《地学统计》教学大纲
Geostatistics
课程编码：21A53046 学分：2.0 课程类别：专业任选课
计划学时：32 其中讲课：32 实验或实践：0 上机：0
适用专业：地理科学（师范） 人文地理与城乡规划 自然地理与资源环境
推荐教材：刘爱利，《地统计学概论》，科学出版社，2012年。
参考书目：陈彦光，《地理数学方法》，科学出版社，2011年。
贾俊平，《统计学(第六版)》，中国人民大学出版社，2015年。
MichaelJ.deSmith，PaulA.Longley，《地理空间分析——原理、技术与软件工具》（第二版），电子工业出版社，2009年。
课程的教学目的与任务
本课程的教学目的是通过课堂教学，使地理科学类的本科学生了解面向地学问题的常用数学方法的基本原理和应用实例，初步学会分析自然现象在空间分布上的随机性、结构性，空间相关性和依赖性，为深入学习其它相关专业课程提供必要的基础知识、基本原理、方法和应用，能够为深入学习地理信息处理技术及其在专业领域的应用奠定初步基础。
课程的基本要求
本课程主要阐述地统计学的基本理论、方法及其在气象、土壤、生态等地学领域的应用，内容主要包括概率统计和探索性空间数据分析等基础知识、协方差和变异函数等区域化变量理论、简单和普通等线性克里金法、地统计学地学应用实例等。通过该课程的学习，学生应掌握以下内容：
1、使学生掌握相关分析和回归分析（包括线性回归、非线性回归、logistic回归）以及基于回归分析的模型选择等方法，掌握主成分分析、因子分析、聚类分析、时空过程分析等的基本原理与方法。
2、要求学生能够通过实例解析了解有关方法的应用要领和分析思路，要求学生能根据统计研究的目的、统计数据的来源渠道和数据类型的不同，选择恰当的数学模型来对地学问题进行拟合，初步具备解决实际问题的能力。
3、使学生了解地学统计与GIS相结合的科学研究前沿动态和发展趋势。
各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）
第一章 概论 建议学时：2
[教学目的与要求] 了解地学统计发展简史，基本内容，地统计学与经典统计学的区别以及地统计学在土壤、气象、生态等地学领域中的应用状况与发展前沿。
[教学重点与难点] 地统计学与经典统计学的区别。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂案例讨论为辅。
[授 课 内 容]
第一节 地统计学概念
第二节 地统计学研究内容
第三节 地统计学起源及发展
第四节 地统计学应用领域
第五节 地统计学软件介绍
第二章 地统计学基础 建议学时：6
[教学目的与要求] 回顾并掌握概率论与数理统计的基础知识（包括统计数据的来源、统计数据的搜集与整理、统计数据分布测度；统计推断的基本原理；参数估计的基本方法；假设检验的步骤、内容和方法等等）；理解变量间的相关关系，掌握相关系数的测定、一元线性回归模型的建立，了解多元线性回归模型和曲线回归模型建立的基本原理。
[教学重点与难点] 教学重点：相关分析是研究变量之间相互关系的重要统计方法；教学难点：简单线性回归方程的建立、应用和分析方法，并能对实际问题进行分析。
[授 课 方 法] 结合案例进行课堂讲授。
[授 课 内 容]
第一节 概率论与数理统计的若干基础知识
第二节 相关分析
第三节 回归分析
第四节 探索性空间数据分析
第三章 区域化变量理论 建议学时：8
[教学目的与要求]了解区域化变量的基本概念，地统计学理论假设；掌握区域化变量的随机性、结构性、空间局限性、不同程度的连续性等基本性质；理解协方差函数和变异函数的关系与性质：自相关性、对称性、正半定条件、连续性。
[教学重点与难点] 协方差函数和变异函数的关系与性质：自相关性、对称性、正半定条件、连续性。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂案例讨论为辅。
[授 课 内 容]
第一节 区域化变量的概念及性质
第二节 协方差函数和变异函数
第三节 地统计学理论假设
第四节 估计方差
第四章 变异函数结构分析 建议学时：8
[教学目的与要求] 了解变异函数的理论模型；理解协方差函数和变异函数的基本计算方法，用理论变异函数拟合系列经验变异函数值的方法。
[教学重点与难点] 协方差函数和变异函数的基本计算方法；根据经验半方差图的性状选取合适的理论变异函数模型的方法。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂案例讨论为辅。
[授 课 内 容]
第一节 变异函数的理论模型
第二节 变异函数理论模型的最优拟合
第五章 克里金法 建议学时：4
[教学目的与要求] 了解主要空间插值法；了解克里金插值法（空间自协方差最佳插值法）适用条件、分类状况；掌握线性克里金法的基本原理与方法步骤；了解非线性克里金法。
[教学重点与难点] 克里金法的本征假设条件；屏蔽效应、块金效应、尺度、理论模型等对克里格估值的影响。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂案例讨论为辅。
[授 课 内 容]
第一节 克里金法概述
第二节 线性克里金法
第三节 非线性克里金法
第六章 地统计学应用实例 建议学时：4
[教学目的与要求] 应用前面章节中所学地统计学内容，能对简单的地学问题进行空间分析。
[教学重点与难点] 地统计学方法的综合应用。
[授 课 方 法] 以课堂讲授为主，课堂案例讨论为辅。
[授 课 内 容]
第一节 基于普通克里金法的月均温分析
第二节 土壤有机质含量的时空变异分析
撰稿人：刘展宏 审核人： 解伏菊
