什麼被稱為地理學第一定律

① 為什麼地理中稱八大行星共面,而開普勒第一定律則說不共面

第一，八大行星共面性是指太陽系八大行星的運動軌道幾乎在一個平面上，並不是完全的共面。如下圖所示：

第二，開普勒三定律沒有涉及到軌道傾角的問題。

開普勒三定律：

第一定律：開普勒在《宇宙和諧論》發表的表述：每一個行星都沿各自的橢圓軌道環繞太陽，而太陽則處在橢圓的一個焦點中。

第二定律：約翰內斯·開普勒在《新天文學》中的原始表述：在相等時間內，太陽和運動著的行星的連線所掃過的面積都是相等的。

第三定律：開普勒在《宇宙諧和論》上的原始表述：繞以太陽為焦點的橢圓軌道運行的所有行星，其各自橢圓軌道半長軸的立方與周期的平方之比是一個常量。

② 遙相關與地理學第一定律矛盾嗎

遙相關與地理學第一定律並不矛盾。從它們的定義上看，此二者可謂是英雄所見略同：
遙相關，又稱大氣遙相關或遙聯，可簡要地定義為相隔一定距離的氣候異常之間的聯系。

地理學第一定律可以簡單理解為：地理空間的任何事物都是與其他事物相關的，只不過相近的事物關聯更緊密。
它們強調的都是聯系。

③ 地理學第一定律的發現者

Waldo Tobler，生於1930年，聖塔芭芭拉加州大學（UniversityofCalifornia,SantaBarbara，簡稱UCSB，又常譯為加州大學聖塔芭芭拉分校）退休教授，美籍瑞士地理學家，制圖學家。地理學第一定律來源於他的觀點Everything is related to everything else, but near things are more related to each other即「任何事物都相關，只是相近的事物關聯更緊密」。

④ 什麼是地理學第一定律

一種說法是：相鄰的事物相似，遠離的事物相異。另一種說法是：空間造成隔離，隔離促成個性的形成和發展，由此繁衍出自然和人文景觀的多樣性和區域差異。前一種觀點強調的是地理同一性，後一種觀點強調的是地理差異性。然而兩種觀點都把這對矛盾統一體的本源歸結為——空間距離。

