Математические методы позволяют создавать особые описания географических объектов, явлений - их математические модели. Математическое моделирование заключается в абстрагированном и упрощенном отображении действительности математическими формулами, передающими в концентрированном виде сведения о структуре, взаимосвязях и динамике исследуемых процессов и объектов. Эти модели очищены от деталей и лишних подробностей ради ясности характеристик важнейших свойств и закономерностей. В процессе исследования важное место должна занимать система доказательств или обоснований выбора той или иной точки зрения на изучаемое явление. Еще одним важным направлением математизации является выбор пути исследования и отбора фактического материала. Американский географ В. Бунге в 1967 году выделил 6 основных типов исследований по методом сбора фактов:
· систематический;
· случайный;
· расслоенный случайный;
· гнездовой случайный;
· регулярных маршрутов;
· случайных маршрутов.
Выбирая тот или иной путь исследования необходимо оценить и объяснить сделанный выбор способа исследования.
В географии применяют 3 разновидности математических моделей:
· модели, строящиеся без учета пространственного координирования явлений, результаты реализации которых не подлежат картографированию;
· модели, в которых результаты подлежат картографированию, но пространственный аспект не учитывается на этапе реализации математических алгоритмов;
· модели, в которых без учета пространственного положения явлений невозможно реализовать математические расчеты.
Математические модели используют на разных этапах исследований:
-для анализа собранных многочисленных данных;
-для систематизации имеющихся фактических данных;
-для описания объекта исследования, явления или процессов;
-для прогноза развития природных систем, явлений и процессов.
Из разделов математики в современных географических исследованиях наиболее широко используется статистики и теория вероятности.