现代地理学

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浅谈GIS在现代地理学中的应用

1.背景

地理学是一门研究地球表层自然要素与人文要素相互作用与关系及其时空规律的科学。现代地理学不仅包括自然地理学和人文地理学，也涵盖了地理信息科学;在发展中它不仅加强了本学科内部的综合性，同时也与相关学科积极渗透与融合。目前，现代地理学研究的前沿重点是区域格局与动态过程及驱动力，全球变化与区域响应方面的理论创新，区域资源开发与生态环境保护及人地关系协调的应用创新，以3S为主体地球信息科学技术创新，由此而推动现代地理学快速发展。

随着科学技术的进步和社会经济的发展，地理学不断扩大和深化其研究领域，在理论、方法和技术上都取得了前所未有的进展。在现代地理学发展中，其研究在基础理论和应用实践上都取得了显著成绩，并得到广泛应用和普及。现代地理学是继承和发展了近代地理学综合性、区域性的观念，形成一个涵盖了自然地理学、人文地理学和地理信息科学，包含众多分支学科的大学科体系。地理学在地域分异和区域系统、地表自然过程的综合研究，人地关系与区域发展，地理信息系统的建立和应用等多方面不断取得新的成就。地理科学在新的发展形势下，被赋予全新的内涵，它跨越一系列自然科学与社会科学，将全球尺度与区域尺度相融合，但要实现跨学科的综合集成也面临着新的挑战。这是需要众多地理学家努力研究和不断实践来完成的。为此，分析现代地理学研究趋势、明确地理研究的前沿问题，对我国地理研究发展有十分重要的意义。

研究对象本身的复杂性及系统性决定了现代地理学从其产生之日起便需要广泛吸取其他学科的理论、方法和技术。多学科的交叉研究是现代地理学活力之源，因此，以交叉学科思想为出发点，拓展现代地理学的研究方法是现代地理学持续发展的重要保证。同样对于GIS来说，作为信息化社会的重要成员之一，GIS联系着地理空间和社会空间，是未来城市地理学研究的信息主要来源之一，也是现代地理学的主要分析工具之一和新的研究方法的技术支持之一。而GIS的建设需要相应领域学科理论的支撑，引导方向，才能更好地避免或减少信息基础设施的重复建设，充分利用信息资源。

2.现代地理学的现状及特点

2.1现代地理学的现状及存在的问题

现代地理学是同科技社会或信息社会相适应的地理学发展的最新阶段，是现代科学技术革命的产物，以人类居住的地球表层，包括自然地理系统、生态系统和人类社会系统所组成的开放复杂巨系统为研究对象。第二次世界大战之后，科学技术进步及战后城市建设、经济发展、生产力布局等社会经济发展的需要，促进了地理学与其他学科的交叉，于是在理论建树和研究方法上都有所提高，使地理学跨入了现代地理学的发展阶段。但依然存在许多问题：(1)理论建树薄弱，缺乏创新意识。(2)各分支学科的发展很不平衡，偏重自然而忽视对人文过程的研究。(3)高新观测技术和信息处理技术应用不够普及，实地观测、获取第一手数据的能力有待提高。(4)现代地理学尚未建立对人地相互作用系统进行系统描


述和分析的有效方法。(5)在研究思路、主要关注的问题、研究手段和方法、专门人才知识结构，以及社会对地理学的作用的认识等方面还有明显的差距。(6)专门研究人才的知识结构无法适应解决交叉性科学问题的客观要求，研究水平参差不齐，存在一定的低水平重复现象。

2.2现代地理学的特点

(1)强调地理学的统一性。20世纪60年代以后，面对全球性的人口剧增、资源危机、环境污染、城市化，以及区域开发等一系列问题，都不是任何部门地理学能单独承担的课题。地理学自身的发展和实践的需要，都要求它加强一体化，充分发挥地理学固有的综合性特点。

(2)理论化和数量化。从20世纪50年代起，系统论、控制论和信息论等综合性科学方法论的兴起，对地理现象的解释由单纯的类型归纳，过渡到理论演绎、实验反馈和模式化的方法以及采用定性和定量相结合的方法，对纷繁复杂的地表机理进行确定性研究。

(3)行为化和生态化。20世纪60年代行为科学的出现及其随后的大发展，让地理决策和预测更符合实际情况，从而使地理学研究行为化；随着全球问题的出现，地理学研究又逐步形成生态化的趋势。

随着科学技术的进步，地理学将是一门在理论化和数量化基础上，进一步综合化、生态化、社会化的理论与应用并举的两栖科学。并且针对以往的研究基础，发展的优势与不足，现代地理学发展，应该打破长期以来形成的局面，有利于地理学与其他学科进行渗透、交叉，吸收各学科之长及新的理论与方法，从系统的角度研究人类对环境变化的影响、适应性、调控与改造，以及人地关系地域系统研究方法论等。在相互协作和渗透中，地理学还可以找出它的新的生长点。

3. GIS在现代地理学中的应用思路

现代地理学乃至整个地理学在人们的心目中一直难以摆脱“描述性”的色彩，而一门学科的效用最终表现在它对某些规律的把握，并且显示出较为准确的预测性。但模式的建立与规律的把握又依赖于定量化的数学方法，由于地理现象的复杂性和不确定性以及时空特异性，普通的定量化方法往往难以表达、模拟地理过程。因此，地理学的研究急需一个概念表达、数据分析和理论综合的平台。GIS的发展成熟即为此提供了一个契机。GIS是地理信息的载体，它“以处理与地理空间有关的信息为特长，以综合处理地理信息为方向，具有解决复杂问题的强大信息处理能力，是解决人文地理传统研究方法缺陷的有效工具。从以下几个方面具体探讨GIS在时间地理学中的应用途径。

3.1数据获取方法的改进

①时间地理学研究的空间尺度较小而比例尺较大，高空间分辨率的遥感影像1米空间分辨率的IKONOS卫星影象)可为这种研究提供详细的、现势性强的地理背景资料。②基于GIS的数据采集系统，以电子地图和遥感影像底图，GPS提供实时定位。其应用如居民日常生活行为调查，在GIS的支持下，居民活动的路径、时间和方式等内容就可以直接在GIS中标示记录。借助GIS还可以发现调查数据之间的矛盾和不实之处，剔除无效数据。③对于大学生或网民这样的特殊群体，还可以在GIS的支持下通过互联网采集数据，缘于网络的虚拟性，采集到的数据可能更真实。

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