地理國情復(fù)雜系統(tǒng)及其區(qū)劃研究

謝明霞

1. 長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院，湖北 武漢 430010; 2. 武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079

如何繼承和發(fā)揮傳統(tǒng)測繪的優(yōu)勢，在地理國情研究工作中實現(xiàn)思想和技術(shù)的雙重轉(zhuǎn)型，從而避免用基礎(chǔ)測繪的思維方式進(jìn)行地理國情普查與監(jiān)測，避免地理國情普查與監(jiān)測可能出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)海量，知識貧乏”現(xiàn)象，是目前迫切需要解決的問題。本文圍繞地理國情這一主題，針對現(xiàn)有地理國情綜合統(tǒng)計分析中存在的問題，采用遞進(jìn)式的分析結(jié)構(gòu)，建立了適于地理國情綜合統(tǒng)計分析的相關(guān)理論和模型，并進(jìn)行了地理國情區(qū)劃的理論研究和試驗分析。論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下：

(1) 提出了地理國情復(fù)雜系統(tǒng)的概念，并對其進(jìn)行了定量表達(dá)。地理國情作為人與自然的復(fù)雜空間綜合體，是一個集資源、生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會等眾多要素于一體的復(fù)雜系統(tǒng)。地理國情復(fù)雜系統(tǒng)可以打破傳統(tǒng)的單要素各自獨立的研究狀態(tài)，系統(tǒng)梳理資源、環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會子系統(tǒng)的理論體系，并對其進(jìn)行有機(jī)整合。

(2) 分析了地理國情復(fù)雜系統(tǒng)區(qū)劃的指標(biāo)選取原則和方法，以此為依據(jù)，分別選取了地理國情復(fù)雜系統(tǒng)分類區(qū)劃和分級區(qū)劃指標(biāo)，并利用DPSIR模型構(gòu)建了相應(yīng)的指標(biāo)體系。根據(jù)地理國情復(fù)雜系統(tǒng)子系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顟B(tài)評價、子系統(tǒng)間協(xié)調(diào)度和地理國情協(xié)調(diào)度，對地理國情的整體協(xié)調(diào)狀況進(jìn)行決策分析，確定地理國情修復(fù)和完善的方向，制定相應(yīng)的調(diào)整和改進(jìn)策略，實現(xiàn)資源、環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與社會子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)最優(yōu)化。

(3) 構(gòu)建了地理國情復(fù)雜系統(tǒng)區(qū)劃模型，包括分類區(qū)劃和分級區(qū)劃。地理國情復(fù)雜系統(tǒng)區(qū)劃是綜合地理區(qū)劃的深入，從資源、環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會綜合性的視角詮釋區(qū)劃，揭示資源、生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會等要素在地理空間上相互作用、相互影響的內(nèi)在關(guān)系。它既是地理國情綜合統(tǒng)計分析的方法與過程，同時也是綜合統(tǒng)計分析的成果。

(4) 結(jié)合聚類分析和多維尺度分析方法，設(shè)計了地理國情復(fù)雜系統(tǒng)分類區(qū)劃方法。利用地理國情的多維尺度分析結(jié)果可以有效指導(dǎo)地理國情k-means聚類中初始聚類數(shù)和聚類中心的選取，根據(jù)聚類結(jié)果，對各聚類簇進(jìn)行解釋和定義，并對各類型的組合特征和成因等進(jìn)行分析，最終生成地理國情復(fù)雜系統(tǒng)的分類區(qū)劃專題圖。以河南省為例，在河南省地理國情普查數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，進(jìn)行了河南省地理國情復(fù)雜系統(tǒng)分類區(qū)劃試驗和分析，從而對文中提出的方法進(jìn)行了實踐和驗證。

(5) 利用優(yōu)劣解距離法對復(fù)雜系統(tǒng)中的子系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顟B(tài)或分類層指數(shù)進(jìn)行評價；利用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法對復(fù)雜系統(tǒng)中各子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)性進(jìn)行評價。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了多元復(fù)雜系統(tǒng)協(xié)調(diào)性的通用評價模型，根據(jù)分級區(qū)劃指標(biāo)體系和通用評價模型提出了地理國情復(fù)雜系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性評價方法，對河南省地理國情進(jìn)行了分級區(qū)劃試驗，并制定了河南省各地市地理國情協(xié)調(diào)發(fā)展的改進(jìn)措施。

(6) 在地理國情復(fù)雜系統(tǒng)分類區(qū)劃和分級區(qū)劃的基礎(chǔ)上，利用相關(guān)系數(shù)和離差系數(shù)，設(shè)計了地理國情復(fù)雜系統(tǒng)區(qū)劃的調(diào)整和確定方法，并對地理國情復(fù)雜系統(tǒng)區(qū)劃進(jìn)行了疊置、空間自相關(guān)和空間關(guān)聯(lián)模式分析，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)地理國情普查數(shù)據(jù)及其相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的潛在知識和規(guī)則。