地理學的基本研究方法

地理學的基本研究方法一、定性描述法與定量分析法

是所有科學的基本研究方法之一，任何一門學科研究的成就也定性描述的結果。特別是科學初創(chuàng)時期，更顯得定性描述法的重要。定性描述法是地理學傳統(tǒng)的研究方法，當然，為了使定性描述的內(nèi)容更加確切，它并不排斥數(shù)量指標的應用?，F(xiàn)代地理學的定型描述常常和定量分析法結合起來使用。具體表現(xiàn)為：描述法和比較法，常常結合起來使用。比如：自然特征的描述：地質(zhì)、地貌、氣候、水文、土壤、植被等，定性描述語言、定量指標、絕對量、相對量等。經(jīng)濟發(fā)展水平的描述：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)劃法就是區(qū)域劃分，這是“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和等級單位系統(tǒng)。把這些具體方法應用到地理學問題研究中去，使地理學問題研究更加深化，反映地理學特有的區(qū)域差異。比如，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)狀和布局結構，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用到地理學，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和評價的分析。分類研究應該從分類的原則、依據(jù)、指標、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，是研究的問題簡單化；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。比如人文地理的調(diào)查研究法的一般程序為：▲地理社會調(diào)查（典型地段調(diào)查）▲科技文獻資料分析▲地理調(diào)查和信息獲取的新技術與新方法▲區(qū)域地理方法：描述、比較和歸納五、總結群眾經(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。我們可以通過總結群眾的經(jīng)驗，來達到對地理問題的深入理解?？偨Y群眾經(jīng)驗法具體可以表現(xiàn)為：問卷法、座談法、訪問法等。如對人們旅游行為的問卷調(diào)查：調(diào)查客源地、游客結構（職業(yè)結構、知識結構等）、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)結構、關心的問題、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▲利用中的問題-----群眾經(jīng)驗總結六、數(shù)學方法數(shù)學是研究空間形式和數(shù)量關系的科學。所以數(shù)學具有很高的抽象性，不經(jīng)過抽象就不能形成數(shù)學語言，而抽象就是人的一種思維。從這個意義上說，數(shù)學方法就是對人思維的模擬。在地理學研究中，像綜合評判、分類、分區(qū)等的數(shù)學方法是直接模擬人的思維活動，像土壤水分變化、農(nóng)作物產(chǎn)量形成等過程(或現(xiàn)象)的數(shù)學模擬，則是模擬人對該問題的認識所作的間接模擬。數(shù)學抽象的表現(xiàn)力是有局限的，因為數(shù)學抽象概念和抽象形式總是帶有某種片面和僵化。所以，不能認為運用了數(shù)學方法、經(jīng)過數(shù)學計算(或經(jīng)計算機處理)，所得的結論就是可靠的有效的。而模擬的結果是否正確，歸根結底要通過實踐去驗證。

1．定量化與應用數(shù)學方法應用數(shù)學方法首先必須定量化，進行數(shù)學模擬建立信息系統(tǒng)當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。所以數(shù)量化不是絕對的。事實上，任何學科的任何規(guī)律都有其相應的精度，不及或超過這個相應的精度其結果也就不再正確。這個精度與研究深度和詳細程度密切相關。不管對問題的研究深度和研究目的，單從數(shù)學方法上提高數(shù)值上的精度是沒有意義的，有時甚至是錯誤的。

2．定量化與科學研究現(xiàn)代化研究的深入需要定量，定量需要應用數(shù)學方法。從最簡單的排序、求平均到建立各種數(shù)學模型等都離不開數(shù)學方法。在現(xiàn)代科學研究及其成果的推廣中，信息系統(tǒng)的建立與運用，是科學研究現(xiàn)代化的一個重要標志。信息系統(tǒng)一般包括智能庫、知識庫、數(shù)據(jù)庫三部分。

3．定量化有助于促使研究深化

人對任一事物的認識由淺入深的過程，一般經(jīng)過如下階段：①可意會不能言傳的感覺階段；②能夠在與別人交談中口頭(加上表情、聲調(diào)等)表述；③能夠用文字加以表達；④(經(jīng)過抽象概括)能用形式化的數(shù)學語言來表達。應用數(shù)學方法“迫使”和有助于人們自覺地加速認識的深化。隨著對問題研究的深入，人們運用數(shù)學語言表達的內(nèi)容會越來越多。建立數(shù)學模型的過程實際上首先是對所論問題已有認識的歸納總結和條理化的過程，同時又是對所論問題的分析研究加深認識的過程。

4．地理科學的特殊性地理學是一門高度綜合的科學，它是建立在多種基礎學科之上的，這就決定了地理學問題的研究深度和精度都受到基礎學科的制約。地理學又是研究事物在時間和空間中分布及變化規(guī)律的學科。時間、空間的連續(xù)性必然帶來中介過渡性。

