地理学

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地理学（geography）是探索地球及其特征、居民和现象的学问，研究地球表层各圈层相互作用关系，及其空间差异与变化过程的学科体系。地理学是一门包罗万象的学科，旨在理解地球及其人类与自然的复杂性——不仅探讨物体的位置，更探究它们如何演变及形成。虽然地理学专指地球，但其中许多概念在行星科学领域中，可更广泛地应用于其他天体。地理学常被称为“自然科学与社会科学学科之间的桥梁”。

地理学的核心概念，无论采用何种研究方法，都是空间、地点、时间、尺度。如今，地理学已发展成为一门极为广泛的学科，涵盖多种研究方法和模式。地理学的主要分支包括自然地理学、人文地理学和技术地理学。自然地理学着重于自然环境，人文地理学关注人类与地球的互动，而技术地理学则致力于开发理解地理的工具。研究方法通常可分为定量和定性方法，许多研究采用混合方法。常用方法包括地图学、遥感、访谈和测量学。

## 词源

英语geography一词源自古希腊语γεωγραφία（罗马化：geografía），由geo-（意为“大地”）和gráphō（意为“写”）组成，字面意思为“对大地的描述”。最早使用geography的是埃拉托斯特尼（Eratosthenes），他用此词表示研究地表景物的学问。

中国古代地理学称“舆地”或“舆地学”，“地理”则是指山川方域的地势、外貌。最早的地理书籍有《禹贡》、《山海经》等。中文的“地理”一词最早见于《易经·系辞》：“仰以观于天文，俯以察于地理”。日本在明治维新后，将英语geography一词译为“地理”，之后该译法传入中国。1902年，光绪皇帝接受吏部尚书张百熙建议，颁布《钦定学堂章程》，故一般小学课目有史学、舆地二项。1903年，张百熙派吴汝纶赴日本考察教育后，负责教育改革的张百熙、张之洞、荣庆向皇帝建议重订学堂章程。在重订章程后，一般小学依日本语改称初等小学，而史学、舆地二科，则改称历史、地理。之后，地理一词作为geography对应的翻译，在中国广泛流传。

## 研究范畴

古代的地理学主要探索测量地球形状、大小的方法，描述已知的国家和地区。传统上，地理学有四个基本的研究范畴：

- 自然及人文现象的空间分析，研究事、物的分布。
- 区域研究（area studies），钻研某地方或区域，并与他者比较异同。
- 人地关系（man-land relationship）研究，探讨自然现象与人相互的影响。
- 地球科学，以自然科学角度探索地球。

相比之下，现代地理学则是涵盖多重学科的大学问。历经科学化的辩证和计量革命，并与各门哲学思想对话后，现代地理学主张理解空间、人类及自然的复杂性（complexity）──不仅仅只是“知其然”，而要做到“知其所以然”。

一般认为，地理学家与地图学家同属，都是研究地名与数字。虽然许多地理学家都有地名学及地图学训练，但两者都不是地理学的主旨。地理学家研究现象、过程、特征以及人类和自然环境的相互关系，之于空间及时间上的分布。空间及时间涉及的主题包罗万有，例如气候、生态、经济，故地理学是一门跨学科的学问。

仅仅地方名称……并不是地理学……在心里记住整本地名词典并不会令任何人成为一个地理学家。地理学有更远大的目标：地理学寻求把现象归类（究竟较接近自然世界还是政治世界，与及在现今对后者会有何作用）、比较、归纳、由结果追溯至原因，从而追溯出自然的定律及表明其对人类的影响。她是一个'对世界的描写'—这就是地理学。总括来说地理学是一门科学—一个不仅仅是名称而是包含论点与推理，原因及结果。

地理学可略分为二：自然地理学及人文地理学。自然地理学着眼自然环境，如地形的形成过程、有关气候、土壤、水、生态、植被等的各种现象及其相互关系。人文地理学则着眼人造环境，例如人类如何开拓、管理和看待空间。自然与人的关系难解难分，故此立环境地理学，旨在基于自然地理学与人文地理学的研究成果，分析自然与人的相互关系，并提出人类适应、改造自然，以切合自身永续发展。

