本文作者张晓祥，博士，河海大学地球科学与工程学院副教授，河海大学地理信息科学与工程研究所副所长，河海大学X-GIS研究组博客博主，主要从事GIS与专业模型的集成、水利行业数据模型、遥感与GIS的资源环境应用研究。
之前转载过一篇文章《空间分析的三个传统：从三份讣告谈起》，这篇文章是三份讣告之二。
地理学的传统与学派
现代科学意义上的地理学肇始于德国地理学家洪堡(Alexander Von Humboldi，1769-1859)和李特尔(Carl Ritter，1779 –1859)。他们把古典的地理学，引向现代科学意义上的地理学。洪堡的《宇宙》和李特尔的《地学通论》两书问世，是近代建立在科学基础上的地理学形成的标志。著名地理学家哈特向(Richard Hartshorne，1899-1992)认为：洪堡和李特尔是古典地理学的掘墓人，但同时也是近代地理学的奠基人。洪堡的地理学思想，是把自然界看作一个巨大的整体，而在这个整体之中，各种自然现象，有其相互之间的内在联系，这可以看作是地理学的自然地理学渊源。李特尔的地理学思想，是在区域地理研究中强调各种地理现象的因果关系，这种学术思想可以看作地理学的人文地理学渊源。这也可以看出，从近代地理学的创立开始，地理学就存在着自然地理学和人文地理学的分野。
近代地理学以来，地理学始终存在生态、区域和空间三种观点，所探讨的内容分别侧重于人与环境、地域分异和空间区位三个方面，这就形成了学科中的环境学派、区域学派和区位学派(杨吾扬，1992)。环境学派是从生态观点出发，将人作为地球表面的一个因素看待，代表人物是德国地理学家拉采尔(Friedrich Ratzel，1844~1904)，强调人地关系，但是一些观点如地理环境决定论的观点后来收到了批判;区域学派重视地理学古老的描述传统，对地表各种现象的分布按照区域进行记载和描述，早期代表人物为德国地理学的李希霍芬(Ferdinand von Richthofen，1833-1905)及其弟子赫特纳(Alfred Hettner，1859～1941)，集大成者则是美国地理学家哈特向(Richard Hartshorne，1899-1992)，哈特向分别于30年代末和50年代写了《地理学的性质》和《地理学性质的透视》两本专著，认为地理学研究地球表面的地域分异特征，部门地理学是起点、区域地理学是终结;区位学派最早起源于德国经济学者杜能(Johann Heinrich von Thünen，1783~1850)的农业区位论以及韦伯(Alfred Weber，1868-1958)的工业区位论等学说，集大成者是德国经济地理学者克里斯塔勒(Walter Christaller，1893～1969)于1933年创立的中心地理论(Central Place Theory)，1930年代开始苏联的建设地理学(任美锷，1946)的发展也是引用了区位学派这样一种重要的发展趋势而诞生的，但是这种一种理论方法在前苏联以及在中国都收到了不公正的批判，从而影响了这一学派在我国的发展。
另外，还有一个学派是秉承地理学的综合性观点的景观学派(Landscape)，景观学派诞生于19世纪末和20世纪初的德国，它是从发生学观点、用综合方法划分地表类型的学派，以弥补环境学派和区域学派的不足。美国地理学家索尔(Carl Sauer ，1889—1975)是景观学派的集大成者，索尔及其弟子研究了大量景观变迁的实例，揭示了人在改变地球面貌上的作用，使当时的环境学派和区域学派相形见绌。后来景观学派与区位学派也集成，景观生态学即是两者的重要结合，具体可以见：《1948-2006：哈佛大学地理系的灭亡与地理学的重生》。
在地理学的发展史上，各个学派的观点交相辉映、此消彼长，带来了地理学的应用领域逐步扩大，但是地理学本身的基础研究则有所削弱，很多人甚至怀疑地理学本身的科学性。简单来说，最早时由于环境学派研究的课题过分肤浅广泛, 后来逐渐被区域学派和区位学派所代替。
