地理数据与模型的时空尺度问题

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1、地理数据与模型的时空尺度问题XXX科学研究中的“尺度”，是自然科学和社会科学各个学科领域首先必须面对、必须解决的一个基本问题。不同的学科领域，对于“尺度”的定义和概念理解不同。地理学中的尺度最具复杂性和多样性。从广义上来讲，所谓尺度是指研究对象在空间或时间方面的基准尺寸。地理学中的尺度包括两个方面的含义：粒度(Grain):研究对象的最小可辩识单元空间粒度时间粒度幅度(Extent):研究对象的持续范围空间幅度时间幅度1.多种时空尺度的地理问题2.多种时空尺度的地理数据3.两个具体实例4.建立地理模型的“问题导向”原则全球

2、尺度的问题地带性和非地带性规律全球变化问题厄尔尼诺现象生物多样性变化………区域尺度的问题洲际、地区尺度的问题国家尺度的问题各种尺度的区域问题1.1多种空间尺度的地理问题以地质（或地层）年代为时间尺度的古环境问题研究古生物问题研究………….现代环境和社会经济发展问题研究千年、百年的时间尺度10年、1年的时间尺度季度、月、天、小时的尺度…………1.2多种时间尺度的地理问题2.1地理数据的多维性对于一个地理对象，它的具体意义往往需要从空间、属性、时间三个方面进行综合描述。在空间方面，需要描述该地理对象所处的地理位置和空间范围；在

3、属性方面，需要描述该地理对象的具体内容；在时间方面，需要描述该地理对象产生、发展和存在的时间范围。其中，对于时间的描述，需要1个变量；对于地理位置和空间范围的描述，一般需要2～3个变量；对于属性特征的描述，至少需要1个以上，多则需要十几个、甚至几十个变量。可见，地理数据具有多维性特征。2.2地理数据管理——地理数据仓库（GDW）2.2.1数据仓库(DataWarehouse，简称DW)的定义DW是依赖于计算机和互联网环境的DSS技术，是在决策需求的驱动下产生与发展起来的。因为传统的数据库无法满足决策支持系统对数据库系统的要

4、求。因此，专为决策服务的数据库系统，即数据仓库就应用而生了。W.H.Inmon（被誉为“数据仓库之父”）对数据仓库的定义是：数据仓库是支持决策过程的、面向主题的、集成的、随时间变化的、持久的数据集合。2.2地理数据管理——地理数据仓库（GDW）2.2.2地理数据仓库（GDW）的定义数据仓库(DataWarehouse）的概念，定义：地理数据仓库（GDW）是支持地理研究与决策过程的、具有空间、时间和属性多维特征的、面向特定主题的、持久的数据集合。2.2地理数据管理——地理数据仓库（GDW）数据仓库中的基本概念“粒度”，正好与

5、我们地理数据的“粒度”相对应，它是指数据仓库的数据单位中保存数据的细化或总合程度的级别。数据仓库的多重粒度的划分正好对应多种粒度的地理数据。相应地，立方体、数据分割、分片以及数据集市(DataMart)等概念；数据组织模式；数据追加；切片和切块、钻取(drill)、旋转(pivoting)等操作分析方法都可以平移地理数据仓库。2.2.3相应的概念、模型和方法平移近10年来，国内外学术界对于中国区域经济差异收敛性的讨论非常热烈。有人认为，改革开放以来，中国区域经济差异迅速扩大，有人则不以为然；有人认为中国区域经济差异的演化过

6、程服从倒U型曲线，有人则认为不尽然；许多学者认为东西部差距差距急剧扩大！究其原因，除了不同学者采用的分析方法、统计指标和考察问题的角度有所不同以外，还有一个更为重要的原因，就是研究的时空间尺度不同。显然，以下两点实事是不可否认的：基于不同的空间基本单元，即使采用同一测度指标，衡量相同年份的收入差异，得到结果肯定不同。即使基于相同的空间单元，采用相同的测度指标，在不同的时间段内考察区域收入差异的收敛性，得到的结果肯定不同。但是，大部分学者在这个问题的研究中，都忽略了一个基本问题：时空尺度问题！除了按行政区域划分外，是否还有其

7、它的空间单元划分方法？中国区域经济差异变化过程呈倒U型？东中西三个地带及其之间的差异变化呈倒U型？东中西三个地带之间的差距大于全国省际差异？大于东部地区的省际差异？地带之间的差异比省内差异更严重？3.1.2与时空尺度相关的几个问题区域经济差异研究中，区域单元的划分与空间尺度密切相关。对于中国，至少可以从如下几方面划分：（1）两分法，即沿海和内陆地区；（2）三大地带：东部、中部、西部；（3）六分法：华北、东北、华东、中南、西南、西北；（4）七分法：远西、北部腹地、南部腹地、中部核心、北部沿海、东部沿海和南部沿海。（5）以省级

8、行政单元为基本区域单元；（6）以地级行政单元划分；（7）以县级行政单元划分。3.1.3几点初步认识（1）从三大地带尺度来看，改革开放以来东中西三大地带间经济差异在逐渐拉大，地带内的差异一直在缩小。地带间的差异对全国总体差异的影响较地带内差异更为显著，且影响程度逐渐加深，对总体差异起主导作用。从省（市、区