Какими методами географических исследований пользовались эти ученые. Курсовая работа на тему новейшие методы исследования в географии

Введение

Современная география – это сложная разветвленная система, или «семья» наук — естественных (физико-географических) и общественных (экономико-географических), связанных общим происхождением и общими целями. До тех пор пока существовали неоткрытые земли, перед географией не стояла остро задача объяснения мира. Поверхностного описания различных территорий было достаточно, чтобы исследование считалось географическим. Но бурный рост хозяйственной деятельности человека потребовал проникновения в тайны природы.

Одна из важнейших задач современной географии – изучение процессов взаимодействия природы и общества в целях научного обоснования рационального использования природных ресурсов и сохранения благоприятных условий для жизни человека на нашей планете. Новые задачи, поставленные перед наукой, потребовали совершенствования принципов и методов получения и обработки информации о географических явлениях, способов теоретических обобщений и прогнозирования. В связи с этим внедряются такие методы, как математическое моделирование и прогнозирование. Помимо этого современный период развития цивилизованного общества характеризует процесс информатизации. Это способствовало появлению таких методов исследование как аэрокосмический и геоинформационный.

Актуальность темы обусловлена необходимостью использования новейших методов исследования, позволяющих значительно расширить возможности человечества и границы непознанного.

Цель работы: выявить основные направления развития новейших методов географии.

Объектом исследования являются новейшие методы.

Предмет исследования: изучение  применения  новейших  методов  при  решении  задач, поставленных современной географии.

Основные задачи:

• Проанализировать перечень современных географических методов исследований;
• Охарактеризовать метод математического моделирования и прогнозирования;
• Раскрыть сущность аэрокосмического и геоинформационного метода;
• Определить роль и основные направления использования и развития новейших методов географии.

При написании работы использовались следующие методы: литературный обзор, метод анализа и обобщения научной и методической литературы.

Глава 1.Современные географические исследования

1. Современные исследования в географии

Географы долгое время занимались главным образом описанием природы земной поверхности, населения и хозяйства стран. Сейчас на Земле нет таких мест, о природе и населении которых люди совершенно ничего не знают. Исследователи поднялись на высочайшие горы , спустились на дно глубочайших океанических впадин, увидели Землю из космоса и сделали космические снимки ее поверхности. В настоящее время значительная часть земной поверхности освоена человечеством. Природа и человек, его жизнь и деятельность тесно связаны и зависят друг от друга.

Но и сейчас есть на Земле ждущие своего открытия белые пятна. Правда, теперь непознанное относится больше к сфере объяснения, а не описания объектов и явлений. Если в прошлом географическое открытие означало первое посещение того или иного объекта (материка, острова, пролива, горной вершины и др.) представителями народов, которые имели письменность и смогли охарактеризовать этот объект или нанести его на карту, то теперь под географическим открытием понимают не только территориальное, но и теоретическое открытие в области географии, установление новых географических закономерностей.

Современная  география  играет очень важную роль для решения задач развития нашей планеты. Целостная система географических наук обеспечивает постоянный контроль за текущим состоянием природы, принимает участие в разработке системы мероприятий для борьбы с негативными последствиями человеческого воздействия на природу, а также дает прогнозы изменения и развития территориальных производственных комплексов . Составить реальный прогноз изменения природы, не учитывая данные о хозяйственной деятельности людей, ее влиянии на природу совершенно невозможно. Также невозможно определить политику развития региона, не учитывая особенностей его населения и природы. Решение этих задач обязательно требует внедрение современных методов исследования.
Наше человеческое общество вступило в период господства микроэлектроники, биотехнологии и информатики, в корне преобразующих все сельскохозяйственное и промышленное производство.

Хозяйственная деятельность людей так выросла, что стала ощутимой на всей Земле. Использование природных богатств стало очень быстрым и в огромных размерах. Шагая по планете, человек часто оставляет неприятные следы: вырубленные леса, истощенные почвы, отравленные реки, загрязненный воздух. Зато условия жизни человека становятся неблагоприятными, а иногда и вредными для здоровья.

Поэтому сейчас первоочередной задачей географии есть предсказания изменений в природе в результате разнородного вмешательства в нее людей.

В наше время география уже отнюдь не прежняя, по преимуществу описательная наука, где главным объектом исследования были неведомые тогда земли и страны. «Ушли безвозвратно времена, так называемой, «романтической» географии. Человек исходил, изъездил, проплыл почти всю нашу, как выяснилось не очень большую планету и к тому же теперь постоянно осматривает ее из космоса. Поэтому современная география как бы переживает свое новое рождение. Место прежней описательности в ней прочно заняла, если можно так сказать, конструктивность и прогнозированность, т.к. развитие производства и глубокие социально-экономические преобразования в мире заставили ученых кардинально пересмотреть свои взгляды на саму суть этой науки, ее цели, задачи, методы исследовательских работ.»1

Перед нашей наукой стоят теперь новые задачи: познать взаимодействие природы и человеческой деятельности. Ныне география изучает природу и с целью ее сохранения в процессе хозяйственного использования, что особенно важно в период научно-технической революции.

Усилия многих географов в наше время направлены на изучение экологических проблем.

Современная география всё более превращается в науку экспериментально-преобразовательного характера. Ей принадлежит важная роль в разработке крупнейшей общенаучной проблемы взаимоотношения природы и общества. Научно-техническая революция, вызвавшая резкое усиление воздействия человека на природные и производственные процессы, настоятельно требует взять это воздействие под строгий научный контроль, что означает прежде всего умение предвидеть поведение геосистем, а в конечном счёте - способность управлять ими на всех уровнях, начиная с локального (например, территории больших городов и их пригородов) и регионального, кончая планетарным, т. е. географической оболочкой в целом .

Итак, задачи и цели современной географии определяют необходимость дальнейшей разработки теории природных и производственных территориальных комплексов и их взаимодействия с привлечением новейших достижений и методов исследование, среди которых на первый план выходят такие методы, как математическое моделирование и прогнозирование, аэрокосмический и геоинформационный методы.

1. Роль методов в современной географии

Методы исследования в географии на сегодняшний день остаются все теми же, что и раньше. Однако это вовсе не означает, что они не претерпевают изменения. Появляются новейшие методы географических исследований, позволяющие значительно расширить возможности человечества и границы непознанного. Но прежде, чем рассмотреть эти новшества, необходимо разобраться, в привычной классификации.

В течение многих столетий географами были проведены исследования, которые проводились с помощью определенных методов и методик.