1950年代起，随着系统论、控制论和信息论等综合科学方法的兴起，电子计算机技术广泛应用，包括地理学在内的很多学科转入现代化阶段。地理学在这一时期最重要的发展就是计量革命，计量革命的发生发展最后又导致了区域学派与区位学派的决裂。1950-1960年代的地理学计量革命是以德国裔Fred K. Schaefer教授与哈特向(Richard Hartshorne，1899-1992)教授的论战为前奏，当时两人分别是美国衣阿华大学(University of Iowa)地理系和美国威斯康辛大学麦迪逊分校(UW Madison) 地理系的教授，高潮则是以多个地理学的理论化和数量化的学派的崛起为标准。在美国，位于美国西海岸的西雅图的华盛顿大学在老师William L. Garrison、Edward L. Ullman等组织下，在人文地理学领域建立了数量地理学的华盛顿小组，这个研究小组从推广中心地理论、交通网络理论和其他统计方法开始，培养了William W. Bunge、Brian J. L. Berry、Walter Tobler等一大批日后的地理学名家大师;与此同时，位于美国东海岸纽约的哥伦比亚大学，Arthur Strahler教授创立了定量地貌学的研究传统(Arthur Strahler是著名的河流分级法的发明者，同时是著名遥感学家Alan Strahler教授的父亲，Alan Strahler教授在加州大学圣巴巴拉分校和波士顿大学任教时分别是著名华人遥感学家李小文院士、梁顺林教授的博士导师，李小文与导师Alan Strahler教授合作创立了著名的Li-Strahler几何光学模型)，当时年轻的英国地理学家Richard J. Chorley正在Arthur Strahler教授手下工作，Chorley后来将统计与系统建模方法带回到英国后与Peter Haggett和David W. Harvey等代表的一批的剑桥大学的师生成立计量革命在英国的重要代表，创立了颇负盛名的剑桥派(A. N. Strahler，1992;Haggett，2008)。1967年，Richard J. Chorley与Peter Haggett合作，编著了涉及地理学中的自然地理学模型、社会-经济模型以及集成模型的系列论著(如图)，这套书在早期地理学定量研究历史在中有着很高的研究声誉。
但是非常可惜，在计量地理革命如火如荼的1950～1960年代，受限于当时的政治形势，我国和美国等西方发达国家地理界缺乏交流，很难对地理学计量革命的理论本质缺乏深入的了解。待到1980年代，中美之间恢复学术交流，中国也向美方派遣留学生和访问学者，但当时地理学已经过了计量革命的高峰，同时遥感和GIS等技术学科发展迅速，很多留学生从事的是更具技术性的研究工作。虽然有识之士多次呼吁要加强地理学基本理论特别是理论地理学的研究，但是实际上，这种声音在中国地理学界始终很微弱，国家基金层面更多的资助从事地理学的应用研究或应用基础研究，北京大学著名地理学者杨吾扬教授从事理论地理学研究甚至在中国都无法获得研究基金的资助，导致研究难以为继。今天看来，当年中国地理学界的历史遗憾与视野局限也带来了很多后遗症，特别是在空间分析与GIS领域，我们与国际一流的研究的差距并不都是技术层面的，更多的是理论方法层面的差距，可惜我们的地理教学与研究几乎完全忽视了这些珍贵的理论地理学研究成果，导致GIS与空间分析的进一步发展后继乏力。在教学方面，因为老师们缺乏良好的地理学理论与方法的训练，导致很多地理系的本科生和研究生偏重于跟风式的技术培训而缺乏严谨的理论训练，影响了学生未来的发展潜力。
经济地理学、空间经济学与区位论
上一节我们简要评述了《地理学的传统与学派》，指出了地理学的发展缺乏严格的理论方法，导致了空间分析与GIS在理论方法上的滞后。所以在今天，我们有必要重新认识在地理学发展历史上有着重要影响的区位学派，回顾一下区位学派背后的地理学与经济学学术传统。事实上，地理学与经济学的共生与融合大大改变了地理学、经济学研究的面貌。
经济地理学(Economic Geography)是地理学人最为熟悉的，它是隶属人文地理学的一门重要分支学科，是人文地理学领域偏硬的一个学科。经济地理学是地理学的重要组成部分，其学术根源来自于经济学和地理学两个方面(杨吾扬，1992;杨吾扬、梁进社，1997)。一般来说，经济地理学是以人类经济活动的地域系统为中心内容的一门学科，包括经济活动的区位、空间组合类型和发展过程等内容。
空间经济学(Spatial Economics)是指相对于传统经济学、在经济学研究中考虑空间维度的新学科，最早由瑞典经济学家帕兰德( T. Palander)于1935年第一次提出。传统主流经济学只研究三大问题：生产什么?为谁生产?怎样生产?却忽略了“在哪里生产”即生产活动的空间定位问题。之所以忽略空间问题，并不是经济学家们不知其重要性，而只是因为过去没有掌握描述空间的手段和方法。空间经济学就是试图解决这第四个问题，即“在哪里生产”的问题。空间经济学研究如何通过选址互相接近，产生提高生产率、吸引客源力和创造性的“集聚力”。杨吾扬(1992) 认为空间经济学本身是一个松散的学科群，我们常见的土地经济学、环境(生态)经济学、人口经济学、乡村经济学、城市经济学和区域经济学等都隶属于空间经济学范畴，可以说空间经济学是一个应用广泛的领域。其中，应用最广的是城市经济学和区域经济学。
