计量地理学是一门学科。它研究地理问题。它使用数学方法。它使用统计学方法。它使用计算机技术。地理事物有空间分布。地理现象有空间关系。这些分布可以测量。这些关系可以分析。计量地理学提供测量工具。计量地理学提供分析思路。
地理数据很重要。地理数据有多种形式。地图上有数据。卫星照片上有数据。人口普查报告里有数据。气象站记录里有数据。这些数据是研究基础。数据需要处理。原始数据可能很乱。数据可能有错误。数据可能不完整。第一步是整理数据。清除错误的数据。补上缺少的数据。统一数据的格式。数据变得干净。数据变得整齐。干净整齐的数据才好用。
数据准备好了。我们要看看数据的样子。数据描述是第一步。计算平均数很重要。平均数代表一般水平。一个地区每年下雨多少天。把这些年的下雨天数加起来。再除以年数。得到年平均下雨天数。这是平均数。计算中位数也有用。中位数代表中间位置。把所有的数据从小到大排队。最中间的那个数就是中位数。中位数不受极端值影响。一个地方大多数家庭收入是三万元。突然搬来一个亿万富翁。平均收入会被拉高。但中位数变化不大。中位数更能代表普通人的情况。
众数也经常用。众数是出现次数最多的数。一个城市有各种品牌的便利店。A品牌出现一百次。B品牌出现五十次。C品牌出现三十次。A品牌就是众数。人们最常看到A品牌。标准差能说明问题。标准差衡量数据的分散程度。数据都靠近平均数。标准差就小。数据离平均数很远。标准差就大。两个村子年平均收入都是五万元。甲村标准差一千元。乙村标准差一万元。甲村各家收入差不多。乙村有的很富。有的很穷。差异很大。
光描述数据不够。我们要研究关系。两个地理事物有关系吗?它的变化会引起它的变化吗?相关分析回答这个问题。相关系数是一个数字。这个数字在负一到正一之间。正一表示完全正相关。一个增加,另一个也增加。负一表示完全负相关。一个增加,另一个减少。零表示没有线性关系。我们研究城市人口和公交车数量的关系。人口越多。公交车通常越多。相关系数可能是零点八。这是一个较强的正相关。我们研究海拔高度和气温的关系。海拔越高。气温通常越低。相关系数可能是负零点七。这是一个较强的负相关。
知道有关系后。我们想知道怎么变化。回归分析解决这个问题。回归分析建立数学模型。用一个变量预测另一个变量。我们知道了公式。就能进行估算。我们研究商店面积和营业额的关系。收集很多商店的数据。商店面积是自变量。营业额是因变量。画个散点图。点大致呈一条直线趋势。用数学方法找出一条直线。这条直线最好地穿过这些点。这条直线的方程就是回归方程。方程可能是:营业额等于五千加八百乘面积。面积每增加一平方米。营业额平均增加八百元。我们可以预测。一个一百平方米的商店。营业额可能是五千加八万。等于八万五千元。
地理事物都在空间里。空间分析是计量地理学的特色。事物在空间上如何排列?是聚集的。还是分散的。还是随机的?我们观察公园里的长椅。长椅可能沿着小路均匀布置。这是规则分布。我们观察城市里的加油站。加油站可能集中在主干道交叉口。这是聚集分布。我们观察荒原上的树木。树木位置可能没有规律。这是随机分布。我们用一个数字判断分布类型。最邻近距离指数常用。计算每个物体到它最近邻居的平均距离。再和理论上的随机分布平均距离比较。比值小于一。说明是聚集分布。比值等于一。说明是随机分布。比值大于一。说明趋向均匀分布。
我们研究扩散现象。病毒传播是一种扩散。信息传播是一种扩散。新技术推广也是一种扩散。扩散有规律。从中心点开始。向四周传播。距离中心越近。越早接受到。距离中心越远。越晚接受到。我们用模型模拟扩散。我们可以预测疫情发展。我们可以规划信息基站。我们可以制定推广策略。
我们划分区域。根据相似性把地方分成不同区域。划分气候带。划分农业区。划分经济区。我们需要指标。温度是气候的指标。降水量是气候的指标。土壤类型是农业的指标。GDP是经济的指标。我们收集很多指标的数据。我们用聚类分析方法。把相似的地方归为一类。把不相似的地方分开。中国南方气温高。雨水多。种水稻。北方气温低。雨水少。种小麦。用气温和降水数据一算。南方北方自然分开。
我们做决策。决策需要选择最好的方案。修一条公路。有好多条路线。哪一条最好?建一个消防站。建在哪里最合理?开一家超市。开在什么地方顾客最多?这些问题需要回答。我们用区位分析。我们用网络分析。我们建立目标。成本最小是目标。时间最短是目标。覆盖人口最多是目标。我们考虑限制条件。地形是限制条件。预算是限制条件。政策是限制条件。我们建立模型。模型考虑所有目标和条件。模型计算每个方案的效果。我们比较这些效果。我们选出最好的方案。计算机帮我们算。算得很快。算得很准。
我们画地图。地图表达地理信息。传统地图画在纸上。现代地图存在电脑里。数字地图更强大。数字地图可以分层。一层是道路。一层是河流。一层是居民点。一层是地形。我们需要哪一层。就打开哪一层。数字地图可以测量。测量两点距离。测量一个区域的面积。测量一条河流的长度。点一下鼠标。结果就出来。数字地图可以分析。找出所有海拔高于一千米的地方。找出距离学校五百米内的所有公园。找出从家到办公室的最短路径。这些分析帮助我们认识世界。这些分析帮助我们解决问题。
计量地理学很实用。它用在城市规划里。分析人口分布。规划学校位置。规划公园位置。规划公交线路。它用在环境保护里。监测森林变化。分析污染扩散。评估生态风险。它用在商业里。分析顾客分布。选择店铺位置。规划物流路线。它用在农业里。分析土壤状况。规划作物布局。估算粮食产量。它用在我们生活中。手机导航用了计量地理学。外卖送餐用了计量地理学。共享单车调度用了计量地理学。
学习计量地理学要有基础。要懂一些数学。要懂一些统计学。要会使用计算机软件。学习过程是循序渐进的。从简单概念开始。学习平均数。学习画散点图。慢慢到复杂方法。学习回归分析。学习空间聚类。软件操作要多练习。自己找一些数据。动手做一遍分析。结果就明白了。
地理世界很复杂。计量地理学是工具。这个工具帮助我们简化复杂。这个工具帮助我们看清规律。这个工具帮助我们预测未来。这个工具帮助我们做出更好选择。数据是原料。方法是工具。思路是指导。三者结合起来。我们就能更深刻地理解脚下的土地。理解我们生活的空间。理解人类活动与自然环境的关系。计量地理学让地理学变得更科学。让决策变得更清晰。让我们的生活变得更方便。这是一门不断发展的学科。新的数据不断出现。新的方法不断发明。计算机能力越来越强。计量地理学的作用也会越来越大。