《地統(tǒng)計學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、地統(tǒng)計學(xué)Geostatistics一、課程基本情況課程類別：專業(yè)主干課課程學(xué)分： 3 學(xué)分課程總學(xué)時： 48 學(xué)時，其中講課：38 學(xué)時，實(shí)驗（含上機(jī)）：10 學(xué)時課程性質(zhì)：必修開課學(xué)期：第5學(xué)期先修課程：地理信息系統(tǒng)原理、概率統(tǒng)計、線性代數(shù)適用專業(yè)：地理信息科學(xué)教 材：劉愛利、王培法、丁園圓，地統(tǒng)計學(xué)概論（第一版），科學(xué)出版社，2012年開課單位：地理與遙感學(xué)院 地理信息科學(xué)系二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)地統(tǒng)計學(xué)對地理信息等相關(guān)專業(yè)而言，是一門專業(yè)性較強(qiáng)的主干課程。旨在培養(yǎng)學(xué)生利用克立格等地統(tǒng)計學(xué)的原理與方法，分析在空間分布上同時具有相關(guān)性和隨機(jī)性的自然現(xiàn)象的能力。課程系統(tǒng)講授地統(tǒng)計學(xué)概念、

2、概率論與數(shù)理統(tǒng)計的基礎(chǔ)知識、探索性空間數(shù)據(jù)分析、地統(tǒng)計學(xué)理論假設(shè)、方差估計、協(xié)方差/變異函數(shù)的含義及計算、變異函數(shù)結(jié)構(gòu)分析、線性克立格法中的簡單克立格法、普通克立格法和泛克立格法，非線性克立格法中的對數(shù)正態(tài)克立格法、指示克立格法、析取克立格法，多元地統(tǒng)計學(xué)中協(xié)同克立格的理論和方法，介紹地統(tǒng)計學(xué)在氣象學(xué)、土壤學(xué)、遙感科學(xué)等地學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。本課程要求學(xué)生著重理解區(qū)域化變量概念及性質(zhì)、協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)含義，著重掌握協(xié)方差函數(shù)、變異函數(shù)、簡單克立格法和普通克立格法的計算方法，著重掌握協(xié)方差/變異函數(shù)建模、克立格法插值的軟件操作。三、教學(xué)內(nèi)容和要求第1章 概論（2學(xué)時）1.1地統(tǒng)計學(xué)起源及應(yīng)用（1學(xué)

3、時）了解地統(tǒng)計學(xué)起源及發(fā)展、應(yīng)用領(lǐng)域、常用軟件； 理解地統(tǒng)計學(xué)研究內(nèi)容。1.2地統(tǒng)計學(xué)概念（1學(xué)時）掌握地統(tǒng)計學(xué)概念，及與經(jīng)典統(tǒng)計學(xué)的區(qū)別。重點(diǎn)：地統(tǒng)計學(xué)概念及與經(jīng)典統(tǒng)計學(xué)的區(qū)別難點(diǎn)：地統(tǒng)計學(xué)概念第2章 地統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)（ 10 學(xué)時）2.1概率論與數(shù)理統(tǒng)計的若干基礎(chǔ)知識（2學(xué)時）（1）理解總體和樣本、頻數(shù)分布；（2）掌握隨機(jī)變量數(shù)字特征。重點(diǎn)：隨機(jī)變量數(shù)字特征難點(diǎn)：隨機(jī)變量數(shù)字特征2.2相關(guān)分析（2學(xué)時）（1）理解多變量相關(guān)分析；（2）掌握兩變量相關(guān)分析。重點(diǎn)：兩變量相關(guān)分析難點(diǎn)：多變量相關(guān)分析2.3回歸分析（3學(xué)時）（1）理解多元線性回歸分析；（2）掌握一元線性回歸分析重點(diǎn)：一元線性回歸分析難

