2022年地理科学与现代科学技术体系.docx

精品学习资源地理科学与现代科学技术体系1. 钱学森现代科学思想中的地理科学本书在学习与争论钱学森科学思想的基础上，从地理科学切入，尽可能地进行“独立”争论，期望从地理科学的视角也能够到达整个科学技术体系的程度，能够为开放的复杂巨系统的现代科学技术体现代科学技术体系图 1 现代科学技术体系在“论地理科学的进展”一文中，提出了地理科学的学科体系；如图2 所示；基础科学理论地理科学部门地理科学区域地理科学技术科学地理信息科学地理计量学地理试验学地理测量学地理观看学系添砖加瓦，进一步进呈现代科学技术体系；探讨地理科学与现代科学技术体系中的联系；如图1 所示为现代科学技术体系中的地理科学；自社数系思人地军建行然会学统维体理事筑为科科科科科科科科科科学学学学学学学学学学工产基城人灾资生环程业础乡口害源态境技结设建调监调系工术构施设控测查统程图 2 地理科学的三个层次按系统的复杂程度排序，认为争论人脑系统最复杂，其次是人体系统，再次是社会系统，然后是地理系统和星系系统；争论地理系统的是比较复杂的地理科学，地理科学介于自然科学与社会科学之间，是桥梁科学；如图 3 所示欢迎下载精品学习资源物理星系系统自然科学地理地理系统桥梁科学欢迎下载精品学习资源事理社会系统社会科学欢迎下载精品学习资源生理人体系统心理人脑系统图 3 按系统的复杂度排序现代科学技术体系与中国古文化的整体论也是有关联的；比方地理科学对应的是建筑建筑科学， 两者共同构成一个太极；地理科学用于发觉规律，属于阳，建筑科学主要是人为的制造性科学，属于阴；同样地，自然科学与虚拟科学构成一个太极，虚拟科学是人工在电脑内建立的科学；对开放的复杂巨系统的争论，地理系统是初级懂得复杂巨系统，复杂度是比较低的开放的复杂巨系统；由于地理科学中争论了虚拟环境，应用了虚拟技术，依据虚拟技术强劲的进展趋势，增加虚拟科学作为第12个门类；由地理系统工程和社会系统工程构成的人地系统工程实际上是社会主义总体设计部；地理建设与物质文明、政治文明、精神文明一起构成社会主义总体设计部；如图4 所示；社会主义建设总体设计部政治文明建设物质文明建设精神文明建设地理建设民主经济思想环境体制法制体质文明生态基建图 4 社会主义建设总体设计部地理建设实际上是需要地理系统工程与建筑系统工程共同完成的；从地理科学的角度来看， 地理环境进展到工业化的阶段，成为自然环境与人工环境两个环境了，而且人工环境成为重要的环境组成部分；如图 5 所示；欢迎下载精品学习资源人地系统工程精神文明地理系统工程社会系统工程政治文明生态文明物质文明图 5社会主义总体设计部与人地系统工程从地理科学的角度来看， 社会主义总体设计部， 实际上是地理科学中争论的人地系统； 人地系统工程包括地理系统工程与社会系统工程两部分；地理环境又分为自然环境与人工环境两部分，因此地理建设实际上是由地理系统工程与建筑系统工程共同组成的；地理科学将人地关系进展为人地系统，在工程层次上，进一步进展成为人地系统工程；社会是以人为本的， 地理系统工程是以人口的需求为基础的； 人口是分布在城乡居民点上的， 城镇内部与城镇之间的联系都是靠基础设施完成的；基础设施、人民的生产和生活都与产业结构亲密相关； 各种城镇建设、基础设施建设和产业的生产，无不需要开发资源，地球上的资源是有限的所以要留意爱护与节约；开发资源必定会引发环境问题与生态问题，因此环境爱护、生态爱护成为资源开发过程中必需同时考虑的问题；人类生活在地球外表，受到的最大危害是自然灾难，随着人类社会在地球外表上占有的面积越来越大，深度开发越来越频繁，自然灾难带来的缺失也随之增加；地理系统工程是一个整体，往往是牵一发而动全身；航天技术与电脑技术的应用争论， 使得地理科学获得了长足的进步； 天地人机信息一体化网络系统遥感卫星系统、遥测卫星系统、定位卫星系统、通信卫星系统、对地观测信息系统、人地信息系统等组成；信息论、掌握论、博弈论、运筹学、人工智能等在天地人机信息一体化网络系统中已经用上了； 争论开放的复杂巨系统， 钱学森提出要用综合集成研讨厅的方法， 而且肯定是建立在电脑网络基础之上的；2. 