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股权代码 102064
Abstract Based the statistics of statistical core journals in CSSCI （2000-2011）， the study displays the evolution of research， knowledge sources in the recent 12 years by mapping knowledge domains. The paper also makes annual analysis on the research hotspots， the research frontiers and the knowledge bases. On the other hand， the study finds out the statisticians who have a far-reaching influence on statistical research. Their collaborative relationships are also discussed， together with their research fields， high cited papers.
Keywords statistical journal； knowledge mapping； CSSCI； term co-occurrence analysis； core documents； co-author analysis
1 引言
南京大学苏新宁教授分析了影响人文社会科学期刊学术质量和影响力的定量指标，构建了我国人文社会科学期刊评价体系[1]。在CSSCI数据基础上，胡?对统计学期刊指标加以统计分析，量化展示了各期刊的学术影响力及发展变化趋势[2]。马敬从篇均引文量、基金论文比、作者地区分布广度以及作者机构标注率四项指标出发，深入探讨了统计学来源期刊的学术规范[3]。赵良英以4种统计学来源期刊为数据源，通过核心期刊论文及作者分析，揭示了我国统计学科研队伍的状况、整体科研实力和科技产出力水平[4]。文章在以上研究基础上，通过关键词共现、文献共被引、作者共被引、作者合作分析我国统计学来源期刊，图形化的呈现我国统计学2000～2011年间发展历程。
知识图谱是在引文分析、社会网络分析、科学可视化和信息可视化基础上发展起来的一个跨学科领域，起初其研究大多是基于引文分析的理论和方法。Small Henry首次提出了论文共被引的概念和分析方法，并绘制了SCI中粒子物理学领域高被引论文的共被引图谱[5]。Mane和Brner探讨了Kleinberg突变检测算法、共词分析方法和图形可视化技术在科研趋势发现中的应用[6]。陈超美在突变检测领域算法基础上，通过寻径网络技术开发了知识图谱工具Citespace[7]，并在恐怖主义研究领域进行了应用[8]。梁永霞等利用Citespace对引文分析主题文献，进行了知识图谱构建和分析[9]。
本文将人文社会科学计量方法与知识图谱工具相结合，以2000-2011年间CSSCI收录统计学来源期刊发文及引用为数据基础，可视化分析我国统计学的科研发展历程。图谱相关参数及说明如下：（1）频次（Frequency），图谱知识单元节点大小与其频次大小乘正比；（2）中介中心度（Centrality），图谱知识单元与其他单元的连接情况，代表了其在网络中的联通作用；（3）突变（Burst），对于关键词等知识单元可以考察其各年度频次变化，出现重大变化的具有较大突变值，表明其可能代表学科前沿；（4）聚类指标（Modularity），衡量图像聚类效果。需要说明的是，对于发文中的不规范，文章进行了清洗，去除了未标注作者的公告、通讯等数据，并根据可视化工具格式进行了必要的数据转化。
2 统计学来源期刊关键词共现图谱及分析
共词分析是科学计量学的重要研究方法，近年来随着社会网络分析技术的兴起，对于网络中具有高中介中心度节点的研究也成为学者关注的研究对象。本节将通过绘制2000～2011年统计学整体的关键词共现图谱，将这12年来统计学的研究内容直观地在网络图谱中展示出来，进而揭示国内统计学研究的知识结构及其演进。在数据处理时以两年切片，选取合适的阈值，得到网络节点数177，经Pathfinder算法修剪后得到连接数181，可视化聚类视图见图1。
图1中按照中介中心度的大小来控制节点标签的显示，节点大小与其代表的关键词出现频次大小成正比，圆环的颜色代表年代信息。由于本次采集数据始于2000年，故2000年出现关键词突变不在讨论范围内，本文列出上图中出现频次前30个关键词（见表1）。
表1可知经济增长、指标体系、因子分析和上市公司是这12年来国内统计学学者们使用最多的关键词，且均是中介中心度大于0.1的关键节点。为了更清晰地反映关键词之间的关联及其出现的年份信息，特绘制关键词Time Zone视图（见图2），该视图是由一系列标识时区的颜色相间的柱形区域构成，这些时区按照时间顺序从左向右排列，节点的位置代表其出现的年份信息，由此可以直观的看出各年度出现的关键词。
由表1、图1和图2中的信息并综合聚类结果，可以将这12年我国统计学的研究主题归纳为如下五大领域，下面将分别阐述各个领域的发展脉络与趋势：
（1）统计学基础理论研究在这12年里一直是国内统计学学者研究的核心领域，位于图1的中心位置，是连接其他研究领域的枢纽，包含统计工作、统计学、统计方法、抽样调查和统计分析等热点关键词。主要是对统计学的基本概念、研究对象、研究范式、统计方法、学科建设与发展的研究。由于统计学研究方法的不统一、学科应用广阔、研究的日益泛化，同行学者对统计学基础理论方法的研究将会持续升温，迈上新的理论高度。
（2）国民经济一直是这12年我国学者研究的热点领域，随着统计学研究理论与应用的发展，其开始向经济统计拓展。2002年国民经济、扩大内需、WTO、国民经济核算、统计信息、国民经济、扩大内需、统计人员、国内生产总值和gdp等关键词的出现，表明国民经济已成为国内统计学研究的重要组成内容。2004年国内统计学绿色gdp、Gdp、经济增长、抽样调查、经济发展得到了更为广泛的关注，尤其是2006年以来作为国民经济的热点研究领域，日益受到国内统计学研究人员的重视。经济增长、政府统计、gdp核算、国民经济核算、农业普查等成为主要关键研究热点。由此可见，国内统计学的国民经济分支研究领域日益呈现出网络化、综合化和应用化的趋势。
（3）统计技术方法在这12年一直是我国统计学学者研究的热点领域，从传统的层次分析法、评价指标、评价指标体系和评价模型到因子分析、综合评价和主成分分析。2000年出现统计调查、抽样调查、统计分析、统计工作和统计数据的研究。随着2002年实证分析成为热点，继而2004年聚类分析、数据挖掘的出现，统计方法更为多样，同时实证分析得到迅速发展。随着指标体系、层次分析法、主成分分析和评价的不断发展，作为主要统计方法的层次分析法得到了国内统计学学者一直的关注，统计方法领域的研究日益成熟。
（4）统计信息化从2002年至今一直是我国统计学学者研究的热点领域，从图2中可以看出统计信息化历年来的研究主题包含统计工作、统计改革、统计数字、统计工作者和证券市场等。历年来统计信息化的研究经历了从传统的问卷调查、抽样调查统计到证券市场和股票市场不断发展，统计信息化服务日益呈现出技术化、完全化和具体化的趋势。
（5）统计分析预测从2008年至今成为是我国统计学学者研究的新型热点领域，根据图1中统计分析中的预测、协整分析节点从里到外各个颜色圆环的厚度，可知预测、协整分析近年的出现频次均较高，特别是从2008以来一直是我国统计学较为广泛的研究内容，通过图2可知其研究内容可归纳为：预测、绩效评价、数据包络分析、协整分析、产业结构等。由此可见，国内统计分析的研究逐渐脱离理论层面，日益呈现出实用化、实践化、技术化和专业化的趋势。
3 统计学文献共被引图谱及分析
通过文献共被引分析可以追溯研究的历程，并获取对研究对象产生重要影响的学术著作。本节将绘制2000～2011年整体的文献共被引图谱，来揭示这12年来国内统计学研究的知识源流的结构特征及其演进。以两年为时间分片，选取合适阈值，得到节点数116，连接数82，可视化视图如图3。
图3中根据文献的被引频次来控制节点标签的显示，节点大小与所代表文献的被引频次成正比，节点颜色代表年份信息，每个节点由里到外圆环的厚度表示对应年份的被引次数，节点间连线的颜色表示这两篇文献共被引的年代信息。本文列出图3中被引频次大于20（包含30）的文献共35篇，按被引频次降序排列（见表2）。
表2中35篇引文可看作2000～2011年的重要知识源流，可以清楚的看到，这些著作的发表及出版对这12年来统计学的学术研究具有深远的影响。其中易丹辉的《数据分析与Eviews应用》的被引频次、中介中心度位居第一，可见是我国统计学研究经典的关键文献。图3中共有22篇中介中心度大于0.1的关键文献，除了表2中的十三篇外，其余的九篇分别是：Anselin的《Spatial Econometrics： Methods and Models》、张晓峒的《计量经济学软件Eviews使用指南》、邓聚龙的《灰色系统基本方法》、刘伟的《产业结构与经济增长》、赵卫亚的《中国城镇居民消费函数的变系数Panel Data模型》、科克伦（张尧庭译）的《抽样技术》、古扎拉蒂.N.达摩达尔 （林少宫译）的《计量经济学》、Simon Coles的《An Introduction to Statistical Modeling of Extreme Values》、张军的《中国省际物质资本存量估算：1952-2000》。这些文章的发表得到了国内统计学学者的较高引用，很好的印证了国内统计学各年度的研究热点内容转变。
为了更好地理清国内统计学引文随着时间的推演进程，绘制了时间线视图（见图4），按中介中心度的大小来控制节点标签的显示，图中节点所在的位置表示所代表引文的发表时间，各条横向粗线的长短代表各个聚类所跨时间的长短。
由图4可以发现，引文发表年份分布在1972至2009的时间段内，并主要集中在1952到2009年间。通过综合图3的聚类信息、表2的各个指标信息和图4的引文年代及研究热点与知识源流间的对应信息，和对这些文献内容的分析，可以看出2000～2011这12年来国内统计学研究知识源流演进的关键路径：
（1）统计学基础理论。学科基础理论成果一直统计学研究的核心知识源流，这12年来统计学基础理论研究最为重要的知识源流随着时间的演进如下：1990年邓聚龙的《灰色系统理论教程》、1998年茆诗松的《高等数理统计》、1999年于秀林的《多元统计分析》、2001年张文修的《粗糙集理论与方法》和盛骤的《概率论与数理统计》、2002年谢识予的《经济博弈论》和邓聚龙的《灰理论基础》、2004年侯杰泰的《结构方程模型及其应用》和刘思峰的《灰色系统理论及其应用》、2005年肖新平的《灰技术基础及其应用》。这10篇引文组成了统计学基础理论领域知识源流演进历程中的关键路径。
（2）国民经济。国民经济领域的学术成果是这12年来国内统计学学者最为重要的知识源流。按时间顺序依次列出历年来具有重要影响的知识源流如下：1988年Anselin的Spatial Econometrics： Methods and Models》、1995年联合国（国家统计局国民经济核算司译）的《国民经济核算体系（1993）》、1999年陈静的《上市公司财务恶化预测的实证分析》和谈儒勇的《中国金融发展和经济增长关系的实证研究》、2000年李子奈的《高等计量经济学》和张晓峒的《计量经济分析》、2001年王春峰的《金融市场风险管理》、2004年张军的《中国省际物质资本存量估算：1952～2000》、2005年彭国华的《中国地区收入差距、全要素生产率及其收敛分析》。这9篇引文组成了国民经济统计领域知识源流演进历程中的关键路径。