Можно рассматриваются разные классификации методов географических исследований, например, по Максаковскому В.П., Жекулину В.С. Классификация методов В.П. Максаковского включает в себя такие методы как общегеографические (описание, картографический, сравнительно-географический, количественный, математический, моделирование, аэрокосмический (дистанционный), геоинформационный) так и частногеографические (методы физической и экономической географии). Другой автор – В.С. Жекулин рассматривает не группы методов, а частные методы географических исследований: объяснение на основе моделирования, эксперимента, анализа и синтеза и другие.2

Также существуют и другие классификации методов, применяемые в географических исследованиях: классификация методов по существу, по времени возникновения и принципу применения. По времени возникновения выделяют: традиционные, новые и новейшие .

Именно новейшие методы исследования – математическое моделирование и прогнозирования, аэрокосмический и геоинформайионный метод выходят на первый план. Это связано с тем, что перед нашей наукой стоят теперь новые задачи: познать взаимодействие природы и человеческой деятельности. Современная география всё более превращается в науку экспериментально-преобразовательного характера. Ей принадлежит важная роль в разработке крупнейшей общенаучной проблемы взаимоотношения природы и общества.

Вряд ли правомерно приступать к разработке рекомендаций по оптимизации природной среды на более или менее длительную перспективу, не представив себе заранее, как поведут себя в будущем геосистемы в силу присущих им естественных динамических тенденций и под влиянием техногенных факторов. Иными словами, необходимо составить географический прогноз, цель которого заключается в разработке представлений о природных географических системах будущего. В способности научного предвидения должно состоять, пожалуй, наиболее весомое свидетельство конструктивного характера географии .

При этом в географическом исследовании используются, прежде всего, преемственные связи временного, пространственного и генетического характера, так как именно для этих связей характерна причинность – важнейший элемент прогнозирования событий и явлений даже высокой степени случайности и вероятности. В свою очередь, сложность и вероятностный характер являются специфическими чертами геопрогнозирования.

В настоящее время для разработки прогнозов все шире переменяется моделирование, в частности математическое. Оно необходимо для создания адекватных прогнозных моделей изучаемых объектов, явлений и процессов.

Моделирование позволяет выявить причинную обусловленность параметров системы и дать функциональную, точечную и интервальную их оценку.
Применение моделирования для целей прогнозирования чрезвычайно сложный процесс. Оно основано на большом массиве информации, требует адаптации существующего математического аппарата для конкретных целей прогнозирования и привлечения специалистов разного профиля (математиков, программистов, географов, экономистов, социологов и др.).

«Математико-географическое моделирование – важное средство в подходах к решению одной из наиболее актуальных проблем современной географии – проблеме изучения и управления окружающей средой.»3 Эта проблема требует формализованного представления об окружающей среде и такую формализацию дает моделирование, основанное на системном подходе. При этом окружающая среда обычно отображается в виде моделей геосистем, выраженных языком математики. Наиболее эффективны модели, созданные на базе информационного моделирования, которое предполагает параметрическое представление геоинформации с целью ее дальнейшей автоматизированной обработки в системах управления.

Сущность метода моделирования и прогнозирования заключается в исследовании каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей . Следовательно, при моделировании изучаемый объект, явление, процесс заменяется другой вспомогательной или искусственной системой. Закономерности и тенденции, выявленные в процессе моделирования, затем распространяются на реальную действительность. Моделирование облегчает и упрощает исследование, делает его менее трудоемким и  более наглядным. Кроме того, оно дает ключ к познанию таких объектов, которые не поддаются непосредственному измерению (например, ядро Земли).

К числу аэрометодов относятся визуальные методы наблюдения, ведущиеся с летательных аппаратов. Но гораздо большую роль играет аэросъемка. Основной ее вид - аэрофотосъемка, которая широко применяется уже с 30-х годов и поныне остается основным методом топографической съемки. Она используется также в ландшафтных исследованиях. Помимо обычной, применяется тепловая, радиолокационная, многозональная аэрофотосъемка.

К числу космических методов относятся прежде всего визуальные наблюдения - прямые наблюдения за состоянием атмосферы, земной поверхности, наземных объектов, которые проводились и проводятся с началом космической эры.

Вслед за визуальными наблюдениями началась космическая фотосъемка и телесъемка, а затем получили распространение и более сложные виды космической съемки - спектрометрическая, радиометрическая, радиолокационная, тепловая и др.

К числу главных особенностей и достоинств космической съемки относят прежде всего огромную обзорность космоснимков, большую скорость получения и передачи информации, возможность многократного повторения снимков одних и тех же объектов и территорий, что позволяет анализировать динамику процессов .

Что касается обработки информации, то сначала это производилось с помощью перфокарт, затем появились первые ЭВМ, возникли банки данных географической информации, основанные на использовании запоминающих устройств ЭВМ, стали внедряться совершенно новые геоинформационные технологии, а выдача информации стала осуществляться в текстовой, графической, картографической формах, в том числе и с использованием электронных сетей, электронной почты, электронных карт и атласов.

Развитие геоинформатики привело к созданию геоинформационных систем. Географическая информационная система (ГИС) представляет собой комплекс взаимосвязанных средств получения, хранения, переработки, отбора данных и выдачи географической информации. Ныне в мире работают уже сотни и тысячи геоинформационных систем, и тем не менее это только начальный период их становления. На базе ГИС развиваются и вводятся в научный оборот новые виды текстов и изображений .
Поскольку все методы, которые будут нами рассматриваться, используются для целей географических исследований, то все они изучают пространственные или пространственно-временные отношения. Иногда это делается не явно, как, например, применение математических методов для изучения взаимосвязей между географическими явлениями.

Итак, можно сказать, что весь разнообразный комплекс новейших методов исследования географической оболочки значительно способствуют продвижению наших знаний о процессах, протекающих в ней, способствует развитию теории географической науки, познанию законов, управляющих структурой и динамикой оболочки. Это дает возможность географической науке подняться на новую, более высокую ступень развития.

Глава 2. Новейшие методы исследований

2.1. Сущность прогнозирования и математического моделирования

С общенаучных позиций прогноз чаще всего определяют как гипотезу о будущем развитии объекта. При этом имеется в виду, что прогнозировать можно развитие самых разнообразных объектов, явлений и процессов: развитие науки, отрасли хозяйства, социального или природного явления. Особенно распространены в наше время демографические прогнозы увеличения численности населения, социально-экономические прогнозы возможности удовлетворения растущего населения Земли продуктами питания и экологические прогнозы будущей среды жизни человека. В случае если человек не может воздействовать на объект прогнозирования, такой прогноз называют пассивным.