地理科学与建筑科学我们通过地理科学来熟悉世界， 通过建筑科学来改造世界； 建筑科学是从地理科学中别离出来的， 两者关系亲密；进入到工业社会以后，地理环境分自然环境与人工环境两部分；然而，工业化的过程中地球外表的人工改造痕迹将成为主要的环境；人工环境主要包括城镇系统、生态系统、交通系统、通信系统、产业系统等；从地理科学的视角来看，地理系统中的人工环境与建筑系统的人居环境是交集，当今的人工环境以城市与区域来说已经构成开放的复杂巨系统；三个产业的进展是构筑人工环境的原动力；建筑一方面依靠科学技术，另一方面又反映文化艺术；随着社会生产力的进步，产业的门类增加，从第一产业、其次产业、第三产业、第四产业等的进展，建筑的水平也随之提高；人类制造的人工环境也越来越复杂；我们将全部的人工作用构成的环境，称之为人工环境，包括农业、人工牧场、人造林、沙产业等；人工环境用人工科学来争论是顺当成章的，如图 6 所示；欢迎下载精品学习资源科学技术自然环境欢迎下载精品学习资源材料科学人数控科学工科建筑科学学种植科学养殖科学文化艺术地理环境材料科学数控科学人工环境人工科学建筑科学种植科学养殖科学欢迎下载精品学习资源图 6 人工科学的组成地理科学中的人工科学与建筑科学是有区分的，地理科学中的人工科学涉及面更加广泛，不仅限于园林、城市与山水城市；我们将建筑科学的内容扩展成地理科学对人工科学懂得的内容，保留建筑科学的名称；地理科学、人工建筑科学的关系如图 7 所示；地理哲学自然环境系统建筑哲学欢迎下载精品学习资源理论地理科学地理科学地理信息系统地理系统工程人工环境系统人工人工系统工程建筑科人工信息系统学理论建筑科学欢迎下载精品学习资源图 7 地理科学、人工 - 建筑科学的关系从地理科学的角度来分析建筑科学的技术层次，实际上就是天地人机信息一体化网络系统在建筑科学领域中的作用；地理系统工程主要是在规划治理层面上的，建筑科学却是在规划指导下，详细实施工程建设的；因此，从地理科学的角度来看建筑系统工程，就是在改造世界的详细实施；建筑系统工程，分宏观建筑系统工程和微观建筑系统工程；在地理系统工程与社会系统工程条件下进行宏观人工建筑系统工程的设计；微观人工建筑系统工程主要是人居建筑系统与人居环境中的社区山水林欢迎下载精品学习资源苑的建设；人工建筑系统工程如图8 所示；地理系统工程宏观区域与城市山水园林人工建社会系统工程筑系统工程微人居空间人居建筑系统观图 8 人工- 建筑系统工程从地理科学的角度看，地理系统中的人工环境与建筑系统中的人居环境是交集；天地人机信息一体化网络系统是共用的；地理系统工程与建筑系统工程共同构成生态文明的地理建设；3. 系统科学与地理系统系统科学贯穿于全部的科学之中， 由于地理科学争论地理系统， 当然也是不行能离开系统科学的；地理科学得益于现代高度进展的航天技术与电脑技术；在高新技术的支持下，地理学得以进展成为地理科学，与从系统科学的视角看到的地理科学就不谋而合了；地理科学的体系可以分为理论地理科学系统、地理信息系统、 地理系统工程系统； 理论地理科学系统，包括部门地理科学与区域地理科学两部分；地理信息科学中的天地人机信息一体化网络系统，实际上已经包含了信息论、掌握论、运筹学、博弈论、人工智能等内容；在系统工程的层次上， 地理科学就是地理系统工程； 地理系统工程顶层包括8 个子系统， 每个子系统下仍有深度不等的子系统；系统科学的层次分为系统哲学、理论系统科学、技术系统科学、工程技术；系统科学在基础科学层次上的实例是现代科学技术体系，在工程技术的层次上的实例是社会主义总体设计部，在技术科学的层次上的实例是地理科学中的天地人机信息一体化的网络系统；从地理科学的角度来看，总体设计部实际上是人地系统工程，地理系统工程正好是社会系统工程的系统环境；系统科学对任何一个门类都起作用， 