⑤ 景觀生態學的起源與發展

地理學中的景觀學產生於德國，19世紀末葉，由近代地理學的創始人之一、德國的洪堡（Alexander Von Humboldt）將景觀的概念引入地理學中，他認為景觀的地理學含義是「一個地理區域的總體特徵」。作為一門研究景觀形成、演變和特徵學科的景觀學產生於19世紀後期至20世紀初期。德國地理學家Seigfried
Passarge 於1919―1920年出版了三卷本《景觀學基礎》之後，又於1921―1930年出版了四卷本的《比較景觀學》。在這兩部著作中，他認為景觀是相關要素的復合體，並系統地提出了全球范圍內景觀分類、分級的原理；並認為劃分景觀的最好標志是植被，同時，他還提出了城市景觀的概念。作為景觀學說的提出者之一的德國人文地理學家Otto Schluter 於本世紀初發表了《人類地理學的目的》一書，在該書中他提出了文化景觀形態學和景觀研究是地理學的主題的觀點。在1952-1958年間先後完成的三卷本《早期中歐聚落區域》一書中，他提出了自然景觀與人文景觀的區別，並最早把人類創造景觀的活動提到了方法論原理上來。其實有關人文景觀的思想，早在1925年即在美國人文地理學家Carl Sauer的《景觀的形態》一書中得到了反映，在該書中，Sauer 提出應重視不同文化對景觀的影響，認為解釋文化景觀是人文地理學研究的核心（中國大網路全書地理卷，1990）。自本世紀30年代以後，又出現了一個景觀學研究的中心，這就是前蘇聯的景觀學研究。其代表人物為貝爾格。他於1913年即提出，景觀是地形形態的一定的、有規律地重復的綜合體或群體這一概念。1931年，貝爾格的巨著《蘇聯景觀地理地帶》一書出版，該書是蘇聯系統闡述景觀學原理的第一次嘗試。在該書中他進一步明確和補充了1913年所下的景觀定義，提出了景觀的例子，研究了景觀與其組成成份之間的相互作用，談到了景觀的發展與起源問題。由於貝爾格等最初的景觀研究者們，沒有賦於景觀任何分級的意義，而把它看成是任何的地理單元，即把它用作是「地理綜合體」的同義詞，因此，在以後的研究當中，出現了一些自相矛盾或不好理解的東西，為此，許多後繼的研究者們，針對這些缺陷做了許多研究工作，以致於形成了蘇聯景觀研究的兩大學派：
類型學派和區域學派。類型學派的代表人物主要有M.A.別爾烏辛等，而區域學派的代表人物主要有拉孟斯基、C.D.卡列斯尼克、H.A.宋采夫、伊薩欽科等，而尤以區域學派的影響為甚。H.A.宋采夫1947年在全蘇第二次地理學代表大會上關於景觀問題的報告，被認為是繼拉孟斯基、卡列斯尼克、蘇卡喬夫等人之後，對景觀學說的第一個巨大貢獻。在這一報告及其以後的著作中他給了景觀一個新的、更為確切的定義：景觀是具有同類地質基礎和相同的一般氣候的、發生上一致的地域，這是由幾個或許多部分―限區―組成，後者在景觀范圍內形成有規律的結合。之後，又有許多地理學家在相當多的著作中對景觀學說進行闡述。尤其值得一提的是波雷諾夫和彼列爾曼的工作。他們奠定了景觀地球化學的基礎，他們主要研究景觀中化學元素的遷移，形成了蘇聯又一個景觀學研究方向―景觀地球化學研究方向（伊薩欽科等，1962；貝爾格等，1964）。
現代景觀學研究向兩個方向發展，一個方向是強調分析研究和綜合研究相結合，分析研究通過對景觀各個組成成分及其相互關系的研究去解釋景觀的特徵，綜合研究則強調研究景觀的整體特徵，這一方向的景觀學相當於綜合自然地理；另一個方向是研究景觀內部的土地結構，探討如何合理開發利用、治理和保護景觀。這一研究在蘇聯發展為景觀形態學，在中國則稱為土地類型學（中國大網路全書－地理卷，1990）。