Прогноз также может заключаться в оценке будущего хозяйственного и природного состояния какой либо территории на 15–20 лет вперед. Предвидя, например, неблагоприятную ситуацию, можно своевременно изменить ее, запланировав экономически и экологически оптимальный вариант развития. Именно такой активный прогноз, подразумевающий обратные связи и возможности управления объектом прогнозирования, свойствен географической науке. При всем различии целей прогноза для современной географии и географов нет более важной общей задачи, чем разработка научно обоснованного прогноза будущего состояния географической среды на основе оценок ее прошлого и настоящего. Именно в условиях высоких темпов развития производства, техники и науки человечество особенно нуждается в такого рода опережающей информации, так как из-за отсутствия предвидения наших действий и возникла проблема взаимоотношений человека с окружающей средой .

В самом общем виде географическое прогнозирование – это специальное научное исследование конкретных перспектив развития географических явлений. В его задачу входит определение будущих состояний интегральных геосистем, характера взаимодействий природы и общества.

При этом в географическом исследовании используются, прежде всего, преемственные связи временного, пространственного и генетического характера, так как именно для этих связей характерна причинность – важнейший элемент прогнозирования событий и явлений даже высокой степени случайности и вероятности. В свою очередь, сложность и вероятностный характер являются специфическими чертами геопрогнозирования .

Основные операционные единицы географического прогнозирования – пространство и время – рассматриваются в сопоставлении с целью и объектом прогноза, а также с местными природно-хозяйственными особенностями конкретного региона. Успешность и надежность географического прогноза определяются многими обстоятельствами, в том числе правильностью выбора главных факторов и методов, обеспечивающих решение проблемы. Географическое прогнозирование состояния природной среды многофакторно, и эти факторы физически разные: природа, общество, техника и т. д. Надо проанализировать эти факторы и выбрать те из них, которые в какой-то степени могут контролировать состояние среды – стимулировать, стабилизировать или ограничивать неблагоприятные или благоприятные для человека факторы ее развития. Эти факторы могут быть внешними и внутренними. Внешние факторы – это, например, такие источники воздействия на природную среду, как карьеры и отвалы вскрышных пород, полностью уничтожающие природный ландшафт, дымовые выбросы из заводских труб, загрязняющие воздух, промышленные и бытовые стоки, поступающие в водоемы, многие другие источники воздействия на среду. Размеры и силу воздействия таких факторов можно заранее предусмотреть и заблаговременно учесть в планах охраны природы данного региона. К внутренним факторам относятся свойства самой природы, потенциал ее компонентов и ландшафтов в целом. Из компонентов природной среды, вовлекаемых в процесс прогнозирования в зависимости от его целей и местных географических условий, главными могут стать рельеф, горные породы, водные объекты, растительность и т. д. Относительная устойчивость этих факторов во времени позволяет использовать их как фон и каркас прогноза. В конкретных условиях сила их воздействия на ландшафт и процесс хозяйственной деятельности будет зависеть не только от них самих, но и от устойчивости природного фона, на который они воздействуют. Поэтому прогнозируя, географ оперирует, например, показателями расчленения рельефа, растительного покрова, механического состава почв и многих других компонентов природной среды. Зная свойства компонентов и их взаимные связи, различия в реакции на внешние воздействия, можно заблаговременно предусмотреть ответную реакцию природной среды, как на ее собственные параметры, так и на факторы хозяйственной деятельности. Но, даже отобрав не все, а лишь главные природные компоненты, наиболее отвечающие решению задачи, исследователь все же имеет дело с очень большим числом параметров взаимоотношений каждого из свойств компонентов и видов техногенных загрузок. Поэтому географы ищут интегральные выражения суммы компонентов, т е. природной среды как целого. Таким целым является естественный ландшафт с его исторически сложившейся структурой. Последняя выражает как бы «память» развития ландшафта, длинный ряд статистических данных, необходимых для прогнозирования состояния природной среды.

В настоящее время для разработки все шире переменяется моделирование, в частности математическое. Оно необходимо для создания адекватных прогнозных моделей изучаемых объектов, явлений и процессов . Моделирование позволяет выявить причинную обусловленность параметров системы и дать функциональную, точечную и интервальную их оценку.

Применение моделирования для целей прогнозирования чрезвычайно сложный процесс. Оно основано на большом массиве информации, требует адаптации существующего математического аппарата для конкретных целей прогнозирования и привлечения специалистов разного профиля (математиков, программистов, географов, экономистов, социологов и др.).
Среди существующих моделей для целей прогнозирования применяются следующие:

• Функциональные, описывающие функции, которые выполняются отдельными компонентами системы и системой в целом;
• Модели физического процесса, определяющие математические зависимости между переменными этого процесса. Они могут быть непрерывными и дискретными во времени, детерминированными и стохастическими;
• Экономические, определяющие зависимость между различными параметрами изучаемого процесса и явления, а также критерии, позволяющие оптимизировать экономические процессы;

• Процедурные, описывающие операционные характеристики систем, необходимые для принятия управляющих решений;
• Прогностические модели могут быть концептуальные (выраженные словесным описанием или блок-схемами), графические (представленные в виде кривых, чертежей, карт), матричные (как связующее звено между словесным и формализованным представлением, математические (представленные в виде формул и математических операций), компьютерные (выраженные описанием, пригодным для ввода в ЭВМ).

Особое место занимают имитационные прогностические модели. Имитационное моделирование представляет собой формализацию эмпирических знаний о рассматриваемом объекте с использованием современных ЭВМ. Под имитационной моделью понимается модель, воспроизводящая процесс функционирования систем в пространстве в фиксированный момент времени путем отображения элементарных явлений и процессов с сохранением их логической структуры и последовательности. Это позволяет, используя исходные данные о структуре и главных свойствах территориальных систем, получить сведения о взаимосвязях между их основными компонентами и выявить механизм формирования их устойчивого развития . Процесс разработки прогнозов на основе математического моделирования включает следующие этапы:

1. Формулировка цели и задач исследования. Качественный анализ прогнозируемого объекта в соответствии с целью исследования.
   Определение предмета и уровня моделирования, зависящие от задач прогнозирования;

1. Выбор основных признаков и параметров модели. В модель должны быть включены только существенные для решения определенной цели параметры, так как увеличение числа переменных увеличивает неопределенность результатов и усложняет расчеты по модели;

1. Формализация основных параметров модели, т. е. математическая формулировка цели и задач исследования;

1. Формализованное представление взаимосвязей между параметрами и характеристиками прогнозируемого объекта или процесса;

1. Проверка адекватности модели, т. е. точности отражения математической моделью признаков оригинала;

1. Определение информативных возможностей модели путем установления количественных связей закономерностей и синтезирования.