地理科学是与任何一个门类都有关联的， 两者之间虽然学科差异很大， 但是内在联系很多；如表 1 所示；表 1 系统科学与地理科学的比较比较项目系统科学地理科学哲学思想局部与整体的对立统一人地的对立统一基础理论简洁系统 - 复杂系统简洁- 复杂性科学信息技术包含信息技术天地人机信息一体化网络系统定性定量从定性到定量地理数学欢迎下载精品学习资源工程治理社会主义建设总体设计部人地系统工程熟悉地表地理科学发觉地理规律改造地表建筑科学人工环境 - 人工科学跨学科现代科学技术体系自然- 社会- 人文思维方式抽象与形象结合数字图像一体化由表 1 可知，地理科学中的天地人机信息一体化网络系统、地理数学、人地系统工程、数字图像一体化条件都是实际和可操作的；这在肯定程度上补充了系统科学，为系统科学供应了实际可操作的实例；天地人机信息一体化网络系统，曾经扩展到建筑系统工程、经济系统工程、社会系统工程、人体系统工程、军事系统工程、训练系统工程等方面；天地人机信息一体化网络系统实际上是从地理科学的实际动身，发觉了数学科学，系统科学与信息科学在技术科学层次上的交集；4. 地理数学与数学科学数学科学的体系是非常巨大的，参照钱学森对科学分层的思路，分别是数学哲学、基础数学、应用数学与运算数学 4 个层次；从地理学与地理科学的实际动身，争论分析在地理学界运用数学的过程；从定性与定量相结合， 到从定性到定量综合集成，再到地理数学的提出，以及关于数学科学的进展等问题；如以下图所示地理现象定性与定量相结合定性到定量综合集成地理数学地理学中一些简洁的问题常用初等数学解决；水量平稳的问题用到高等数学；一些随机性问题常常使用近代数学中的概率论与数理统计；现代数学显现的新方法地理学界也会尝试使用；那么，单一地使用类比规律的方法，也是有局限性的；定性与定量结合，实际上是对其用一种已经成熟的数学方法去类比、去靠近；单一使用类比规律的方法，也有局限性；所以提出从定性的地理现象动身建立一种适合定量描述地理现象的数学，即定性到定量的综合集成；从定性到定量，再回到定性的思路，建立适合地理现象自身规律的数学方法；地理现象是复杂性的现象，争论地理现象时用到演绎规律的物理方程，归纳规律的数理统计，类比规律的相像准就来构建地理信息复杂模型；这种模型已经不仅仅是形式规律的运算，而是集非线性与线性、确定性与各种不确定性、数据与图像、抽象思维与形象思维为一体的辩证规律的运算；我们常常用图文并茂地描述方法来争论地理现像，但当争论天地人机信息一体化的时候，定性问题定量化是无法回避的；在地理科学中采纳了将定性问题指标化，然后对指标进行分等定级，等级数字化，数量级不同的数字归一化，对归一化数据进行编码存入数据库；从地理数学形成的过程，清晰地看到一门学科转变为科学，必需有学科自身从定性到定量综合集成的数学；在定量的基础上再回到定性，此时的定性比动身时的定性应当具有更高层次的定性熟悉；因此，定性和定量的关系，是熟悉过程的一个描述，循环往复，永久如此；地理科学是复杂性科学，需要用复杂性数学；社会科学是特殊复杂的科学，思维科学，人体科学是更加不清晰的学问， 明显现有的数学是不能解决问题的，必需进展新的数学； 所以对于 11 个门类都是需要进展其各自数学的，只有建立各自科学领域的数学模型，才能成为现代科学；5. 地理科学与社会科学地理科学与社会科学的关系，从地理科学的角度来熟悉就是争论人地系统；地理科学是自然科学与社会科学之间的桥梁科学，自然科学与社会科学当然是地理科学的基础，但对于社会科学来说，脱离不了地理环境，因此地理科学反过来又是社会科学的基础；人类社会与地理环境的关系有一个进展的过程；从地理科学的角度来看是人地系统工程，从系统科学的角度来看，就是社会主义建设总体设计部；在五大开放的复杂巨系统中，地理系统排在星系系统与社会系统之间；在社会总体设计部下，欢迎下载精品学习资源将地理建设与政治文明、物质文明、精神文明建设并列；社会科学用科学的方法，来争论人类社会的各种现象及其进展规律；地理系统与社会系统是互为环境的系统；地理系统是开放的进展巨系统，社会系统也是开放的复杂巨系统，两者之间又构成人地系统，必需引进复杂度的概念才能判复杂性的程度；社会科学争论事理，但是肯定也是可以从定性到定量综合集成争论的；地理科学中的人口、产值、信息、各种比例、个数、质量、时间、空间等，确定都是可以用到社会系统工程中去的；从社会科学的哲学层次、基础科学层次、科学技术层次、技术工程层次上进行划分，从社会系统工程中的总体设计部来进行区分，可以得到如图 