地理學是研究地球表面自然現象以及它們之間相互關系和區域分異的科學，作為其分支的景觀學當然也不例外。它們主要側重於地理綜合體空間水平方向的規律與綜合研究。現代科學的發展要求從功能上去研究結構，只有如此，才能深入認識事物內部的規律，而這正是地理學所面臨的困難之所在。 生態學一詞是由德國生物學家海克爾（Erst Haeckel）於1866年在《有機體普通形態學》一書中首次提出來的，約從1900年開始，生態學才被公認為生物學中的一個獨立領域（奧德姆，1981）。從一開始起，它就把生物與環境及生物與生物之間的相互關系作為最主要的研究內容而一直延續至今。按其發展歷程，可把生態學的發展概括為三個階段：萌芽期、成長期和現代生態學的發展期。生態學的萌芽期大約由公元前2000年到公元14-16世紀歐洲文藝復興時期。這一時期以古代思想家、農學家對生物與環境相互關系的描述為主，以樸素的整體觀為其特點，如亞里士多德對動物棲息地的描述與按主要棲息地對動物類群的劃分；Empedocles 對植物營養與環境關系的關注等等。從公元15世紀到20世紀40年代，可以說是生態學的成長期，在這一階段奠定了生態學許多基本概念、理論和研究方法。例如Boyle（1627-1691） 的低壓對動物效應的研究，Bufon（1707-1788）對積溫與昆蟲發育的研究；Humboldt（1769-1859） 結合氣候與地理因素的影響，而對物種分布規律的描述；Malthus於1798年發表的《人口原理》，Liebig營養最小定律（1840）、Clements的頂極群落概念、Tansley的生態系統理論、Gause的競爭排斥假說以及J.Grinell、C.Elton、G.E.Hutchinson的生態位理論，Lindeman（1942年)的十分之一定律等等。這一時期可以說是生態學建立、理論形成、生物種群和群落由定性向定量描述、生態學實驗方法發展的輝煌時期。從20世紀50年代以來，可稱之為現代生態學的發展期。在這一階段，生態學不斷地吸收相關學科，如物理、數學、化學、工程等的研究成果，逐漸向精確方向前進，並形成了自己的理論體系。這一階段生態學發展具有以下特點：一是整體觀的發展，二是研究對象的多層次性更加明顯，三是生態學研究的國際性，四是生態學在理論、應用和研究方法各個方面獲得了全面的發展（國家自然科學基金委員會，1997）。目前，生態學的發展正朝著綜合化、交叉化方向發展；其研究對象亦從自然生態向人工生態轉變；研究尺度從中尺度向宏觀與微觀兩個方面擴展。
需要說明的是，景觀學與生態學是各自獨立地平行發展的。生態學的研究尺度主要集中於生態系統及其以下的群落、種群等水平，側重於系統功能上的探討。但在處理生態系統以上尺度的問題時，又顯得乏力，因而迫切需要從其它學科中吸收營養。正是現代景觀學與現代生態學各自本身的局限性以及發展需求的互補性，才促使了這二門學科的結合，正是這一結合才誕生了今日的景觀生態學。 景觀生態學一詞是德國著名的地植物學家C.特羅爾（C.Troll）於1939年在利用航空照片研究東非土地利用問題時提出來的。從一開始，Troll就認為：「景觀生態學的概念是由兩種科學思想結合而產生出來的，一種是地理學的（景觀），另一種是生物學的（生態學）。景觀生態學表示支配一個區域不同地域單元的自然－生物綜合體的相互關系的分析」（Troll,1983）。後來，Troll對前述概念又作了進一步的解釋，即景觀生態學表示景觀某一地段上生物群落與環境間主要的、綜合的、因果關系的研究，這些研究可以從明確的分布組合（景觀鑲嵌，景觀組合）和各種大小不同等級的自然區劃表示出來（C.Troll,1984）。在提出概念的同時，特羅爾亦認為，景觀生態學不是一門新的科學或是科學的新分支，而是綜合研究的特殊觀點（Troll,1983）。隨後，由於第二次世界大戰的爆發，景觀生態學研究處於停頓狀態。二戰以後，由於全球性的人口、糧食、環境問題的日益嚴重，也正是由於這些問題的產生，才使得生態學一詞開始成為了一個家喻戶曉的詞彙，也大大促進了生態學的普及工作。同時，為了解決這些問題，許多國家都開展了土地資源的調查、研究和開發與利用，從而出現了以土地為主要研究對象的景觀生態學研究熱潮。在這一時期至80年代初這段時間內，中歐成為了景觀生態學研究的主要地區，而德國、荷蘭和捷克斯洛伐克又是景觀生態學研究的中心。德國在這時建立了多個以景觀生態學為任務或是採用景觀生態學觀點、方法進行各項研究的機構。1968年又舉行了德國的「第一次景觀生態學國際學術討論會」。同時，在德國的一些主要大學設立了景觀生態學及有關領域的專門講座。這些工作對景觀生態學的發展起了很大的作用。同一時期，景觀生態學在荷蘭亦發展很快。I.
