地統(tǒng)計(jì)學(xué)概論

內(nèi)容概要

針對我國農(nóng)村“社會-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)的復(fù)雜性和不確定性，《地統(tǒng)計(jì)學(xué)概論》介紹采用復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論和多主體建模方法，從模擬農(nóng)戶行為與農(nóng)村環(huán)境的響應(yīng)關(guān)系入手進(jìn)行分析，利用Swarm平臺開發(fā)的、支持農(nóng)村環(huán)境管理的綜合集成體系——MAREM系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。《地統(tǒng)計(jì)學(xué)概論》詳細(xì)闡述MAREM系統(tǒng)的理論背景、前提假設(shè)、總體設(shè)計(jì)、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的有效性檢驗(yàn)過程，并給出使用該系統(tǒng)對不同政策控制農(nóng)業(yè)面源污染的績效，實(shí)現(xiàn)模擬和對比的案例研究。MAREM系統(tǒng)將為我國農(nóng)村環(huán)境管理提供一套新的分析思路和技術(shù)支持。
《地統(tǒng)計(jì)學(xué)概論》的讀者對象主要包括環(huán)境科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和農(nóng)村社會學(xué)的研究人員，農(nóng)村環(huán)境管理的政策制定者和實(shí)踐者，以及對農(nóng)村環(huán)境管理或復(fù)雜系統(tǒng)分析方法等相關(guān)領(lǐng)域有興趣的社會人士。

作者簡介

無

書籍目錄

序第1章 導(dǎo)論1.1 問題的提出1.2 研究方法與思路第2章 理論背景2.1 農(nóng)戶模型理論與方法2.1.1 概念界定2.1.2 理論與應(yīng)用進(jìn)展2.1.3 模型的基本形式與特點(diǎn)2.2 復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論與多主體模型2.2.1 復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論概述2.2.2 多主體模型概述2.2.3 建模平臺Swarm介紹2.3 適應(yīng)性管理理論第3章 模型假設(shè)與總體設(shè)計(jì)3.1 模型的前提條件和假設(shè)3.2 MAREM系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.2.1 時空設(shè)置3.2.2 農(nóng)戶主體的規(guī)則3.2.3 其他主體的功能3.3 MAREM系統(tǒng)的層次關(guān)系第4章 模型各子系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 農(nóng)戶生產(chǎn)子系統(tǒng)4.2 農(nóng)戶消費(fèi)子系統(tǒng)4.3 農(nóng)戶從業(yè)選擇子系統(tǒng)4.4 農(nóng)村環(huán)境評估子系統(tǒng)第5章 模型正確性、有效性檢驗(yàn)5.1 模型正確性檢驗(yàn)5.2 模型有效性檢驗(yàn)5.2.1 MAREM系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置5.2.2 仿真結(jié)果分析與有效性檢驗(yàn)5.2.3 農(nóng)戶要素配置有效性討論5.2.4 模型參數(shù)敏感性分析5.3 有效性檢驗(yàn)結(jié)論第6章 案例研究:農(nóng)業(yè)面源污染控制6.1 化肥稅模擬6.2 環(huán)境服務(wù)付費(fèi)模擬6.2.1 支付標(biāo)準(zhǔn)6.2.2 情景分析6.3 政策建議第7章 結(jié)論與討論7.1 主要結(jié)論7.2 本書的局限性參考文獻(xiàn)后記

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   第1章 概論 設(shè)想有這樣一些情境，如農(nóng)民在給土地施肥時，為節(jié)省成本、提高糧食產(chǎn)量，希望根據(jù)各個地塊實(shí)際的土壤養(yǎng)分情況，缺什么養(yǎng)分施什么肥。而要做到科學(xué)施肥，就必須掌握每塊土地的肥力情況，比如，哪塊土地氮含量高，哪塊土地氮含量低。常規(guī)做法是采集土壤樣本，再將樣本送到土壤測試機(jī)構(gòu)進(jìn)行土壤養(yǎng)分檢測，從而大致了解每塊土地的養(yǎng)分情況。但是，這樣得到的結(jié)果實(shí)際上只代表土壤樣本的情況，若樣本相距較遠(yuǎn)，則了解樣本和樣本之間的情況也很重要。