9 的框架；意识系统唯物史观政治系统理论社会科学经济系统社会信息科学地理系统社会系统工程图 9 社会科学体系在当前信息社会来临的时代，地理信息系统与社会信息系统几乎相当，地理信息科学中的天地人机社会信息一体化网络系统同样可以用到社会信息科学技术中来；仅仅是目的、目标不同，科学技术体系是相同的；天地人机社会信息一体化网络系统分为对地观测子系统与社会信息子系统；人类社会是建设在地面上的，对地观测系统中的遥感观测系统主要是对地面的地理地物的观测；以遥感为信息源建立的地理信息系统，对人类社会的生态系统与环境系统进行监测；以社会调查为主要信息源，建立社会信息系统；社会治理系统主要运用运筹学结合治理人员的聪明进行社会的治理；社会决策信息系统所用的博弈模型尚需要进一步争论和进展；总之，地理信息科学中的理论、方法、实践，在社会信息科学中都可以借鉴与应用；地理科学是自然科学与社会科学之间的桥梁科学；自然科学与社会科学当然是地理科学的基础， 但是对于社会科学来说，脱离不了地理环境；因此地理科学反过来又是社会科学的基础；人类社会与地理环境的关系有一个进展的过程；从地理科学的角度来看，是人地系统工程，从系统科学的角度来看，就是社会主义建设总体设计部；在不同的社会历史阶段，地理环境发生了很大的变化，从单纯的自然环境演化为自然环境与人工环境并存，将来再演化为虚拟环境、人工环境、自然环境并存；可见地理系统的进展越来越随着社会系统的进展而进展了；在建设社会的同时也要进行地理建设；6. 地理科学与军事科学两者都是自然科学与社会科学之间的桥梁科学；地理科学、建筑科学、社会科学与军事科学都是建立在系统科学基础上的；而且地理科学与建筑科学是军事科学的基础；在哲学层次上，军事哲学与系统论、地理哲学、建筑哲学有着亲密的联系；系统哲学主要解决部分与整体的关系，地理科学主要解决人地关系，建筑科学主要解决人工环境与自然环境的关系；社会科学与军事科学争论生产力与生欢迎下载精品学习资源产关系是力气与聪明的较量；理论层次上有系统学、理论地理学、理论建筑科学和理论军事科学；技术层次上是地理科学中的天地人机信息一体化网络系统已经有了肯定的基础积存，社会科学与军事科学又是平常与战时的同一个问题，也使得天地人机信息一体化网络系统成为战时军用、平常民用的高新科技；工程层次上有系统工程、地理系统工程、建筑系统工程和军事系统工程；军事科学哲学层次上是军事哲学， 理论层次上是理论军事科学， 科学技术层次上是军事信息科学， 技术工程层次上是军事系统工程；如图10 所示；欢迎下载精品学习资源意识系统政治系统经济系统地理系统系统科学军事科学体系地理科学， 建筑科学图 10 军事科学体系军事哲学理论军事科学军事信息科学军事系统工程欢迎下载精品学习资源兵者，诡道也；儒、道两家都是以得道为最高精神追求的；理论军事科学分战略与战术的理论， 军事战略系统与社会系统、地理系统、人工系统等有关；军事战术是一场局部的战役在详细的战场上进行的实战，也与地理系统、人工工程系统、社会系统有关；军事信息科学与地理信息科学类似，需要参照天地人机信息一体化网络系统，建立军事天地人机信息一体化网络系统；军事天地人机信息一体化网络系统的技术，分军事对地观测信息系统与地面军事信息系统两部分；如图 11 和图 12 所示；对地观测信息系统欢迎下载精品学习资源军事军事遥感侦听卫星卫星军事军事军事军事遥测定位通信武装卫星卫星卫星卫星欢迎下载精品学习资源图 