S.Zonneveld利用航片、衛片解譯方法，從事景觀生態學研究，C.G.Leeuwen等人發展了自然保護區和景觀生態學管理的理論基礎和實踐准則。而捷克斯洛伐克的景觀生態研究亦很有自己的特點。該國較早地成立了自己的景觀生態協會，在捷克科學院內，亦設立有景觀生態學研究所，而且Ruzicka倡導的「景觀生態規劃」（LANDEP）已形成了自己的一套完整方法體系，在區域經濟規劃和國土規劃中發揮了巨大作用（陳昌篤等，1991）。
進入80年代以後，景觀生態學才真正意義上實現了全球性的研究熱潮。影響這一熱潮的主要事件有二個，一個是1981年在荷蘭舉行的「第一屆國際景觀生態學大會」及1982年「國際景觀生態學協會」的成立；另一個是美國景觀生態學派的崛起。「國際景觀生態學協會」的成立，使廣大從事這一領域研究的人員從此有了一個組織，使得其國際性交流成為可能。1984年，Z.Naveh和Lieberman出版了他們的景觀生態學專著《景觀生態學：理論與應用》，該書是世界范圍內該領域的第一本專著。而美國景觀生態學派的崛起，大大擴展了景觀生態學研究的領域，特別是R.T.T.forman和M.Godron於1986年出版了作為教科書的《景觀生態學》一書，該書的出版對於景觀生態學理論研究與景觀生態學知識的普及作出了極大的貢獻。1987出版了國際性雜志《景觀生態學》，使得景觀生態學研究人員從此有了獨立發表自己研究成果、進行學術思想交流的園地。進入90年代以後，景觀生態學研究更是進入了一個蓬勃發展的時期，一方面研究的全球普及化得到了提高，另一方面，該領域的學術專著數量空前。據肖篤寧的統計，從1990年到1996年的短短7年內，景觀生態學外文專著即達12本之多（國際景觀生態學會中國分會通訊，1996，1）。其中影響較大的有M. G. Turner和R.H.Gardner 主編的《景觀生態學的定量方法》一書（1990）和R.T.T.forman的《土地鑲嵌－景觀與區域的生態學》（1995）以及I.S.Zonneveld的《土地生態學》。《景觀生態學的定量方法》一書對景觀生態學的研究的進一步定量化起了很大的促進作用；而在《土地鑲嵌―景觀與區域的生態學》一書中，一方面更系統、全面、詳盡地總結了景觀生態學的最新研究進展，另一方面還就土地規劃與管理的景觀生態應用研究進行了闡述，更重要的是，作者結合持續發展的觀點，從景觀尺度討論了創造可持續環境等具有前沿性的問題。就以上所述的北美學派和歐洲學派而言，盡管他們都是在從事景觀生態學研究工作，但二者之間所存在的差別還是相當大的。這主要體現於兩個方面，首先，景觀生態學在歐洲學派中是一門應用性很強的學科，它與規劃、管理和政府有著密切的和明確的關系；北美學派雖也有應用的方面，但它更大的興趣在於景觀格局和功能等基本問題上，並不是都結合到任何具體的應用方面。其次，歐洲學派主要側重於人類占優勢的景觀；而北美學派同時對研究原始狀態的景觀也有著濃厚的興趣（陳昌篤，1991）。
現在，隨著遙感、地理信息系統（GIS）等技術的發展與日益普及，以及現代學科交叉、融合的發展態勢，景觀生態學正在各行各業的宏觀研究領域中以前所未有的速度得到接受和普及。 達爾文提出了生物進化論，主要強調生物進化；海克爾提出生態學概念，強調生物與環境的相互關系，開始有了生物與環境協調進化的思想萌芽。應該說，真正的生物與環境共同進化思想屬於克里門茨。他的五段演替理論是大時空尺度的生物群落與生態環境共同進化的生態演替進化論，突出了整體、綜合、協調、穩定、保護的大生態學觀點。坦斯里提出生態系統學說以後，生態學研究重點轉向對現實系統形態、結構和功能和系統分析，對於系統的起源和未來研究則重視不夠。但就在此時，特羅爾卻接受和發展了克里門茨的頂極學說而明確提出景觀演替概念。他認為植被的演替，同時也是土壤、土壤水、土壤氣候和小氣候的演替，這就意味著各種地理因素之間相互作用的連續順序，換句話說，也就是景觀演替。毫無疑問，特羅爾的景觀演替思想和克里門茨演替理論不但一致，而且綜合單頂極和多頂極理論成果發展了生態演替進化理論。