Итак, географическое прогнозирование и математическое моделирование имеет особое значение, так как оно является комплексным и предполагает оценку динамики природных и природно-хозяйственных систем в будущем с использованием как компонентных, так и интегральных показателей.

2. 2 . Аэрокосмический и геоинформационный метод

Под аэрокосмическими методами принято понимать «совокупность методов исследования атмосферы, земной поверхности, океанов, верхнего слоя земной коры с воздушных и космических носителей путем дистанционной регистрации и последующего анализа идущего от Земли электромагнитного излучения».4 Аэрокосмические методы обеспечивают определение географического положения изучаемых объектов или явлений и получения их качественных и количественных биографических характеристик.

Аэрокосмический снимок – это прежде всего информационная модель изучаемого объекта или явления. Аналоговые и цифровые аэрокосмические снимки имеют десятки разновидностей, несут разнообразную информацию о географических объектах и явлениях, о их взаимосвязях и пространственном распределении, состоянии, изменении во времени. Для результативного использования этих снимков исследователь должен знать их информационные свойства и владеть специальными способами и приемами эффективного извлечения из снимков требуемой информации .

При аэрокосмических методах исследования информация об удаленном объекте передается с помощью электромагнитного излучения, которое характеризуется такими параметрами, как интенсивность, спектральный состав, поляризация и направление распространения. Зарегистрированные параметры излучения, функционально зависящие от биогеофизических характеристик, свойств, состояния и пространственного положения объекта исследования, позволяет изучать его косвенно. В этом заключается сущность аэрокосмических методов.

Ведущее место в аэрокосмических методах занимает изучение объекта по снимкам, поэтому главная их задача заключается в целенаправленном получении и обработке снимков. Принцип множественности, или комплексности, аэрокосмических исследований предусматривает использование не одного снимка, а их серий, различающихся по масштабу, обзорности и разрешению, ракурсу и времени съемки, спектральному диапазону и поляризации регистрируемого излучения .

Несмотря на различие в снимках, способах и приемах их обработки, аэрокосмические методы позволяют решать в физической и экономической географии такие общие задачи, как инвентаризация различного рода территориальных систем, оценки их состояния и возможностей использования, изучении динамики, географическое прогнозирование. Аэрокосмический метод очень полезен при различных видах районирования территории.

Аэрокосмические методы позволяют прямо или косвенно получать только ту географическую информацию о местности, которая заложена в особенностях излучения, идущего от объекта съемки. Уже давно доказано, что 80-90 % всех данных составляют геоданные, т. е. не просто абстрактные, безличные данные, а информация, имеющая свое определенное место на карте, схеме или плане.

Дистанционного зондирования является источником данных для ГИС.

ГИС появились благодаря компьютерным картам, которые обладают множеством дополнительных и полезных свойств. Существуют десятки определений геоинформационных систем. Но большинство специалистов склоняются к тому, что определение ГИС должно базироваться на понятии СУБД. Поэтому можно сказать, что ГИС – это системы управления базами данных, предназначенные для работы с территориально-ориентированной информацией . Важнейшей особенностью ГИС является способность связывать картографические объекты (т. е. объекты, имеющие форму и местоположение) с описательной, атрибутивной информацией, относящейся к этим объектам и описывающей их свойства.

Как было отмечено выше, в основе построения ГИС лежит СУБД. Пространственные данные специальным образом организованы, и эта организация не базируется на реляционной концепции. Напротив, атрибутивная информация объектов (семантические данные) вполне удачно может быть представлена реляционными таблицами и соответствующим образом обрабатываться. Объединение моделей данных, лежащих в основе представления пространственной и семантической информации в ГИС, образует геореляционную модель.

Для использования в ГИС данные должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат. Процесс преобразования данных из бумажных карт в компьютерные файлы называется оцифровкой. Для совместной обработки и визуализации все данные удобнее представить в едином масштабе и одинаковой картографической проекции. ГИС-технология предоставляет разные способы манипулирования пространственными данными и выделения данных, нужных для конкретной задачи. В небольших проектах географическая информация может храниться в виде обычных файлов . Но при увеличении объема информации и росте числа пользователей для хранения, структурирования и управления данными эффективнее применять СУБД, специальные компьютерные средства для работы с интегрированными наборами данных. При наличии ГИС и географической информации можно получать ответы, как на простые вопросы, так и на более сложные, требующие дополнительного анализа, запросы. Процесс наложения (пространственного объединения) включает интеграцию данных, расположенных в разных тематических слоях. Для многих типов пространственных операций конечным результатом является представление данных в виде карты или графика. ГИС предоставляет новые удивительные инструменты, расширяющие и развивающие искусство и научные основы картографии. С ее помощью визуализация самих карт может быть легко дополнена отчетными документами, трехмерными изображениями, графиками, таблицами, диаграммами, фотографиями и другими средствами, например, мультимедийными.

Дистанционное зондирование является одним из основных методов оперативного получения сведений о земной поверхности. Исключительно богатая информация и высокая точность цифрового изображения в сочетании с универсальностью и экономичностью обеспечили широкое внедрение ее в различные отрасли науки. А появление компьютеров, являющихся инструментами обработки информации, и развитие ГИС значительно помогли географам и многим другим, использующим пространственные данные, в их работе. Эти новые инструменты широко внедряются в географическую науку и практику. Повышается качество задаваемых вопросов и решаемых задач, расширяются сферы и масштабы применения методов пространственного анализа. Это позволяет глубже вникать в пространственные переменные, рассматривать факторы и взаимосвязи, которые иным образом не были бы исследованы.

Глава 3. Основные направления использования новейших методов ис следования

3.1. Современные направления и проблемы использования математическ ого моделирования и прогнозирования в географии

«Главная цель моделирования в географических исследованиях – выявление условий формирования, функционирования и развития территориальных систем, их взаимодействия с природной средой в связи с прогнозированием дальнейшего развития.»5

Географические объекты и явления представляет собой обширнейший плацдарм для приложения самых разнообразных моделей. Однако при их моделировании возникают существенные трудности, связанные с тем, что модель представляет собой упрощение реальной системы. Поэтому она не может полностью описать поведение реальных объектов, а в лучшем случае объясняет лишь некоторую малую часть действительного функционирования систем в целом. Другая сложность заключается в выборе правильного способа построения модели, который с одной стороны, был бы как можно проще, с другой – позволял лучше интерпретировать полученные результаты. Значительные затруднения связаны с большим количеством исходной информации, используемой при построении математических моделей и ее неоднородностью. В результате этого многие модели обладают рядом недостатков.