（3）统计方法。统计方法的一直是统计学研究的主要内容，其重要知识源流按时间的演进如下：1985年科克伦（张尧庭译）的《抽样技术》、1987年邓聚龙的《灰色系统基本方法》、1988年魏权龄的《评价相对有效性的DEA方法：运筹学的新领域》、1990年王莲芬的《层次分析法引论》、1998年何晓群的《现代统计分析方法与应用》和冯士雍的《抽样调查理论与方法》、1999年王惠文的《偏最小二乘回归方法及其应用》、2004年徐泽水的《不确定多属性决策方法及应用》、2005年杜栋的《现代综合评价方法与案例精选》、2005年郭庆旺的《中国全要素生产率的估算：1979～2004》。这10篇引文组成了统计方法领域知识源流演进历程中的关键路径。
（4）统计信息化。这12年来统计学学者对该领域研究所引用的重要知识源流按时间演进如下：1995年联合国秘书处的《国民经济核算体系》、1996年张维迎的《博弈论与信息经济学》、1997年高惠璇的《SAS系统：SAS/STAT软件使用手册》、2004年张维迎的《博弈论与信息经济学》、2005年飞思科技产品研发中心的《神经网络理论与MATLAB7实现》。这5篇引文组成了统计学统计信息化领域知识源流演进历程中的关键路径。
（5）统计分析预测。预测分析是这12年统计学研究的热点内容，其所依赖的重要知识源流也经历了如下的时间演进：1982年张尧庭的《多元统计分析引论》、1989年方开泰的《实用多元统计分析》、2001年吴世农的《我国上市公司财务困境的预测模型研究》、2002年易丹辉的《数据分析与Eviews应用》、2003年余建英的《数据统计分析与SPSS应用》和张军的对中国资本存量K的再估计》、2004年魏权龄的《数据包络分析》和何晓群的《多元统计分析》、2006年高铁梅的《计量经济分析方法与建模计量经济分析方法与建模：EViews应用及实例》和2007年张晓峒的《Eviews使用指南与案例》。这10篇引文组成了统计学预测分析领域知识源流演进历程中的关键路径。
通过上述五大领域的重要知识源流组成的五条关键路径，可以分别得出我国统计学研究的知识源流的结构组成及其内容的演化历程，进一步印证了上节中各大领域的研究主题演化脉络，同时对其进行了更深入、更全面地补充。
4 统计学作者共被引图谱及分析
通过考察学者共被引可以发现对我国统计学产生重要影响的学者，本节将绘制作者共被引图谱以发现对这12年国内统计学研究具有重要影响的学者。通过统计，学者被引频次10次及以上共有91位，20次及以上的有85位，50次及以上的有35位，本文将被引频次100及以上的作者视为统计学界的领军人物，共有15位。以两年为时间分片，选取合适的阈值，运行得到节点数91，连接数93，通过进一步的整理合并与优化调整分别得到高被引作者列表（见表3）和作者共被引可视化聚类视图（见图5）。
由表3可以看到国家统计局、高铁梅和张维迎是国内统计学领域最具影响力的三位学者及机构作者，另外国外的Robert Fry Engle和Tim Bollerslev对我国统计学的发展具有重要影响。
图5中节点大小与其所代表作者的被引频次大小成正比，通过设置中介中心度的阈值来控制节点标签的显示，由图可以清楚的看到国家统计局、邓聚龙、张军、Tim Bollerslev、李子奈和何晓群位于图谱的中心位置，具有较高的中介中心度，表明这些学者在我国统计学领域的知识流动和控制上具有重要的作用。
为了更直观的辨清这些被引作者的具体影响领域，本文通过Citespace的自动聚类标签算法来对图5中各个聚类进行标注，通过对比分析Citespace中的tf*idf、LLR和MI三种聚类算法效果，最终选择使用LLR算法来标注聚类，得到图6。
图中#标签词语表示对应聚类的中心关键词标签，这些标签为相关聚类中心词，可以为进一步分析提供线索。可以看出右上区域出现的状态空间模型、国民经济核算、收益均衡和区域经济差距等聚类标签，综合表3、图5和6，并通过查证这些被引作者对应的高被引文献内容，作进一步的归纳、合并和分析，可以将这些被引作者划分为如下五大领域的学术群体：
（1）统计学基础理论。主要的关键高被引作者有：邓聚龙、刘思峰、张军、林毅夫、徐泽水、郭庆旺、刘伟、樊纲、易纲、王小鲁、刘斌、胡鞍钢、袁志刚、沈利生、邱菀华。
（2）国民经济。该领域的关键被引作者相对较多，主要的关键高被引作者有：国家统计局、许宪春、邱东、国家统计局国民经济核算司、经济合作与发展组织（OECD）、吴世农、张文彤、联合国。
（3）统计方法。国内主要的关键高被引作者有：刘金全、王少平、谢平、赵留彦、叶阿忠、王春峰，国外高被引作者主要有Tim Bollerslev、Fischer Black、Luc Anselin、Robert Fry Engle。
（4）统计信息化。主要的关键高被引作者有：张维迎、谢识予、徐国祥、盛骤、贾俊平、曾五一、庞皓。
（5）统计分析预测。该领域的被引作者最多，主要的关键高被引作者有：高铁梅、易丹辉、李子奈、张晓峒、杜栋、刘起运、李金昌、周建、林伯强、何晓群、高惠璇、于秀林、侯杰泰、卢纹岱、郭志刚、贺铿。
可以发现，统计学分析预测、国民经济两个领域拥有的高影响力作者最多，除了较多国内重要学者外，吸纳了较多国外学者的研究成果。另外需说明的是各大领域并不是互相孤立的，研究上存在着一定的交叉，一些高被引作者同时对多个领域具有重要的贡献，通过对其研究成果的内容进行综合分析后，将其划分到其贡献最多的研究领域。
5 统计学作者合作图谱及分析
本节将绘制作者共现图谱以揭示这12年国内统计学学者间科研合作状况，从另一角度揭示统计学的研究特征。统计发现，这12年，发表文章5篇以上（包含5篇）的作者共270人，发表文章10篇以上（包含10篇）的作者119人，发表文章15篇以上（包含15篇）的44人，因此这44位作者是2000～2011这12年来统计学领域的高产学者（见表4）。
由表4可知谢邦昌、刘思峰、刘建平、韩兆洲和何建敏是这12年来发文量最多的五位学者。下面将通过作者共现图谱来探究学者间的科研合作情况。以两年为时间切片，选取合适阈值，得到293个节点，100条连线，可视化共现图谱见图7。
图7中每个节点代表一个作者，节点有连线表示作者间有合作关系，连线的粗细表示作者间合作的强度，连线的颜色表示作者间首次合作的年份。在图7中，可以看到在满足阈值条件的293位作者中，有将近一半的作者没有和其他作者合作过（当然，这并不排除他们在不满足阈值条件下有过合作关系），图谱整体比较松散稀疏。但网络图谱中存在一些研究团体，可以明显地看到图7中心位置上的分别以谢邦昌、刘思峰以及刘建平为高产作者形成三个较大群簇A、B和C，通过进一步考察可以将这三个较大的类群分别进行细分：
团队A主要的研究方向是应用统计学。包含的成员有谢邦昌、吴喜之、袁卫、金勇进、冯士雍、戴稳胜、朱建平、欧阳资生、曾五一、孙蕾、张阿兰、王华、侯志强、李勇、方兆本、刘静、钟卫、文兼武、王强、邓京平、余芳东、杨京英、王金萍、刘冰、许宪春。经查证谢邦昌、吴喜之、袁卫、金勇进、冯士雍都是中国人民大学应用统计科学研究中心学者，其合作关系为科研机构内部合作，同时可以反映出中国人民大学统计科学研究中心在我国统计学研究中的学术影响力较大。
团队B主要的研究方向是灰色系统理论。包含的成员有刘思峰、党耀国、方志耕、王正新、沈春光、裴玲玲。经查证刘思峰、党耀国、方志耕是南京航空航天大学教授。其中党耀国是IEEE灰色系统专业委员会副主任和中国灰色系统理论学会副理事长，王正新、沈春光、裴玲玲三人合作团队主要研究灰色系统理论与研究，与同领域权威党耀国合作较多。
团队C主要的研究方向是统计学相关应用。包含的成员有刘建平、贺建风、王克林、陈光慧、陈一非、王斌会。经查证刘建平、陈光慧、王斌会是统计调查与数据分析研讨会组委会成员，刘建平与王克林都来自暨南大学经济学院，为师生关系。
通过综合查证分析，可知上述各个小团体的内部成员绝大多数是来自同一个科研机构，各个小团体内部合作紧密，团体之间的联系较为松散，基本是通过一些在不同科研机构深造过的桥梁学者来衔接的，需进一步通过促进人才流动、举办交流性的学术会议等方式以促进各个科研团队间的合作，进而形成更大规模的科研合作网络。
关键词：Excel；函数；公式
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)01-0209-02
Score Statistics and Query Using Excel Functions
YU Ning
(Department of Computer Science of College of Arts and Science of Beijing Union University, Beijing 100190, China)
Abstract: Excel spreadsheet software has powerful data processing and analysis capabilities, and the Excel function is the core tool for data calculating and processing. In this paper, score statistics, curriculum analysis and information inquiries were achieved with different Excel functions.
Key words: Excel; function; formula
在学校的日常教学管理中，经常遇到需要汇总、统计或查询学生学期成绩的问题，借助Microsoft Office系列办公软件中的电子表格Excel，可以帮助我们方便、快速地完成数据表中的统计、分析，特别是灵活地运用Excel中的公式和函数，不仅能提高工作效率，还能帮助我们完成一些特殊的功能。Excel中的函数是预先定义的公式，可以完成某种特殊功能或操作[1]。Excel提供了300余种函数，借助这些函数，我们不必掌握VBA或其他专业编程语言，也可以完成日常事物处理，满足用户的需求。
下面就以一张某专业10名学生成绩为例，使用函数完成对学生成绩进行统计、分析，并设计一个学生成绩查询，即根据输入的学生姓名或学号，可查询出该学生的成绩信息。
1 成绩统计及课程分析
首先在图1所示的学生成绩统计A3:I12区域中，输入了资源环境与城乡规划管理专业10名学生的学期考试成绩（仅以此专业部分学生的成绩统计为例）。然后分别在J3单元格中创建公式=SUM(E3:I3)，在k3单元格中创建公式=ROUND(AVERAGE(E3:I3),1), 在L3单元格中创建公式= =IF(K3>=90,"优秀",IF(K3>=80,"良好",IF(K3>=70,"中等",IF(K3>=60,"及格","不及格"))))，在M3单元格中创建公式=RANK(K3,K$3:K$12)，计算高杉同学的成绩总分、平均分、成绩等级和成绩排名，再分别通过拖动J3、K3、L3和M3单元格中的填充柄填充到J4:J12、K4:K12、L4:L12、M4:M12区域中，以计算其他学生的成绩总分、平均分、成绩等级和成绩排名。
在学生统计计算公式中使用了求和SUM、求均值AVERAGE、四舍五入ROUNF、条件判断IF、计算排名RANK等函数。
完成上述成绩统计后，在成绩分析A16:G30区域中，对5门课程成绩进行分析。如图2所示。
分别在B18单元格中创建公式=MAX(E3:E12)，在B19单元格中创建公式=MIN(E3:E12)，在B20单元格中创建公式=ROUND(AVERAGE(E3:E12),1)，在B21单元格中创建公式=ROUND(STDEV(E3:E12),2)，在B22单元格中创建公式=COUNTIF(E3:E12,">=60")，在B23单元格中创建公式=B22/COUNT(E3:E12)，分别统计分析高等数学这门课程的学生成绩最高分、最低分、平均分、标准差、及格人数和及格率。在B25:B29单元区域中通过创建一个数组公式{=FREQUENCY(E3:E12,$A$25:$A$28)}，统计出学生高等数学成绩在0-59,60-69,70-79,80-89以及90分以上5个区间段内的数目。完成高等数学课程成绩分析后，再分别通过拖动B18、B19、B20、B21、B22和B23单元格中的填充柄填充到C18:F18、C19:F19、C20:F20、C21:F21、C22:F22和C23:F23区域中，以计算其他4门课程的最高分、最低分、平均分、标准差、及格人数和及格率。拖动B25:B29单元区域中的填充柄填充到C25:F29区域，计算出其他4门课程成绩分布。在成绩分析计算公式中使用了最大值MAX、最小值MIN、标准偏差STDEV、统计满足条件的单元格个数COUNTIF、计数COUNT、频率函数FREQUENCY等函数。
