21世紀(jì)的今天，大學(xué)生知行合一能力的培養(yǎng)是其綜合素養(yǎng)提升的核心內(nèi)容。對(duì)于地理、生態(tài)和環(huán)境科學(xué)等相關(guān)理學(xué)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)和使用一門(mén)可以用于其專業(yè)探索和應(yīng)用的編程語(yǔ)言是提升其實(shí)踐能力的重要內(nèi)容。在學(xué)習(xí)過(guò)程中擁有一本適合專業(yè)背景的工具書(shū)是提升其學(xué)習(xí)效果的利器。經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，R語(yǔ)言已經(jīng)成為理學(xué)學(xué)科中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析的核心工具，其靈活且簡(jiǎn)便的語(yǔ)言特點(diǎn)、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)獲取與分析能力以及已經(jīng)被廣泛證明的多學(xué)科與專業(yè)的包容性與適用性使其逐漸成為理學(xué)高校中占據(jù)主導(dǎo)地位的編程語(yǔ)言。
在長(zhǎng)期的本科生和研究生計(jì)量分析教學(xué)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)很難找到一本適合地理、生態(tài)和環(huán)境科學(xué)專業(yè)背景學(xué)生學(xué)習(xí)和使用的R語(yǔ)言教材，其中突出的問(wèn)題主要表現(xiàn)在：
多數(shù)的計(jì)量分析教材中重點(diǎn)突出計(jì)量分析方法的數(shù)理基礎(chǔ)，常忽視其工具的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用；
傳統(tǒng)教材中不同分析方法和模型的實(shí)現(xiàn)多借助不同的軟件平臺(tái)，不同的軟件、編程語(yǔ)言及其環(huán)境給學(xué)生在計(jì)量分析方法上的學(xué)習(xí)增加了不少難度，產(chǎn)生了無(wú)形的障礙；
傳統(tǒng)的R語(yǔ)言編程書(shū)籍多沒(méi)有考慮地理、生態(tài)與環(huán)境科學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生背景及其知識(shí)結(jié)構(gòu)，多從編程語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則和模型算法的角度突出強(qiáng)調(diào)R語(yǔ)言的編程技巧和算法機(jī)理，缺乏與地理、生態(tài)以及環(huán)境科學(xué)緊密結(jié)合的案例，缺少專業(yè)上的共鳴與共情，導(dǎo)致學(xué)習(xí)的效果往往難以保證。
因此，編寫(xiě)一本適合于以上專業(yè)學(xué)生使用的R語(yǔ)言教材甚為必要。
本教材主要供地理、生態(tài)和環(huán)境科學(xué)專業(yè)的本科生與研究生使用。教材立足于R語(yǔ)言的基礎(chǔ)語(yǔ)法規(guī)則和常用工具等基礎(chǔ)知識(shí)講授，并在此基礎(chǔ)上對(duì)以上專業(yè)常用的方法進(jìn)行案例代碼演示，以強(qiáng)化R語(yǔ)言學(xué)習(xí)的專業(yè)實(shí)用性。本教材主要包括10個(gè)章節(jié)，前4章主要闡述R語(yǔ)言的基本操作，包括語(yǔ)言的演化發(fā)展、語(yǔ)言編譯器（IDE）及其R核心計(jì)算模塊的安裝、R語(yǔ)言支持的主要數(shù)據(jù)類型與結(jié)構(gòu)、R語(yǔ)言的數(shù)據(jù)操作與管理以及傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析工具和方法介紹。