Главным объектом изучения географии являются территориальные природные и социально-экономические системы, которые в соответствии с кибернетическим понятием относятся к сложным системам. Сложность системы определяется количеством входящих в нее элементов, связями между этими элементами, а также взаимоотношениями между системой и средой. Территориальные комплексы обладают всеми признаками очень сложной системы. Они объединяет огромное число элементов, отличается многообразием внутренних связей и связей с другими системами (природная среда, хозяйство, население и т.д.). Сложные объекты представляют наибольший интерес для моделирования; именно здесь моделирование может дать результаты, которые нельзя получить другими способами исследования. Потенциальная возможность математического моделирования любых географических объектов и процессов не означает ее успешной осуществимости, а зависит и от уровня развития географических и математических знаний, имеющейся конкретной информации и вычислительной техники. Кроме того, всегда останутся проблемы, которые не поддаются формализации и в этом случае математическое моделирование недостаточно эффективно. Длительное время главной трудностью практического применения математического моделирования в географии было наполнение разработанных моделей конкретной и качественной информацией. Точность и полнота первичной информации, реальные возможности ее сбора и обработки во многом определяют выбор типов прикладных моделей.

Другая проблема порождается динамичностью географических процессов, изменчивостью их параметров и структурных отношений . Вследствие этого они должны постоянно находиться под наблюдением, чтобы иметь устойчивый поток новых данных. Поскольку наблюдения за географическими процессами и обработка эмпирических данных обычно занимают довольно много времени, то при построении математических моделей экономики требуется корректировать исходную информацию с учетом ее запаздывания.

Познание количественных отношений географических процессов и явлений опирается на соответствующие измерения. Точность измерений в значительной степени предопределяет и точность конечных результатов количественного анализа посредством моделирования. Поэтому необходимым условием эффектного использования математического моделирования является совершенствование системы географических показателей. Применение математического моделирования заострило проблему измерений и количественных сопоставлений различных аспектов и явлений социально-экономического развития, достоверности и полноты получаемых данных, их защиты от намеренных и технических искажений.
Важная задача географического прогноза - поиск устойчивых связей (структурных, функциональных, пространственных, временных и др.) между компонентами геосистем. Это обусловлено многомерностью объекта прогнозирования – территориальной системы определенного региона.

Проблемы географического прогнозирования достаточно сложны и многообразны в силу сложности и многообразия самих объектов прогнозирования – геосистем различных уровней и категорий. В точном соответствии с иерархией самих геосистем оказывается и иерархия прогнозов, их территориальных масштабов. Можно утверждать, что сложность задач прогнозирования нарастает по мере перехода от низших ступеней геосистемной иерархии к высшим.

Как известно, всякая геосистема относительно более низкого иерархического уровня функционирует и развивается как составная часть систем высших рангов. Практически это означает, что разработка прогноза «поведения» в будущем отдельных урочищ должна осуществляться не иначе как на фоне вмещающего ландшафта с учетом его строения, динамики, эволюции . А прогноз для всякого ландшафта следует разрабатывать еще на более широком региональном фоне. В конечном счете географический прогноз любого территориального масштаба требует учета глобальных тенденций (трендов).

Участие географической науки в процесс исследования глобальных проблем видится не только в разработке путей оптимизации взаимоотношений природы и человеческого общества, географического прогнозирования воздействия человеческой деятельности на природную среду, отслеживании механизмов этого воздействия в глобальных масштабах с использованием современных геоинформационных технологий, т.е. в том, что относится к сфере интересов самой этой науки.

Применение математического моделирования и прогнозирования заострило проблему измерений и количественных сопоставлений различных аспектов и явлений, достоверности и полноты получаемых данных, их защиты от намеренных и технических искажений. Данные методы необходимы, потому что будущее необычно и эффект многих решений, принимаемых сегодня, на протяжении определённого времени не ощущаются. Поэтому точное предвидение будущего повышает эффективность процесса принятия решения.

3 . 2 . Перспективы ГИС-технолгий и аэрокосмических методов

ГИС-технологии объединены с другой мощной системой получения и представления географической информации – данными дистанционного зондирования Земли из космоса, с самолетов и любых других летательных аппаратов. Космическая информация в сегодняшнем мире становится все более разнообразной и точной. Возможность ее получения и обновления — все более легкой и доступной. Десятки орбитальных систем передают высокоточные космические снимки любой территории нашей планеты. За рубежом и в России сформированы архивы и банки данных цифровых снимков очень высокого разрешения на огромную территорию земного шара. Их относительная доступность для потребителя (оперативный поиск, заказ и получение по системе Интернет), проведение съемок любой территории по желанию потребителя, возможность последующей обработки и анализа космоснимков с помощью различных программных средств, интегрированность с ГИС-пакетами и ГИС-системами, превращают тандем ГИС-ДЗ в новое мощное средство географического анализа. Это первое и наиболее реальное направление современного развития ГИС.

Второе направление развития ГИС – совместное и широкое использование данных высокоточного глобального позиционирования того или иного объекта на воде или на суше, полученных с помощью систем GPS (США) или ГЛОССНАС (Россия). Эти системы, особенно GPS, уже сейчас широко используются в морской навигации, воздухоплавании, геодезии, военном деле и других отраслях человеческой деятельности. Применение же их в сочетании с ГИС и ДЗ образуют мощную триаду высокоточной, актуальной (вплоть до реального режима времени), постоянно обновляемой, объективной и плотно насыщенной территориальной информации, которую можно будет использовать практически везде .

Третье направление развития ГИС связано с развитием системы телекоммуникаций, в первую очередь международной сети Интернет и массовым использованием глобальных международных информационных ресурсов. В этом направлении просматривается несколько перспективных путей.

Первый путь будет определяться развитием корпоративных сетей крупнейших предприятий и управленческих структур, имеющих удаленный доступ, с использованием технологии Интернет. Этот путь подкреплен серьезными финансовыми ресурсами этих структур и теми проблемами и задачами, которые приходится решать им в своей деятельности с использованием пространственного анализа. Данный путь скорее всего будет определять развитие технологических проблем ГИС при работе в корпоративных сетях. Распространение же отработанных технологий на решение вопросов мелких и средних предприятий и фирм, даст мощный толчок к их массовому использованию.

Второй путь зависит от развития самой сети Интернет, которая распространяется по миру огромными темпами, вовлекая каждый день в свою аудиторию десятки тысяч новых пользователей. Этот путь выводит на новую и пока неизведанную дорогу, по которой традиционные ГИС из обычно закрытых и дорогих систем, существующих для отдельных коллективов и решения отдельных задач, со временем приобретут новые качества, объединятся и превратятся в мощные интегрированные и интерактивные системы совместного глобального использования.