2 学生成绩查询
在图3所示的成绩查询表中，由输入单元格A3、输出区域A10:M11和提示信息单元格A12组成。若在A3单元格中输入欲查学生的姓名或学号，则在A10:M11区域中自动填充该学生的成绩信息。如果输入正确的学生姓名或学号，在A10:M11区域不仅会显示查询结果，而且在单元格A12中还会显示“对这个结果还满意吧！”。如果没有输入任何内容或输入错误的姓名(如没有此学生、姓名有误等)或学号(如超出学号范围)，则在A10:M11区域中显示一行“？”，而且在单元格A12中会显示提示信息“对不起，没有找到这名学生”。
所谓“自动识别”，就是如果满足情况1的条件，就执行命令1；如果是情况2的条件，就执行命令2……所以，解决这个问题显然是通过条件判断函数IF来完成的。即：
如果A3中输入的是一个正确的学生姓名或是2009010305201～ 2009010305210之间的任一学号,则显示正确的查找值。如图3、图4所示。
如果A3中输入的是错误的姓名、其它的汉字和字符，或输入不在学号范围内的数字，则显示一行“？”。如图5所示。
实现上述功能的方法是：创建一个公式，公式最外层通过IF函数判断A3单元格中的内容是否符合条件。里层首先借助ISERROR函数[2]（若测试值为任何错误值，如：#N/A、#VALUE、#NAME、#REF、#DIV/0等，则返回True）利用它与HLOOKUP按行查找函数（此函数有四个参数，它是对在第二个参数给定的数据区域的最上面的一行中查找与第一个参数给定的值，然后将返回第三个参数指定行的值，第四个参数指定查找是精确匹配还是近似匹配）的组合便可以判断A3单元格中输入的数据是否是正确的。其函数返回值为TRUE，则证明是错误的输入；若为FALSE，则证明是正确的输入。同时又用到MATCH函数（返回在指定方式下与指定数值匹配的数组中元素的相应位置），找到与A3单元格中输入的姓名或学号相匹配的元素所在位置。
最后完整的操作是：选定A11：M11区域，在编辑栏中输入公式=IF(ISERROR(HLOOKUP(成绩统计及分析!A3:M3,成绩统计及分析!A3:M12,IF(ISERROR(MATCH(A3,成绩统计及分析!C3:C12,0)),MATCH(A3,成绩统计及分析!B3:B12,0),MATCH(A3,成绩统计及分析!C3:C12,0)),0)),"?",HLOOKUP(成绩统计及分析!A3:M3,成绩统计及分析!A3:M12,IF(ISERROR(MATCH(A3,成绩统计及分析!C3:C12,0)),MATCH(A3,成绩统计及分析!B3:B12,0),MATCH(A3,成绩统计及分析!C3:C12,0)),0))。由于该公式一次性能返回一行的信息，是一个数组公式的形式。因此，在输入完上述公式后，需按组合键Ctrl+Shift+Enter确认，这时在输入公式的两端自动加上了大括号“{ }”，相应的计算结果显示在A11：M11区域中。
该公式最外层是的IF函数，是通过“ISERROR(HLOOKUP(成绩统计及分析!A3:M3,成绩统计及分析!A3:M12,IF(ISERROR(MATCH(A3,成绩统计及分析!C3:C12,0)),MATCH(A3,成绩统计及分析!B3:B12,0),MATCH(A3,成绩统计及分析!C3:C12,0)),0)),”判断条件式的真、假。若条件式为真，表明通过HLOOKUP函数未查找到与A3单元格相匹配的元素，则在A11：M11区域中返回一串“？”。其中HLOOKUP函数的第三个参数指定行又是由一个IF函数实现的。否则，通过“HLOOKUP(成绩统计及分析!A3:M3,成绩统计及分析!A3:M12,IF(ISERROR(MATCH(A3,成绩统计及分析!C3:C12,0)),MATCH(A3,成绩统计及分析!B3:B12,0),MATCH(A3,成绩统计及分析!C3:C12,0)),0))”查找到的与A3单元格中的输入值相匹配的元素所在行的信息。
此外，针对查询结果，在A12单元格会给出提示信息，其公式是=IF(ISERROR(MATCH(A3,成绩统计及分析!B3:B12,0)),IF(ISERROR(MATCH(A3,成绩统计及分析!C3:C12,0)),"对不起!没有找到这名学生","这个结果还满意吧！"),"对这个结果还满意吧！")。该公式通过两层嵌套的IF函数，判断若在成绩统计及分析表中的B3:B12区域或C3:C12区域中找到与成绩查询表中A3单元格所输入的学生姓名或学号，则显示提示信息“这个结果还满意吧！”。否则显示信息“对不起!没有找到这名学生”。
学会使用Excel函数真的很有趣，它可以帮助你做很多事。
参考文献：
关键词：多元统计；区域经济；分析方式
为准确评价区域经济，主要使用主成分分析方法进行多元统计，即进行区域经济的综合测评。然而，在实践中一切数据都是相互作用，不可分散的，在进行实际数据分析中，应注重全局统筹，建立正确的全局性的主成分分析评价模型，根据模型的建立进行数据计算。
一、研究多元统计的意义
政府在对某区域制定发展策略时会对该区域经济进行评测，然而评测的依据便是区域经济经展水平的评价。目前，多数情况下会使用不同数据分析方法对区域经济进行分析，如：多元统计、线性规划等方法。在使用多元统计进行区域经济测评时，一般使用的方法有主成分分析、因子分析、回归分析以及聚类分析。在政府进行区域经济评价过程中，通常情况下会选取一种方式进行分析，但是这种分析方式存在一点不足，由于分析方式的不同，选择的出发点与逻辑思维也会不同，导致同一数据产生多种结果。这种存在误差的评价方式严重阻碍了区域经济的长期发展。因此进行研究思考，是否可以找寻一种科学合理的分析角度，通过这种分析角度进行数据分析，所得出的结果与其他方式得出的结果较为接近。
二、多元统计分析的方法
1.主成分分析
主成分分析观念的提出有着较长的历史，起源于1933年学者Hotelling的观点。这种观点的运用方式是，首先收集数据，损失数据中的少量信息后，将众多信息分类为少数几个综合指标。指标分类转化的结果综合指标通常被称作主成分，且主成分之间互相没有关联性。为全面分析实际问题，通常会将环绕问题的外界因素也进行考虑分析，这些因素被称之为指标。不同的指标代表着不同方面反映出被研究问题的不同信息，并且指标与主成分不同，可能会具有一定程度的关联性。这种关联性造成了由原始指标呈现出的信息会有重复情况的发生。为避免信息多次重复影响分析进度，在对现实问题分析过程中，一般会选取具有代表性的少数指标来反映较多的信息。主成分分析为简化指标一般会通过降维方式，使复杂问题简单化，减轻了问题分析的复杂程度，对快捷方便的分析问题有着重大意义。
2.因子分析
因子分析是对处于变量之间共性因子的研究。该研究方式一般用于描述一些隐性变量，这些隐性变量一般无法通过直接测量而获得的，一般混于能够直接测量的变量中。这种分析方式一般从与原始变量有联系的相关矩阵的内部依赖关系出发，使用降维的思想，找出隐藏的因子，这些因子都具有一定的代表意义，通过这种方式使相同本质的变量归为一个因子，实现降维的目的。因此因子分析一般用于对变量间相关关系的描述。
三、区域经济的评价指标体系
1.建立原则
对区域经济进行客观评价可以准确的反映出该区域的综合能力，将该地区的经济发展水平完整的呈现出来。综合经济实力一般指该地区所拥有的现阶段经济实力、未来的经济发展潜能以及该地区为其城市所带来的经济效益与影响。因此，在进行一个区域的经济评价时要注重这些方面，才能做出有效准确的评价。由此可得，选取的指标必须具有代表性并能建立科学有效的评价指标体系，为达到此目的应遵循几方面原则：（1）在进行区域经济评价时一定要具有全局观念，选取的指标必须全面且具有每方面的代表性。只有这样才可以完整的呈现出地区综合经济实力，以及该地区的经济特征，为制定该区域未来经济发展计划作出引导；（2）在进行指标选取的过程中应选择代表性强的指标，能有效区分不同地区的不同情况，以免造成信息重复；（3）选取可以进行计算的指标，如果指标在进行评估计算过程中无法计算，就会出现分析结果过于片面；（4）再进数据选择时，应确保数据的来源准确无误，保证整个分析过程不会因为数据有误而失败。
2.主要内容
区域经济指标体系建立应涵盖以下几项：
（1）该区域的人口数量、所拥有土地的总面积、从业人员数量。
（2）该地区的生产总值、该地区人均生产总值、农工商业的总产值、固定资产投资总量、各项税收。
（3）该地区所有财政收入、金融类存贷款。
（4）外资的实际利用、商品进出口总额。
（5）社会消费品零售总额、城镇与农村的人均可支配收入。
（6）基础设施建设的经济效益。
（7）该地区不同产业的生产总值以及资产投资增加率。
四、城市圈各市经济发展分析
本文以2015年某城市统计局公布的数据为据，从该地区各个方面进行代表性指标选取，并记作a1～a15，利用SAS软件进行数据分析，详情见表1：
1.主成分分析
主成分分析主要是用于将众多指标进行分类转化变成几个综合指标的统计方法，它通过降维方式进行指标处理，将负责问题简单化，使评测过程一目了然。与此同时，这种综合指标不存在关联性，能够提供原始数据中的有效信息，并避免信息重复情况发生。
将原始数据进行标准化处理，得到标准化矩阵C，求得相关系数矩阵，计算相关系数矩阵的特征值、方差贡献率，具体情况见表2。
作为衡量各个主成分重要程度的方差贡献率，通常情况下，累计方差贡献率达到一定值后，几个少数的综合成分可以充分解释原有指标的大多数信息。由表二可得，前四项特征值的累积方差贡献率达到95.68%，且四个特征值全部大于1，由此选取前四项主成分作为评价的综合指标。
由E=CF，其中E=（E1，E2，E3，E4），Ei为第i个主成分的得分。
2.因子分析
因子分析的过程是以原始指标的相关矩阵Q中的信息，进行因子模型的建立，将原本众多且有关联性的指标，进行转化，转化后获得几个无关联的因子，凭借着几个少数的因子能够提供原始指标中的大部分信息，并根据关联性大小进行原始指标分组，从而为实际问题的研究提供了众多方便。
将原始数据标准化，得到标准化矩阵C，求得相关系数矩阵X，以此来计算相关系数矩阵的特征值与方差贡献率。详情见下表。
根据上表进行因子计算模型的建立：由E=FZX-1CT，其中E=（E1，E2，E3，E4），Fi为第i个公因子的得分，再根据各公因子旋转后的方差贡献率β1，β2，β3，β4得到各市的综合得分W表达式为：
W=γ1E1+γ2E2+γ3E3+γ4E4，其中γi=βi/（β1+β2+β3+β4）。
3.聚类分析
聚类分析主要是将已分类的对象按照一定的方法规范进行种类划分，划分种类由数据的观测特征来定，进行聚类分析后，元素相似的为同组，元素不相似的分为不同组。聚类结果见下表：
4.结果评价
根据相关标准进行判定，A市属于第一类地区，综合实力最强、有着坚实的经济基础、优越的地理位置，应在现有基础上引进外资，加强经济交流，使A市成为该地区的中心经济城市，有利于带动周边城市的积极发展，有利于该地区的经济的长期发展。E市属于第二类地区，具有较强的地理位置优势、良好的地方特色经济，政府应大力发掘地方特产，招商引资，以地方特产带动当地产业发展，促使该市成为地区经济的强者。B、C、D市处于第三类地区，综合发展能力一般，且经济实力与前两类地区存在一定的差距，同时，因基础资源相对落后所以经济发展较为缓慢，政府应与经济实力较强的城市进行合作，以经济实力较强的城市带动经济实力较弱的城市，从而促进该地区的全面发展。
五、结束语
本文基于某地区的基本情况，进行了区域经济评价体系的建立，结合多元统计建立了指标模型，同时根据数据进行了计算公式模型建立。
在整个评价体系的模拟流程中，找寻到了如何进行指标的选取以及如何建立计算模型的方法。
参考文献：
[1]陈伟.多元统计分析在区域经济评价中的运用[D].武汉科技大学，2010.
[2]魏亮亮.多元统计分析模型在国民区域经济评价的运用[J].北方经贸，2015，08：40-41.