4、點(diǎn)：多元線性回歸分析2.4探索性數(shù)據(jù)分析（3學(xué)時）（1）理解地理數(shù)據(jù)；（2）掌握頻率分析、離群值分析、全局趨勢分析、空間自相關(guān)分析、各向異性分析。重點(diǎn)：頻率分析、離群值分析、全局趨勢分析、空間自相關(guān)分析、各向異性分析難點(diǎn)：離群值分析第3章 區(qū)域化變量理論（ 8 學(xué)時）3.1 區(qū)域化變量（2學(xué)時）（1）理解隨機(jī)變量、隨機(jī)函數(shù)、隨機(jī)過程、隨機(jī)場的概念；（2）掌握區(qū)域化變量的概念、性質(zhì)。重點(diǎn)：區(qū)域化變量的概念、性質(zhì)難點(diǎn)：區(qū)域化變量的概念、性質(zhì)3.2 地統(tǒng)計學(xué)理論假設(shè)（1學(xué)時）（1）理解平穩(wěn)假設(shè)和內(nèi)蘊(yùn)假設(shè)的含義重點(diǎn)：二階平穩(wěn)假設(shè)和二階內(nèi)蘊(yùn)假設(shè)概念難點(diǎn)：平穩(wěn)假設(shè)和內(nèi)蘊(yùn)假設(shè)含義3.3協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)（

5、4學(xué)時）（1）理解協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)的概念及性質(zhì)；（2）掌握協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)的計算。重點(diǎn)：協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)的公式及計算難點(diǎn)：協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)的計算3.4估計方差（1學(xué)時）（1）理解估計方差的含義和計算重點(diǎn)：估計方差的含義難點(diǎn)：估計方差的公式推導(dǎo)第4章 變異函數(shù)結(jié)構(gòu)分析（ 6 學(xué)時）4.1變異函數(shù)的理論模型（2學(xué)時）（1）了解孔穴效應(yīng)模型；（2）理解變異函數(shù)理論模型建立的原因，理解純塊金效應(yīng)模型、高斯模型、線性有基臺值模型、線性無基臺值模型、冪函數(shù)模型、對數(shù)模型。（3）掌握球狀模型、指數(shù)模型、純塊金效應(yīng)模型。重點(diǎn)：球狀模型、指數(shù)模型、純塊金效應(yīng)模型難點(diǎn)：變異函數(shù)理論模型建立的原因4

6、.2 變異函數(shù)的套合結(jié)構(gòu)和最優(yōu)擬合（3學(xué)時）（1）了解不同方向變異函數(shù)的套合；（2）理解變異函數(shù)結(jié)構(gòu)分析的原因；理解變異函數(shù)理論模型最優(yōu)擬合的方法；（3）掌握結(jié)構(gòu)分析、套合結(jié)構(gòu)的概念、各向異性的種類；掌握單一方向上變異函數(shù)的套合。重點(diǎn)：單一方向上變異函數(shù)的套合；難點(diǎn)：變異函數(shù)理論模型最優(yōu)擬合的方法。4.3結(jié)構(gòu)分析的步驟（1學(xué)時）（1）理解結(jié)構(gòu)分析的步驟；（2）掌握非等間距不規(guī)則網(wǎng)格數(shù)據(jù)的角度分組和距離分組。重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)分析的步驟第5章 克立格法（ 10 學(xué)時）5.1線性克立格法（7學(xué)時）（1）了解克立格法的種類；（2）理解克立格估計量、克立格估值過程、克立格估計量的無偏性和最優(yōu)性、泛克立格法；（

7、3）掌握簡單克立格法、普通克立格法的概念和計算。重點(diǎn)：簡單和普通克立格法計算難點(diǎn)：簡單和普通克立格法計算5.2 非線性克立格法（1學(xué)時）（1）了解對數(shù)正態(tài)、指示、析取克立格法。5.3協(xié)同克立格法（2學(xué)時）（1）理解協(xié)同區(qū)域化變量理論、交叉協(xié)方差和交叉變異函數(shù)概念及性質(zhì)；（2）掌握交叉協(xié)方差和交叉變異函數(shù)計算；（3）了解協(xié)同克立格法估值。重點(diǎn)：交叉協(xié)方差和交叉變異函數(shù)難點(diǎn)：協(xié)同克立格法估值第6章 地統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用（ 2 學(xué)時）了解地統(tǒng)計學(xué)在氣象、遙感、土壤等地學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)：3-5 次；（2）考核方式：閉卷考試（3）總評成績計算方式：平時成績、實(shí)驗成績、期中考試成績和期末考試成績等綜合計算五、參考書目（1）王仁鐸，胡光道.線性地質(zhì)統(tǒng)計學(xué). 北京：地質(zhì)出版社. 1988.第一版；（2）王政權(quán).地統(tǒng)計學(xué)及其在生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用. 北京：科學(xué)出版社. 1999. 第一版；（3）侯景儒，黃競先.地質(zhì)統(tǒng)