При этом такие ГИС сами станут: территориально распределенными; модульно наращиваемыми; совместно используемыми; постоянно и легко доступными .

Поэтому можно предполагать возникновение на базе современных ГИС, новых типов, классов и даже поколений географических информационных систем, основанных на возможностях Интернет, телевидения и телекоммуникаций.

Суммирование же возможностей ГИС – ДЗ – GPS – Интернет составит мощнейший квартет пространственной информации.

Все охарактеризованные выше тенденции, перспективы, направления и пути развития приведут в конечном итоге к тому, что география и геоинформатика будут представлять собой единый комплекс наук, опирающийся на пространственную идеологию и использующий самые современные технологии по переработке огромного объема любой пространственной информации.

Разрыв страницы

Заключение

В ходе выполнения работы, был рассмотрен ряд географической литературы и проанализирован перечень современных географических методов исследований. Дана характеристика метода математического моделирования и прогнозирования, раскрыта сущность аэрокосмического и геоинформационного метода исследования. Выявлены особенности их применение в современной географии, направления и перспективы развития.

Роль методов в географических исследованиях значимо, так как методы составляют методологию географической науки. Географические исследования концентрируются вокруг значимых проблем.

Новые задачи, поставленные перед наукой, потребовали совершенствования принципов и методов получения и обработки информации о географических явлениях, способов теоретических обобщений и прогнозирования.

В последние десятилетия целенаправленно применяются такие методы исследования, как прогнозирование и моделирование, т.е. активные способы исследования. Данные методы позволяют изучать поведение объектов в широком диапазоне воздействия внешних факторов. В результате информатизации активно используются ГИС-технологии и дистанционное зондирование, позволяющие обрабатывать и анализировать большой объем информации.

Появившиеся новейшие методы географических исследований, позволяют значительно расширить возможности человечества и границы непознанного, познать взаимодействие природы и человеческой деятельности, изучить природу с целью ее сохранения в процессе хозяйственного использования, что особенно важно в период научно-технической революции. Это дает возможность географической науке подняться на новую, более высокую уровень развития.

Литература

1. Арманд  А.Д. География информационного века // Изв. АН. 2002. — № 1. – С.10-14.

1. Дьяконов К.Н., Касимов Н.С., Тикунов В.С. Современные методы географических исследований. М.: Просвещение, 2000. – 117 с.

1. Гарбук С.В. Гершензон В.Е. Космические системы дистанционного зондирования Земли. М.: Издательство «А и Б», 2003. – 296 с.

1. Голубчик М.М., Евдокимов С.П., Максимов Г.Н., Носонов А.Н. Теория и методология  географической науки: Учебник ля вузов. М.: ВЛАДОС, 2005 – 464 с.

1. Гук А.П. Автоматический выбор и идентификация характерных точек на разновременных разномасштабных аэрокосмических снимках. / ГукА.П., Йехиа Хассан Мики Хассан // Известия вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». 2010. — №2. – С. 63-68.

1. Екеева Э.В. Методы географических исследований: Учебное пособие.

Горно-Алтайск: РИО ГАГУ, 2010. – 48 с.

1. Жекулин В.С. Введение в географию: Учеб. пособие. Л.: Изд-во ЛГУ, 1989. – 272 с.

1. Звонкова Т.В. Географическое прогнозирование. М.: Просвещение, 2003. – 216 с.

1. Исаченко А.Г. География сегодня: Пособие для учителей. М.: Просвещение, 2000. – 92 с.

1. Книжников Ю.Ф. Основы аэрокосмических методов исследований. М.: МГУ, 2003. – 137 с.

1. Книжников Ю.Ф. Аэрокосмические методы географических исследований. / Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 333 с.

1. Крейдер О.А. Информационная среда использования ГИС-технологий. // Геоинформатика. 2005. — №4. – С.49-52.

1. Максаковский В. П. Географическая культура: Учебное пособие для студентов вузов. М.: ВЛАДОС, 1998. – 416 с.

1. Сайт «GeoMan.ru: Библиотека по географии». URL: http://geoman.ru/books/item/f00/s00/z0000056/st026.shtml (дата обращения 06.12.2013).

1. Сайт «Gistechnik: все о ГИС» URL: http://gistechnik.ru/publik/git.html (дата обращения 8.12.2013).

1. Саушкин Ю.Г. Географическая наука в прошлом, настоящем, будущем: Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1999. – 269 с.

1. Тикунов В.С. Моделирование в географии. М.: Изд-во МГУ, 1999. – 137 с.

1. Трофимов А.М. Моделирование геосистем. Казань: Экоцентр, 2000. 321 с.

1. Трофимов А.М., Игонин Е.И. Концептуальные основы моделирования в географии. Развитие основных идей и пути математизации и формализации в географии. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 2001. – 241 с.

1. Трофимов А.М., Панасюк М. В. Геоинформационные системы и проблемы управления окружающей средой. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 2005. – 450 с.

Охарактеризуйте специфические методы в физико-географических исследованиях (сравнительно-описательный, экспедиционный, литературно-картографический)

Сравнительно-описательный метод -- самый старый в физической географии. Он был и остается впредь не просто основным, но главным методом всей географической науки. Недооценка некоторыми учеными этого метода проистекает из поверхностных представлений о нем и о существе географии.

А. Гумбольдт (1959) писал, что сравнивать между собой отличительные особенности природы отдаленных стран и представить в кратких чертах результаты этих сравнений -- благодарная, хотя и трудная задача общего землеведения. Сравнение выполняет несколько функций: определяет ареал сходных явлений и предметов, разграничивает на первый взгляд близкие предметы и явления, делает через систему образов знакомым незнакомое.

Выражением сравнительно-описательного метода служат различного рода изолинии -- изотермы, изогипсы, изобары, изогиеты (количества осадков в единицу времени), изофены (линии одновременного наступления какого-либо сезонного явления). Без них невозможно представить ни одной отраслевой или комплексной научной дисциплины физико-географического цикла.

Наиболее полное и разностороннее применение сравнительно-описательный метод находит в страноведении, где требует просто-тоты и ясности изложения. Здесь, однако, этот метод долгое время ограничивался ответами на два вопроса: что, где?, тем самым давая обоснованный повод к тому, чтобы видеть в географии чисто хорологическую (от греч. choros -- место, пространство) науку. B настоящее время сравнительно-описательный метод должен включать ответы по крайней мере на пять вопросов: что, где, когда, в каком состоянии, в каких взаимосвязях? Когда означает время, исторический подход к изучаемому объекту; в каком состоянии-- современную динамику, тенденции развития объекта; в каких взаимосвязях -- воздействие объекта на ближайшее окружение и обратное влияние последнего на объект.