关键词：区域协调发展 复杂网络 评价 实证分析
引言
区域协调发展涉及诸多相互关系复杂的因素，是一项系统工程。建立区域协调发展评价模型对区域协调发展状况进行评价，才能充分厘清目前区域协调发展的程度，从而找到发展存在的差距，为区域协调发展战略、政策、方针的制订和执行提供决策支持，提高区域竞争能力，因此区域协调发展评价的研究有着一定的理论意义和实践意义。
我国学者对区域协调发展评价的现有研究成果较为丰富，为后续的研究提供了一定的研究思路及方法供参考，但通常是区内和区际协调发展分别评价，没有体现区域协调发展的整体性。而区域协调发展是构成区域的城市之间共同协调发展的状态。城市网络是由城市和城市之间关系所组成的复杂性网络，运用复杂网络分析方法研究城市网络以对区域协调发展评价进行研究，更能够体现整个区域的协调发展水平，也能更好地反映区域中城市内部的协调发展状况和城市与城市之间的发展差异。
基于复杂网络的区域协调发展评价模型
（一）城市网络构建
经济引力论指出区域城市之间存在引力场使得各城市彼此相互吸引，城市网络构建中运用引力模型的方法计算城市之间经济联系，其计算方法为：，其中，Rij表示城市i对城市j的经济联系，P和G分别代表城市非农业人口数和地区生产总值，kij为修正参数。根据该公式可以计算出各城市之间的经济关系值，以城市为节点，城市之间的经济关系值为边可以构建有向加权的城市网络，网络邻接矩阵的元素就为Rij。
（二）城市网络节点重要度评价
通过对现有网络节点重要度评价指标进行研究和选取，从PageRank指标的原理出发，借鉴邵晶晶等（2009）对PageRank算法的改进，本文提出适用于计算城市网络中城市节点重要度的算法，这里称之为CN NodeRank算法。用CN（v）表示节点v的重要度，CN NodeRank算法的计算方法为：
（三）城市网络节点发展效益评价
城市节点发展效益评价是对城市内部各子系统的协调发展情况进行评价，即区内协调发展评价。本文通过对现有评价指标体系进行分析和总结，遵循评价指标体系建立的基本原则，从经济发展、社会进步、科技创新、资源节约、环境保护五个维度下选取了24个评价指标， 构建了城市发展效益评价指标体系，然后运用主成分分析法来计算节点发展效益评价得分。城市节点发展效益评价指标体系如表1所示。
本文利用主成分分析法进行分析，具体步骤如下：
1.评价指标无量纲化。由于反映城市协调发展水平的评价指标在数量级和量纲上存在较大差异，且有正负指标之分，直接用于研究会为分析和建模带来困难，因此有必要对收集到的评价指标数据进行无量纲化处理，使评价指标具有统一的标准。
假设城市协调发展效益评价指标的原始数据共有n组，且每一组都包含p项指标，构成一个数据矩阵Y=（yij）n×p（i=1，2，…，n，j=1，2，…，p）。对于正向指标，令；对于负向指标，令；其中，yij为所搜集的评价指标原始数据，xij为原始数据经过无量纲化处理后的数据，Mj=max{yij}；mij=min{yij}，最终可以得到各评价指标的标准化数据矩阵X={xij}。
2.求相关矩阵Rp×p相关矩阵Rp×p中矩阵元素rij为两个指标间的相关系数，计为：。
3.计算相关矩阵R的特征值及对应的特征向量。由相关系数矩阵Rp×p是实对称矩阵可知其必有p个特征值λ1， λ2， …，λp（对它们从大到小排序有λ1≥λ2≥…≥λp≥0），可以通过求解方程|λE-R|=0得到，对应的特征向量为l1，l2，…，lp。需要特别说明的是，主成分分析的目的是在于用少数新的变量代替原始变量，为了减少原始变量的个数，这里选取特征值大于1的变量，认为特征值大于1的变量和原始数据具有一定的相关性。
4.计算主成分的贡献率以及各个主成分的累计贡献率。各主成分的贡献率为： ，累计贡献率为： 。本文对主成分的筛选原则是累计贡献率达到80%以上，这样可以剔除部分代表性不强的原始数据。
5.计算主成分载荷矩阵Ap×m。矩阵
Ap×m中元素 。
6.计算各主要因子（主成分）的因子得分。令因子得分矩阵W=ATR-1，则各元素wij就是各指标的权值。
7.计算城市网络节点发展效益得分。根据计算出的指标权重，可以得到城市网络节点发展效益为： 。
（四）基于复杂网络的区域协调发展评价模型建立及评价等级划分
分析表明，区域协调发展包括区域内城市之间的协调发展和城市内部各子系统的协调发展，其核心是这两部分共同达到的区域整体协调发展水平。因此，将城市网络中城市节点重要度与城市节点发展效益相结合，构建基于网络特性的区域协调发展评价模型， 。
区域协调发展评价是一个定性与定量相结合的过程，根据所建评价模型计算出的区域协调发展水平是一个处在[0，1]区间上的量化数值，为了更加直观地描述区域协调发展的程度，将评价结果划分为7个评价等级，如表2所示。
京津冀地区协调发展评价实证分析
本文选取京津冀地区进行实证研究，以2003-2012年京津冀地区13个主要城市为研究对象，构建城市网络，对京津冀地区协调发展状况进行分析与评价。
（一）京津冀地区城市网络构建
通过收集相关数据，运用网络分析软件Ucinet绘制各年度京津冀城市网络图。2012年京津冀地区城市网络如图1所示。
（二）城市节点重要度计算
根据节点重要度CN NodeRank算法，采用Java语言进行编程计算，可以得到2003-2012年京津冀地区各城市节点重要度，如表3所示。
（三）城市网络节点发展效益评价
根据《中国统计年鉴》、《北京统计年鉴》、《天津统计年鉴》、《河北统计年鉴》（2004-2013年）收集到的原始数据，借助SPSS软件，计算出京津冀地区13个城市的城市网络节点发展效益得分，如表4所示。
（四）基于复杂网络的区域协调发展评价
根据所建区域协调发展评价模型，对2003-2012年京津冀地区协调发展状况进行评价，评价结果如表5所示。
结论
本文通过对区域协调发展评价相关文献以及网络特性相关理论进行研究，明确了区域协调发展是城市内部子系统的协调发展，同时是城市之间的协调发展，核心是这二者共同达到的区域整体协调发展，确立了运用复杂网络评价区域协调发展状况的研究思路，建立了区域协调发展评价模型，并对京津冀地区进行了实证研究，为区域协调发展评价的研究提供了新的方法。
参考文献：
1.覃成林， 张华， 毛超.区域经济协调发展：概念辨析、判断标准与评价方法[J].经济体制改革，2011（4）
2.曹海波.中国区域经济增长差异及其影响因素分析[D].吉林大学，2012
3.姜文仙.广东省区域经济协调发展的效应评价[J].发展研究，2013 （5）
4.孙久文，和瑞芳.基于省际时空差异的区域系统协调发展研究[J].兰州商学院学报，2013（1）
关键词：流域 洪水 风险图
1引言
我国的洪涝灾害从出现频率、影响范围到造成的损失都是世界最为严重的国家之一。据统计，在过去的2000多年中，中国发生的有史料可查的重大洪水灾害就达1600余次。新中国成立以来，经过40多年的治理，全国江河流域的防洪形势有了重大改观。但是，由于洪水的影响因素众多和人类对自然界认知的局限性，目前尚无法从确定性的角度预知未来相当长时期内洪水发生的确切时间和真实过程，加之经济条件的限制和出于环境方面的考虑，洪水灾害目前还难以彻底防范或根本消除。近年来，随着人口的持续增长和经济的迅猛发展，我国洪涝损失具有逐年增大的趋势。在新形势下，建立洪水风险的概念，使人们经常认识到洪水发生的可能性和洪灾的后果，将有助于机构和个人更好地防范洪水灾害。
洪水风险是指未来可能引起灾害性后果洪水发生的概率或频率，洪水风险图则是对洪水风险及后果定量化和图形化的体现。一般，洪水风险图应该是三位一体的组合：
（1）流域洪水发生的频率；
（2）流域类洪水的淹水区域分布及有关说明；
（3）洪水灾害可能造成的各类损失。
洪水风险图可以使人们更直观地了解和认识到灾难性洪水发生后可能的水文后果和灾害损失概况，及时做好防御洪水的准备，以防患于未然。防洪决策人员可以对于流域重大的洪涝灾害发生的原因和可能后果做到胸中有数，在灾情即将发生或已经发生时，能够做到临危不乱，迅速制定合理的调度方案和采取正确抢险救灾措施，将洪灾损失减少到最小程度。
2 分析流域洪水淹没状况的方法
2.1 实际洪水法
实际洪水法的基本假定是流域自然地理特征保持基本不变条件下，洪水具有重现性。因此流域历史上已经发生过的大洪水实际淹没实况，可以作为现在和未来同类洪水重现时的淹没状态。分析历史洪水淹没实况主要有以下几种途径：
（1）对于近期发生的洪水，利用流域实测水文资料和灾情资料可以较为可靠地分析洪水特性及相应的淹没范围、淹没深度和淹没时间。
（2）对于缺乏资料或年代较为久远的洪水，可以通过调查考证的途径[1]分析洪水发生时的淹没情况。调查考证的内容包括对沿洪水路径洪痕调查，查阅有关洪涝灾情的历史文献记载，走访洪泛区居民等。
（3）洪水径流是塑造地貌的重要外力，洪流的侵蚀、搬运和堆积作用形成的洪水地貌包括废河道、天然冲积堤、冲积扇（洪积平原）、河漫滩（冲积平原）、沼泽地、三角洲等[2]。通过对洪水地貌分析，可以大致上分析出洪水径流的强度、范围和水深，作为分析淹没实况的依据。
（4）对于河流早已改道远古时生的大洪水，可以通过水文地质地貌分析并结合水力学方法估计古洪水的水位和流量，近似推算古洪水重现时的淹没情况。
实际洪水分析途径主要适合于天然流域，一般不能估计流域城市化、防洪工程和防洪措施的效应。
2.2 水文学和水力学方法
水文学和水力学方法是根据流域现状或规划条件下土地利用特征和工程条件，采用水文学和水力学方法分析推求流域洪水泛滥后的淹没状况。目前国内外流行的水文学和水力学方法和模型众多，采用何种方法和模型应该针对流域水文地理特征、工程调度方式、资料条件以及计算精度来选择应用。
（1）由设计暴雨推求设计洪峰或设计洪水过程线可以采用水文学方法，如推理方法、径流系数折算法、先损后损法、下渗曲线法、降雨径流相关图法、蓄满产流模型、超渗产流模型[5]等。
（2）由设计洪峰推求河道洪水位，可采用水面曲线法、回水曲线法、经验公式等。位于河道洪水位以下的区域可作为可能的洪水淹没区域作进一步分析。
（3）由设计洪水过程线推求水位过程线，常用的水文学方法包括单位线法、等流时线法、抵偿河长法、马斯京根法、调蓄演算法[3]等。
（4）对于河网汇流或坡面漫流计算采用水力学方法比较合适，如一维非恒定流和二维非恒定流方法[4]，以及它们的简化形式等。采用水力学方法可以根据分析要求推求河道或流域水深、流量、蓄水量的时空分布。
水文学和水力学方法计算结果频率概念明确，可以分析和模拟土地利用、工程建设、调度方式、边界条件变化情况下的洪水状态，在洪水风险分析中应用较为广泛。 3洪灾损失统计评估
3.1流域社会和经济特征统计
对流域的社会和经济数据应分门别类进行统计或估算。各种资料来源应尽可能，可以采用当年或上年度本地区社会和经济统计年鉴。在有条件情况下，应该直接去当地收集最新和更详细的资料，以满足洪灾损失估算的要求。需统计的基本资料包括：
（1）城镇和村乡人口、土地利用情况、耕地面积；
（2）各工矿企业固定资产和工业产值；
（3）农、林、牧、副、渔业产值及固定资产；
（4）单位和居民固定资产；
（5）服务和社会性行业产值和固定资产；
（6）公路、铁路、通信、供水、供气等各类生命线的分布；
（7）参加洪水保险的企业、居民数和保险金额。
3.2洪灾损失评估
一般，洪灾损失评估内容包括这样几个方面：
（1）灾害影响的范围和强度。范围用面积或区域表示；灾害强度定性为若干级，如特大、重大、大、中、小等；
（2）造成的经济损失。按工业损失、农业损失、商业损失、居民损失、其它行业损失等分类统计，也可以分地区统计；
（3）生命线受害统计。所谓生命线系指交通系统、供电系统、供水系统、供气系统、邮电系统等，一般可按系统中断时间计；
（4）人员伤亡数目；
（5）环境污染及疾病传播情况；
（6）社会影响。
经济损失评估是灾情评估的主要内容，但人员伤亡、水源污染、疾病流行、社会不安定、生命线受损影响等是无法用货币表示的无形损失，在评估过程中须单列考虑。
洪水灾害所造成的经济损失包括直接损失和间接损失。直接损失主要是由于洪水直接淹没所造成的集体及个人财产损失；间接损失指由于洪水期交通、电力中断，厂房、设备受损等造成的产品成本增加及停产、误工损失，以及合同无法按期完成的违约损失等，还包括防洪抢险、灾民撤离、疾病防治、灾后恢复等费用。由于对间接损失的详细分析和精确估计是很困难的，一般是根据典型实例的调查结果或经验估计得出间接损失占直接损失的百分数来作为间接洪灾损失估算的依据。
