与地理系统有关的理论

G1S是对诸多类型的地理系统的信息化表达。正确理解和认识与地理系统有关的理论， 对有效建立和使用G1S技术具有重要意义。

1.混沌理论

研究地理系统混沌状态的理论称为地理系统的混沌理论， 这是地理系统自组织的起点。所谓混沌，又称“混乱”、“紊乱”、“无规划”等， 它是研究事物的初始阶段如何进行自组织的理论。 自然和社会领域到处存在着杂乱无章的事物，飘忽不定的状态，极不规则的行为。 但是这些无规则现象的深处，都蕴藏着—种奇异的秩序。 混吨不是简单的无序和混乱，而是没有明显的周期性和对抗性， 但有内部层次性和有序性。研究地理系统混沌理论的目的就是从地理系统的紊乱中寻找规律， 而自相似理论与分形分维原理就是从紊乱中寻找规律的有效方法。 自相似理论的核心思想是，无论是自然或社会现象，在统计意义上， 总体形态的每一部分，可以被看做是整体标度（指级别或观测数目等）减少的映射， 不论形态多么复杂，它们在统计学或概率上的相似性是普遍存在的。

2.地理系统协同论

按照协同论的观点，地理系统的各要素或各子系统之间， 既存在着相互联系、相互依存、相互协调的一面； 又存在着相互制约、相互排斥、相互竞争的一面；既有协同性，又有制约性， 这是普遍规律。例如，如果地形发生了变化，则气候与植物随着变化； 如果气候改变了，则首先植物随着改变。地理系统协同论的一个重要思想是， 地理系统的各要素或子系统功能相加，具有非线性特征，整体功能，即效果， 可能大于各部>功能之和也可能小于各部分功能之和， 这要由系统的结构或系统的有序程度来决定，其中序参量整个系统起着控制作用。 如气候与地形是农、林、牧系统的有序参量，可耕地资源和淡水资源是西北地区农业系统的序参量。 序参量与系统配合得好，效果就好；反之依然。

3.人与自然相互作用理论/人地系统理论

在历史上曾有过环境决定论、人定胜天论、人与环境协调理论等， 但最完备、最科学的还是现在的可持续发展理论。可持续发展理论的核心， 是资源环境社会和经济的协调发展。地球的资源和环境的容量是有限的。 人们对地球或自然界的索取不能超过地球的承载力；人们对资源和环境的利用， 必须遵循客观规律。经济和社会的发展，既要满足当代人的需要， 又要不影响后代人的需求，也就是不能以对资源和环境的破坏为代价来换取社会经济的增长。

4.地理系统的整体性与分异理论/地带性规律

这是地理系统的宏观的、普遍规律。地理系统就是整体性与分异性的统一。 地理空间的整体性(Geo-spatial Entirety)，是指任何地理系统或区域系统都是“人类-自然环境综合体”， 都孕资源、环境、经济和社会的综合体；地理空间的分异性或地带性， 是指由于地球表层物质和能毋分布的不均匀性所造成的地理空间的分异性特征， 如海陆分布的差异、地形高低的差异、岩石组成的差异、温度和降水的差异， 以及人口、社会和经济的差异等。这种差异表现为明显的地带性规律如地理空间气温、 降水的纬度地带性和经度地带性，植被的垂直地带性等。

5.地理空间结构与空间功能/区位理论

地理空间结构与空间功能具有区位特征。地理空间结构是指在一特定的空间范围或区域内， 资源、环境、经济和社会诸要素的组合关系或稱合关系，及同一空间范围内的资源、 环塊、经济和社会等的配套关系。地理空间结构功能,是指区域所具有的经济和社会发展潜力的大小、 或可持续发展的能力的大小。具有最佳地理空间结构的地区， —定具有最强的空间结构功能。地理空间区位，是指一特定的空间范围内， 对社会经济发展的有利部位。即使某个空间范围的地理空间结构有好有坏、 功能有强有弱，也不能说明局部情况不能谷差别。这完全取决于局部条件，这就是区位。

地理系统的平衡状态是相对的，是变化中的平衡。地理系统变化的主要方式是渐变与突变， 渐变到一定程度就会发生突变。这时，地理系统的自组织功能已不能发挥作用， 所以地理系统的突变是自组织的终点。地理系统的突变理论， 是研究系统状态随外界控制参数改变而发生的不连续变化的理论。 这种理论认为，在条件的转折点（临界点）附近， 控制参数的任何微小变化都会引起系统发生突变， 而且突变都发生在系统结构不稳定的地方。地理系统的突变现象， 最典型的是地震、火山爆发、生物种群的突变等。