地理建模方法

前言

科學方法是推動科學技術創(chuàng)新的武器。在科學思想和科學方法上缺乏創(chuàng)新意識和系統(tǒng)研究，制約著我國科技自主創(chuàng)新能力的提高。地理學思想與方法的挖掘、梳理、凝練和集成，是地理學創(chuàng)新的重要基礎工作，也是提高地理學解決實際問題的能力、更好地滿足國家需求的必要之舉。為了促進我國地理學科技成果創(chuàng)新、科技教育創(chuàng)新、科技管理創(chuàng)新，“十一五”期間，科學技術部立項啟動了科技創(chuàng)新方法工作專項課題“地理學方法研究”（2007FY140800）。本書是該專項課題的子課題之四“地理信息分析與地理計算方法論研究”（2007FYl40800-4）的成果之一。傳統(tǒng)地理學方法研究問題的程序是：野外工作（收集資料）-數據處理-概念體系條理化-歸納（概括）-建立理論法則-解釋地理現象。但是，地球表面各圈層相互作用的人地關系地域系統(tǒng)是一個復雜的巨系統(tǒng)，其各個子系統(tǒng)、要素在空間上的耦合關系及其相互作用機制與過程非常復雜，許多問題是非結構化的，僅靠傳統(tǒng)的地理學方法，很難產生新的認識和新的發(fā)現。

內容概要

　　《地理建模方法》從理論、方法、技術三個層面介紹和探討地理建模問題。其中，理論篇的主要內容包括：地理模型的功能與分類，地理建模的思維方法與導向原則，地理建模應注意的問題，地理建模方法概述。方法篇的主要內容包括：非確定性建模方法，運籌決策建模方法，系統(tǒng)控制仿真建模方法，非線性分析建模方法等。技術篇，主要是介紹地理建模計算中常用的軟件及其應用。理論與實踐結合，方法與應用結合、以問題為導向、學以致用，既是《地理建模方法》成稿的基本原則，也是《地理建模方法》一個鮮明的特色。