空间经济学、经济地理学都是在经济学、地理学之间的交叉学科。其中，空间经济学立足于经济学，考虑空间维度，经济地理学立足于地理学，考虑经济互动。在学科性质上，空间经济学、经济地理学都是应用理论学科，接受经济学和地理学共有的基础理论作指导，这个基础理论就是区位论(杨吾扬、梁进社，1997)。
区位论是一个典型的交叉理论学科，两栖于经济学和地理学。所谓区位，就是从空间的观点，确定地理现象、距离、规模、结构的合理性。区位论是通过地球表面的几何要素(点、线、面)及其组合实体(网络、地带、地域类型、区域)，从空间或地域方面研究自然和社会现象，是关于人类活动、特别是经济活动空间组织优化的学问。
区位论与区域科学
区位论一般分为古典区位论、近代区位论和当代区位论。
古典区位论立足于单一的企业或中心，着眼于成本和运费最低。古典区位论有着很长的历史，其学术渊源来自于经济学研究专家，从最初的杜能(von Thunen)1826年发表的《孤立国》一书为代表的农业区位论思想提出到现在已经近200年历史，离韦伯( Alfred Weber) 的1909年所发表的《工业区位论》为代表的工业区位论思想也已经有100年的历史。
近代区位论是在古典区位论的思想基础上建立的，采用新古典主义的市场-价格分析取代了古典学派的成本-效益分析。近代区位论立足于一定地区或城市，着眼于市场的扩大和优化。在地理学界，德国经济地理学者克里斯泰勒(Walter Christaller，1893～1969)是近代区位论的代表人物，克氏于1933年写成《德国南部的中心地》一书，系统地阐明了中心地的数量、规模和分布模式，创立了中心地理论(Central Place Theory)学说。七年后的1940年，德国经济学家勒施(August Losch)在《经济空间秩序》一书中对克里斯泰勒的中心地学说进行了扩展，建立了市场区位理论，即以市场需求作为空间变量对市场区位体系的解释。中心地理论有着重要的学术标杆意义，重心地理论的发表使得区位论第一次从经济学领域进入地理学领域。
当代区位论研究则包括了地域上的扩展和时间上的延续。在空间上，主要立足于整个国民经济，着眼于经济活动的空间最优组织;在时间上，希望能够立足于历史和现状数据的分析，以便对未来的发展变化做出预测。地理学虽然自古重视现象和地理分布，但是区位传统的建立是1950-1960年代地理学计量革命的兴起才最终确立。在地理学计量革命中，瑞典地理学家哈格斯特朗(Torsten Hagerstrand)创立的空间扩散模型(Spatial Diffusion)、英国地理学家威尔逊(A. G. Wilson)创立的空间相互作用(Spatial Interaction Models)模型等等研究成果都是当代区位论研究的典型代表。
1956年，沃尔特·艾萨德(Walter Isard)在其著作《区位与经济空间:关于产业区位、市场区、土地利用、贸易和城市结构的一般理论》中，将杜能、韦伯、克里斯泰勒、勒施等人的模型整合为一个统一的框架，试图建立“一般区位论“。
1956年，沃尔特·艾萨德(Walter Isard)在其著作《区位与经济空间》中，将杜能、韦伯、克里斯泰勒、勒施等人的模型整合为一个统一的框架，试图建立“一般区位论“。他把区位问题重新表述为一个标准的替代问题：厂商可以被看作是在权衡运输成本与生产成本，正如做出的任何成本最小化或利润最大化的决策一样，这在区位论研究中是一个开创性的贡献，提出了一个折衷的应用领域———区域科学。
区域科学这是由经济、地理、规划、社会、政治等学科综合而成的有机体，同前三者的内容关系最为密切(杨吾扬、梁进社，1997)。在1930年代以前，西方主流经济学理论和经济计量研究均是非空间的，区位论基本上未成完整体系，经济地理还停留在一般解释性描述阶段，区域经济则刚刚萌芽，规划科学仍是古典框架、城市规划很少涉及区域。关心区域问题的经济学者，其一般经济分析已对许多空间经济现象感到棘手，于是扩大了研究区域问题的专业领域。规划师和地理学以及其它领域的专家相继加入，最终形成了一门以区域为研究对象、具有广泛横向联系、综合程度高的新兴科学——区域科学。
ISARD和他的区域科学