11对地观测信息系统欢迎下载精品学习资源地面军事信息系统欢迎下载精品学习资源军事技术层军事专家层军事治理层军事决策层欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源军事遥感信息系统军事地理信息系统欢迎下载精品学习资源图 12地面军事信息系统地理科学争论地理系统；地理系统包括自然环境系统与人工环境系统，因此，军事地理科学分自然环境系统与人工环境系统两部分与军事科学的关系；地理科学与军事科学交叉的军事地理科学与传统的军事地理学，既有继承性的一面，又有很多不同的地方；传统的军事地理，主要阐述自然环境与军事的关系，而军事地理科学，除了自然环境之外，人工环境、地理信息系统、地理系统工程等都会涉及军事科学；7. 地理科学与人体科学地理科学争论人类生存的地球表层，人体科学争论生活在地球表层上的人类；从天人合一，人体与宇宙同源的角度来看，地理科学与人体科学的确是有联系的；人体科学的体系，依据哲学层次、理论层次、技术层次、应用层次划分如图 13 所示；欢迎下载精品学习资源宇宙系统地球系统地理系统社会系统人脑系统人体科学体系功能系统人天观理论人体科学人体信息科学生态系统医学欢迎下载精品学习资源图 13 人体科学体系人体是一个开放的复杂巨系统；人体的开放性与自然界中的电磁辐射关系亲密；地理信息科学中的遥感技术主要争论电磁波与声波的图像， 应用于地球外表与海底外表的探测， 医学中的 X 射线、CT、欢迎下载精品学习资源核磁共振等应用于人体各部分的探测；人体是复杂的、开放的、自组织的、自修复的、自再生的、精确的、高智能的系统；与自然系统、地理系统、社会系统相互作用；人体信息主要载于电磁波和声波上，人体能量来源主要是化学能与氧 气燃烧葡萄糖产生热能的过程，构成人体的元素也是土圈、岩石圈供应的各种元素；由此可见，人体 与地球上的大气圈、水圈、生物圈、土圈、岩石圈的同源问题；人体信息系统有两种含义，第一种是人体自然信息的演化，称为人体自然信息系统；其次种是将人体物质、能量、信息等属性输入电脑进行信息处理的争论，称为人体人工信息系统，现在也称为数字人体学；人体自然信息系统经受宇宙演化过程、生命演化过程、动物演化过程、人类演化过程、古代演化过程、近代演化过程、现代演化过程、制造演化过程；人体人工信息系统是指用电脑处理人体信息；用电脑虚拟人体系统，建立中医数据库和西医数据库，对两者相同或相异的数据与学问都储备起来，进行更高层次的分析与综合；西医以实证科学为基础，主要是以分解、复原为方法；中医以辨证的道理为基础，主要是以综合、整体的方法，把人看成是天、地、人三位一体的整体；8. 地理科学与行为科学行为科学是运用自然科学的试验和观看方法，争论自然和社会环境中的行为的科学；行为科学体系如以下图所示；思维科学意识系统行为哲学政治系统行为学行为科学行为信息科学体经济系统行为系统工程地理系统人体科学图 14 行为科学体系实际上人是一个整体， 行为科学与人体科学、 思维科学是分不开的一个整体； 人体哲学、思维哲学、与行为哲学是三位一体的哲学；是一个问题的三个侧面；人的行为受思维的支配，由人体的动作来表达，三者是不行能完全分开的；因此人类主体是一个人体科学、思维科学、行为科学三者完整的系统， 当然也是开放的复杂巨系统；世界观、人生观、价值观打算了人的行为；身心冲突、人与人的冲突、 人与社会的冲突、人与自然的冲突等是行为哲学的核心问题；在基础科学层次上是理论行为科学， 理论行为科学分宏观行为科学与微观行为科学， 必需将， 行为与群体行为区分争论，再争论个体与群体之间的关系；个人的最高行为准就是大康 - 大德- 大智- 大功- 大爱的立体五行；群体行为也是有“五行”和层次的； “五行”表现在和谐与竞争、德治与法治、智商欢迎下载精品学习资源与情商、建功与犯罪、博爱与仇恨五个方面；理论行为科学实际上是争论复杂性的行为系统科学，行为系统的环境是特殊复杂的； 行为系统与复杂的社会与地理系统相互作用； 