对于不同灾区，由于地形地貌、经济状况、季节、淹没程度、抢救措施的差别，洪灾损失是不同的。但对于确定地区，洪灾损失的影响因素主要是淹没程度。如果资料充足，能够分区分类建立洪灾损失与淹没水深、淹没历时之间的相关系，则灾情损失评估结果更为方便和可靠。
4 洪水风险图绘制
针对某一风险的洪水，根据分析和计算洪水淹没的范围、深度及相应的经济损失，按一定的规格描绘和标明在流域地形图上，便得出洪水风险图。
洪水风险图采用大比例尺地形素图勾绘而成，比例尺大小可根据流域面积、洪水频率、淹没范围、资料条件以及精度要求而定。在勾绘洪水淹没范围的边界时，要考虑洪水的可能路径，结合地形情况，由比较熟悉当地地形且有经验的技术人员绘制，最好在实地查勘后进行。对可能淹没区域，应设置彩色编码区，其颜色及深浅可以表示淹没深度的变化。风险图上应标注重要部门和单位，如政府机关、大型厂矿企业、学校、医院、金融机构、居民区、村镇，以及重要设施，水利工程，交通枢纽，通讯线路等。另外，图上应明确标明紧急情况下人员转移、疏散的路线及地点。图的下方有专门说明框，简要说明洪水风险图的基本特性，包括暴雨洪水频率、淹没区域、淹没水深、淹没历时、流域社会经济主要特征值、淹没区经济损失评估结果等。另外还需说明风险图上各种标记、代号的含义。
洪水风险图绘制完成后，应出具一份编制说明，内容主要包括：
（1）流域水文、气象和地理特征，排水系统和水利工程概况，历史上典型洪涝灾害特点及后果；
（2）流域社会经济特征统计；
（3）分区域阐述风险图上洪水灾害的特点和性质，灾害后果和经济损失；
（4）洪水风险图的制作依据、方法和存在问题；
（5）洪水风险发生时的应急措施；
（6）洪水风险图的应用范畴；
（7）其它说明事项。
5 结语
流域洪水风险图可以定量和直观地描绘遭受洪水淹没风险的区域和洪灾造成的损失，属流域非工程防洪措施之一。通过洪水风险图提高了全民防洪意识，为各级政府指挥抗洪提供了决策依据，具有现实的社会效益和经济效益。
本文简要论述和分析了适合于流域洪水风险图编制的一些方法，侧重讨论了推求洪水淹没状态的若干途径以及洪灾损失统计评估的内容。虽然其中的一些理论和方法还不够成熟和完善，但出发点是希望有助于流域洪水风险图编制工作的深入开展。今后将在洪水风险分析领域作进一步的研究工作。 参考文献
[1 ]水利部东北勘测设计院．洪水调查．北京：水利电力出版社，1977．
[2] 孙桂华等编译．洪水风险分析制图实用手册．北京：水利电力出版社．1992．
[3] 庄一翎，林三益．水文预报．北京：水利电力出版社．1992．
关键词：利益基本矛盾；生态制度；法统计学；地方区域投融资；研究方法创新
一、 引言
马克思主义经典理论对人类社会的基本矛盾采用“四分法”，即生产力与生产关系、经济基础与上层建筑是人类社会的基本矛盾。并同时认为，“人们奋斗所争取的一切，都同他们的利益相关”。因此，刘文华老师认为，在人类物质生活领域，社会整体利益与个体利益的矛盾存在并贯穿人类社会始终的基本矛盾。但是，集体利益包含社会整体利益，但当两个个人组成的集体时，该集体就不能称之为社会，特别是在现代社会，一个地方政府的部门与地方政府、该政府部门与部门官员个人，都存在却集体利益与个体利益的冲突。因此，从法律制度研究的视角来看，笔者结合社会学、法社会学及法益理论等基础理论，①采用“两分法”，人类社会基本矛盾归纳为“集体利益与个体利益的矛盾”。但是，如何发现、探索利益博弈基本矛盾的客观规律，如何研究、分析并运用生态制度，传统计的“行而上”法哲学、强调“效率”而难顾“公平”的法经济学等研究方法都显得有些力不从心。统计学是从现象中归纳、探索并检验规律的学科。因此，构建以法律及现象为研究对象的法统计学研究方法是生态制度研究方法的创新。
二、 社会制度变迁的根源及生态制度内涵法统计学分析
法统计学是综合法经济学和制度经济学研究方法，以广义的制度和法律为研究对象，探索和发现“生态、正义”的“应然之法”即应该是这样的法律制度，矫正与“应然之法”相背离的“实然之法”即现实生活中存在的法律制度，实现现实生活中法律制度的生态化即符合客观社会发展规律的法律制度。运用法统计分析方法对人类社会实践及其发展历史的分析归纳为，集体利益与个体利益的对立统一；其不但是存在于人类物质生活领域、精神生活领域，而且是贯穿人类社会始终的、永恒的基本矛盾。正是这对矛盾的运动导致了社会非正规制度及国家和法律制度等正规制度的产生。
1. 集体利益与个体利益的矛盾是最基本的社会矛盾及制度的根源。集体利益与个体利益的矛盾是在人类物质生活和精神生活领域支配、贯穿人类社会始终的基本矛盾。这对矛盾的运动是人类社会一切制度的源泉。
首先，集体利益与个体利益的矛盾，不但存在于人类物质生活领域，而且存在于人类精神生活领域；其中，物质生活是基础，精神生活是推动人类文明发展的动力。人类文明包括对外在的自然界和内在的人类本性的控制。人类在对外在的自然界的控制，即通过劳动获得或潜在获得物质财富。在这个过程中，由于人的能力的差异，合作所获得的财富大于个人，但是，合作的前提是按贡献公平分配。于是，合作就形成集体利益，而公平分配及合作的分歧就形成了集体利益与个体利益的矛盾。当社会进化到氏族部落或国家产生后，这对矛盾就转化为社会整体利益与个体利益的矛盾。因为，天赋人类的基础即生存权，由于人人都有生存权，这就要求实现自己的生存权不能损害或剥夺他人的生存权。但在远古时代，是从吃人的社会，人本身就是一种能给别人生存的食物。人类为了不至于因互相冲突、战争、杀戮而导致人作为一个种群而灭亡，于是在物质资料的生产过程中，就开成了控制人类内在本性的关系即安全的制度保障，如一些动物或古代的部落形成了互不侵犯的领地，如果一旦侵犯就以战争或相似的杀戮来制止这种行为。因此，从生产物质财富的过程中，为了保护自身及所创造的物质财富的安全，也要求建立控制别人或自己的内在的本性的各种制度，故集体利益与个体利益的矛盾不但存在于物质生活领域而且也存在于精神生活领域。
其次，社会整体利益与个体利益的矛盾包含于集体利益与个体利益的矛盾，并且后者一样是存在于人类社会始终并且永恒的支配人类社会存在和发展的最基本矛盾。当集体利益与个体利益的矛盾有机统一、协调发展时，就促进人类社会的发展，否则，就阻碍社会的发展。其一，人作一个群体性动物，当面临着动物的攻击、自然灾害或其他种群的攻击等集体利益危机时，如果不维护整体利益，就可能导致包括自己在内的整个种群灭亡。其二，在我国计划经济时代，由于过分强调社会整体利益而忽视了个体利益即个人私利的激励，导致因生产力低下而创造的物质财富缺乏，从而最终损害了个体利益，阻碍了人类文明发展。相反，西方资本主义社会过分强调个体利益，如2008年美国次贷危机引起的世界金融危机，导致了社会集体财富的缩水，也同样阻碍了人类文明的进步。其三，在现代社会，社会整体利益不仅是作抽象社会人的整体利益，而且由于社会是一个包括一切生物的有机整体其整体利益也包括生态平衡利益。在地球生物圈上人与其他生物是共生的，如果过分强调人的利益，特别是强调个别人的个体利益，而损害生态环境，导致特定的物种灭绝，最终将会因生物链断裂而导致人类自身的灭亡。因此，“应然之法”即“应该是这样法律”是体现集体利益与个体利益矛盾运动规律的相对静止的外在表现，是生态制度的本质属性。
2. 生态制度的本质是近似的“应然之法”。在人类社会发展史中，集体利益与个体利益的矛盾，在特定时间和范围内是相对均衡、静止的，但矛盾运动是绝对性与相对性的、绝对运动与相对静止的统一，这就要求有体现其博弈均衡相适应的制度；当两者不协调时，就会自发调整而达到新的均衡，这要求制度变迁以形成新的与其利益博弈新均衡相适应的制度。因而作为利益博弈规则的制度也应当是相对静止与绝对运动的统一。当集体利益与个体利益处于相对静止、均衡发展阶段，其制度是稳定的。当矛盾打破旧的均衡而建立新的均衡时，就要求制度变迁，构建新的利益博弈规则即新的制度。因此，“应然之法”是理想的、自动的体现集体利益与个体利益矛盾运动规律的制度。
然而，制度是人制定的“现实之法”，是提供人们交往的基本的结构，在整个人类历史上，人们通过这个基本结构来创造秩序并减少交换中的不确定性。因而，制度是“集体行动对个人行动的控制”；是包括个人之间的各种群体利益博弈的产物，也是解决冲突的博弈均衡解。均衡是各方都能接受的利益均衡点，虽然不是最理想的，但却是双方或各方都能接受最现实的最佳结果。因此，“实在之法”必须凭借人的主观能动性发现并认识客观规律即“应然之法”，并通过制度的变迁使“实在之法”符合“应然之法”而形成“生态实在之法”即生态制度。所以，生态制度是近似的“应然之法”。同时，集体利益与个体利益矛盾中的集体利益包括两个方面，一是人与人之间社会关系的集体利益，二是人与自然之间社会关系的集体利益。其矛盾也就存在两类子矛盾，即涉及人与自然之间的集体利益与个体利益的矛盾和涉及人之间的集体利益与个体利益的矛盾。相应地，体现集体利益与个体利益均衡发展的生态制度也包括两个方面，一是体现人与自然协调发展的自然生态制度；二是体现人与人之间协调、均衡发展的制度的生态制度。
三、 生态制度研究方法的法统计学方法运用
集体与个体利益的矛盾统一体是相对的，是有其范围的系统，如地方区域经济相对全国经济体系而言是个体，而相对地方区域内部的经济个体而言，又是集体，是一个相对独立的，相对独立的经济系统。作为特定系统内部的近似的“应然之法”的生态制度研究，必须要以探索、认识、分析并检验规律的统计分析方法来分析制度的生态规律，实现法统计学的生态制度研究方法创新。
1. 生态制度的法统计学内涵。制度又分为正规制度和非正规制度，其中，非正规制度是人们在社会实践中自发造成的调整人们行为的准则或规则，而正规制度则是原始部落或国家以维护其集体利益或集体中占主导地位小集团的利益并以集体或国家强制力保障的调整人们行为的规范。作为正规制度的法律制度，是由代表集体利益的机构国家制定的并用强制力维护的正规制度，其作用之一就是调整及调和包括个人和社会在内的各种相互冲突的利益。因为，如果人类文明要得以维持和发展、社会要避免无序和解体，法律就要为利益提供支持。因此，法律制度应当是与反应并体现“应然之法”的生态制度，是“引导、规范和强制”其他制度的制度，其目的是“旨在创设一种正义的秩序”。但是，客观规律是隐藏于客观现象背后的本质必然的属性。特别如生态的地方投融资制度，是典型的集体利益与个体均衡制度。传统的法经济学以效率为主难于计量公平；②法哲学强调的是“行而上”的“公平、正义”的分析，结构法学、历史分析法学等方法，都但很难度量和具体操作。因此，以法律制度及其相关的社会现象为研究对的法律及其制度统计分析即法统计学分析方法，就是探索、发现、分析并检验制度是否生态的方法，是生态制度研究方法的创新。
生态制度是符合集体利益与个体利益均衡发展的制度，而集体与个体利益对矛盾分类两类系统，一类是集体统一体为两个体组成，另一类是多数个体组成的集体统一体。生态制度法统计学的内涵条件为：合作创造的集体利益大于个体创造的利益并且利益的分配是公平的，其最终目的是实现个体利益的最大化。第一类生态制度用公式表示为：（1）■（a+b）？叟a或b；（2）■（a+b）∈a或b；两个条件必须同时存在，才是生态制度。第二类生态制度的公示衍化为：（1）■？撞ni=1（ai+b）？叟ai或b；（2）■？撞ni=1（ai+b）∈ai或b。
2. 生态地方投融资制度中法统计学运用。地方投融资本质是地方人民运用地方财政资金“矫正天然市场失灵”的重要工具；是根据孙中山先生的“权能分治理论”，“地方特定区域的人民”运用天赋的“政权”授权“地方政府”运用“治权”为优化区域产业结构和引导市场主体健康发展，是实现兼顾私人利益基础上的社会整体或区域集体利益最大化。地方投融资法律制度的关键问题是地方区域经济及其规划的生态问题、地方区域财税制度及投融资法律制度的生态问题以及地方投融资效果的生态问题。这些问题的生态化分析及效果的检测，都需要从大量的数据中运用历史分析法、回归分析法、大数定理分析、满意度调查分析法、相关度分析法等既能分析公平的秩序又能分析效率的统计学专业方法，从地方投融资及其相关的现象中抽样、收集客观数据，并对一些定性的东西进行量化，运用客观“数据说话”来探索、挖掘生态规律，矫正制度的“非生态化”。因此，地方投融资制度的生态化研究是法统计学方法运用的典型的案例。