Walter Isard(1919-2010)是一名经济学家，他是区域科学的创建者。他早年出生于费城并在费城的天普大学(Temple University)学习数学，并获得学士学位。在1939年，他赴哈佛大学攻读经济学研究生，1943年获得哈佛大学经济学博士学位。他的博士论文是研究20世纪20～30年代的建筑施工、交通运输与的繁荣-萧条周期之间的关系。二战以后，他重返哈佛，作为博士后学者跟随哈佛大学著名经济学家瓦西里·列昂惕夫(Wassily Leontief，1906-1999，1973年诺贝尔经济学奖得主)教授工作，继承了列昂惕夫教授的投入产出经济学分析思想(Input-output Analysis)，他设计并讲授区位论和区域发展课程，并很快开始吸引追随者。离开哈佛以后，就在同城的麻省理工学院(MIT)找到教职，教授区域经济学。
Isard深受德国经济学家的区位论的影响，区位论是研究地理位置作为经济发展的一个主要因素，他开始游说一个跨学科的方法来分析地方和区域经济的影响，这也是后来的区域科学思想的雏形。通常情况下，一个区域科学专家研究造成在某个特定地区形成某个特定产业的因素，一个公司的到来或离开是如何影响一个地区的，或内部迁移是如何影响区域经济活动的。这个特定地区通常是比国家的尺度要小些。
Isard区域科学发展的核心理念主要是通过成立协会和出版杂志来传播的，1954年，他首先主持创办区域科学学会(RSA)( http://www.regionalscience.org/)，希望建立一个学术团体来促进本领域的研究。但是在MIT，Walter Isard很难施展自己的区域科学抱负，1956年他转到位于家乡费城的宾夕法尼亚大学(UPenn)任教，1958年并在宾夕法尼亚大学著名的沃顿商学院创建了世界上第一个区域科学系，并创建了区域科学的杂志《Journal of Regional Science》。在宾夕法尼亚大学，威廉·阿朗索(William Alonso)在Isard的指导下于1960年获得全美第一个区域科学博士学位，另外Isard在宾夕法尼亚大学的博士生还包括日本藤田昌久这样的世界级的教授。Walter Isard后来在将区域科学扩展到美国以外的地区，如他欧洲、亚太等许多国家和地区。1979年，Walter Isard转到康奈尔大学任教授，1985年当选美国科学院院士，在康奈尔大学，Isard则培养了GIS空间分析领域的领军任务、美国科学院院士Luc Anselin等著名科学家，我国北京大学原地理系主任杨开忠教授也曾经在康奈尔大学Isard的研究组访学两年。
Walter Isard是一位极其多产的教授，曾获得欧美多所大学的名誉学位，他在多个领域取得过重要的论著，其主要著作有：《区位与空间经济学》、《区域分析方法》、《区域投入产出研究》、《区域科学导论》、《空间动态学与最佳时空发展》、《军备竞赛，军备控制及冲突分析》、《理解冲突与和平科学》等，这些书很多都是美国的畅销书，在许多科学领域都有奠基性的贡献。
地理学特别是区位论与区域科学的关系是一个需要说明的问题，两者既有明显的区别，也有着紧密的联系。区域科学与地理学的区域研究、经济学中区域经济学虽然都有“区域”的意味，但是内涵很不一样。回顾区域科学发展历史，最早的区域科学，主要采用一般均衡分析描述区域活动、建立区域与区际模式;后来，随着运筹学方法的推广应用，研究重点转向发展个体与总体区域决策模式，用静态或动态的线性或非线性规划技术，研究区域收入、就业、投资等适宜的水平和速度;再往后，转向区域政策与区域规划的目标系统，包括区域规划、区域经济及公共政策理论及相应的咨询与决策理论。区域科学的有些模式如投人产出、工业结构和综合体分析等同区位论关系不大，但大量的模式如空间相互作用、中心地系统、交通流网络等则均属于区位分析。
在学科发展上，经典的区域科学是Walter Isard对经济地理学的一个方法论的革命，区域科学研究的问题几乎与经济地理学一样。区域科学除了具有地理学研究一般意义上的综合性、区域性以外，特别重要的一个特性是区域科学受经济学思想的影响，数学模型的应用非常普遍，提倡利用解析法、演绎法解决问题，反对经济地理学的常见的归纳解释的方法论。区域科学强调科学，就是区域科学在心理上倾向反对不能证伪的逻辑实证主义意义下“伪科学”。近年以来区域科学逐步获得主流学术界越来越多的重视，研究内容扩展为包括区域环境、经济、管理和社会等问题，成了类似地理学的学科。大约2003年起，美国国家科学基金会(NSF)列了一个资助领域“geography and regional science”，明确将区域科学列为与geography并列的学科，由此也可见区域科学的重要性。。区域科学后来逐渐形成气候，除了Isard等登高一呼以外，主要是跟社会需求广泛有很大关系，加上计算机技术及大批数学模型的应用。
区域科学的新发展——新经济地理学
