新版白话空间统计（1）：前言与地理学第一定律

前言

2015年7月27日，虾神在csdn博客频道，首次放出第一篇白话空间统计，到今天已经4年多了。

2020年，虾神重写白话空间统计。

4年多的时间，从看山是山，到看山不是山，再到看山仍是山。经历了这么多风风雨雨，不一样的虾神将给大家带来不一样的白话空间统计系列。

这一套重写的内容，将更多的考证权威的文章，订正以往文章中的一些bug和错误。

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空间统计学实际上是一门很有意思的课程，但是我们翻开任何一本（国内的）专业著作，从统计学到数学到物理学，里面的名词解释都摆出一副“老子是很高大上的内容，非学霸勿扰”鼻孔朝天的样子，拽得跟二五八万似的，本来是一个很简单的概念，不写上七八页公式推导，仿佛就觉得显示不出作者多有水平一样（不过虾神一直很佩服数学好的人）。所以导致大家学习的时候，各种晦涩难懂，抱着科普的目的，所以有了这一套《白话空间统计》。

我们的题目既然叫做”白话“，也就是表示，这一系列文章的中心思想就是三个字“说人话”……我们将用最简单最直白最不需要数学功底（虾神尽量把算法模型写到小学三年级以上数学水平就能看懂的程度）的方式来介绍整体空间统计学里面的一些概念和内容……当然，你如果不小心把虾神的这些“白话”给加到你的作业和论文里面，被导师或者审稿人一巴掌拍回来，虾神是肯定不会认账的：

首先在正式进入空间统计学之前，我们先介绍一系列基础知识——比如下面要说的：地理学第一定律

不管什么东西，只要挂上来“第一”这个称号，都会在各种考试中频繁的出现，比如什么世界第一高峰、第一个上月球的人……不过在说地理学的第一定律之前，我们来先说说一个传奇的人物。他就是号称“近代地理学界的牛顿”的Waldo Tobler（金都 托布勒）教授。

waldo Tobler

(1930 - 2018)

托布勒教授1930年生于美国伯特兰，他父亲作为瑞士外交官一直在美国和加拿大任职，在二战的时候，托布勒加入美军，拥有瑞士和美国双重国籍，并且精通瑞、英、法、俄四门语言的他，被培养成为了一位出色的情报官员。

年轻时候的一表人才的托布勒

战后，他回到美国，并于1961年在美国华盛顿大学获得博士学位，熟悉历史的同学都知道，这一年也是风起云涌的一年，比如约翰肯尼迪在这一年就任美国第35任大统领……又比如虐猫狂人薛定谔逝世。

花花公子薛定谔与他那只死活叠加态的猫

托布勒在华盛顿大学，师从“计量革命”发起者之一，计量学的传奇人物威廉加里森（William L. Garrison）教授，专业研究与地理空间有关的计量科学。（详见虾神旧文：地理学史话：哈佛地理系之死）

似乎是老天爷见物理已经有了三大定律，而地理学一个也没有，于是在1969年（也有说1970年）的时候，上帝一挥手，让托布勒教授照亮地理学的天空吧。所以那一年，他发表了史称“地理学第一定律”的“Tobler's First Law”（简称TFL），即为“all attribute values on a geographic surface are related to each other, but closer values are more strongly related than are more distant ones”翻译成大白话，就是：任何事情呢，都是有关系，只不过靠得越近，关系就越紧密。

正如牛顿的三大定律开创了经典力学体系，地理学的第一定律也为计量革命提供了理论基础，从此，此定律成为空间统计和分析领域的核心。

正如明代学者茅无仪评价孙子兵法“前孙子者,孙子不遗;后孙子者,不能遗孙子”，TFL也在地理学界做到了前者不遗，后者不能遗的境界。

不过这个定律是否被称为第一，在学术界也是还有一些争议的

不过总体而言，认同这个第一的还是主流，特别是有很多大佬都支持：

在国内，以李小文院士为主的一派，更是对TFL推崇备至。

在这个地理学第一定律里面，托布勒很“狡猾”（这个词是李小文院士说的）的使用了“distant”（远近）这个词，而不是用“distance”（距离）这个词，避免了当年地理学家们在不同场合定义的“十四种”距离的描述方法。

无双国士

地理、遥感领域国宝级大师，布鞋院士李小文

（1947年3月2日-2015年1月10日）

要知道，1970年，正好是计量革命如火如荼的时候，计算机系统、定量分析等技术在地理学界与传统人文地理学家厮杀得血流成河，地理学第一定律的提出，作为一颗致命的银弹，为计量革命的成功起到了一锤定音的作用。

实际上在计量学界，很少用“远近”这个明显有距离感的含糊的词汇来描述，而都倾向于用“邻近度”这个词来进行描述。

在做任何分析的时候，我们都需要有一个标尺来进行衡量，而地理要素之间的关系，以其客观性，成为了最佳的选择：

地理学第一定律不但为定量分析提供了指导性、方向性的作用，而且随着发展，在与地理学有关的很多领域，比如人文学、考古学、社会学、经济学等等学科里面，也都得到了广泛的应用。

比如同文临近：

所谓的世界五大文化圈，他们就不一定是决定空间位置上的临近。

• 东亚的儒家文化圈

• 中西亚的伊斯兰文化圈

• 南亚的佛教文化圈

• 东欧的天主教文化圈

• 狭义西方世界（西欧北美）的基督教文化圈

当然，在社会经济研究中，以人类行为为主要研究的模式的时候，空间上的关系也在被不断的重新定义，比如国与国之间的联系，也不再以绝对的空间位置为临近：

正因为地理学的第一定律在不断的发展中，被赋予了越来越多的内涵，才使得它的生命力和影响力越来越大，使之“第一”的称谓名至实归，我们在以后的内容中会不断的引用这个定律来解释各种分析模型和算法。

那么伴随着地理学第一定律最早出现的空间统计学的概念，又是哪个呢？敬请期待下一篇：空间自相关。

待续未完。