又比如，人們除希望了解氣象臺站的氣溫、降水量的情況外，更關(guān)心氣象臺站之間地區(qū)的氣溫和降水量；環(huán)保工作者希望了解大氣中二氧化硫濃度在城市中的連續(xù)變化情況，污染物擴(kuò)散呈現(xiàn)出的空間分布規(guī)律；地貌學(xué)家需要知道地形在空間的連續(xù)變化情況，而不只是某幾個采樣點(diǎn)的高程。也就是說，在上述情境中，人們不僅僅需要了解有限的空間采樣點(diǎn)情況，更關(guān)心自然現(xiàn)象在空間的連續(xù)變化。因此，此類問題可歸結(jié)為“如何將離散的空間采樣點(diǎn)轉(zhuǎn)化為連續(xù)表面”的問題。那么如何做到這一點(diǎn)呢？以土地施肥為例，一種解決方法是加密采樣，然而由于人力、物力、財(cái)力等客觀因素的限制，樣本數(shù)量不可能無限增多，事實(shí)上也不可能做到在無限多的點(diǎn)上采樣；另一種方法是通過已有的土壤樣本值來估計(jì)其他未取樣點(diǎn)上的值，從而得到土壤養(yǎng)分在整個土地上的連續(xù)分布情況，即空間插值。 空間插值的方法很多，常用的如反距離加權(quán)插值法、全局多項(xiàng)式插值法、徑向基函數(shù)插值法等，這類方法往往直接通過周圍觀測點(diǎn)的值內(nèi)插或者通過特定的數(shù)學(xué)公式來內(nèi)插，而較少考慮觀測點(diǎn)的整體空間分布情況。與此相比，地統(tǒng)計(jì)插值法是建立在對觀測點(diǎn)的空間自相關(guān)分析基礎(chǔ)之上，依據(jù)自然現(xiàn)象的空間變異規(guī)律進(jìn)行插值的，從而可以得到無偏最優(yōu)估計(jì)量，并且能給出插值的精度。相比于經(jīng)典概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)，地統(tǒng)計(jì)學(xué)在空間預(yù)測和不確定性分析方面具有明顯的優(yōu)勢。目前，地統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域從最初的地質(zhì)、采礦領(lǐng)域，已逐步拓展到土壤、氣象、農(nóng)業(yè)、生態(tài)、環(huán)境、公關(guān)衛(wèi)生、社會科學(xué)等多個領(lǐng)域，顯示出越來越強(qiáng)大的生命力。 1.1 地統(tǒng)計(jì)學(xué)概念 地統(tǒng)計(jì)學(xué)（geostatistics，亦稱地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)）是20世紀(jì)60年代由法國著名統(tǒng)計(jì)學(xué)家G.Matheron創(chuàng)立的一門新的統(tǒng)計(jì)學(xué)分支，因?yàn)樗紫仁窃诓傻V學(xué)、地質(zhì)學(xué)等地學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用和發(fā)展，所以稱為地統(tǒng)計(jì)學(xué)。G.Matheron（1962）首先采用了“地統(tǒng)計(jì)學(xué)”一詞，并將其定義為：“地統(tǒng)計(jì)學(xué)即以隨機(jī)函數(shù)的形式體系在勘查與估計(jì)自然現(xiàn)象中的應(yīng)用”。之后，隨著地統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展，他又將地統(tǒng)計(jì)學(xué)定義修改為：“地統(tǒng)計(jì)學(xué)是區(qū)域化變量理論在評估礦床上的應(yīng)用（包括采用的各種方法和技術(shù)）”。但是，地統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展至今，不僅在地質(zhì)學(xué)，而且在土壤、農(nóng)業(yè)、氣象、海洋、生態(tài)、環(huán)境等各學(xué)科領(lǐng)域都得到應(yīng)用和發(fā)展。因此，一些地統(tǒng)計(jì)學(xué)工作者（侯景儒，郭光裕，1993；Issaks，Srivastava，1989；王仁鐸，胡光道，1988；Webster，1985）將這一概念修訂為：“地統(tǒng)計(jì)學(xué)是以區(qū)域化變量理論為基礎(chǔ)，以變異函數(shù)為主要工具，研究在空間分布上既有隨機(jī)性又有結(jié)構(gòu)性，或空間相關(guān)和依賴性的自然現(xiàn)象的科學(xué)”。從定義來看，地統(tǒng)計(jì)學(xué)主要包含三方面內(nèi)容。 1.