書籍目錄

前言 第1章 地理模型的概念、特點、功能與分類 1.1 地理模型的概念 1.1.1 模型 1.1.2 地理模型 1.2 地理模型的特點 1.3 地理模型的功能 1.3.1 認識地理問題的橋梁 1.3.2 地理科學發(fā)現的工具 1.3.3 綜合研究的功能 1.4 地理模型的分類 思考題 參考文獻 第2章 地理建模的思維導向與原則 2.1 地理建模的思維導向 2.2 地理建模的基本原則 思考題 參考文獻 第3章 地理模型建立與應用的若干問題 3.1 建立地理模型的基本步驟 3.2 建立地理模型常用的數學方法 3.3 地理模型的應用方面 3.4 建立與應用地理模型應該注意的問題 思考題 參考文獻 第4章 地理建模方法概述 4.1 數據分析法 4.1.1 探索性數據分析 4.1.2 數據分析的地理建模實例 4.2 機理分析法 4.2.1 結構分析法 4.2.2 功能分析法 4.2.3 過程分析法 4.2.4 實例：地理過程中的人類活動作用 4.3 量綱分析法 4.3.1 量綱與基本量綱 4.3.2 量綱齊次性原則與相似定律 4.3.3 地理相似準則 4.4 類比分析法 4.4.1 科學發(fā)現中的類比分析法 4.4.2 類比法的地理建模實例 4.5 仿真模擬方法 思考題 參考文獻 第5章 非確定型建模方法 5.1 經典統(tǒng)計建模方法 5.1.1 統(tǒng)計檢驗法 5.1.2 相關分析法 5.1.3 回歸分析法 5.1.4 主成分分析法 5.1.5 聚類分析法 5.2 空間統(tǒng)計建模方法 5.2.1 空間自相關分析 5.2.2 空間計量模型 5.3 地統(tǒng)計建模方法 5.3.1 地統(tǒng)計方法的基本原理 5.3.2 應用實例 5.4 模糊數學建模法 5.4.1 模糊數學基本知識 5.4.2 模糊聚類方法 5.4.3 模糊綜合評判方法 思考題 參考文獻 第6章 運籌決策建模方法 6.1 線性規(guī)劃方法 6.1.1 線性規(guī)劃的數學模型 6.1.2 線性規(guī)劃的標準形式 6.1.3 線性規(guī)劃的解及其性質 6.1.4 線性規(guī)劃問題的求解方法——單純形法 6.1.5 應用實例：農場種植計劃模型 6.2 目標規(guī)劃方法 6.2.1 目標規(guī)劃模型 6.2.2 求解目標規(guī)則的單純形方法 6.2.3 目標規(guī)劃模型實例：土地利用規(guī)劃 6.3 網絡分析方法 6.3.1 地理網絡的測度 6.3.2 最短路徑問題 6.3.3 選址問題 6.3.4 最大流問題及其求解方法 6.3.5 最小費用流及其求解方法 6.4 ahp決策分析方法 6.4.1 ahp決策分析的基本原理與計算方法 6.4.2 應用實例：扶貧開發(fā)戰(zhàn)略決策定量分析 思考題 參考文獻 第7章 信息反饋與系統(tǒng)仿真方法 7.1 控制論與信息反饋方法 7.1.1 幾個基本概念 7.1.2 地理系統(tǒng)動態(tài)的控制論描述 7.1.3 建模實例：可更新資源的最優(yōu)利用策略 7.2 灰色系統(tǒng)方法 7.2.1 灰色關聯分析方法 7.2.2 灰色預測方法 7.2.3 灰色系統(tǒng)建模方法 7.3 系統(tǒng)動力學方法 7.3.1 系統(tǒng)動力學建模的基本原理 7.3.2 系統(tǒng)動力學建模實例：國土資源約束下的區(qū)域發(fā)展過程 思考題 參考文獻 第8章 非線性分析方法 8.1 分形理論建模方法 8.1.1 分形理論簡介 8.1.2 分形理論的地理建模實例 8.2 小波分析建模方法 8.2.1 小波分析理論簡介 8.2.2 小波分析方法的地理建模實例 8.3 人工神經網絡建模方法 8.3.1 人工神經網絡簡介 8.3.2 人工神經網絡方法的地理建模實例 思考題 參考文獻 第9章 地理建模分析中常用的軟件 9.1 SPSS及相關軟件在地理建模中的應用 9.1.1 回歸分析 9.1.2 因子分析 9.1.3 聚類分析 9.1.4 SPSS的其他分析功能 9.1.5 其他相關軟件簡介 9.2 Matlab軟件在地理建模中的應用 9.2.1 Matlab主工具箱(matlab main toolbox) 9.2.2 統(tǒng)計工具箱(statistics toolbox) 9.3 Arcgis和Geoda軟件在地統(tǒng)計建模方面的應用 9.3.1 Arcgis地統(tǒng)計模塊的應用 9.3.2 Geoda的應用 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：對于研究對象（系統(tǒng)、過程）的描述是科學研究的前提和基礎，而對于一個真實的復雜系統(tǒng)的描述，往往需要借助于一定的模型來實現。所謂地理模型，就是指真實的地理對象（過程、系統(tǒng)）的模仿物，它可以用實物、邏輯符號、圖形、表格、文字、數學公式及計算機軟件來表示。在真實的地理系統(tǒng)中，包含各種不同的地理要素。這些地理要素之間構成了復雜的關系，其中有物理的、化學的、生物的及社會的各種成分和過程，而且各種成分和過程又都隨著時間的變化呈現出不同的空間分布。然而，地理模型是對地理系統(tǒng)的抽象描述，這種描述注重地理系統(tǒng)的實質性內容和關鍵性環(huán)節(jié)，舍棄了與研究問題無關的次要因素及不必要的環(huán)節(jié)和過程，從而求得地理系統(tǒng)內在的規(guī)律。由此可見，在地理學研究中，特別是在多要素、多層次的復雜地理系統(tǒng)分析中，利用模型和建造模型具有十分重要的意義。從廣義上來說，地理模型包括語言模型（文字模型）、圖形模型、模擬模型等多種形式。但是，數學模型是對地理系統(tǒng)（過程）最為基礎、最為深刻的描述。地理數學模型能夠反映出真實地理系統(tǒng)（過程）中各主要因素之間的邏輯關系和數學關系，從而使模型成為定量分析和模擬計算的工具。

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《地理建模方法》由科學出版社出版。

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