首先，在地方区域集体经济体系及规划的生态化检测的法统计学运用中，其一、运用客观的历史经济数据采用如回归法、概率法、协方差分析等专业的统计分析方法分析、预测或预警经济结构的变化及趋势，制度或修正区域经济政策、规划，以实现市场自然失灵风险的“软着路”。其二，从规划制度来看，可运用回归分析、大数据分析，从自然生态和制度生态两个方面，制定生态规划。同时，既要防止规划超前，而造成浪费；又要防止滞后而导致“瓶颈效应”。
其次，地方投融资是一种公益性的不以盈利为目的的地方区域“经济杠杆”，其投资资金及融资成本的分析最终来源于地方区域人民的税收来分摊。在地方财税制度及投融资制度的法统计学运用中，其一，投资及融资额度都需要对历史的财税状态、经济结构和融资区域影响进行法统计分析，制定生态的投融资预、决算及运营制度。其二，运用"数据说话"的统计分析、归纳方法，制定生态的投融资实施制度，矫正因地方政府及其官员的代表利益与个体利益冲突的非生态制度。例如，从表1全国经济数据统计分析可知，非生态的地方投融资政策、制度是地方债务、地方经济危机的潜在因素之一。
最后，在地方投融资效果及责任制度的法统计学运用中，因为生态制度包括自然生态和制度生态，所以地方区域投融资效果分析，既要分析自然生态效果，又要分析社会、经济效果，并作为调整规划和财税制度的依据。在责任制度的构建中，一是在建立中央与地方分别所有的前提下，建立了地方政府投融资一般整体经济责任制度，即a6法律，SW=∑PW+∑（地方政府投融资）+a法律；其中a为系数，SW是指社会生态财富，PW是指地方区域内个体财富。当a=0，市场为自由竞争市场，SW=∑PW+∑（地方政府投融资）；二是在明晰内部各部门或机构之间的事权与财权的基础上，建立健全地方政府投融资管理中的岗位责任制度，即SW=∑PW+∑（地方政府投融资）+a[（损失补偿性矫正法+惩罚性矫正法）]；三是在上述科学的考核和监管机制下，完善责任追究制度；同时，运用“大数定理”建立具有一定存款功能的地方政府投融资责任保险制度作为生态责任制度的补充。
注释：
①“在德国刑法学笼罩在黑格尔的观念论之下时，维也纳的耶林等的研究却为法益概念奠定了理论基础。由宾丁与李斯特提升为刑法体系的基本概念，至此，法益概念获得德国刑法学的中的核心地位。耶林认为：“法律的目的是平衡个人利益与社会利益，实现利已主义和利他主义的结合，从而建立起个人和社会的伙伴关系”。（张文显：《20世纪西方法哲学思潮研究》，北京，法律出版社，1996年版，第20页。）法益是指由法所保护的、客观上可能受到威胁的人的生活利益。”参见，张明楷著：《法益初论》，北京，中国政法大学出版社，2000年5月第1版，第25页-167页。
②“与市场一样，法律用等同于机会成本的代价来引导人们促进效率最大化”，见[美]理查德・A.波斯纳（Richard A.Posner），蒋兆康译：《法律的经济分析》，北京，法律出版社，2012年1月第2版，第763页。
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摘要从结构功能上分析了地理信息系统的概念及主要研究内容，并且对当前地理信息系统研究中的几个热点研究领域，如面向对象技术、三维技术、图象处理和人工智能技术等作了简要介绍.关键词地理信息系统，计算机系统，空间数据库.以计算机为核心的信息处理系统技术是二次世界大战后科技革命的主要标志之一.在信息的诸多类型中与空间相关的信息是十分重要的一类.人类生存的地球这个三维空间中的万物无不与空间位置相关，如何利用计算机处理空间相关信息是地理信息系统(geographicinformationsystem，简称GIS)产生和发展的原动力.GIS技术在国防、城市规划、交通运输、环境监测和保护等与国民经济乃至国家命脉相关的重要领域的成功应用，极大地推动了社会生产力的发展，同时，也极大地刺激了GIS技术的迅速发展，使之成为世界各国激烈竞争的高科技热点之一［1］.国家科委将其列入九五重中之重科技攻关项目.MAPGIS，VIEWGIS，CITYSTAR，GEOSTAR等一批优秀国产GIS软件已经开始在许多领域得到广泛应用，成为国内GIS市场一支不可忽视的力量.本文将侧重从GIS技术的角度讨论GIS的定义、研究内容及研究动态.1.GIS的定义和研究内容1.1GIS的定义GIS是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术.要给出GIS的准确定义是困难的，因为GIS涉及的面太广，站在不同的角度，给出的定义就不同.通常可以从4种不同的途径来定义GIS［2］.(1)面向功能的定义.GIS是采集、存储、检查、操作、分析和显示地理数据的系统.(2)面向应用的定义.这种方式根据GIS应用领域的不同，将GIS分为各类应用系统，例如土地信息系统、城市信息系统、规划信息系统、空间决策支持系统等.(3)工具箱定义方式.GIS是一组用来采集、存储、查询、变换和显示空间数据的工具的集合.这种定义强调GIS提供的用于处理地理数据的工具.(4)基于数据库的定义.GIS是这样一类数据库系统，它的数据有空间次序，并且提供一个对数据进行操作的操作集合，用来回答对数据库中空间实体的查询.我们认为，虽然GIS是一门多学科综合的边缘学科，但其核心是计算机科学，基本技术是数据库、地图可视化及空间分析(见图1)；因此，可以这样定义：GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统.虽然GIS使用了地图、可视化、数据库等技术，但与CAD系统、计算机地图系统、数据库系统等均有很大的区别.CAD系统提供交互式的图形处理功能，以辅助象建筑、VLSI等人造对象的设计，其主要特点是设计者与计算机模型的交互.目前许多CAD开始支持对象的非图形性质，而GIS处理的数据大多来自现实世界，较之CAD的人造对象更为复杂，数据量更大.另外，CAD中的拓扑关系较为简单.更重要的是，GIS强调对空间数据的分析，CAD这方面的功能要弱得多.计算机地图系统侧重于数据查询、分类及自动符号化，具有辅助设计地图和产生高质量矢量形式的输出机制.它强调数据显示而不是数据分析，地理数据往往缺少拓扑关系；另外，它与数据库的联系通常是一些简单的查询.数据库系统是各种类型信息系统的核心.通用数据库侧重非图形数据的优化存储与查询，其图形查询与显示功能极为有限，其数据分析功能也很有限.然而，数据库的一些基本技术，如数据模型、数据存储、数据检索等，都在GIS中广泛采用，成为GIS的核心技术.由此可见，GIS已经形成了一个独立的、具有鲜明特色的研究领域.GIS的研究内容很广泛，下面我们从输入、存储、操作和分析、输出4个方面来讨论GIS的研究内容.1.2GIS的研究内容(1)输入.地理数据如何有效地输入到GIS中是一项琐碎、费时、代价昂贵的任务，大多数的地理数据是从低质地图输入GIS.常用的方法是数字化和扫描.数字化的主要问题是低效率和高代价；扫描输入则面临另一个问题，扫描得到的栅格数据如何变换成GIS数据库通常要求的点、线、面、拓扑关系属性等形式.就这一领域目前的研究进展而言，全自动的智能地图识别短期内没有实现的可能；因而，交互式的地图识别是矢量化方法的一种较为现实的途径.市场上已有多种交互式矢量化软件出售.目前GIS的输入正在越来越多地借助非地图形式，遥感就是其中的一种形式.遥感数据已经成为GIS的重要数据来源.与地图数据不同的是，遥感数据输入到GIS较为容易，但如果通过对遥感图象的解释来采集和编译地理信息则是一件较为困难的事情；因此，GIS中开始大量融入图象处理技术，许多成熟的GIS产品，如MAPGIS中都具有功能齐全的图象处理子系统.地理数据采集的另一项主要进展是GPS技术.GPS可以准确、快速地定位在地球表面的任何地点，因而，除了作为原始地理信息的来源外，GPS在飞行器跟踪、紧急事件处理、环境和资源监测、管理等方面有着很大的潜力.(2)存储.GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据两大类，如何在计算机中有效存储和管理这两类数据是GIS的基本问题.在计算机高速发展的今天，尽管微机的硬盘容量已达到GB级，但计算机的存储器对灵活、高效地处理地图这类对象仍是不够的.GIS的数据存储却有其独特之处.大多数的GIS系统中采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它分成若干层，整张地图是所有层叠加的结果.在与用户的交换过程中只处理涉及到的层，而不是整幅地图，因而能够对用户的要求作出快速反应.地理数据存储是GIS中最低层和最基本的技术，它直接影响到其他高层功能的实现效率，从而影响整个GIS的性能.基于微机平台的MAPGIS能够快速、高效地处理多达上万幅的海量地图库，这不仅在国产GIS软件中处于领先地位，即使与国外同类产品相比仍是其中佼佼者，这与MAPGIS较好地解决了地理数据的存储问题密切相关.(3)地理数据的操作和分析.GIS中对数据的操作提供了对地理数据有效管理的手段.对图形数据(点、线、面)和属性数据的增加、删除、修改等基本操作大多可借鉴CAD和通用数据库中的成熟技术；有所不同的是GIS中图形数据与属性数据紧密结合在一起，形成对地物的描述，对其中一类数据的操作势必影响到与之相关的另一类数据，因而操作带来的数据一致性和操作效率问题是GIS数据操作的主要问题.地理数据的分析功能，即空间分析，是GIS得以广泛应用的重要原因之一.通过GIS提供的空间分析功能，用户可以从已知的地理数据中得出隐含的重要结论，这对于许多应用领域是至关重要的.GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析.矢量数据空间分析通常包括：空间数据查询和属性分析，多边形的重新分类、边界消除与合并，点线、点与多边形、线与多边形、多边形与多边形的叠加，缓冲区分析，网络分析，面运算，目标集统计分析.栅格数据空间分析功能通常包括：记录分析、叠加分析、滤波分析、扩展领域操作、区域操作、统计分析.(4)输出.将用户查询的结果或是数据分析的结果以合适的形式输出是GIS问题求解过程的最后一道工序.输出形式通常有两种：在计算机屏幕上显示或通过绘图仪输出.对于一些对输出精度要求较高的应用领域，高质量的输出功能对GIS是必不可少的.这方面的技术主要包括：数据校正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换、出版印刷等.2地理信息系统的发展动态近年来地理信息系统技术发展迅速，其主要的原动力来自日益广泛的应用领域对地理信息系统不断提高的要求.另一方面，计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段，许多计算机领域的新技术，如面向对象技术、三维技术、图象处理和人工智能技术都可直接应用到地理信息系统中［3］.下面我们对当前地理信息系统研究中的几个热点研究领域作一介绍.2.1GIS中面向对象(objectoriented)技术研究面向对象方法为人们在计算机上直接描述物理世界提供了一条适合于人类思维模式的方法，面向对象的技术在GIS中的应用，即面向对象的GIS，已成为GIS的发展方向.这是因为空间信息较之传统数据库处理的一维信息更为复杂、琐碎，面向对象的方法为描述复杂的空间信息提供了一条直观、结构清晰、组织有序的方法，因而倍受重视［4］.图2展示了面向对象的GIS的一般结构.面向对象的GIS较之传统GIS有下列优点：(1)所有的地物以对象形式封装，而不是以复杂的关系形式存储，使系统组织结构良好、清晰；(2)以对象为基础，消除了分层的概念；(3)面向对象的分类结构和组装结构使GIS可以直接定义和处理复杂的地物类型；(4)根据面向对象late_binding(后编译）的思想，用户可以在现有抽象数据类型和空间操作箱上定义自己所需的数据类型和空间操作方法，增强系统的开发性和可扩充性；(5)基于icon的面向对象的用户界面，便于用户操作和使用.SmallworldGIS是目前面向对象GIS中最为典型的代表.一些传统的GIS也开始部分采用面向对象的技术，如ARC/INFO7.0,Intergraph的TIGRIS,SYSTEM9,FACET系统等.