## 分支

### 自然地理学

自然地理学属自然科学，专门探索大自然（岩石圈、土壤圈、大气圈、水文圈、生物圈）的变化模式，可分类为以下范畴：

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- 气候学及史前气候学

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- 海洋学及海岸地理学

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- 环境地理学及环境管理

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- 大地测量学

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- 地形学

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- 古地理学及第四纪科学

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- 水文学及水文地理学

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- 土壤学及土壤地理学

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- 物候学

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- 冰川学及冻土学

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- 化学地理学

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- 地震学及火山学

### 人文地理学

人文地理学则探讨人与环境的相互影响，研究人与社区、文化、经济的关系，故可归社会科学一类。虽然人文地理学的少有谈及地貌（见自然地理学），可是人类活动确为山川地貌、区域气候左右（如荒漠不宜耕作）。故此，讨论人文地理学时并不可漠视地貌气候等自然因素，环境地理学正好连系两者。人文地理学可分下列范畴（详见人文地理学）：

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- 社会文化地理学（文化地理学及社会地理学）

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- 发展地理学

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- 经济地理学及商业地理学

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- 医学地理学

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- 历史地理学及时间地理学

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- 人口地理学及人口学

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- 工业地理学及农业地理学

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- 宗教地理学

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- 交通地理学

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- 旅游地理学

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- 聚落地理学及都市地理学

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- 军事地理学

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- 政治地理学及地缘政治学

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- 人种地理学

人类学问与日俱增，时有他学之新猷用于人文地理学研究，如：

- 行为地理学
- 地理知识学（Geosophy）
- 文化理论
- 音乐地理学
- 食品地理学
- 战略地理学

### 环境地理学

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环境地理学从空间层面描述人类与大自然的关系，连结人文地理学和自然地理学。环境地理学不单牵涉两者的学问，亦会从哲学层面，思考对人类有利的自然环境条件，使之概念化。

此外，全球化及科技发展（technological change）令人与环境的关系有所改变。环境地理学的研究范畴，如灾害管理、环境管理、可持续性，生态政治学（ecopolitics），政治生态学（political ecology）等，则是为理解此转变之法。

### 地球空间信息科学

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地球空间信息科学（geomatics）是地理学的一门分支，它在1950年代的地理学计量革命（quantitative revolution）中首先出现。地理资讯学包含利用地图学及测绘学所使用的传统空间技术及电脑应用。地理资讯学与其他利用地理资讯系统及遥感方法的学科一起成为一门普遍的科目。地理资讯学亦引起部分地理部门的复兴，此现象特别在1950年代经历地理部门衰退的北美洲更为显著。

地理资讯学包含大范围的学科包括空间分析，例如地图学、地理资讯系统、遥感探测及全球定位系统。

### 区域地理学

区域地理学是地理学的一门分支，她研究地球上不同大小的区域。其主要目的是去理解或定义个别地区包含人类及自然因素的独特性或特色。区域地理学的注意力亦有放在区域化（regionalization）上，包括运用适合的方法把空间分界成为区域。

区域地理学亦被认为是研究地理科学的必然方式（类似计量革命或批判地理学），详细参见地理学历史。

### 相关范畴

- 城市规划，区域规划（regional planning）及空间规划（spatial planning）：利用地理科学帮助决定如何发展（或是不发展）土地去满足特定条件，例如安全、美观、经济机会、保护建筑或自然遗产等等。城市、城镇及区域规划可以被视为应用地理学。
- 区域科学：区域学在1950年代由沃尔特·艾萨德（Walter Isard）带领而冒起，它提供一个更为以数据及分析作基础的方法去面对地理学问题，而不是传统地理学上以描述的趋向去面对。区域学包含的知识中空间向度（spatial dimension）扮演重要的角色，例如区域经济学、资源管理（resource management）、区位理论、城市规划、区域规划、交通运输、通讯、人文地理学、人口分布（population distribution）、景观生态学及环境质素。
- 行星学：虽然地理学通常关注地球，但亦有可能非正式地用作描述其他世界的研究，例如太阳系的其他行星，甚至更远。研究比地球更大的系统通常会形成部分天文学或宇宙学。其他行星的研究通常被称为行星学。

### 其他分支学科

- 地名学
- 方志学
- 理论地理学

## 技术

因为空间的相互关系对于地理学十分重要，所以地图是一个主要工具。地理学分析除了利用经典的地图学外，亦融合现代化的方法，即以电脑为基础的地理信息系统（GIS）, 全球定位系统（GPS）, 和遥感。

地理学家在其研究中使用四个相关的方法：

- 系统性（Systematic）- 组合地理学知识成为不同类别，从而全面探索。
- 区域性（Regional） - 在特定区域或位置层面去考证不同类别的系统性关系。
- 描述性（Descriptive）- 简洁地确定总体及特点所在。
- 分析性（Analytical） - 探究地理区域中总体及特点出现在所在地的原因。