理論基礎(chǔ)――區(qū)域化變量理論 地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)、氣象學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)中的許多變量都具有空間分布的特點(diǎn)，如海拔、氣溫、降雨量、土壤含氮量、臭氧濃度、品位等，它們通常隨所在空間位置的不同表現(xiàn)出不同的數(shù)量特征，這些變量稱為區(qū)域化變量，其所描述的現(xiàn)象稱為區(qū)域化現(xiàn)象。區(qū)域化變量也稱為區(qū)域化隨機(jī)變量，它與普通的隨機(jī)變量不同，普通隨機(jī)變量的取值符合某種概率分布，而區(qū)域化隨機(jī)變量則根據(jù)其在一個區(qū)域內(nèi)的位置不同而取值，即它是與位置有關(guān)的隨機(jī)函數(shù)。區(qū)域化變量具有兩個最顯著、也是最重要的特征，即隨機(jī)性和結(jié)構(gòu)性。一方面，區(qū)域化變量是隨機(jī)函數(shù)，它具有局部的、隨機(jī)的、異常的特征；另一方面，區(qū)域化變量具有結(jié)構(gòu)性，即在空間位置上相鄰的兩個點(diǎn)具有某種程度的自相關(guān)性。 2.主要工具――協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù) 區(qū)域化變量的結(jié)構(gòu)性和隨機(jī)性需要一種合適的函數(shù)和模型來表述，使其兩者均能兼顧，這就是協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)。協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)是以區(qū)域化變量理論為基礎(chǔ)建立的地統(tǒng)計(jì)學(xué)的兩個最基本函數(shù)，是描述區(qū)域化變量的主要工具。 3.主要內(nèi)容――克里金插值法 克里金（Kriging）插值法，又稱空間局部估計(jì)法或空間局部插值法，是地統(tǒng)計(jì)學(xué)的主要內(nèi)容之一。克里金法是建立在變異函數(shù)理論及結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)之上的，實(shí)質(zhì)是利用區(qū)域化變量的原始數(shù)據(jù)和變異函數(shù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對未采樣點(diǎn)的區(qū)域化變量的取值進(jìn)行線性無偏最優(yōu)估計(jì)。南非礦產(chǎn)工程師克里金（D.R.Krige）首先將該方法用于尋找金礦，因此G.Matheron就以“克里金”的名字命名了該方法。 地統(tǒng)計(jì)學(xué)依賴于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，但又不同于經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)，其主要區(qū)別如表1-1所示。 表1-1 地統(tǒng)計(jì)學(xué)與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)的區(qū)別 地統(tǒng)計(jì)學(xué) 經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué) 研究對象 研究區(qū)域化變量，變量的取值根據(jù)其在一個域內(nèi)的位置不同而取值，即它是與位置有關(guān)的隨機(jī)函數(shù) 研究純隨機(jī)變量，即變量的取值符合某種概率分布 變量觀測次數(shù) 變量不能重復(fù)觀測，即區(qū)域化變量一旦在某一空間位置取得一樣品后，就不太可能在同一位置取到該樣品 變量可無限次重復(fù)觀測或進(jìn)行大量重復(fù)觀測試驗(yàn) 樣本間的關(guān)系 樣本之間具有空間相關(guān)性 要求每次抽樣必須獨(dú)立進(jìn)行，樣本中各個取值之間相互獨(dú)立 研究內(nèi)容 研究樣本的數(shù)字特征和區(qū)域化變量的 研究樣本的數(shù)字特征 空間分布特征 1.2 地統(tǒng)計(jì)學(xué)研究內(nèi)容 1.空間估值 根據(jù)空間分布的離散采樣點(diǎn)值求出未知點(diǎn)值，或?qū)㈦x散的數(shù)據(jù)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面，即空間估值。在地統(tǒng)計(jì)學(xué)領(lǐng)域，估值方法統(tǒng)稱為克里金法，它是一種廣義的最小二乘回歸算法，其目標(biāo)是得到無偏最優(yōu)估計(jì)量，即估計(jì)誤差的數(shù)學(xué)期望值為0，方差達(dá)到最小。 2.局部不確定性預(yù)測 克里金無偏最優(yōu)估計(jì)量存在兩個假設(shè)條件：①假設(shè)估計(jì)誤差的頻率分布是對稱的。