5．地理學與精確數(shù)學鑒于地理學學科研究的深度與精度的限制，在某一地理學問題中完全運用精確數(shù)學方法建立確定性的白箱模型是十分罕見的。

地理學問題的多元性是在地理學研究中應用精確數(shù)學的又一障礙。多元性帶來的數(shù)學解的不確定性，這種不確定性是由于數(shù)學的局限性。當然眾多有關因素的資料很難全部取得也是一大困難。6．地理學與數(shù)理統(tǒng)計

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。但是由于地理學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)量一般都遠不能滿足大數(shù)定律的要求。因此，數(shù)理統(tǒng)計方法在地理學研究中的應用受到很大的限制。嚴格地說，由于地理學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到穩(wěn)定，即不能滿足數(shù)理統(tǒng)計的基礎——大數(shù)定律，應用數(shù)理統(tǒng)計方法得到的結果不能認為一定是確實可靠的。7．地理學與模糊數(shù)學

模糊數(shù)學是描述和解決帶有模糊性問題的數(shù)學工具。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。雖然模糊數(shù)學至今尚沒有為數(shù)學奠定一個新的基石(正因為如此，至今仍有人不承認模糊數(shù)學是數(shù)學的一個分支)，但模糊數(shù)學確實在解決實際問題中起到重要作用，并在應用中得到發(fā)展。對存在著大量模糊性問題的地理學，模糊數(shù)學應當有較大的用武之地。當然，地理學研究的復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，限制了地理學研究的深度，同時，也使模糊數(shù)學在地理學中的應用受到了限制。

8數(shù)學模型的建立

定義：數(shù)學模型乃是針對或參照某種事物系統(tǒng)的特征或數(shù)量相依關系，采用數(shù)學語言，概括地或近似地表述出來的一種數(shù)學結構。這種結構應該是借助數(shù)學概念和符號刻畫出來的某種系統(tǒng)的純關系結構。所謂純關系結構是指已經(jīng)揚棄了一切與關系無本質(zhì)聯(lián)系的屬性后的系統(tǒng)而言的。數(shù)學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)學模型只能與現(xiàn)實原型具有相對的一致性。

9數(shù)學模型建立（建模）的一般步驟1)確定數(shù)學模型類別按所用的數(shù)學方法進行分類，諸如確定性數(shù)學模型、統(tǒng)計數(shù)學模型、模糊數(shù)學模型等；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、預測預報模型等；按模型對問題反映的深度劃分的白箱模型、灰箱模型和黑箱模型。

2)確定主要因素和主要關系必須考慮問題所屬的系統(tǒng)并選擇具有關鍵性作用的變量和對其量的關系進行考察，也就是說要抓住主要因素、主要關系。3)進行正確抽象正確抽象是指使用恰當?shù)臄?shù)學概念、數(shù)學符號和數(shù)學表達式，形式化地表達所研究的問題。正確的數(shù)學抽象包括從各因素的選取、標定，到整個數(shù)學模型建立的每個步驟。

4)數(shù)學模型的檢驗

數(shù)學模型建成后，還必須把從數(shù)學模型分析得出的數(shù)學推論返回到現(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論或是否與已知結果一致，來判定模型的合理程度或是否有效。檢驗數(shù)學模型是否可靠的一種簡單有效的方法是假設檢驗。所建的數(shù)學模型不但必須較之現(xiàn)實原型簡單、明了，而且應該是越簡單越好。在用數(shù)學模型解決實際問題時，總會有一定的誤差，一個好的數(shù)學模型應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，則應以其中最簡單的模型為最好的模型。七、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)學方法，對地理學涉及的自然資源利用等問題進行系統(tǒng)地分析研究。這種方法一方面使地理學研究趨于定量化，另一方面也使優(yōu)化及預測能夠得以實現(xiàn)。數(shù)學方法較多，主要有數(shù)理統(tǒng)計法、線性規(guī)劃法、動態(tài)預測法、層次分析法等。1、系統(tǒng)分析的特點

（1）多學科：內(nèi)容多要素，需要知識人才多學科。（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，結果，使系統(tǒng)分析工作無效。（3）定量和定性方法相結合系統(tǒng)分析離不開數(shù)學模型，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)分析方法的應用范圍。（4）系統(tǒng)分析不是多種學科的簡單疊加系統(tǒng)分析不僅要求它的具體工作能達到它所涉及學科的科學標準，而且經(jīng)常提出在許多學科中尚未涉及的領域，或需要涉及到幾個學科的邊緣地帶。決策者系統(tǒng)分析使用系統(tǒng)分析方法決定建立系統(tǒng)分析組使用系統(tǒng)分析方法召集、組織系統(tǒng)分析組確定研究對象與決策者商討研究對象商討多種可行性方案商討多種解決方案非系統(tǒng)分析傳統(tǒng)方法數(shù)據(jù)分析和管理做出決策研究決策效果構造模型評價實施做出決策研究決策效果研究的系統(tǒng)和策略的需要與決策者研討所需研究的系統(tǒng)否否是是停否可否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——構造模型

步驟四——評價（檢驗）

步驟五——實施八、GIS方法及應用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術從60年代產(chǎn)生至今，隨著計算機技術的迅速發(fā)展和