区域科学近年来的新发展则是新经济地理学，这是一个在新的区位论假设上诞生的一个崭新的方向。2008年10月13日，瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布将2008年度诺贝尔经济学奖授予Paul Krugman(保罗·克鲁格曼)，以表彰他在“贸易格局的分析和经济活动的区位”("for his analysis of trade patterns and location of economic activity")研究方面取得的成就。瑞典皇家科学院表示，克鲁格曼创立并阐明了一套全新理论，用以回答与自由贸易相关问题。瑞典皇家科学院在颁奖声明中说：“自由贸易与全球化有什么影响?全世界范围城市化背后的驱动力是什么?保罗·克鲁格曼创立并阐明了一套全新理论，可以回答所有这些问题。”声明同时强调说：“他也因此全面整合此前完全不同的国际贸易与经济地理学研究领域。”
实际上，经济活动的地理因素一直是许多经济学家、地理学家、规划学者以及区域科学家所关注的问题。随着以因特网为代表的信息通讯技术(ICT)、集装箱运输、喷气式飞机等运输技术的发展，以及通过加入世界贸易组织和缔结自由贸易协定等，在广义上使商品、服务、资本、信息和人员的流动所需要的运输费得以大幅度减少。由于运输费降低，例如商品生产者，由于在每个需求地附近从事生产的必要性下降，因此在可以有效利用规模经济的特定地区进行生产也变得比较容易。这样一来，当出现向特定地区集聚时，如果产品和服务等活动和人员为同质的话，那么陷入直接竞争关系的危险性也就会增高。然而，如果存在多样化和差异化，整体的互补性就会增加，在互动效应的作用下，生产率、吸引客源力和创造性也会增加，从而能活跃地区经济乃至推动整个社会发展。20世纪80年代以来，以报酬递增、不完全竞争为假设前提，以数学建模为分析工具的新经济地理学的研究有了不断发展，出现了诸如克鲁格曼、藤田昌久、维纳布尔斯等一流的学者，将空间因素纳入了西方主流经济学的分析框架中，新经济地理学由此而产生，同时也标志着传统的经济地理学正式被主流的经济学领域所接纳。其中，藤田昌久是区域科学创始人Walter Isard的学生，是著名的空间经济学家，他1972年在Walter Isard的指导下获得美国宾夕法尼亚大学区域科学博士，后担在宾夕法尼亚大学区域科学系、经济系任教授。1995年后藤田昌久回日本任职，先后担任日本京都大学经济学教授、京都大学经济研究所所长、日本甲南大学教授、日本贸易振兴机构所长、日本经济产业研究所所长等职务，2009年他担任日本经济学会会长，藤田昌久是日本享誉国际的著名经济学家。藤田昌久是保罗·克鲁格曼(Paul Krugman)的最重要的合作者(http://blog.sina.com.cn/s/blog_69d0070d01017m21.html)，他们一起写出了完成了很多重要的专著和论文。保罗·克鲁格曼(Paul Krugman)获得2008年诺贝尔经济学奖，把这个领域的贡献展现给全世界面前，可以说新经济地理学开辟了空间经济学、经济地理学的新纪元。
段学军等(2010)将克鲁格曼新经济地理学理论概括为：一条主线、四个命题、四种工具、三个模型(如下图)。克鲁格曼新经济地理学贯穿一条主线，即经济发展的空间状态存在多重均衡。克鲁格曼在经济区位研究中引入多重均衡思想，认为在报酬递增的前提下，即使要素禀赋以及技术、偏好等因素相同，现实经济的空间分布状态也会体现出不可预测性、多态均衡性。为了更清楚地分析经济发展的空间区位问题，克鲁格曼提出了四个命题，即： ① 运输成本： 认为运输成本在塑造国际贸易和区际贸易中发挥关键作用; ② 报酬递增：经济上互相联系的产业和经济活动由于在空间位置上的相互接近可以带来产业成本的节约; ③ 空间聚集：产业或经济活动由于聚集所带来的成本节约能使产业或经济活动趋于集中; ④ 路径依赖：先发优势能够形成某种经济活动的长期聚集过程。在克鲁格曼新经济地理学理论中，还引入了四种分析工具，即D-S 垄断竞争模型、“冰山” 型运输成本、自组织演化模拟以及计算机技术，具体可见藤田昌久、克鲁格曼、维纳布尔斯三人合著《空间经济学》一书，这种策略性的简化使得新经济地理学家们克服了技术难题而描述真实的经济。最后，新经济地理学建立了三个空间区位模型，即“中心—外围” 模型、城市体系模型和国际模型，分别模拟产业集聚、城市体系形成以及经济全球化与区域化等过程。相信请见段学军等(2010)。
本图引自：段学军、虞孝感、陆大道、Josef Nipper，克鲁格曼的新经济地理研究及其意义，地理学报，2010年， 65(2)：131~138.