### 地图学

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地图学研究地球表面利用符号的表示方法（即地图制作）。虽然其他分支学科需要利用地图表示她们的分析，但是实际的地图制作理论已经十分足够从其他学科分别开来。地图学由起草技术的集合成长为实际的科学。

地图学家必须学习认知心理学及人因工程学去理解哪种符号表达地球的资讯最为有效，而学习行为心理学则可以引导地图读者对资讯作出行动。她们必须学习大地测量学及颇为高阶的数学去理解地球的形状如何影响地图符号的变形，从而反映在平面上作观察。

### 地理资讯系统

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地理资讯系统（geographic information systems，GIS）处理并储存高准确度的地球资讯在电脑内。除了其他地理学分支外，地理信息系统专家必须理解电脑科学及数据库系统。地理资讯系统引起地图学革命性的改变；几乎所有的地图制作现在都以地理资讯系统软件帮助制成。GIS同时亦代表地理信息科学（Geographic Information Science），即利用地理资讯系统的软件和技术去代表、分析及预测空间关系的科学。

### 遥测

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遥感（remote sensing）可以被定义为一门取得从远处量度出来的资讯的技术和科学。遥测的资讯由多方面而来，包括卫星地图、航空摄影及手提感应器。地理学家不断增加利用遥测去得出的地球表面、海洋及大气资料。其原因为：

- 遥测能够提供多样空间尺寸的资料（局部至全球）
- 遥测能够为关注地区提供一个概要观点
- 遥测能够容许到达偏远及难接近的地点
- 遥测能够提供电磁波谱中可见光外的光谱资料
- 遥测能够促进对于个别地点因为时间流逝而如何改变的研究

遥测得到的资料可以独立分析或是与其他数码资料层面（例如地理信息系统）一并分析。

### 地理数量方法

地质统计学（geostatistics）处理利用地理数量方法得出的资料，特别是应用统计学方法去探索地理现象。地质统计学被广泛应用在众多范畴包括：水文学、地质学、石油开采（petroleum exploration）、天气分析、城市计划、物流及流行病学。地质统计学的数学基础来自数据聚类、区别分析（discriminant analysis）、无母数统计与及其他一众科目。地质统计学的应用在地理信息系统，特别在未量度点的插值（估计）十分依赖。地理学家在地理数量技术中有显著参与。

### 地理质性方法

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地理质性方法（geographic qualitative methods），或民族志学（ethnography）的研究技术被人文地理学家所采用。文化地理学有利用质性研究的传统，而质性研究亦被人类学及社会学利用。人文地理学家透过参与观察（Participant observation）及深入访问取得质性资料。

## 历史

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### 地理学的雏型

米利都的阿那克西曼德的构想被后期的希腊作家认为是地理学的始创人，而现在只能够以其承继者的片段才可以得知其一二。阿那克西曼德的贡献包括发明晷针（Gnomon），一个虽然简单但是她提供一个有效的希腊工具作为量度纬度。泰勒斯与阿那克西曼德亦因为预测日蚀而获赞扬。地理学的基础可以追溯至古代文化，例如古代、中世纪及近现代的中国历史。最初以艺术与科学层面探索地理学的古希腊，则利用地图学（详见地图学历史History of cartography）、古希腊哲学、古希腊文学或数学（详见数学史）等方面去探究地理学。

### 圆形世界理论

第一个指出地球为球体的人有究竟是巴门尼德或是毕达哥拉斯的争议。阿那克萨哥拉虽然能够利用解释日蚀论证出地球是圆形，但他和其他当代学者一样认为地球是平面的。埃拉托斯特尼是其中一个最初估计地球半径的人。

### 经纬线系统及其进化

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第一个最初准确的经纬线系统被认为是喜帕恰斯。他利用巴比伦数学推演出一个六十进制法（sexagesimal）系统。经线及纬线被细分为360°，每度更被细分为60′（角分）。为了量度（不同位置的经度，他提出利用日蚀去决定相对时间的差距。罗马帝国探索新地方时的广泛制图在以后提供一个高度的资讯性去给托勒密建构详细的地图集（atlas）。托勒密伸延喜帕恰斯的成果，在他制作的地图上利用坐标网（grid system）及使用56.5英里作为一度。