行为的功能是非常明显的， 自然环境被人工改造，社会秩序的建立和社会的进展，都充分证明白人类行为的功能；行为系统的环境是复杂的社会系统与地理系统，复杂的思维系统与人体系统；人类一方面在自然环境中适应，一方面又用行为改造自然，成为人工环境；信息社会中对人类行为的争论也可以使用信息系统；无论是试验争论仍是社会调查， 全部的数据都可以输入电脑， 建立各种数据库； 行为信息科学是争论人类的真实行为与信息行为的一体化网络系统；第一要提到的是机器人的参加；将详细的行为数字化称为行为信息；行为信息系统主要是行为试验数据、测试数据建立的具有影像或非影像数据的行为数据库；在电脑中进行行为操作称为信息行为；信息行为分图形图像库、行为属性库、行为调查数据库，需要进行行为信息编码；机器人系统是在机器人硬件的基础上，将人工智能技术引入行为软件系统；真实机器人是软硬件结合的实体机器人，虚拟机器人是完全使用软件构建的虚体机器人，与真实机器人一样在三维空间中具有各种行为；由此， 除了个体人和群体人， 社会之外又多了真实机器人与虚拟机器人； 宏观行为涉及人类群体的行为，必定产生治理的问题，在群体机器人的基础上也会有治理的问题，治理当然涉及到运筹学中的各种模型；行为系统工程主要的应用分向， 是训练系统工程； 将训练系统工程列入思维系统工程， 因此行为系统工程主要是创新系统工程的建立；人类社会的进展，主要依靠制造性劳动，包括体力劳动与脑力劳动；一般来说，重复性劳动能够维系社会的生存，只有制造性劳动才能推动社会的进展；现代的创新系统工程，必定是信息网络结合的高程；特点表现为：思维科学- 人体科学 - 行为科学结合；个人行为 -群体行为 - 社会行为结合；重复性行为与制造性行为的分工；地理科学与行为科学之间， 最为紧密的关系是制造性的行为对地理系统工程的影响； 地理系统工程是因地相宜的， 在不同的自然环境中， 人工环境的建设尽管都有 8 个子系统， 但是组合搭配是不同的， 因此，需要具有制造性的思维和制造性的行为；一下比较比较两类学科的信息系统与系统工程；一般信息系统都包含技术层、 专家层、治理层与帮助决策层； 天地人机信息一体化网络系统与人类行为信息一体化网络系统都有技术层次上的信息系统，包括各种数据库、图形库、图像库、属性库、数据库、信息模型、信息编码模型、方法库、模型库等；都有以人工智能为基础的专家层；除了综合数据库外，仍有学问库与规律库，行为科学更为直接，就是制造机器人；将来可能用机器人来设计、实施地理系统工程，治理层都需要应用运筹学；决策层以人为主都要应用博弈论和人机交互，两者都有相同的原就；不同的是机器人的作用，机器人承担全部重复性的劳动，包括体力劳动与脑力劳动；系统工程的差异比较大； 行为系统工程直接应用电脑网络， 而地理系统工程必需与建筑系统工程协同完成生态文明，主要是实体与电脑网络结合的系统；地理系统工程与建筑系统工程，在行为科学的创新系统工程的支持下，将是如虎添翼，将会有很多的制造性的地理建设，生态文明也将具有革命性的变 化；能够进行实践的制造系统工程；9. 地理思维与思维科学一切军事、经济、政治、科学方面的竞争，到头来是人才的竞争，而人才竞争的核心是头脑聪明水平的竞争；地理科学当然也是需要用头脑思维的，称为地理思维；地理思维是学习者在地理认知过程中产生的心理活动，是对地理事物感觉、知觉、记忆和想像基础上形成的对地理事物本质特点和内部联系的探干脆摸索，也是对地理事物熟悉的高级阶段；地理熟悉对象的特殊性，使地理思维过程的结构具有特殊性；地理思维是空间的形象思维，地理区域及其景观是一个有形的宏观世界；地理认知的思维活动主要是利用地理形象、图像或图示完成的；地理思维是综合的规律思维，地理环境具有整体性和地域性，这使得地理认知对象是一个物质、能量运动的复杂系统；地理科学的应用优势是用综合的眼光对区域环境开发与利用的问题进行综合评判；思维科学的体系，实际上是要争论思维系统；从系统学的角度来看思维系统，欢迎下载精品学习资源与自然、人工、社会等系统相互作用；当前争论思维系统是具有难度的，由于要从人脑的生理、心理争论，现代复原论科学尚未深化到应有的层次；我们从宏观唯象的原就动身，依据哲学层次、理论科学层次、技术科学层次、技术工程层次来熟悉思维科学；在现代科学技术体系中， 