保罗·克鲁格曼在一篇论文中分析认为经济地理学之所以没有被纳入主流经济学的原因在于(Krugman, 1998)：经济地理学的研究者没有用一种适合当时已有的建模技术方法表达他们的思想，没有明确地说明市场结构的现实性，只是基于理想的完全竞争市场结构。因此，新经济地理学的工作是将经济地理学纳入主流经济学，运用主流经济学分析方法分析空间因素的作用，之所以被冠之以“新”，不是因为其所研究的问题具有新意，而是将厂商层次的规模收益递增、外部经济、“冰山”形式的运输成本融入1977年的迪克希特-斯蒂格利茨(D-S)的垄断竞争模型并建立一般均衡模型，考察产业集聚、城市集聚以及国际贸易的形成机理，从而实现了主流经济学向空间维度的扩展。
新经济地理学与区域科学有着千丝万缕的关联，新经济地理学对经典的区位论进行了扩展。下表为段学军等(2010)对新经济地理学与区位论研究框架进行的对比。在克鲁格曼新经济地理学理论框架“一条主线、四个命题、四种工具、三个模型”中，城市体系模型来源于Walter Isard的第一个博士威廉·阿朗索(William Alonso，1964;梁进社等译，2010)的贡献，威廉·阿朗索是世界上第一个区域科学博士，后任哈佛大学教授，他提出了城市单中心城市土地使用模型，这个模型也与经典的农业区位论模型——杜能模型直接相关，只不过新经济地理学模型中采用威廉·阿朗索模型中分别用中央商务区(CBD)和经常在城市与农村来回穿梭的通勤者(commuters)代替了杜能模型中的城市和农民，建立了比杜能的模型更令人满意的“单中心城市模型”。新经济地理学框架的一个重要模型来自于Walter Isard和他的弟子William Alonso的贡献，而克鲁格曼最重要的合作者藤田昌久也是Walter Isard的弟子。从这个学术传承上也可以，新经济地理学也是Walter Isard“一般区位论”梦想的延续。
本表引自：段学军、虞孝感、陆大道、Josef Nipper，克鲁格曼的新经济地理研究及其意义，地理学报，2010年， 65(2)：131~138.
保罗·克鲁格曼获得2008年诺贝尔奖也让地理学者特别是空间经济学、经济地理学、区域科学学界感到兴奋。我国地理界包括顾朝林等(2002)、滕丽、王铮(2004)、梁琦(2005)、段学军等(2010)等经济学或地理学者都对新经济地理学进行了比较深入的介绍。藤田昌久教授则认为，随着克鲁格曼获奖及世界区域经济的蓬勃发展，区域科学研究的黄金时代已经到来。
区域科学的量化方法——空间计量经济学
师徒二人双双入选美国科学院院士
Walter Isard先后在哈佛、MIT、宾夕法尼亚大学、康奈尔大学大学执教，培养的众多弟子，很多弟子在国际学界有着广泛的影响，延续了Walter Isard的区域科学影响。Walter Isard的弟子中，如威廉·阿朗索(William Alonso)，藤田昌久(Fujita Masahisa)等等蜚声全世界，但是Luc Anselin却是其中唯一的美国科学院院士。Walter Isard也称赞Luc Anselin很独立，他说Luc完全走了自己的一条道路，这条道路就是空间经济学(Spatial Economy)的量化方法研究——空间计量经济学(Spatial Econometrics)。
Luc Anselin教授(http://geoplan.asu.edu/anselin)1952年出生于比利时，大学本科在比利时学习经济学，他1980年获得美国康奈尔大学区域科学博士学位，2007年起任美国亚利桑那州立大学(ASU)地理与规划学院的院长，同时担任ASU的GeoDa空间分析与计算研究中心的主任。Luc Anselin在区域科学领域先后获得Walter Isard奖(2005)、Willam Alonso纪念奖(2006)，2008年当选美国科学院(NAS)院士，2011年当选美国人文与科学学院(AAAS)院士，2012年入选美国大学GIS协会(UCGIS)Fellow。
翻开Luc Anselin教授的学术履历，我们最应该惊叹的是Anselin教授的跨界与另类。他1980年博士毕业后到即到美国俄亥俄州立大学(OSU)城市与区域规划系任教，1980-1985年任OSU助理教授，1985-1993在美国加州大学圣芭芭拉分校(UCSB)同时任地理系和经济系的副教授、教授，并担任美国国家空间分析中心(NCGIA)副主任，还兼任UCSB的David S. Simonett 空间分析中心主任。在UCSB，1988年他写出了《空间计量经济学(Spatial Econometrics)》一书。1993年已经在UCSB任正教授的他，依然选择出走West Virginia University，任经济学教授、区域科学研究教授，并兼任地理系、农业与资源经济学教授。1998，他再次出走，去UT Dallas分校，任经济学教授、地理学教授和政治经济学教授。1998-2007年，他转往美国伊利诺斯香槟分校(University of Illinois, Urbana-Champaign)，最多的时候竟然兼任UIUC的5个系的教授，分别任农业与消费经济学系杰出教授、地理系教授、城市与区域规划系教授、经济学教授、政治系教授，同时更夸张的是兼任UIUC国家超级计算中心高级研究科学家、UIUC区域经济应用实验室(REAL)高级研究教授。跨学科研究到了顶峰!2007年，他到ASU，着手地理学和城市规划专业的合并，成功地进行了地理学院、规划学院的整合，建立了新的地理与规划学院，并在全美挖了Sergio Rey、Alan Murray等教授合作建立了GeoDa空间分析与计算研究中心。2010年，ASU建立了荣誉性的Walter Isard讲席教授职位，Luc Anselin任Walter Isard讲席教授(http://asunews.asu.edu/20100524_anselin)。