### 伊斯兰世界及中国所领导的地理学

罗马帝国在中世纪瓦解时地理学的演化由欧洲转移至伊斯兰世界。学者包括制作详细地图的阿布·阿卜杜拉·穆罕默德·伊德里西（Abu Abd Allah Muhammad al-Idrisi）、伊本·巴图塔、伊本·赫勒敦提供朝觐的详细描述。另外，伊斯兰学者翻译和诠释古罗马和古希腊的早期著作，并在巴格达建立起智慧所（House of Wisdom）作为以上用途。三世纪直到13世纪，中国历史上的地理学研究方法及地理学文学写作都比起欧洲的大幅度地复杂很多。中国地理学家例如刘安、沈括、范成大、周达观、徐霞客等写出很多重要的专著，但是在17世纪后，西方的地理学观念及方法大多都被中国所采用。

### 地理大发现

在16世纪至17世纪的地理大发现时期，探险家如克里斯托弗·哥伦布等发现及占据新土地，需要令地理资料更为准确，与及一个更为坚固的理论基础。由杰拉杜斯·麦卡托（Gerardus Mercator）和伯恩哈杜斯·瓦伦纽斯（Bernhardus Varenius）的著作《地理学概论》（Geographia Generalis）正正是新出现的科学化地理学的一流例子。

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### 众多地理学协会的成立

地理学在18世纪及19世纪被认同为一个独立学术科目，并成为欧洲（特别是巴黎及柏林）大学的一门经典课程。19世纪期间众多地理学协会发展起来，包括1821年成立的巴黎地理学会（Société de Géographie）、1830年成立的皇家地理学会（Royal Geographical Society）、1845年成立的俄罗斯地理学会（Russian Geographical Society）、1851年成立的美国地理学会（American Geographical Society）与及1888年成立的国家地理学会。伊曼努尔·康德、亚历山大·冯·洪堡、卡尔·李特尔及维达尔·白兰士（Paul Vidal de la Blache）的影响可以被视为地理学由哲学转变为学术科目的一个转捩点。

### 跨学科间连接的加强

在经历两个世纪的科技进步如电脑等引致地理资讯学的发展和引进新方法如参与观察及地质统计学作为地理研究的工具。在20世纪的西方，地理学科经历四个过程：环境决定论、区域地理学、计量革命及批判地理学。因为地球科学追求以一个全面涵盖的视界理解世界的关系，跨学科连接在地理学、地质学、经济学、社会学、人口统计学间大量加强。

## 部分有影响力的地理学家

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- 埃拉托斯特尼（Ερατοσθένης，前276年－前194年）：主要贡献为设计出经纬度系统以及计算出地球直径大小。
- 克劳狄乌斯·托勒密（Κλαύδιος Πτολεμαῖος，约90年－168年）：编译希腊及罗马知识而成著作《地理学指南》。
- 杰拉杜斯·麦卡托（Gerardадщвus Mercator，1512年－1594年）：创新的地图学家，其贡献为发明麦卡托投影法。
- 亚历山大·冯·洪堡（Alexander von Humboldt，1769年－1859年）：被视为现代地理学之父之一，出版《宇宙》及创立地理学的分支。
- 卡尔·李特尔（Carl Ritter，1779年－1859年）：被视为现代地理学之父之一。稳占柏林洪堡大学第一把交椅。
- 阿诺德·亨利·盖奥特（1807年－1884年）：在冰川结构、冰川运动，特别是快速冰流的高度认识享誉盛名。
- 威廉·莫里斯·戴维斯（William Morris Davis，1850年－1934年）：美国地理学之父及侵蚀轮回说（cycle of erosion）的发展者。
- 维达尔·白兰士（Paul Vidal de la Blache，1845年－1918年）：法国地质政治学学校创办人及近代地理学奠基人。
- 哈尔福德·麦金德爵士（1861年－1947年）：伦敦政治经济学院的共同创办人，之后帮助创立英国地理协会以及雷丁大学，并成为英国地理协会会长，《历史的地理枢纽》及心脏地带（Heartland）理论作者。
- 瓦尔特·克里斯塔勒（Walter Christaller，1893年－1969年）：人文地理学家及中心地理论发明者。
- 段义孚（Yi-Fu Tuan，1930年－2022年）：美籍华人学者，开展人本主义地理学（Humanistic Geography）作为一个学科。
- 大卫·哈维（David Harvey，1935年－）：马克思主义地理学家，空间及城市地理学理论作者。
- 迈克尔·弗兰克斯·古特柴尔德（Michael Frank Goodchild，1944年－）：著名地理信息系统学者以及在2003年获颁皇家地理学会（Royal Geographical Society）创会奖项。
- 奈杰尔·思瑞夫特（1949年－）：非表象理论发起人。