Приведем образец применения сравнительно-описательного метода-- описание влажного тропического леса Явы на высоте около 2000 м, принадлежащее А. Н. Краснову: «Издали такой лес не представляет ничего особенного. Это по внешности тот же широколиственный лес умеренной полосы. Достойно внимания то, что и здесь не видишь никогда тех пальмовых крон, которые рисуются при мысли о тропиках. Пальмы в ландшафте лесов фигурируют только в жаркой нижней зоне: выше мы видим только ротанги, аре-ки и им подобные ютящиеся в тени других дерев породы. Масса леса образована лиственными деревьями, и между ними, на фоне опушек, резко выделяются бело-серые стволы Liguidambar, этого характернейшего из деревьев девственных лесов Явы. Фон листвы лесов представляет или бесконечные варианты типа глянцеватого кожистого фикуса, или нежного перистого листа мимозы. Но зато очутившись под самою сенью леса, не только турист, но и самый опытный ботаник становится в положение деревенского мальчика, впервые попавшего в большой шумный столичный город. Не знаешь куда смотреть: внизу на земле, на уровне с головой, выше на стволах,-- везде масса растений, бесконечно разнообразных, одно причудливее другого. Деревья не образуют, как у нас, общего свода. Над кустами, едва превышающими человеческий рост, возвышаются полудеревья; их кроны скрыты за деревьями роста наших лип; их покрывают деревья еще более высокие, над которыми, как шатры, распростерты ветви исполинов, уже совершенно не видных через покровы этого четырехэтажного леса...

Понятно, что под четвертым сводом -- сырость и полумрак, как под сводами таинственного храма. Как громадные паникадила какого-нибудь собора висят над вашей головой, свесившись на тонких лианах или прикрепившись к стволу, как исполинские гнезда, цельнолистовые розетки папоротника Aspidium nidus avis. Растительность этого пояса леса не похожа на нашу. Здесь вы не найдете на земле цветов нежных и благоухающих или чарующих взор красотою венчика. Везде одна только зелень нежной тонкой ваи папоротника, то маленького и изящного, приютившегося к стволу дерева, то громадного, древовидного, способного своею из земли поднимающуюся ваею покрыть человека, то поднимающегося как у пальмы венец вай на высоком чешуйчатом стволе» К

Экспедиционный метод исследования называют полевым . Полевой материал, собранный в экспедициях, составляет хлеб географии, ее фундамент, опираясь на который только и может развиваться теория.

Экспедиции как метод сбора полевого материала берут начало с античных времен. Геродот в середине V в. до н. э. совершил многолетнее путешествие, давшее ему необходимый материал по истории и природе посещенных стран. В частности, без посещения Скифии-- причерноморских степей -- он не сумел бы сообщить много точных подробностей о ее природе -- равнинности, безлесии, суровости климата. 24 года (1271--1295) длилось путешествие итальянца Марко Поло в Китай.

Эпоха Великих географических открытий конца XI--XVII вв.-- это ряд самоотверженных полных лишений экспедиций в поисках новых земель, расшифровки белых пятен на географической карте (путешествия Колумба, Магеллана, Васко да Гамы и др.). В один ряд с ними следует поставить Великую Северную экспедицию в России (1733--1743). Она даже по современным меркам представляется грандиозным мероприятием, поражающим количеством участников, разнообразием и объемом поставленных задач. Во время Великой Северной экспедиции, известной еще под названием Второй Камчатской, была изучена природа Камчатки, открыт северо-запад Северной Америки, описано побережье Северного Ледовитого Океана от Карского моря до Восточно-Сибирского, нанесена на карту крайняя северная точка Азии -- мыс Челюскин.

Глубокий след в истории отечественной географии оставили Академические экспедиции 1768--1774 гг. Они были комплексными, в задачу их входило описание природы, населения и хозяйства огромной территории -- Европейской России, Урала, части Сибири. В составе экспедиции принимали участие П. С. Паллас, И. И. Лепехин, С. Гмелин и другие выдающиеся ученые.

1 Краснов А. Н. Под тропиками Азии. M., 1956. С. 52---53.

Преданность науке, мужество, способность видеть в природе главное, новое и взаимосвязанное, талант писателя-прозаика -- черты лучших представителей большой армии географов-путешественников. Научные отчеты Н. М. Пржевальского (1839--1888), исследователя Центральной Азии, Д. Ливингстона (1813--1873), первооткрывателя озер и рек Южной и Восточной Африки, полные трагизма последние дневниковые записи Роберта Скотта (1868-- 1912), замерзшего на обратном пути от Южного полюса, как и труды многих других путешественников, читаются на одном дыхании, никого не оставляя равнодушным.

о мере дифференциации географической науки экспедиции становились более специализированными, с ограниченным кругом задач. При этом часть вопросов, решавшихся ранее географами, отошли к геологии, биологии, геофизике. Тем не менее многие экспедиции советского периода, будучи междисциплинарными по составу участников, включавших геологов, климатологов, гидрологов, ботаников, зоологов, были по существу комплексными географическими. Таковы экспедиции Совета по изучению производительных сил (СОПС), находящегося до 1960 г. при Президиуме АН СССР. В комплексных экспедициях СОПСа по изучению Кольского полуострова, Каракумов, Башкирии, Якутии, Тувы и других районов принимали участие многие институты Академии Наук.

У части исследователей возникло сомнение в возможности проведения в поле комплексных географических исследований одним лицом. Их выполнение под силу якобы только целому коллективу узких специалистов, а на долю географа остается роль организатора работ, ответственного за синтез собранного другими материала. Не отрицая за географом подобной организаторской функции в тех случаях, когда это возможно, обратим внимание на другое -- физи-ко-географ может и обязан вести, подобно другим узким специалистам, собственные полевые исследования, причем такие, которые не может выполнить за него никто иной. Выявление, картирование, анализ межкомпонентных связей ландшафтных комплексов -- круг задач, решаемых физико-географами в полевых условиях. Выполнить эти задачи может лишь специалист с серьезной и широкой подготовкой. Но не следует при этом и преувеличивать трудности, не думать, что ландшафтовед в одном лице обязан совмещать геолога, климатолога, ботаника, зоолога, гидролога, почвоведа. Он должен оставаться специалистом сравнительно узкого профиля, владеющего методикой изучения природно-территориальных комплексов.

Современные географические экспедиции, с участием узких ланд-шафтоведов или без них, имеют междисциплинарный состав с тенденцией, не всегда реализованной, к комплексности. Особый интерес представляют корабли науки, бороздящие Океан под флагами разных стран. Это даже не лаборатории, а целевые научные институты, оснащенные самой совершенной аппаратурой по изучению водного и воздушного океанов. Судно «Академик Мстислав Келдыш», один из советских кораблей науки, обладает автономностью плавания около 20 тыс. миль.