因为中国GIS界研究人员绝大部分为地理背景、测绘背景，缺乏对经济学、应用经济学、政治学、区域科学等，所以实际上对Luc Anselin的研究的了解还非常有限。国内很多人也在GeoDa、ArcGIS等软件做空间回归等分析，感受这种软件工具在空间统计学、空间经济学量化分析方面的强大功能。但是很可悲的是国内研究人员很多时候不求甚解(可能因为缺乏指导也无法求甚解)，很多时候是利用软件进行不加批判地简单地罐装应用，不太考虑数据、模型和限制条件等具体问题。甚至，很多软件本身都有问题，Anselin指数是类似Moran’s I指数的重要分析指标，由Luc Anselin首先发明，但是这个Anselin指数在ArcGIS软件中的算法却是错的，Anselin曾经写信给ESRI让修改，但是一致也没有得到纠正。
要了解Aneslin的学术贡献，则必须要从空间计量经济学(Spatial Econometrics)谈起。Anselin对空间经济计量学的定义是：“在区域科学模型的统计分析中，研究由空间引起的各种特性的一系列方法。”Anselin所提到的区域科学模型，指明确将区域、位置及空间交互影响综合在模型中，并且它们的估计及确定也是基于地理参考数据，包括截面数据(panel data)或时空数据(spatio-temporal data)，数据可能来自于空间上的点，也可能是来自于某个区域，前者对应于经纬坐标，后者对应于区域之间的相对位置。
空间经济计量学(Spatial Econometrics)是1974年5月2日J. Paelinck教授在荷兰统计协会年会大会致词时第一次提出。Cliff和Ord(1973，1981)对空间自回归模型的开拓性工作，发展出广泛的模型、参数估计和检验技术，使得计量经济学建模中综合空间因素变得更加有效。Anselin (1988)对空间经济计量学进行了系统的研究，写出了《空间计量经济学(Spatial Econometrics)》一书，这本书是第一个系统研究回归模型中空间效应以及模型估计方法论的专著。这本书影响很大，至今都被广泛引用。Anselin的主要工作是开发、实现和应用统计学和计量经济学的方法，在这些方法中显式考虑空间效应，包括空间相关和空间异质性。
2010年，Anselin在《Paper in Regional Science》杂志上发表了《空间计量经济学30年》的综述论文(Anselin，2010)。近年来，空间计量经济学已经发展为国际计量经济学研究的一个分支，研究的是如何在横截面数据(Cross-sectional Data)和面板数据(Panel Data)的回归模型中处理空间相互作用(空间自相关)和空间结构(空间不均匀性)。它与地统计学和空间统计学相似。从某种程度上而言，空间计量经济学与空间统计学之间的不同和计量经济学与统计学之间的不同一样。由于对其理论上的关心以及将计量经济模型应用到新兴大型编码数据库中的要求，近年来这个领域获得了快速发展。
Luc Anselin在Walter Isard教授的指导下，接受的一个计量经济学家的教育，尽管他的研究涉及空间因素，但实际上他对自己所开发的空间计量经济学分析技术和GIS之间接口潜力的认识也不是很充分。1985年，Luc Anselin从OSU转到UCSB地理系任教，一直呆到1993年离开，先后任副教授、教授。这一时期正好赶上美国国家基金委在UCSB建立了美国国家地理信息与分析中心(NCGIA)，Michael Goodhild、Luc Anselin分别任NCGIA主任、副主任，同时Luc Anselin后来担任了以UCSB地理系创系系主任David Simonett教授(1926-1990)命名的David Simonett空间分析中心的主任，这种风云际会对于Luc Anselin本人、对于UCSB地理系都是一种幸运，就是在合适的地方遇到了合适的人。
在加州大学圣芭芭拉分校(UCSB)，Anselin第一次感受到了GIS和空间分析的力量，这对他后来的研究产生了重要的影响。在以前做研究时，他也没有意识到GIS与空间分析的力量，例如，他是在没有看地图的情况下，完成了他自己的代表作《空间计量经济学》(Anselin，1988)一书中的回归和检验的示例。过去，为了在数据分析时能够发现模式，通常都要花费好几个小时在表格化数据和运行回归上。但是如果使用诸如GeoDa之类的桌面GIS工具，那么在一个案例分析的归纳阶段，通过数据可视化与探索性空间数据分析(ESDA)等功能，可以获得极高的效率。这种方法特别适合于理论方法起不到指导性作用的时候，或者是研究对象涉及多学科交叉的时候。他自己震撼于GIS与空间分析的巨大作用，认为这完全是一个“革命”。