面向对象的GIS也存在一些尚待进一步研究的问题：(1)大对象的操作仍受硬件条件的限制；(2)对象的独立性与颗粒度问题；(3)矢量和栅格数据统一的、支持动态拓扑结构和复合对象表示的面向对象的数据结构问题.2.2时空系统(spatio_temporalsystem)传统的地理信息系统只考虑地物的空间特性，忽略了其时间特性.在许多应用领域中，如环境监测、地震救援、天气预报等，空间对象是随时间变化的，而这种动态变化的规律在求解过程中起着十分重要的作用.过去GIS忽略时态主要是受器件的限制，也有技术方面的原因.近年来，对GIS中时态特性的研究变得十分活跃，即所谓“时空系统”［5］.地物除了具有三维空间中的空间性质外，如何刻画时间维的变化也十分重要.通常把GIS的时间维分成处理时间维(transactiontimedimension)和有效时间维(validtimedimension).处理时间又称数据库时间或系统时间，它指在GIS中处理发生的时间.有效时间亦称事件时间或实际时间，它指在实际应用领域事件出现的时间.根据处理时间和有效时间的划分，可以把时空系统分为4类：静态时空系统(staticSTsystem)、历史时态系统(historicalSTsystem)、回溯时态系统(rollbackSTsystem)和双时态系统(bitemporalSTsystem).(1)静态时空系统.它既不支持处理时间，也不支持有效时间，系统只保留应用领域的一种状态，比如当前状态.(2)历史时态系统.它只支持有效时间，这种系统适用于事件实际发生的历史对问题求解十分重要的应用领域.(3)回溯时态系统.它只支持处理时间，这种系统适用于信息系统的历史对问题求解十分重要的应用领域.(4)双时态系统.它同时支持处理时间和有效时间.处理时间记录了信息系统的历史，有效时间记录了事件发生的历史.时空系统主要研究时空模型，时空数据的表示、存储、操作、查询和时空分析.目前比较流行的作法是在现有数据模型基础上扩充，如在关系模型的元组中加入时间，在对象模型中引入时间属性.在这种扩充的基础上如何解决从表示到分析的一系列问题仍有待进一步研究.2.3地理信息建模系统(geographicinformationmodellingsystem，简称GIMS)通用GIS的空间分析功能对于大多数的应用问题是远远不够的，因为这些领域都有自己独特的专用模型，目前通用的GIS大多通过提供进行二次开发的工具和环境来解决这一问题.如ARC/INFO提供的进行二次开发的宏语言AML.二次开发工具的一个主要问题是它对于普通用户而言过于困难.而GIS成功应用于专门领域的关键在于支持建立该领域特有的空间分析模型.GIS应当支持面向用户的空间分析模型的定义、生成和检验的环境，支持与用户交互式的基于GIS的分析、建模和决策.这种GIS系统又称为地理信息建模系统.GIMS是目前GIS研究的热点问题之一.目前实现通用GIS空间分析功能与各种领域专用模型的结合主要有两种途径.(1)松散耦合式.即除GIS外，借助其他软件环境实现专用模型，其与GIS之间采用数据通讯的方式联系.(2)嵌入式.即在GIS中借助GIS的通用功能来实现应用领域的专用分析模型.上述两种方式总体上对用户定义自己的专用模型的支持程度都是不够的.目前的GIS离支持实现数据集定义、模型定义、模型生成和模型检验的全过程仍有相当大的距离.GIMS的研究有几个值得注意的动向.(1)面向对象在GIS中的应用.面向对象技术用对象(实体属性和操作的封装)、对象类结构(分类和组装结构)、对象间的通讯来描述客观世界，为描述复杂的三维空间提供了一条结构化的途径.这种技术本身就为模型的定义和表示提供了有效的手段，因而在面向对象GIS基础上研究面向对象的模型定义、生成和检验，应当比在传统GIS上用传统方法要容易得多.(2)基于icon的用户建模界面.建模过程中的对象和空间分析操作均以icon形式展示给用户，用户亦可自定义icon.用户在对icon的定义、选择和操作中完成模型的定义和检验.这种方法较之AML这类宏语言要方便和直观得多.(3)GIS与其他的模型和知识库的结合.这是许多应用领域面临的一个非常实际的问题，即存在GIS之外的模型和知识库如何与GIS耦合成一个有机整体.2.4三维GIS的研究三维GIS是许多应用领域对GIS的基本要求.目前的GIS大多提供了一些较为简单的三维显示和操作功能，但这与真三维表示和分析还有很大差距.真正的三维GIS必须支持真三维的矢量和栅格数据模型及以此为基础的三维空间数据库，解决了三维空间操作和分析问题.主要研究的方向包括：(1)三维数据结构的研究，主要包括数据的有效存储、数据状态的表示和数据的可视化；(2)三维数据的生成和管理；(3)地理数据的三维显示，主要包括三维数据的操作，表面处理，栅格图象、全息图象显示，层次处理等.3结语地理信息系统近年发展迅速，其内涵和外延正在不断变化.最初的地理信息系统都是一些具体的应用系统，充其量只能称之为一门技术.现在已发展成一个独立的、充满活力的新兴学科，这已经为大家所公认.地球信息科学从理论上讲是解决地球信息问题，它的范围包括从卫星航空遥感或全球定位系统(GPS)接受信息，变换和校正后进入空间数据库：数据库中的地理信息可以方便地检索、查询，在此数据库和相关知识库的基础上能够定义和生成各种领域专用模型，如城市规划模型、灾害评价模型等；运用这些模型对地理数据进行有效分析，并把分析结果或是决策咨询建议以直观、清晰的形式输出.这一范围包括了计算机科学、地图学、航测、遥感等多种学科的交叉.总之，由于地理信息在人类生活和国民经济中的重要作用，地理信息系统在未来的几十年中将保持高速发展的势头，成为高科技领域的核心技术.参考文献1CoppockJT,RhindDW.ThehistoryofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.21～392MaguireDJ.AnoverviewanddefinitionofGIS,geographicinformationsystem.London:LongmanInc,1991.9～193EgenhoferMJ,HerringJR.Advancesinspatialdatabases.In:Proceedingsof4thIntSymposiumonSSD''''95.［s.l.］:SpringerInc,1995.4张家庆，张军.九十年代GIS软件系统设计的思考.测绘学报，1994,23(2):127～1345WachowiczM,HealeyRC.TowardtemporalityinGIS,innovationinGIS.London:Taylor&FrancisLtd,1994.105～115
1能源经济环境系统模型在城市区域尺度上应用研究
1.1自上而下模型自上而下模型主要用于宏观能源经济分析和能源政策规划方面的研究，它以经济学模型为出发点，重点描述国民经济各部门之间，能源生产和消费之间的关系，能源生产、消费等关键技术参数主要作为外生变量设定。自上而下模型包括CGE（computationalgeneralequilibriummodel）模型、系统动力学模型等，典型模型如欧盟开发的ICES，中国国务院发展研究中心开发和维护的DRC-CGE、中国社会科学院数量经济与技术经济研究所和澳大利亚莫纳什大学政策研究中心合作开发的PRCGEM，北京理工大学能源与环境政策研究中心开发的中国能源与环境政策分析模型CEEPA等。另外，奥地利国际应用系统分析研究所IIASA（InternationalInstituteforAppliedSystemsAnalysis）研究开发的MACRO、经济合作与发展组织（OECD）研究开发的GREEN（generalequilibriumenvironmentalmodel）等也属于自上而下模型。可计算一般均衡CGE（computationalgeneralequilibriummodel）模型的理论基础是现代微观经济学的一般均衡理论，世界上第一个CGE模型是由挪威经济学家Johansen于1960年的创立，经过多年的发展，CGE模型的研究和应用取得了显著的进步。CGE模型在政策分析方面具有明显的优越性，广泛应用于能源贸易、能源环境及税收等政策分析。目前，国内外CGE模型的重点研究方向是能源环境政策的社会、经济影响分析、能源效率相关研究、能源价格、能源强度、能源消费结构相关研究、水资源问题研究等。考虑环境质量的变化对社会、经济系统的影响、国际贸易对环境系统的影响分析和建立真正的动态CGE模型分析经济能源环境问题是未来CGE模型发展的方向[18]。CGE模型主要通过历史数据对一些主要关键参数进行估计，历史数据的质量和估计方法决定了参数估计值的有效性。另外，CGE模型不对能源系统进行详细描述，因此无法准确估计模拟新技术进步对能源经济环境系统的影响。CGE模型采用成熟的一般均衡经济理论，所以比较适合分析市场体系比较完善的宏观经济体系。从研究范围上看，多数自上而下模型更多的应用于国家乃至世界范围内，CGE也同样如此。简单的自上而下模型假定各区域（部门）的产出比例保持不变，CGE模型可以计算根据各区域（部门）产出的百分比变化时对整体经济水平产出的影响，区域（部门）之间的差异仅仅体现在最初的结构比例上。这些模型描述的研究目标的地理范围相对很大，所以不能充分考虑特定区域城市的特点。建立细化的多区域、多部门CGE模型的主要问题在于计算工作量和有效数据的缺乏。如果一个模型根据区域（部门）划分为多个维度，即使采用线性计算方法工带来的计算工作量的增加也将非常巨大。利用多区域、多部门CGE模型进行政策分析需要各区域（部门）以及区域（部门）之间分行业的详细投入产出数据，多数国家不具备这样的统计体系[16]。李善同[3]等在国务院发展研究中心（DRC）1995年起开发和维护的包含我国30个省份的多区域可计算一般均衡模型DRC-CGE模型基础上对分品种能源的生产过程进行了进一步刻画和扩展。在模拟分析了我国能源需求总量基础上进一步分解出我国各地区对能源的需求，进而分析了基于主体功能区的我国区域和城市发展战略。李娜等[19]利用我国动态多区域可计算一般均衡（CGE）模型，模拟了低碳经济时代实施碳税政策对我国区域发展格局演进的影响。袁永娜等[20]基于30省区、市CGE模型，模拟分析了碳排放许可的强度分配标准对我国区域协调发展的影响。LuChuanyi等[21]以陕西省为例，建立了两区域十部门的CGE模型分析能源部门投资增长对当地经济和碳排放的影响。模型设定能源部门的投资增长率分别为20%、40%、60%三种不同的情景下宏观经济的发生的变化。黄蕊等[22]基于通用可计算一般均衡（CGE）平台，探讨了能源价格变动对新疆地区宏观经济的影响，其研究所采用的CGE模型与通常的全国水平上的CGE模型的区别首先表现在行为主体上。CGE模型中的行为主体包括：企业、居民和政府。在全国水平模型中，政府只有一个，而在区域CGE模型中，政府分为中央政府和区域政府，将新疆地区的经济分为了41个部门。同时模型中还考虑了区域同国外以及国内其他区域间的商品和要素流动。系统动力学是一种以反馈控制理论为基础，以计算机仿真技术为手段，通常用以研究复杂的社会经济系统的定量方法[23]。二十世纪六十年代末，Forrester提出城市动力学，取得了一系列关于美国城市兴衰问题理论和应用研究成果。城市系统动力学模型主要根据系统动力学的原理，从经济、能源、环境等子系统出发来分析其中各个因素的因果关系，实现城市运行复杂系统的宏观分析和模拟。同GIS相结合的空间系统动力学模型是目前系统动力学发展的热点和研究方向之一。系统动力学方法是对非线性复杂大系统的仿真，系统动力学模型的主要优势在于描述系统内部各部分结构之间的内在联系和变化。城市系统动力学模型的研究对象多为发达或较发达地区的大城市和特大城市，研究重点领域包括城市交通和水资源等。宋世涛[24]等认为自20世纪80年代系统动力学引入我国之后，在可持续发展领域已有大量的运用，研究成果丰富，但多数集中于地方性区域可持续发展问题的研究，在地方区域可持续发展的系统动力学研究中，城市层次的研究较多，而对省、县两级的研究有待加强。