生態演替進化是景觀生態學的一個主導性基礎理論，現代景觀生態學的許多理論原則如景觀可變性、景觀穩定性與動態平衡性等，其基礎思想都起源於生態演替進化理論，如何深化發展這個理論，是景觀生態學基礎理論研究中的一個重要課題。 空間分異性是一個經典地理學理論，有人稱之為地理學第一定律，而生態學也把區域分異作為其三個基本原則之一。生物多樣性理論不但是生物進化論概念，而且也是一個生物分布多樣化的生物地理學概念。二者不但是相關的，而且有綜合發展為一條景觀生態學理論原則的趨勢。
地理空間分異實質是一個表述分異運動的概念。首先是圈層分異；其次是海陸分異；再次是大陸與大洋的地域分異等。地理學通常把地理分異分為地帶性、地區性、區域性、地方性、局部性、微域性等若干級別。生物多樣性是適應環境分異性的結果，因此，空間分異性生物多樣化是同一運動的不同理論表述。
景觀具有空間分異性和生物多樣性效應，由此派生出具體的景觀生態系統原理，如景觀結構功能的相關性，能流、物流和物種流的多樣性等。 島嶼生物地理理論是研究島嶼物種組成、數量及其他變化過程中形成的。達爾文考察海島生物時，就指出海島物種稀少，成分特殊，變異很大，特化和進化突出。以後的研究進一步注意島嶼面積與物種組成和種群數量的關系，提出了島嶼面積是決定物種數量的最主要因子的論點。1962年，Preston最早提出島嶼理論的數學模型。後來又有不少學者修改和完善了這個模型，並和最小面積概念（空間最小面積、抗性最小面積、繁殖最小面積）結合起來，形成了一個更有方法論意義的理論方法。
所謂景觀空間結構，實質上就是鑲嵌結構。生態系統學也承認系統結構的鑲嵌性，但因強調系統統一性而忽視了鑲嵌結構的異質性。景觀生態學是在強調異質性的基礎上表述、解釋和應用鑲嵌性的。事實上，景觀鑲嵌結構概念主要來自孤立島農業區位論和島嶼生物地理研究。但對景觀鑲嵌結構表述更實在、更直觀、更有啟發意義的還是島嶼生物地理學研究。 現代化學分支學科中與景觀生態學研究關系密切的有環境化學、生物地球化學、景觀地球化學和化學生態學等。
B．E．維爾納茨基創始的生物地球化學主要研究化學元素的生物地球化學循環、平衡、變異以及生物地球化學效應等宏觀系統整體化學運動規律。以後派生出水文地球化學、土壤地球化學、環境地球化學等。波雷諾夫進而提出景觀地球化學、科瓦爾斯基更進一步提出地球化學生態學，這就為景觀生態化學的產生奠定了基礎。
景觀生態化學理應是景觀生態學的重要基礎學科，在以上相關理論的基礎上，綜合景觀生態學研究實踐，景觀生態化學日益發揮出自己的影響。 景觀生態建設具有更明確的含義，它是指通過對原有景觀要素的優化組合或引入新的成分，調整或構造新的景觀格局，以增加景觀的異質性和穩定性，從而創造出優於原有景觀生態系統的經濟和生態效益，形成新的高效、和諧的人工-自然景觀。
生態區位論和區位生態學是生態規劃的重要理論基礎。區位本來是一個競爭優勢空間或最佳位置的概念，因此區位論乃是一種富有方法論意義的空間競爭選擇理論，半個世紀以來一直是占統治地位的經濟地理學主流理論。現代區位論還在向宏觀和微觀兩個方向發展，生態區位論和區位生態學就是特殊區位論發展的兩個重要微觀方向。生態區位論是一種以生態學原理為指導而更好地將生態學、地理學、經濟學、系統學方法統一起來重點研究生態規劃問題的新型區位論，而區位生態學則是具體研究最佳生態區位、最佳生態方法、最佳生態行為、最佳生態效益的經濟地理生態學和生態經濟規劃學。
從生態規劃角度看，所謂生態區位，就是景觀組分、生態單元、經濟要素和生活要求的最佳生態利用配置；生態規劃就是要按生態規律和人類利益統一的要求，貫徹因地制宜、適地適用、適地適產、適地適生、合理布局的原則，通過對環境、資源、交通、產業、技術、人口、管理、資金、市場、效益等生態經濟要素的嚴格生態經濟區位分析與綜合，來合理進行自然資源的開發利用、生產力配置、環境整治和生活安排。因此，生態規劃無疑應該遵守區域原則、生態原則、發展原則、建設原則、優化原則、持續原則、經濟原則等7項基本原則。現在景觀生態學的一個重要任務，就是如何深化景觀生態系統空間結構分析與設計而發展生態區位論和區位生態學的理論和方法，進而有效地規劃、組織和管理區域生態建設。