但是實(shí)際情況中，低值往往會被高估，高值往往會被低估；②克里金誤差只與數(shù)據(jù)構(gòu)型相關(guān)，而與具體數(shù)值無關(guān)。但實(shí)際上被一個大值和小值所包圍的待估點(diǎn)，其估計(jì)誤差往往大于被兩個同等規(guī)模小值包圍時的誤差。因此，估值時還應(yīng)考慮到待估點(diǎn)周圍樣本點(diǎn)的影響，利用條件概率模型來推斷局部不確定性。局部不確定性預(yù)測法有參數(shù)法（如眾高斯方法）和非參數(shù)法（如指示克里金法）兩種。 3.隨機(jī)模擬 根據(jù)隨機(jī)變量的定義，每個變量可以有多個實(shí)現(xiàn)（realization）。只要總體趨勢是正確的，每個未知點(diǎn)上的變量估值可以有多種情況，這種方法稱為隨機(jī)模擬。但是，克里金法獲得的是唯一的估計(jì)結(jié)果，它雖然完成了對空間格局的認(rèn)知，但沒能使其再現(xiàn)。然而，隨機(jī)模擬可以利用各種不同類型數(shù)據(jù)（如“硬”的采樣點(diǎn)測量數(shù)據(jù)，“軟”的各種類型的間接測量數(shù)據(jù)）生成眾多的實(shí)現(xiàn)，每一個實(shí)現(xiàn)展現(xiàn)同一種空間格局，但表現(xiàn)方式不同。隨機(jī)模擬方法有高斯序列模擬、LU分解模擬、高斯指示模擬、Pfield模擬、模擬退火方法等。 4.多點(diǎn)地統(tǒng)計(jì)學(xué) 傳統(tǒng)地統(tǒng)計(jì)學(xué)利用變異函數(shù)來量化空間格局，但是變異函數(shù)只能度量空間上兩個點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，即在二階平穩(wěn)或內(nèi)蘊(yùn)假設(shè)下空間上任意兩點(diǎn)之間的相關(guān)性，卻難以表征復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)和再現(xiàn)復(fù)雜目標(biāo)的幾何形態(tài)。例如，不同彎曲河道的變異函數(shù)在同一方向上可能是十分相似的，因而不能通過變異函數(shù)加以區(qū)分。對于關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)的情況或者研究對象有較為明顯的曲線特征時，要想量化其空間格局就需要包含多個空間點(diǎn)。多點(diǎn)地統(tǒng)計(jì)學(xué)通過多個點(diǎn)的訓(xùn)練圖像來取代變異函數(shù)，能有效反映目標(biāo)的空間分布結(jié)構(gòu)。該方法產(chǎn)生于石油領(lǐng)域，目前也主要應(yīng)用于該領(lǐng)域。 本書主要介紹目前地學(xué)領(lǐng)域常用的克里金空間估值和局部不確定性預(yù)測中的非參數(shù)克里金法。 1.3 地統(tǒng)計(jì)學(xué)起源及發(fā)展 1951年，南非礦產(chǎn)地質(zhì)工程師克里金和西舍爾（H.S.Sichel）等在估計(jì)南非金礦儲量時，提出了根據(jù)樣品的空間位置和相關(guān)程度的不同，對每個樣品品位賦予一定的權(quán)重，進(jìn)行滑動加權(quán)平均，來估計(jì)中心塊段平均品位的方法，即克里金法。該方法克服了經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)將地質(zhì)變量看成純隨機(jī)變量而忽略其空間相關(guān)性的不足，降低了估計(jì)誤差。隨后，法國著名統(tǒng)計(jì)學(xué)家G.Matheron教授在認(rèn)真分析了克里金和西舍爾兩人工作的基礎(chǔ)上，從理論和實(shí)踐上又進(jìn)行了系統(tǒng)研究。他通過對10個國家40多個礦床的研究，把早期的零散科研成果理論化和系統(tǒng)化，采用隨機(jī)函數(shù)來描述地質(zhì)變量的結(jié)構(gòu)性和隨機(jī)性，提出“區(qū)域化變量”的概念。1962年，G.Matheron教授第一次提出“地統(tǒng)計(jì)學(xué)”概念，并出版了《應(yīng)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)論》（TraitédeGéostatistiqueAppliquée），在該專著中第一次闡明了地統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，奠定了地統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論基礎(chǔ)。從此，地統(tǒng)計(jì)學(xué)作為一門新興的邊緣學(xué)科誕生了。