2010年夏天，Luc Anselin教授第一次访问中国，总共去了北京、武汉、上海等六个城市做演讲与交流。我是在武汉听到了Luc Anselin两个小时的报告，他当天在武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室受聘兼职教授，并在上下午分别作了一小时报告的主题报告，报告的题目分别是《Advances in Spatial Econometrics》、《New Tools for the Analysis of Spatial Data》。第一个报告评述了自1980年以来三十年间空间计量经济学研究走向主流的历程(Anselin，2010)，第二个报告则介绍了Anselin所领导的美国亚利桑那州立大学(ASU)GeoDa中心的空间数据分析软件工具开发上的研究计划与最新进展(Anselin，2012)。稍微几天，Anselin教授还在北京大学主办的Geoinformatics 2010国际会议上做主题报告，题目是《GeoDa and Beyond: Towards Cyberinfrastructure for Spatial Data Analysis》，介绍美国亚利桑那州立大学的GeoDA研究中心准备在开源工具的基础上开发空间分析网络服务应用。
Luc Anselin在当选美国科学院院士后对中国的系列访问有助于中国GIS同行了解其研究工作，特别是通过Anselin的报告，很多中国同人第一次了解到空间计量经济学。空间计量经济学(Spatial Econometrics)作为一种方法论，与我们熟悉的空间统计学(Spatial Statistics)、地统计学(Geostatistics)有着显著的区别。一般认为为空间统计学、地统计学的研究大多由数据驱动，而空间经济计量学由模型驱动，即从特定的理论或模型出发，重点放在问题的估计、解释和检验上。
近年来，空间计量经济学发展非常迅速， GIS与空间计量经济学合作，可以用于人口、经济、公共卫生、环境、健康、区域发展、人文研究等许多领域，促进了许多领域对于空间及空间交互影响作用的重新认识。随着信息基础设施(Cyberinfrastructure)的建设和信息共享不断推广，大规模统计数据越来越容易得到，并且价格低廉，为空间计量经济学的发展提供了坚实的数据急促。另外，现在软件发展非常迅速，目前已有一些专门的诸如GeoDa的空间数据分析软件，并且SAS、S-PLUS等著名统计软件也已经包括用于空间统计分析的模块。与此同时，高性能计算机技术为空间数据交互可视化分析提供了巨大的可能。
Anselin和他的软件梦想
Luc Anselin是一个跨界人物，除了理论贡献以外，他还专注于软件开发，并且做出了突出的业绩。在1990年代早期，他着手研发GIS空间分析软件包，当时开发的SpaceStat软件包中就集成了应用统计学和计量经济学的方法，另外Anselin提出了Moran散点图和LISA检验方法，被很多软件工具采用。后在UIUC任教时，又组织开发了GeoDa软件，集成了不少常用的空间分析方法。2007年整个研究中心转到ASU，ASU学校给予大量经费支持，并获得多项大的研究资助，可以稳定一个开发团队开发了新的OpenGeoda等系列软件(https://geodacenter.asu.edu/software)。GeoDa现在用户群中有很高的声誉，其中GeoDa软件在全球有超过6万名注册用户，这在专业领域内已经是一个非常惊人的数字。
目前，在ASU，他的一项工作就是与他在UCSB任教时的博士弟子Sergio Rey教授，领导开发空间分析Python开源库PySAL( A Python Library for Spatial Analysis)，这个开源库2012年8月发布PySAL 1.4版本。下图为PySAL的概念框架图。
PYSAL的总体构架图(美国ASU GeoDA空间分析与计算研究中心)
Luc Anselin教授的野心不小，他在ASU建立Geoda空间分析与计算中心的目的实质是希望建立空间分析的分类学(taxonomy)和概念框架(Conceptual Framework)，并开发出可扩展、跨平台的空间分析开源工具集PySAL。目前，在PySAL先有的模块中，主要集中在Luc Anselin和Sergio Rey等研究较为深入的六大方面：(a)探索性空间数据分析ESDA(具体方法有Smoothing, LISA)，(b)聚类(Clustering)，具体方法有ARISEL、AZP、max-p;(c)计算几何(Computational Geometry)，包括MST, Voronoi,Hulls等具体方法;(d) 地理加权方法(Weights)，包括GAL、GWT、MAT等几种方法;(e)空间计量经济学方法(Spatial Econometrics)(Anselin,1988; Anselin and Rey, 2012)，包括Estimation(估计)、测试(Testing)、诊段(Diagnostics),模拟(Simulation)等一系列方法;(f)空间动力学(Spatial Dynamics)，包括Spatal Markov, Spatial θ,SPATIAL τ等一系列方法。其实，这一方法对于各种涉水模型的开发也有启发，现实生活中，我们可能遇到各种各样的模型，包括水文模型、水动力学模型、水质模型、海洋水动力学模型等等，各种模型虽然差别很大，但如何提炼各类模型的共同点，同样需要给出一个各种涉水模型的分类学(Taxonomy)并建立分析涉水问题的概念框架(Conceptual Framework)。(文|张晓祥)
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