2.1局部效益与总体效益相结合
局部的最优并不代表总体最优。总体的 最优往往要求局部放弃最优而实现次优 或次次优。进行系统分析必须着眼于系 统的整体目标，坚持“系统总体效益最 优、局部效益服从总体效益”的原则。 系统分析时还应站在比所研究系统高一 级的立场和角度来观察。
深圳河（湾）流域水环境综合治理
本课程讲述的系统分析方法除了包括应用系统学科体系 中通用的技术与方法，还要讨论环境科学和地理学的理 论和方法在系统分析中的应用。
二 系统分析的原则
2.1局部效益与总体效益相结合 2.2递阶分解与综合协调相结合 2.3内部因素与外部因素相结合 2.4当前利益与长远利益相结合 2.5定性分析与定量分析相结合
20世纪40年代，美国兰德（RAND）咨询公 司发展了一套解决复杂问题的步骤和方法， 称为“系统分析方法—System Analysis”。 早期用于武器系统的成本和效益分析。
之后，系统分析推广到其他政府部门，并陆 续被民间机构采用，以改进交通、通讯等设 施效率和效能。
目前已广泛应用于社会、经济、资源、生态、 环境、城建、医疗等问题。
系统是由相互关联的若干组成成分所 构成的，具有某种特定功能的有机整体。
系统的基本特征： 系统由若干（通常是大量）的元素组成； 元素间相互作用、相互依存； 系统作为整体具有特定功能。
系统基本概念图
输入
结构 环境
S1 S2
边界
S3
S4
输出
元素、结构、环境、边界 输入、输出、开放系统、封闭系统 状态、变量、过程、功能等
1.2 环境与地理学研究的系统
实例一：生态系统 实例二：水资源系统 实例三：城市系统
实例一：简单陆地生态系统
降雨
太阳能
热量
异养生物 大型消费者
自养生物
异养生物 分解者
养分 基岩的风化
营养物质流 能量流 信息流
系统各成分以各种各样的方式相互支持、相互竞争，各种 成分通过能量流、营养物质循环、信息流等过程来耦合 。
实例二：水资源供需系统
水资源系统
地表水
地下水
外引水
海水
处理污水
工业
农业
生活
航运
生态
用水系统
水资源系统具有多方案替代的特征； 水资源系统与自然、社会、经济、环境、生态等因素密切相关； 水资源系统是一个受众多因素影响并相互制约的复杂大系统
实例三：城市系统示意图
人口
居住区位
工作选择
服务机构 的使用
基础设施 运输系统
环境问题的全局性、复杂性和综合性的特点， 为系统分析方法的应用提供了广阔的领域，世界 上很多著名的环境污染防治工程的研究和实施都 应用了系统分析方法
（3）区域/城市系统分析的发展
产业革命和新技术革命推动下，社会经济的 高速发展，城市规模、结构及行为日益复杂， 由此而生的各种现象和问题越来越复杂， 迫切要求城市研究人员和工作人员要从系统科 学的方法论中去寻找解决问题、协调矛盾的钥 匙，从战略高度去重新认识城市化及城市系统。
2.4当前利益与长远利益相结合
选择最优方案，不仅要从当前利益出发， 而且还要同时考虑长远利益，要两者兼 顾。如果两者发生矛盾，应该坚持当前 利益服从长远利益的原则。
2.5定性分析与定量分析相结合
定量分析是指采用数学模型进行的数量 指标的分析，但是一些政治因素与心理 因素、社会效果与精神效果目前还无法 建立数学模型进行定量分析，只能依靠 人的经验和判断力进行定性分析。因此， 在系统分析中，定性分析不可忽视，必 须与定量分析结合起来进行综合分析， 或者交叉地进行，才能达到系统选优的 目的。
工作区位
服务机构 区位
经济
城市结构可以看成个人活动（住房+工作+各种服 务）、团体活动（狭义上=经济活动）、以及支持它们
的实体基础设施和运输系统。各子系统之间有着强烈的 依存关系。
小结
地理学与环境科学的许多系统具有“涉及因 素众多”、“结构和过程复杂”、“相互依 存影响”等特征，因此常把这些系统归类为 “复杂的巨系统”
系统分析方法
第1讲 系统分析方法概论
一 系统分析的概念 二 系统分析的原则 三 系统分析的内容与过程 四 系统分析示例：污水管理问题 五 课程安排
一 系统分析的概念
1.1 系统的基本概念 1.2 环境与地理学研究的系统
1.3 系统分析的产生与发展 1.4 念
（2）相关研究机构
相关研究机构
（3）环境系统分析的发展
20世纪中叶，由环境污染引起的公害事件频频 发生，美国洛杉矶光学烟雾事件，英国伦敦烟雾 事件，日本的水俣事件等等。这些事件在时间和 空间上都非常广泛的综合性效应。只有调动社会 各个领域的力量，协同配合，才能解决这些问题。
美、日、英等主要工业国先后建立了全国性的 科研机构和管理机构，展开了综合性的全国或区 域的环境污染防治。
在这种背景之下，区域和城市系统分析逐步 发展起来，并在区域和城市规划中得到广泛应 用。
1.4 系统分析与系统分析方法
系统分析：从系统论的概念和思想出发，综合应用多学 科的知识和方法，研究系统各要素的相互关系和系统整 体变化规律，在此基础上对系统进行综合评价和协调， 达到系统总目标最优的目的。
系统分析方法：在对系统对象进行规划、设计、制造、 运行管理等过程中所采取的具体技术、方法、理论。如 预测技术、模拟仿真技术、计算分析技术、优化、评价、 决策方法等
2.2递阶分解与综合协调相结合
大系统特别是复杂系统常可分解为若干 子系统，因此分析时可以将大系统逐层 分解，即所谓“化整为零”，使问题简 约清晰，便于深入研究；
然后根据系统整体与各层次目标，相互 协调配合，将小系统“集零为整”，只 有各子系统实现各自功能，并相互协调 一致，才能实现整体目标并达到最优。
2.3内部因素与外部因素相结合
系统的内部因素往往是可控的，而外部因素往 往是不可控的，系统的功能或行为不仅受到内 部因素的作用，而且受到外部因素的影响和制 约。因此，对系统进行分析，必须把内外各种 有关因素结合到一起来考虑。
通常的处理办法是，把内部因素选为决策变量， 把外部因素作为约束条件，运用系统分析的方 法建立它们之间的相互关系。
此外，这些系统及其组成部分常常与地理空 间分布有关，即系统具有区位特征
这些系统中存在许多矛盾因素和不确定因素， 只有通过系统分析才能认识和协调因素间的 关系，实现系统整体最优。
1.3 系统分析的产生与发展
（1）系统分析的产生 （2）相关研究机构 （3）环境/区域/城市系统分析的发展
（1）系统分析的产生