，不得不運用幾何學(xué)原理和方法。古希臘學(xué)者艾拉托塞尼（Eratcsthenes)測算地球周邊，就是運用了幾何學(xué)原理和方法。在近代地理學(xué)時期，經(jīng)濟學(xué)中的區(qū)

6、位論被移植到地理學(xué)中，開了地理學(xué)運用分析數(shù)學(xué)之先河。本世紀(jì)20—30年代，地理學(xué)研究中的統(tǒng)計方法開始萌芽，并開始進(jìn)行地理要素的統(tǒng)計概括和相關(guān)關(guān)系探討。這些事實充分說明，數(shù)學(xué)方法對于地理學(xué)家來說，并不陌生。但是，在古代地理學(xué)中，運用數(shù)學(xué)方法僅僅是為了描寫地理事件，地理事實和記載地理知識；在近代地理學(xué)中，運用數(shù)學(xué)方法，又只是局限于對地理現(xiàn)象的解釋性描述。而在現(xiàn)代地理學(xué)中運用數(shù)學(xué)方法，則是為了更進(jìn)一步深入地進(jìn)行定量化研究，以揭示地理現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展的內(nèi)在機制及運動規(guī)律，從而為地理系統(tǒng)的預(yù)測及優(yōu)化調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。現(xiàn)代地理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法的出現(xiàn)，反映了

7、地理學(xué)朝著定量化方向發(fā)展的新趨勢。這種新趨勢就是在地理學(xué)研究中，以定量的精確判斷來補充定性的文字描述的不足；以抽象的、反映本質(zhì)的數(shù)學(xué)模型去刻劃具體的、龐雜的各種地理現(xiàn)象；以對過程的模擬和預(yù)測來代替對現(xiàn)狀的分析和說明；以合理的趨勢推導(dǎo)和反饋機制分析代替簡單的因果關(guān)系分析；以最新的定量化技術(shù)革新地理學(xué)的傳統(tǒng)研究方法?，F(xiàn)代地理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法的產(chǎn)生與形成，可以追溯到本世紀(jì)50年代末期。今天，我們所說的現(xiàn)代地理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法，就是在50年代末開始的計量運動的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。一、現(xiàn)代地理學(xué)發(fā)展史上的計量運動近代地理學(xué)的發(fā)展，曾形成了三種主要學(xué)派

8、，即①由赫特納（A.Hettner)首倡，哈特向（R.Hartshorne)繼承和發(fā)展了的區(qū)域?qū)W派；②由洪堡（AlexanderVonHumb-oldt)和李特爾（KarlRit