11 个门类的科学都是从不同角度争论的系统，必定都与思维有关，要成为科学，必需从语言的定性到定量，完成数学表达才行；思维科学体系如以下图所示系统论思维哲学数学哲学信息系统理论思维科学应用数学人脑 +电脑信息一体化思维信息科学图 15 系统论、数学哲学、熟悉论三位一体在哲学层次上，钱学森认为熟悉论实际上就是指唯物辩证法，在哲学层面上实际上有三个层次：一义序，是指一种事物只有一个名称，其它全部事物都与其有区分；二义序，是指一种事物的存在是以其对立面的存在而存在的；三分序，即黄金分割的转化当点；三分序的提出是实践中感悟而得，实际上是人的右半脑功能比较深层次的思维；关于右半脑和脑干的思维功能从生理争论方面来看，仍有很长的道路要走，从心理学的争论来看，用自然科学来争论意识，距离相当远；用宏观脑波的频率所载信息来争论，虽然仍旧不是非常清晰，但是距离好像要近一些；理论思维科学目前建立在宏观人脑脑波的基础上，来探讨抽象思维、形象思维和制造性思维；左半脑善于语言功能和运算功能，因此以抽象思维为主；人诞生后的后天学习，主要依靠左半脑对学问的积存；右半脑善于识别图像和声音，因此以形象思维为主；思维信息科学，从信息科学的角度来看是人脑+电脑，对高级信息的处理；人脑是指个人的脑袋，个体思维的学问库，电脑网络是群体的头脑，是社会的学问库；两者共同作用极大地提高了人类熟悉世界 的才能；思维科学在技术工程的层次上，最为重要的是训练系统工程；从思维科学中开发智力着手，在整个人生各个阶段争论大脑进展的规律和科学地用脑，是当前训练革命的方向；思维学争论理论思维科学，主要是对抽象思维、形象思维、意象思维、灵感思维的探讨；特殊应当注意的是用系统学来统一争论思维系统，这样必定会涉及个体思维与社会思维；人脑与电脑处理信息的方式不同，人脑的功能复杂得多，当前需要将人脑与电脑信息处理进行整合， 成为一体化的信息网络系统；依据脑图成像数据，脑波测量数据及个体人脑思维反映，电脑信息系统又分技术层、专家层、治理层、决策层；总之，当今人脑与电脑结合使用，给人脑的制造性供应了足够的时间，地理科学也是如此，电脑及其网络的应用，使得地理科学的进展有了长足的进步；思维科学应用于训练系统工程是理所当然的，从人类的群体思维与个体思维的角度来看，实际上是社会思维与个体思维之间的互动；10. 地理科学与自然科学欢迎下载精品学习资源地理科学的人地系统中，关于地的部分，通常人们认为是社会系统的环境，这个环境不仅仅是自然环境，仍有人工环境；在现代科学技术体系中，自然科学是最成熟的科学，自然科学为核心层，社会科学、人文科学为外围层；自然科学的体系，依据钱学森提出的哲学，基础科学，科学技术、技术工程的层次，参照目前现行的国家自然科学基金的学科分类体系， 可以与地理科学中自然环境的内容进行综合分类；如图 14 所示自然科学自然辩证法哲学层次基础自然科学基础科学自然信息科学技术科学应用科学工程技术力学天文学物理学地理科学自然环境化学生命科学地球科学图 16 自然科学体系由图 16 可见，地理科学中的自然环境与整个自然科学都有亲密的联系；地理科学中的自然环境是人类生存最为基本的条件，即自然的科学是争论自然地理环境的基础；历史地看问题，自然辩证法有一个进展的过程，从中国古代的阴阳五行，天人合一到恩格斯科学的自然辩证法，在到现在科学的辨证系统论都是自然观和自然辩证法的进展；基础自然科学可分为力学、物理、化学、天文、生命科学、地球科学；从基础自然科学的分类中可以看出，越复杂的科学，越可能分出交叉的科学来；地理科学与自然地理学是不同的，地理科学中的自然环境属于自然地理，属于自然科学的领域；当今自然科学界，有自然信息与自然系统的概念，但