20世紀(jì)60年代末～20世紀(jì)70年代末是地統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展階段，地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論和方法進(jìn)一步得到完善和改進(jìn)，出現(xiàn)了多元、非線性地統(tǒng)計(jì)方法，如普通克里金法、泛克里金法、析取克里金法以及條件模擬法等，它們在地質(zhì)學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)80年代初～20世紀(jì)80年代末是地統(tǒng)計(jì)學(xué)的上升階段，出現(xiàn)了非參數(shù)和非穩(wěn)態(tài)地統(tǒng)計(jì)學(xué)，非線性地統(tǒng)計(jì)學(xué)得到發(fā)展。1975、1983、1988年召開的三次國際地統(tǒng)計(jì)學(xué)大會和國際地統(tǒng)計(jì)學(xué)協(xié)會（IGEOSTA）的成立，標(biāo)志著地統(tǒng)計(jì)學(xué)已經(jīng)開始發(fā)展成熟（郭懷成等，2008；王政權(quán)，1999；侯景儒，郭光裕，1993）。20世紀(jì)90年代初～20世紀(jì)90年代末是地統(tǒng)計(jì)學(xué)的進(jìn)一步成熟階段，三維和時空地統(tǒng)計(jì)學(xué)得以發(fā)展，大量地統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)軟件問世。2000年至今是地統(tǒng)計(jì)學(xué)創(chuàng)新性的二次開發(fā)階段，不確定性地統(tǒng)計(jì)學(xué)和新型地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法得到發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步得到拓展（郭懷成等，2008）。 多年的發(fā)展使地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論出現(xiàn)了兩大學(xué)派：①以G.Matheron為首的“楓丹白露地統(tǒng)計(jì)學(xué)派”，開展以正態(tài)假設(shè)為基礎(chǔ)的克里金法研究，提出了多元地統(tǒng)計(jì)學(xué)的思想，形成了包括簡單克里金法、普通克里金法、泛克里金法、析取克里金法等在內(nèi)的一套理論方法體系。在克里金法計(jì)算中，需要利用實(shí)際樣品數(shù)據(jù)求出區(qū)域化變量理論模型的若干參數(shù)，因而稱為“參數(shù)地統(tǒng)計(jì)學(xué)”；②以A.G.Journel為首的“斯坦福地統(tǒng)計(jì)學(xué)派”，發(fā)展無需對數(shù)據(jù)分布作任何假設(shè)的指示克里金法、概率克里金法和快速條件模擬等一套方法，同時考慮如何使用“軟”數(shù)據(jù)問題，稱為“非參數(shù)地統(tǒng)計(jì)學(xué)”。我國學(xué)者郭懷成等（2008）從文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)和方法學(xué)演變過程的角度，將地統(tǒng)計(jì)學(xué)的內(nèi)容演變概括為五個方面：①穩(wěn)態(tài)向非穩(wěn)態(tài)演變；②單變量向多變量（含二次信息）演變；③參數(shù)與非參數(shù)方法相互補(bǔ)充；④線性向非線性方法演變； ⑤空間靜態(tài)向時空動態(tài)演變。 大批的地統(tǒng)計(jì)學(xué)研究理論和應(yīng)用專著在地統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展過程中層出不窮，并被實(shí)踐者們廣泛引用。如GeostatisticalOreReserveEstimation（David，1977）、MiningGeostatistics（Journel，Huijbregts，1978）、PracticalGeostatistics（Clark，William，2000）、SpatialStatistics（Ripley，1981）、AnIntroductiontoAppliedGeostatistics（Issaks，Srivastava，1989）、StatisticsforSpatialData（Cressie，1993）等著作介紹了地統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本理論與方法。