從第5章開(kāi)始，主要介紹地理、生態(tài)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中常見(jiàn)的方法和模型在R語(yǔ)言中的實(shí)現(xiàn)，主要包括柵格數(shù)據(jù)處理與分析（第5章），涉及遙感影像的處理與分析、光譜數(shù)據(jù)的分析以及MODIS和SPI/SPEI數(shù)據(jù)的處理等；社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的分析處理（第6章），涉及調(diào)查問(wèn)卷、多目標(biāo)優(yōu)化、層次分析法以及爬蟲(chóng)算法的實(shí)現(xiàn)等；生態(tài)數(shù)據(jù)處理與分析（第7章），涉及常見(jiàn)的地理探測(cè)器、Meta分析、結(jié)構(gòu)方程模型和排序技術(shù)等；時(shí)間序列數(shù)據(jù)分析（第8章），涉及突變檢測(cè)、周期性變化檢測(cè)、趨勢(shì)分析及其相關(guān)的工具與函數(shù)詳解等；機(jī)器學(xué)習(xí)（第9章），涉及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)森林和支持向量機(jī)等方法的實(shí)現(xiàn)；空間自相關(guān)與空間回歸模型（第10章），涉及全局與局部自相關(guān)的模型構(gòu)建、空間回歸等計(jì)量模型的實(shí)現(xiàn)等。本科生使用本教材重點(diǎn)學(xué)習(xí)前4個(gè)章節(jié)的內(nèi)容，即重點(diǎn)針對(duì)R語(yǔ)言的初學(xué)者，詳細(xì)闡述R語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則、常見(jiàn)處理與管理工具以及注意事項(xiàng)等。研究生可以通過(guò)深入學(xué)習(xí)本教材第5～10章的內(nèi)容，全面掌握R語(yǔ)言在遙感數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、生態(tài)數(shù)據(jù)、時(shí)間序列等不同數(shù)據(jù)類型下的處理工具與方法實(shí)現(xiàn)過(guò)程，即通過(guò)特定的模型代碼實(shí)現(xiàn)案例提升其利用R語(yǔ)言解決本專業(yè)中實(shí)際問(wèn)題的能力。
在本教材的撰寫(xiě)中，突出強(qiáng)調(diào)R語(yǔ)言編程基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，用大量的案例代碼演示強(qiáng)化R語(yǔ)言的編程基礎(chǔ)。在重要的代碼后，我們都會(huì)用解釋性語(yǔ)言詳細(xì)地闡述代碼的含義以幫助讀者理解編程的邏輯思路。書(shū)中配套所有的電子案例代碼、數(shù)據(jù)和教學(xué)PPT。
滄海橫流，方顯英雄本色。希望這本教材能夠經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)，這有賴于學(xué)者、老師和廣大讀者在使用中給我們?cè)丛床粩嗟靥峁氋F建議。歷經(jīng)一年半的緊張編寫(xiě)，能夠讓教材及時(shí)與大家見(jiàn)面，真是有種冬去春來(lái)、萬(wàn)物明媚的感覺(jué)，希望這本教材的出現(xiàn)能給你的R語(yǔ)言學(xué)習(xí)之路帶去陽(yáng)光和花朵。
編者
2023年12月22日
本文摘編自《R語(yǔ)言與地理數(shù)據(jù)分析》一書(shū)，有刪減，圖片來(lái)源于該書(shū)，標(biāo)題為編者所加。
ISBN 978-7-03-080662-8
李建國(guó) 戴小清 徐 璐 朱長(zhǎng)明 楊仁敏 李 鑫 王 媛 編著
責(zé)任編輯：周 丹 沈 旭 李嘉佳
審圖號(hào)：GS京（2025）0243號(hào)
本教材主要包括10個(gè)章節(jié)。前4章主要闡述R語(yǔ)言的基本操作，包括R語(yǔ)言的演化發(fā)展、語(yǔ)言編譯器（IDE）及其R核心計(jì)算模塊的安裝、R語(yǔ)言支持的主要數(shù)據(jù)類型與結(jié)構(gòu)、R語(yǔ)言的數(shù)據(jù)操作與管理以及傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析工具和方法介紹。第 5～10 章分別闡述R語(yǔ)言在柵格（遙感）數(shù)據(jù)（第5章）、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)（第6章）、生態(tài)數(shù)據(jù)（第7章）、時(shí)間序列分析（第8章）、機(jī)器學(xué)習(xí)（第9章）和空間自相關(guān)與空間回歸模型（第10章）中的方法及其應(yīng)用案例。
本教材主要面向地理、生態(tài)和環(huán)境科學(xué)專業(yè)的本科生與研究生。
（本文編輯：洪弘）
地球?yàn)槟愣D(zhuǎn)！
歡迎關(guān)注：賽杰奧（sci_geo）
科學(xué)出版社地球科學(xué)訂閱號(hào)
熱門(mén)跟貼