⑥ 地質和地理的區別主要在於哪裡

地質Geology，主要是以礦物和岩石為研究對象來研究地球，當然物理和化學的方法也是少不了的。下面分為很多小學科，比較常見的：
1. 礦物學Mineralogy，研究各種礦物的晶體結構、物理化學性質、識別和用途等等（本人最不擅長這個 艾瑪趕緊跑了）。
2. 岩石學Petrology，簡單說就是研究各種岩石的來歷、轉化和各種性質的（主要是火成岩和變質岩）。
3. 沉積學Sedimentalogy，簡單說就是研究沉積岩的形成以及各種不同的沉積環境。
4. 結構地質Structural Geology，簡單說就是研究斷層和褶皺之類地質結構的學科，當然這些結構有大有小，大的像聖安德列斯斷層幾百公里長，小的眼睛都看不到。
5. 地球化學Geochemistry，以化學手段（包括同位素）研究岩石、地貌、環境、氣候......
6. 古地質Paleo類型，包括古生物Paleontology和古氣候Paleoclimate等等很多，通過地層記錄和化石來研究地球的歷史。哦對了，挖三葉蟲 水龍獸 恐龍蛋 劍齒虎的都屬於這類。
地理則是以空間與人類社會為重點研究對象來研究地球。
地理學Geography，是研究人、社會、空間和地球之間的關系。其中，空間是最重要的。地理學第一定律：任何事物之間都是有聯系的，而空間上相對靠近的事物之間的聯系比空間上相對疏遠的事物之間的聯系更加緊密。正因如此，地理和別的很多學科有很多種交叉方式。
地理學下分為三個主要部分：
1. 自然地理Physical Geography，顧名思義，研究地表的自然特徵。研究的主要對象包括但不限於：土壤、水文、生態、氣候、冰川、河流、濕地、沙漠、山脈......但是它對這些對象的研究以對周圍環境（空間）和人類（人）的影響為主，而並不是特別注重它們的形成機理等。它和地質的交際比較多。
2. 人文地理Human Geography，顧名思義，它是圍繞著空間和人類社會的關系來進行研究。旗下包括但不限於：經濟地理 Economic Geography（空間vs經濟）、歷史地理Historic Geography（時間vs空間，主要是在人類歷史的時間范圍內）、文化地理Cultural Geography（人類文明\文化vs空間）、地緣政治Geopolitics（空間vs政治\軍事）、區域地理Regional Geography（以空間為界限，研究其內部各不同成分之間的聯系）、旅遊地理Tourism Geography、城市地理Urban Geography（本人第三擅長這個，人類的文化、藝術、思想的集中體現地vs空間和時間）......
3. 地理信息系統GIS，相對比較新的一部分，實際上是一個以空間信息為研究主體、以統計學和計算機等為手段的交叉學科。下面有空間分析Spatial Analysis（本人最擅長這個，膚淺地說就是統計學+地理）、制圖Cartography（本人第二擅長這個，俗稱畫地圖，是不是也包括數據可視化之類的）、遙感RS（俗稱看衛星圖說話）......
有個比較特殊的，大地測量學Geodesy，主要負責描繪地球的形狀，研究的對象包括地球的重力場啦磁場啦海平面啦等等。

⑦ 天不生Tobler，萬古GIS如長夜

今日在QQ上驚聞Waldo Tobler老先生已於昨日過世，實乃地理學界的一大憾事，特地以此文表示深切的悼念。

Waldo Tobler，生於1930年，聖塔芭芭拉加州大學（UniversityofCalifornia,SantaBarbara，簡稱UCSB，又常譯為加州大學聖塔芭芭拉分校）退休教授，美籍瑞士地理學家，制圖學家。下圖的帥哥就是老爺子（文字介紹來自網路，圖片來自維基網路）。

網路

維基網路

Tobler先生最廣為人知的就是他提出的觀點，也就是後來被地理學界稱為地理學第一定律的「Everything is related to everything else, but near things are more related to each other」。個人的翻譯為：世界上的一切事物都是相關的，但是相鄰的事物相關性更大，當然有各自的翻譯，整體意思是一致的，空間鄰近的事物具有相關性，也就是所謂的空間自相關性。小文院士在2007年在《自然雜志》上撰文《地理學第一定律與時空鄰近度的提出》，對地理學第一定律做了官方的闡釋。

正如題目所言，Tobler先生對於地理學界而言是個活著的傳奇，他是當今GIS與空間統計研究基礎的奠基人，而這一切都因為他的地理學第一定律。無論是莫蘭指數、地理加權回歸、克里金插值都是建立在空間自相關的基礎上衍生開來的理論。正如他在第一篇提到這個的文章所說，"As a premise, I make the assumption that everything is related to everything else.「

地理學從古代發展至今，這個古老的學科曾今因為缺乏足夠的合法性，而一度瀕臨滅亡，很多學科都有地理學深深的印記，卻又在不斷發展中獨立出來。而當地理學的分支學科紛紛獨立時，地理學本身獨立存在的合法性又何在？不同地理學派對此的爭論，在1950時代引發了地理學的計量革命，以及GIS的出現，給了地理學又一次新的生命。而在計量革命與GIS出現之後，隨著Tobler先生的地理學第一定律提出，GIS和地理學界重新激發了蓬勃的生命力。