是尚未有自然信息科学与自然信息系统的争论；只有地理信息科学、地理信息系统、地理信息服务；因此，自然科学在信息领域内的进展，尚有很大的空间；自然科学中的力学、物理学、化学、生命科学、地球科学、天文学总体构成一个自然系统；地理科学作为与自然科学并行的科学门类，自然科学整体支持了地理系统中自然环境的争论，是自然地理环境学的基础；技术科学层次上的技术是随着生产力的进展而变化的；当今的模型、试验、测量、分析、实证等方法或多或少地都需要依靠电脑信息技术；因此，信息科学技术成为当今全部科学的技术支撑，自然科学也不例外；由于地理信息系统的进展， 地球科学的领域内普遍应用了地理信息系统的技术， 建立了各种地球信息系统，包括数字气象信息系统、数字流域信息系统、数字土壤信息系统等欢迎下载精品学习资源从地理信息系统到虚拟地理环境系统，在信息化的过程中，地球学进展的速度是自然科学各学科中进展最快的学科；地球科学信息系统，也可以应用天地人机一体化网络系统；自然信息系统总体框架图如图 15 所示；自然专家系自然信息系统数据库模型库图像库学问库运算库图形库规律库虚拟试验系统成果图 17 自然信息系统自然环境的争论是自然科学的应用领域，分别争论外层空间圈、大气圈、水圈、生物圈、地势圈、土圈、岩石圈、以及人类圈；11. 地理科学与虚拟科学虚拟科学是依据现代科学技术体系的开放性，以及当前科学进展的前沿提出的第12 个科学门类， 这是一门崭新的科学门类；地理环境已经从农业社会的自然环境进展到工业社会的自然环境与人工环境，在将来的信息社会，仍有虚拟环境；争论自然环境有自然科学的支撑，争论人工环境，应当有人工科学的支撑，而争论虚拟环境，需要进展虚拟科学；必需要从客体、主体、虚体、实体的现代意义上来熟悉人工环境、自然环境的和谐进展，用虚拟现实的技术争论虚拟环境，建立虚拟科学，从而在电脑中争论清晰人工环境与自然环境的和谐，再付诸于实践；中国古代的阴阳、五行学说指出，在阴阳对应的科学中，自然科学争论物质与能量，对应的应当有虚拟科学争论信息与思维；科学的进展，使得人类熟悉了很多自然、社会和人体的秘密，但是仍旧有很多领域不能直接地争论其物质与能量，如宇宙星系、地球地壳内部、人体与人脑等；所以提出虚拟科学建立的必要性；这三个重要的领域，使用虚拟技术与虚拟理论，一方面将会带来崭新的成果，另一方面也会促进虚拟科学的进展；当然在其他全部的大门类中， 但凡不能使用自然科学实证明验的， 都可以先使用虚拟科学的技术与理论；虚拟三维的动漫技术进展快速，只要能够想到的，电脑就能模拟出来，因此，建立虚拟科学的可行性就产生了，而且由信息技术引领的信息社会、学问社会、虚拟社会、真实与虚拟社会的进展，必定带来虚拟科学的进展；信息技术在通信领域与电脑领域内应用； 随着三网并一网， 信息技术在网络技术的连接下， 成为通用的技术；分为信息社会和学问社会；信息时代的生产与生活，使得人人都沉迷在网络的城镇之中；每一个人都有个地址码，人与人之间通过地址码相互联系，全社会都在无线网络的联系之中；在信息社会的基础上，人类的聪明将空前得到发挥；学问社会是在数据的基础上，进展学问与聪明的社会；欢迎下载精品学习资源如图 11-5 所示；社会思维个体思维形象思维共识认知思维抽象思维意象思维制造性思维共有情意思维顿悟思维睡眠思维社会思维融合个体思维现代社会 -电脑网络 -沟通快速图 18 个体思维与社会思维的互动虚拟现实技术在信息技术的基础上进一步进展，构成三维和四维的连续视听成效的信息处理；虚拟技术支持虚拟社会，进一步又将真实与虚拟结合，因此又有真实与虚拟社会；将虚拟社会融入真实社会，这是一种将来的抱负；虚拟社会最大的优点在于大大地节约物质与能源；虚拟科学的科学体系应当在马克思主义哲学下， 包括桥梁哲学层次、 理论虚拟科学层次、 技术虚拟科学层次、工程虚拟科学层次以及前科学的层次；12. 地理科学与美学艺术地理学中仍有人文地理学；人文地理学至少目前仍不能称为科学，只能是学科；而且属于文科；