其中，MiningGeostatistics影響較大，是20世紀(jì)80年代和90年代地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論和應(yīng)用研究的經(jīng)典參考書；StochasticSimulation（Ripley，1987）、Geostatistics：Modelingspatialuncertainty（Chilés，Pierre，1999）、GeostatisticalSimulation（Lantuéjoul，2002）等著作是關(guān)于地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論的深化和各種算法的研究；GeostatisticsforNaturalResourcesEvaluation（Goovaerts，1997）、GeostatisticsandPetroleumGeology（Hohn，1999）、GeostatisticsforEnvironmentalScientists（Websterb，Margaret，2000）、GeostatisticswithApplicationsinEarthSciences（Sarma，2002）、PracticalGeostatistics（Clark，William，2000）等是各學(xué)科領(lǐng)域中地統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用的理論指導(dǎo)和實(shí)例研究。 地統(tǒng)計(jì)學(xué)在我國的發(fā)展起源于20世紀(jì)70年代。1977年，美國福祿爾采礦金屬有限公司（FlourMining&MetaIncorporation）的H.M.Parker博士隨美中貿(mào)易全國委員會礦業(yè)代表團(tuán)來華訪問，將地統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本概念和內(nèi)容系統(tǒng)地介紹給我國的數(shù)學(xué)地質(zhì)及勘探、礦山設(shè)計(jì)人員。隨后侯景儒、王仁鐸、孫洪泉等深化了地統(tǒng)計(jì)學(xué)在我國地質(zhì)、礦業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。1982年侯景儒等首先將Journel和Huijbregts的MiningGeostatistics譯成中文（譯著名稱為《礦業(yè)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)》），1987年王仁鐸和胡光道出版了《線性地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)》一書作為高等學(xué)校教材，1989年孫惠文等翻譯出版了David的《礦產(chǎn)儲量的地統(tǒng)計(jì)學(xué)評價》，1993年侯景儒和郭光裕出版了《礦床統(tǒng)計(jì)預(yù)測及地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論和應(yīng)用》，1999年王政權(quán)出版了《地統(tǒng)計(jì)學(xué)及其在生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用》，2005年張仁鐸出版了《空間變異理論及應(yīng)用》。上述專著及譯著的出版為地統(tǒng)計(jì)學(xué)在我國的理論和應(yīng)用研究打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 當(dāng)前，地統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論體系不斷完善，應(yīng)用水平不斷提高，同時，與多學(xué)科的相互滲透也不斷促進(jìn)了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。地統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下四個方面：①注重學(xué)科交叉，發(fā)展舊理論，探索新方法。例如，尋求估計(jì)變異函數(shù)的替代方法，發(fā)展不確定性地統(tǒng)計(jì)學(xué)；研究機(jī)理模型與地統(tǒng)計(jì)學(xué)的耦合，發(fā)展基于地統(tǒng)計(jì)學(xué)的不確定性決策；加強(qiáng)地統(tǒng)計(jì)學(xué)與專家系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及人工智能之間的結(jié)合。②加強(qiáng)時間空間域地統(tǒng)計(jì)學(xué)的研究，實(shí)現(xiàn)真正的動態(tài)估值。③地統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)一步發(fā)展，著重加強(qiáng)軟件可視化研究，提高圖形輸出質(zhì)量，完善地統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包功能。④注重實(shí)際應(yīng)用，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。