所以，深切地感謝Tobler先生與他所提出的地理學第一定律。

時空尺度與地表過程

1948-2006：哈佛大學地理系的滅亡與地理學的重生

地理學第一定律用簡介的語言描述了地理學現象的規律，中國人喜歡咬文嚼字，我曾經在早前大學給一次學弟學妹的匯報里以自己的理解解讀過地理學與物理學。理者，可以翻譯為規律，如此翻譯而來，地理就是研究地球/地球表層事物的規律，物理就是研究事物之間的規律。

當然無非提的就是地理學的定律與物理學的定律。物理學有著牛頓三大定律，而地理學目前有兩大定律（第一和第二定律，分別是講述空間自相關性與空間異質性）。兩個學科都有著一些定律，卻有些不同。物理學的定律是普適性的定律，放之四海而皆準，除了二次元，你怕是在任何地方都無法脫離地心引力。而地理學的定律卻不一定有那麼強的普適性，之前有人將地理學第一定律的中文翻譯為，世界上的一切事物都是相關的，但是相鄰的事物往往相關性更大。相比於我的直白翻譯，他加上了一個往往。往往也就是說是可能，而非完全確定的，也就是說有些地理現象確實不存在空間自相關性，隨機分布或者均勻分布。

時至今日這依舊是被詬病的點，空間自相關性確實是地理學特徵，也是空間統計仰賴基礎，但是空間統計卻出現了一千個作者，一千種結果的情況，隨著空間權重矩陣和空間關系的變化，同一個區域的空間統計結果各不相同，甚至於今日我在Research Gate上看到的一個問題：同一個空間權重矩陣（至少他認為一樣），但是STATA，R和Geoda得到的莫蘭指數結果各不相同。

而我的看法是，正是因為地學現象受到諸多環境因素、人類因素、生物因素的耦合影響，導致它具有非常強的復雜性。因此如何用模型去表達一個地球表層，本身是一件很困難的事。我認為空間統計已經將地學的實質之一表達出來了，但是地球表層的復雜性使得研究人員必須在了解地球表層地理現象的大體過程的同時，選擇最為適宜的空間統計方法進行分析。當然我認為空間統計依舊有很多值得完善的問題，如始終橫亘在地理學面前的可變面元問題，抑或者是尺度問題，抑或者是如何實現地球表層要素的漸變與突變的表達，抑或者是老生常談的不確定性問題。而這些則需要我們去進一步地研究與挖掘。

而到目前為止，我認為這兩條定律已經很好地為我們描繪了地球表層地理現象的兩大基本特性，而一些潛在的其他特性，則需要我們進一步發現和刻畫，從而使得對地理現象更好的了解。

從微博上道聽途說Tobler老先生依舊在88歲高齡的情況下親臨博士畢業答辯現場。在去年，我在Research Gate上關注了Tobler先生，而就在去年，他更新了自己的Research Gate，依舊在提出新的東西——這回是他另一個主要的研究方向，地圖制圖與地理投影，Tobler先生又提出了一種新的墨卡托投影。88歲高齡的先生依舊充滿著活躍的思想，我也是由衷地欽佩。

用中國人的話來說，可以說先生仙風道骨，彷彿不食人間煙火，一心只有科研。同時這又讓我想起了小文院士。

曾經聽中國地理學會副理事長張國友老師評價道：」地理學是一門經世致用的學科「，當時為之一振。這樣的學科，也正因為有這些苦心研究的學者，而更加熠熠生輝吧。

天不生Tobler，萬古GIS如長夜。

向先生以及諸多地學先驅致以最高的敬意。

⑧ 武大GIS考研題目，地球第一規律以及它在GIS中的應用。

地理學第一定律，Tobler's First Law或者Tobler's First Law of Geography，認為人類行為與所在地區有絕對的影響，此種影響隨著距離的加大而遞減，如果加進時間的向度，此種影響有時間間距，不是立即發生，此即空間的擴散作用。
空間因素表現在「空間自相關」(Spatial Auto-correlation)與「空間異質」兩個概念上，空間自相關是認為「鄰近地區的影響」(neighborhood effect)的大小，空間異質性指空間位置差異造成的觀察行為不恆定現象。例如在某個區域之中，存在著不同的次區域，各區域間誤差的變異不相等。舉例說明：犯罪率與教育程度的關系，不同地區 (文教區、貧困區)可能不一樣，此即空間異質現象。基本上，人的行為表現受到所處環境或周遭環境的影響非常明顯，空間分析學者嘗詴結合日益成熟的電腦科技GIS、空間計量方法、以及大型資料庫，目的在精確地界定空間因素的重要性及影響力：到底是哪一種「空間因素」產生影響？影響有多大？如何建立模型？解釋自變數與因變數間的關系。
Waldo Tobler，生於1930年，聖塔芭芭拉加州大學（UniversityofCalifornia,SantaBarbara，簡稱UCSB，又常譯為加州大學聖塔芭芭拉分校）退休教授，美籍瑞士地理學家，制圖學家。地理學第一定律來源於他的觀點"Everything is related to everything else, but near things are more related to each other"即「任何事物都相關，只是相近的事物關聯更緊密」。