周银香[25]以低碳交通试点城市杭州市为例，引入系统动力学理论建立城市交通的社会经济、交通供需和能源消耗碳排放三个子系统，绘制复杂系统反馈的因果回路图，从而探析城市交通能耗和碳排放的社会经济、交通供需及政策等方面的驱动因子，并构建仿真模型对城市交通能源消耗和碳排放量进行仿真预测，进而提出城市交通低碳发展的对策和建议。陈彬[26]等以重庆市为例，以经济和人口增长导致的能源消费为核心，构建重庆市温室气体排放的系统动力学模型。模型设定不同投资率下的高、中、低三种经济发展模式，并在此基础上设置节能和低碳情景，探求节能水平提高、能源结构改善和碳汇能力增强对未来重庆温室气体排放的影响。ZhaoWei[27]以重庆市为例，建立了系统动力学模型评价比较了不同经济和环境政策下资源回收中心处理和回收建筑垃圾的成本问题。FengYueyi[28]建立系统动力学模型分析了2005～2030年北京城市能源消费和CO2排放趋势。模型以北京为案例探索了城市能源需求、经济和社会发展之间的内在联系，采用STELLA平台开发了整合的系统动力学模型框架。考虑城市能源系统动态变化结构的模型可以用来分析决定城市能源需求和碳排放的主要因素。敏感性分析的结果表明适当控制城市经济发展和人口增长对于应对气候变化和城市节能减排具有深远影响。1.2自下而上模型自下而上模型以能源生产和消费的技术进步为出发点来分析能源系统，对能源相关技术和工艺流程进行了详细描述和仿真，进而综合分析能源生产和消费对经济和社会的影响。自下而上模型被国际各大能源机构广泛开发应用于能源规划分析，以国际能源署为核心开发的MARKAL，欧盟开发的EFOM、POLES、PRIMES、瑞典斯德哥尔摩环境研究所开发的LEAP模型，日本国立环境研究所开发AIM模型，奥地利国际应用系统分析研究所IIASA的Message模型等都是自下而上模型的典型代表。自下而上模型既可以单独使用，也可以同自上而下模型耦合连接使用，例如MARKAL和MACRO连接使用，Message和MACRO连接使用等。自底向下模型属于工程学领域，优势在于对能源系统进行详细描述，重视技术细节，被国际能源研究机构广泛用于全球能源需求中长期预测。国际能源研究机构采用具有各自独立的技术参数数据库不同的模型体系，每年更新和最新预测结果，成为国际能源战略研究的基础。从研究范围上看，自底向下模型如MARKAL和LEAP，对能源供应和需求系统进行了详细的技术参数描述，因此可以被用于国家及城市区域水平上的能源经济环境系统分析。MARKAL模型被用于分析上海市不同的能源政策的减排效果，如何才能有效减少CO2等污染物排放以及减少CO2等污染物排放对经济社会发展的好处。ChenChanghong等采用MARKAL（市场分配）模型研究了上海能源系统对能源结构调整政策的响应，情景分析设定中包括提高能源效率，供应侧的能源结构调整和终端能源消费结构调整等。上海能源系统的MARKAL模型中共包括30个能源需求类别、22种能源载体、30种物料、28种工艺、173种能源技术（其中有21种能源加工转换技术）。在能源技术数据库中，既包括上海正在使用的技术，也包括国外正在使用的和最新的能源技术[29～36]。佟庆等[37]应用MARKAL模型研究北京市中远期能源发展的过程，在满足给定的能源需求量和污染物排放量限制条件下，确定出使能源系统成本最小化的一次能源供应结构和用能技术结构。根据当时北京市未来能源、经济、环境协调发展目标的要求，进行了几种可能的未来能源系统发展情景分析。Shrestha等[38]采用MARKAL模型设定了10%、20%、30%三种碳减排目标情景下尼泊尔加德满都山谷2005～2050年不同部门能源使用和碳减排目标实现问题。从研究范围上看，LEAP模型同样也被开发用于国家及区域层面上的能源需求分析[39]，LEAP模型还可以应用于部门水平的能源经济环境分析，电力部门[40～41]、交通部门[42～44]、居民消费[45～46]等。Manzini[42]采用LEAP模型设定了3种情景分析了墨西哥城大都市区交通部门采用清洁能源和技术的节能减排潜力以及相关成本。Kadian等[45]以印度德里市为例，采用LEAP模型设置了不同情景分析了德里市2001～2021年整体能源消费以及居民生活部门的碳排放问题，分析了不同政策和技术选择情景下的能源消费问题。Pradhan[43]采用LEAP模型设定了两种情景分析了尼泊尔加德满都山谷公共交通部门采用清洁能源和技术的节能减排潜力。曹斌等[47]、LinJianyi等[48]从城市尺度出发，以厦门市为实际研究案例，应用LEAP模型进行节能减排政策情景分析，定量分析评价城市节能减排潜力。该模型根据LEAP模型的计算口径对统计数据进行了校正，研究所使用的数据来源于3个方面：统计年鉴、城市及部门规划和部门调研。研究结果表明使用替代清洁能源能有效促进节能减排，工业部门具有最大的节能减排潜力。Shabbir等[44]采用LEAP模型设定了四种不同情景分析了2000～2030年巴基斯坦拉瓦尔品第城市交通部门的氮氧化物、硫化物、悬浮物颗粒等空气污染和能源需求问题。YophyHuang[49]采用LEAP模型设定了3种情景分析了台湾的长期能源需求、供应和温室气体排放问题。冯悦怡[50]以北京市为例，通过构建LEAP模型借助情景分析方法探讨不同发展路径对城市未来能源消耗和碳排放的可能影响。该模型认为“建成区”并不是我国现有城市有关数据的统计口径，以其为研究对象是不可行的。由于北京市城市化水平很高，另外考虑数据易得性，文中选取整个北京市市域范围进行分析研究。1.3混合能源模型自上而下模型和自下而上模型各有不同的特点，同一情况下两种模型的不同分析结果令决策者难以选择。混合模型克服了自上而下模型的不考虑技术细节等理论缺点，同时不要求完全的自下而上模型相同的数据量。因此，建立既考虑技术细节又能详细分析经济政策效果的整合两类模型优点的综合集成模型被认为是能源经济环境系统模型的发展趋势。两类模型可以中互相独立添加对应缺少的简化模块，也可以通过“软连接”“硬连接”方式实现模型间的信息处理和交互。相比难度较高的“硬连接”方式，“软连接”的方式更为研究者广泛采用。混合能源模型的典型模型包括美国能源信息署EIA开发的NEMS（thenationalEnergyModelingSystems）、欧盟的WITCH，中国国家发改委能源研究所（ERI-NDRC）开发和维护的IPAC等。另外，奥地利国际系统分析研究所IIASA与世界能源委员会WECH合作开发的IIASA-WECE3，国际能源署IEA研究开发的WEM模型等也属于混合能源模型。中国国家发展和改革委员会能源研究所（ERI-NDRC）开发和维护的能源环境综合政策评价模型IPAC模型是一个包括多种方法论的多模型框架，其中有自上而下型的一般均衡模型（CGE模型），也有详细描述分部门技术的自下而上型模型，同时还有介于两者之间的部分均衡模型和动态经济学模型[51]。从研究范围上看，目前IPAC模型包括全球模型，国家模型和区域模型。IPAC-TIMER和IPAC-Emission属于全球模型，IPAC-TIMER最开始来源于IMAGE模型，IPAC-Emission模型主要在基于IPCC关于排放情景的特别报告基础上开发完成。国家模型包括CGE模型和技术模拟模型。省级区域模型的技术模拟框架同国际模型一致，包括中国所有省份，最近城市尺度上的技术模型刚刚开发完成[52]。混合能源模型是复杂的模型系统，子模型众多，涉及的学科领域非常广泛，开发和维护都需要巨大的人力物力，国家层面上以及城市区域尺度上的研究和应用都较少。李爱军[53]采用“自上而下”和“自下而上”相结合的建模方法，以可计算一般均衡模型为基础平台上行扩展和改进，对我国二氧化硫和二氧化碳减排进行区域间建模用于分析硫税的区域间波及影响、以及评价电力部门的脱硫技术的区域间影响。该模型强调了把能源技术模型融合在区域间可计算一般均衡模型中的建模方法。同时提出了进一步发展该模型存在的问题，包括数据更新，建立分区域的技术参数数据库以及分析环境政策和减排技术的进步之间的关系。2010年中国社会科学院、国家发改委能源所、英国查塔姆研究所、吉林大学等机构联合完成《吉林市低碳发展计划》[54]，为吉林市描绘了低碳发展路线图，国家发改委能源研究所采用IPAC-AIM/技术模型对吉林市的能源前景作了细致的量化预测。IPAC-AIM/技术模型已经经过我国能源及排放情景分析，以及包括北京、广东和香港在内的地区和城市的情景分析的验证。IPAC-AIM/技术模型分析了到2030年吉林能源消耗及与之相关的CO2排放的三个情景，并介绍了在吉林从传统发展轨迹进入低碳发展轨迹中的关键技术。之后，利用自上而下的分析方法针对关键领域找出具体的低碳技术投资项目。在对供求双方进行情景分析时，一共考虑了400多项技术，其中既有现有技术，也有未来可能使用的技术。
2结论与讨论
随着城市在应对气候变化，解决能源环境问题方面的重要地位越来越突出，能源经济环境系统模型在城市区域尺度上的应用研究也不断展开。世界上很多国家的城市在制定能源经济环境的发展战略和政策的过程中采用这些模型的研究成果，这些研究进展对于解决城市所面临的资源和环境约束问题，减少温室气体排放和控制空气污染具有重要意义，发挥了重要作用。通过对这些研究的论述，可以发现如下几点。（1）在城市区域尺度上的研究上自下而上模型比自上而下模型及混合能源模型应用的相对广泛。无论是自上而下模型、自下而上模型和混合能源经济环境系统模型在城市区域尺度上的应用研究都主要是采用情景分析方法对城市能源供给、需求和碳排放等重要变量进行结果分析。情景分析模拟的多是城市中长期预测的结果，在城市化进程不断加快，城市化水平迅速提高和城市规模的不断扩大的现实情况下，如何实现这些远期情景分析目标的具体路径是能源经济环境系统模型在城市尺度应用研究上的巨大挑战。另外，能源经济环境系统模型在城市区域尺度上的应用研究上没有充分考虑城市能源结构和能源使用形态相差极大的不同规模等级和人口密度城市的适用性和局限性问题。最后，很多能源经济环境系统模型中关于城市能源消费核算的时间尺度和空间尺度范围没有界定清晰，重要变量研究统计口径不统一，使得不同研究结果之间很难互相比较，政策制定者难以判断选择。（2）能源经济环境系统模型在城市区域尺度上的分析研究面临问题的主要原因有效数据的可获得性和能源环境系统模型构建的复杂性及时滞性。数据质量是构建并应用城市能源经济环境系统模型的关键，数据的连续可得性和质量是制约模型开发和应用的一个关键因素。不同规模区域和城市的独特性描述只能通过获得该地区的详细数据，这些特征性的数据会对模型的模拟结果产生重要的影响，对于政策的决策参考具有重要意义。目前多数城市能源统计体系相对不够完善，比如我国很多城市没有能源平衡表、有的只有最近几年的能源平衡表或者不同年份的采用不同核算单位编制的能源平衡表。处于相对不发达地区的广大中小城市的有效统计数据可获得性更是不容乐观。除了数据质量问题以外，能源经济环境系统模型建模的复杂性和长期性也难以适应快速城市化的现实。建立能源经济环境系统模型是一项庞大而复杂的工程，其中包括众多的子模型并应用多种研究方法和理论。一般情况下，复杂大型的能源经济环境系统模型本身的性质决定了从设计到应用到政策制定上需要十几年的时间，政策的验证阶段同样需要几年的时间使政策制定者，研究人员以及利益相关者达成一致[52]。（3）城市在应对全球变化和温室气体减排方面发挥着决定性作用，是发展低碳经济的主要空间载体。目前制定的城市能源使用形态将在未来很多年里决定能源需求并影响消费者行为。因此为了发挥城市在应对气候变化中的积极重要作用，科学、合理地预测城市能源的供求，制定城市能源发展政策具有重要意义。城市能源系统是复杂、开放的系统。我国幅员辽阔，不同规模的城市数目众多，城市之间资源禀赋差异较大，建立整合城市特点的能源经济环境系统模型是一项巨大挑战。未来城市将仍然是财富和生产活动中心，同时也是技术创新、应用扩散的中心，应对气候变化行动的政策实验室。城市有相应的能力更有责任选择实现可持续发展的道路转型[55]。构建科学合理的城市能源统计体系，开发综合考虑整合城市的空间发展模式、人口结构变化、技术使用特征等城市能源经济环境特点的系统性模型对于科学合理制定正确的城市能源战略政策具有重要意义。
作者：张晓梅 庄贵阳 单位：中国社会科学院研究生院 中国社会科学院城市发展与环境研究所
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