健康與公共衛(wèi)生、社會科學(xué)等是地統(tǒng)計(jì)學(xué)新的研究領(lǐng)域（郭懷成等，2008；孫英君等，2004；肖斌等，2000；侯景儒，郭光裕，1993）。 1.4 地統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域 凡要研究空間分布數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)性和隨機(jī)性、空間相關(guān)性和依賴性、空間格局與變異，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行無偏最優(yōu)內(nèi)插估計(jì)或模擬數(shù)據(jù)的離散性、波動性，均可考慮采用地統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論與方法（侯景儒，郭光裕，1993）。 1.4.1 地統(tǒng)計(jì)學(xué)在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用 地質(zhì)、采礦領(lǐng)域是地統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用的傳統(tǒng)領(lǐng)域，積累了較多的資料和經(jīng)驗(yàn)。在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域中，地統(tǒng)計(jì)學(xué)屬于數(shù)學(xué)地質(zhì)的一個分支，其應(yīng)用主要集中在以下三個方面。 1.利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)進(jìn)行礦產(chǎn)資源儲量計(jì)算及平均品位估計(jì) 對于礦產(chǎn)資源儲量計(jì)算及平均品位估計(jì)的問題，地統(tǒng)計(jì)學(xué)與傳統(tǒng)儲量計(jì)算方法相比具有無可比擬的優(yōu)勢。地統(tǒng)計(jì)學(xué)可從地質(zhì)、采礦的實(shí)際出發(fā)，根據(jù)礦床地質(zhì)變量的特點(diǎn)，最大限度地利用勘探工程所提供的各種信息，既可以進(jìn)行儲量的整體估計(jì)，又可以進(jìn)行儲量的局部估計(jì)，并且能在開采前定量地給出儲量的估計(jì)精度，而且與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)儲量計(jì)算的自動化。

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《地統(tǒng)計(jì)學(xué)概論》共分6章。第1章系統(tǒng)闡述了地統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念、研究內(nèi)容、發(fā)展歷程、應(yīng)用領(lǐng)域及地統(tǒng)計(jì)軟件。第2章回顧了地統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)所必備的概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)知識及地統(tǒng)計(jì)分析前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作，即探索性空間數(shù)據(jù)分析。第3章介紹了地統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論基礎(chǔ)——區(qū)域化變量理論，包括區(qū)域化變量的概念和性質(zhì)、協(xié)方差函數(shù)和變異函數(shù)、地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論假設(shè)和估計(jì)方差。第4章闡述了變異函數(shù)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容，包括變異函數(shù)的理論模型、理論模型的最優(yōu)擬合及變異函數(shù)套合結(jié)構(gòu)分析。第5章介紹了克里金法的概念，線性克里金法中的簡單克里金法、普通克里金法和泛克里金法，非線性克里金法中的對數(shù)正態(tài)克里金法、指示克里金法、析取克里金法，多元地統(tǒng)計(jì)學(xué)中的協(xié)同克里金法。第6章介紹了地統(tǒng)計(jì)學(xué)在氣象學(xué)、土壤學(xué)、遙感科學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例。

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