⑨ 地理學定律的應用

1 地理學第一定律
李小文院士的這篇論文中，針對Tobler第一定律的局限性，提出了時空鄰近度的概念。
「地理學第一定律」是Tobler於1970年提出了描述地理現象空間相互作用的：「任何事物都是空間相關的，距離近的事物比距離遠的事物的空間相關性更大」。但是對於距離的定義和空間鄰近關系的描述是含糊的，因此，作者加入時間維，用「流」的概念來理解和表達傳統應用中的「距離」,從而用「時空鄰近度」來替代「空間鄰近度」,以促進地理學第一定律的更廣泛應用。
空間鄰近度正比於公共邊界長，反比於中心距。其中，非常重要的是對距離的定義，這里的距離並不等同地理空間上兩點之間的歐氏距離，而是地理空間中的相對勻質的地理單元之間的距離。
在時空鄰近度的概念中，對「流」我有以下的看法：

a) 流是一個很重要的度量概念，代表某種地理單元在一定的時空范圍內的流動，這種流動會導致鄰近區域的特徵相似性增加。
b) 「流」在不同的場景有不同的含義，比如人流、物流、商業流、信息流、空氣流等。
應用：可以用來研究傳染病傳播的空間格局。比如，SARS中，可以用地理學第一定律來解釋和預測傳染病媒體的流如何形成該病流行的空間格局。在這次的新冠病毒傳播中，可以解釋為什麼黃岡和孝感是除了發源地武漢以外疫情最嚴重的兩個地方。

2 地理學第二定律
地理學第二定律可以理解為空間異質性定律(Law of Spatial Heterogeneity)，空間的隔離，造成了地物之間的差異，即異質性，分為空間局域異質性和空間分層異質性，前者是指該點屬性值與周圍不同，例如熱點或冷點；後者是指多個區域之間互相不同，例如分類和生態分區。
我們可以將地理學第二定律和第一定律綜合起來。從宏觀來看，地理空間之間存在著差異，即異構性。從微觀來看，地理空間是連續的，所以地理空間存在相關性。
地理學第二定律可以用來解釋地表之間存在差異。比如，針對地殼圈層中層狀結構地質體的地質屬性沿著層面方向和垂直於層面方向的變化率存在顯著差異這一特點,我們可以用地理學第二定律補充定律來表徵層狀介質屬性順層和穿層方向變化率存在很大差異這一普遍規律。

3 地理學第三定律
《基於地理第三定律的空間預測》這篇論文首先分析了地理第一定律和地理第二定律的局限性：1）大樣本集；2）平穩性假設；3）小地域。然後在此基礎上提出了地理第三定律： 「兩個點（區域）的地理配置越相似，目標變數在這兩個點（區域）的值（過程）越相似。
地理第三定律的比較性要求基於樣本點和預測點的比較進行預測，而不是基於從整個樣本集合中得出的顯式關系進行預測，所以對樣本集的分布或大小沒有特定要求。
地理第三定律探討了地理配置中相似性的使用（變數結構和空間足跡），而第一定律和第二定律研究了距離變化（第一定律的空間相關性和第二定律的空間異質性） 。另一個不同之處在於，第一定律和第二定律著重於地理相似性或基於一個變數（即空間距離）的差異，而第三定律則著重於許多地理變數的配置相似性。從某種意義上說，第一定律和第二定律可以看作是第三定律的特例。
應用：例如，在犯罪分析中，學者們經常研究犯罪發生率高的地區的地理環境（收入，教育，社會福利等地理變數的配置），並運用得出的條件來確定其他哪些地區更有可能發生此類犯罪[1]。在土壤科學中，研究人員研究了某些地區在某些地理環境（氣候，地質，地形，植被和時間等地理變數的配置）下的土壤形成，然後期望在其他位置或其他地方