В Центральной Арктике, на многолетних льдах, непрерывно дрейфуют, сменяя одна другую, научные станции «Северный Полюс». Начало им было положено в 1937--1938 гг. дрейфом отважной четверки, вошедшей в историю под названием папанинцев (И. Д. Папанин, Э. Т. Кренкель, Е. К. Федоров, П. П. Ширшов).

В послевоенные годы происходит активное научное наступление на материк Антарктида. Окраина ледяного материка покрывается сетью научных станций СССР, США, Великобритании, Австрии, Франции, Японии, Новой Зеландии, Австралии, Аргентины, Чили, ЮАР. Из шести действующих (1986) в Антарктиде советских станций в наиболее экстремальных условиях находится «Восток». Она расположена в Восточной Антарктиде на высоком ледниковом плато (3488 м) в районе магнитного и земного полюса холода.

Будучи междисциплинарными, с высоким удельным весом геофизиков, геологов, биологов и других специалистов, морские, арктические и антарктические экспедиции вносят неоценимый вклад в познание строения и динамики географической оболочки и ее ландшафтной сферы. Приходится признать, однако, что географический синтез не всегда успевает за новыми фактами и открытиями, полученными в ходе экспедиций смежными с географией подразделениями науки.

Разновидностью экспедиционного (полевого) метода являются физико-географические стационары. Инициатива создания их принадлежит А. А. Григорьеву. Первый стационар -- Тянь-Шанская высокогорная станция -- была открыта Институтом географии АН СССР в 1945 г. Стационаров до сих пор немного. Устоявшихся программ физико-географических стационаров не выработано. Первоначально они ограничивались изучением геофизики ландшафта (радиационный, тепловой, водный балансы), позднее с включением в программу биотического компонента -- потеряли качественную грань, отделяющую их от биогеоценологических стационаров.

Полезность физико-географических стационаров в развитии географической теории бесспорна, но пока результаты этих исследований не выходят на практику и ожидать в ближайшее время развития широкой сети их, аналогичной, скажем, сети стоковых станций, нет оснований.

Полевые исследования физико-географа не исчерпываются экспедициями и стационарами. При решении частных, особенно краеведческих, вопросов (составление географического очерка района, выбор мест для размещения прудов, лесопосадок и т. п.) возникает необходимость в полевых экскурсиях для сбора недостающего материала. Научные экскурсии -- мини-экспедиции -- распространенный вид полевых географических исследований в высшей школе. Здесь они тесно связаны с учебными географическими экскурсиями и учебной полевой практикой студентов-географов. Методика полевой физико-географической практики и общие вопросы методики комплексных физико-географических исследований отражены в ряде учебных пособий и руководств (В. К. Жучкова, 1977; А. Г. Исаченко, 1980; Комплексная географическая практика в Подмосковье, 1980 и др.).

Литературно-картографический метод в отличие от экспедиционного и полевого методов является кабинетным. Этот метод имеет два аспекта. Первый -- подготовительный, камеральный этап в подготовке к экспедиции. Предварительное литературно-картографическое ознакомление с природой района составляет необходимое условие любых полевых исследований, но при ландшафтных значение его особенно велико. Ландшафтовед по любому району, подлежащему полевому исследованию, находит большое -количество литературно-картографического материала, посвященного отдельным компонентам ландшафта, и анализ его требует больших усилий и хорошей подготовки. Камеральное литературно-картографическое изучение природы района не только поможет выявлению в поле ландшафтных комплексов, но и выявит возможные пробелы в изучении компонентов ландшафта, которые исследователь обязан восполнить или лично сам, или путем приглашения соответствующих специалистов (геоботаника, почвоведа, геолога и т. п.).

Второй аспект -- литературно-картографический метод как основной, начало и конец познания географического объекта. Именно таким путем создается большинство страноведческих работ. Авторы страноведческих монографий могут быть лично знакомы с описываемой территорией, но и при этом условии в основе их труда, за редкими исключениями, лежит анализ имеющегося литературно-картографического материала.

Литературно-картографический метод не так прост, как это может показаться на первый взгляд. Чтобы пользоваться им, надо уметь читать отраслевую литературу, специальные карты и атласы. B них масса разнообразных сведений, разобраться в которых и отделить главное от второстепенного можно лишь овладев всей суммой информативного материала. Наиболее концентрированный вид географической информации представляют атласы, а среди них такие этапные для картографии труды, как Большой советский атлас мира (т. I, 1937), трехтомный Морской атлас и Физико-географический атлас мира (1964). Предисловие к последнему Атласу начинается словами: «Лежащий перед Вами Физико-географический атлас мира предназначен дать возможно более полную и точную картину природы мира, основанную на новейших географических материалах и современной теории наук о Земле». И это не преувеличение, на сотнях специальных карт Атласа нарисована картина физической географии Мира, которую трудно было бы развернуть на страницах многотомной серии монографий.

1) Картографический метод . Карта, по образному выражению одного из основоположников отечественной экономической географии - Николая Николаевича Баранского - это второй язык географии. Карта - уникальный источник информации!

Она дает представление о взаиморасположении объектов, их размерах, о степени распространения того или иного явления и многое другое.

2) Исторический метод . Всё на Земле развивается исторически. Ничего не возникает на пустом месте, поэтому для познания современной географии необходимо знание истории: истории развития Земли, истории человечества.

3) Статистический метод . Невозможно говорить о странах, народах, природных объектах, не используя статистические данные: какова высота или глубина, площадь территории, запасы природных ресурсов, численность населения, демографические показатели, абсолютные и относительные показатели производства и т.д.

4) Экономико-математический . Если есть цифры, то есть и расчёты: расчёты плотности населения, рождаемости, смертности и естественного прироста населения, сальдо миграций, ресурсообеспеченности, ВВП на душу населения и т.д.

5) Метод географического районирования . Выделение физико-географических (природных) и экономических районов - один из методов исследования географической науки.

6) Сравнительно-географический . Всё подлежит сравнению:
больше или меньше, выгодно или невыгодно, быстрее или медленнее. Только сравнение позволяет более полно описать и оценить черты сходства и различия тех или иных объектов, а также объяснить причины этих различий.

7) Метод полевых исследований и наблюдений . Географию невозможно изучать только сидя в классах и кабинетах. Увиденное своими глазами - самая ценная географическая информация. Описание географических объектов, сбор образцов, наблюдение явлений - все это тот фактический материал, который и является предметом изучения.

8) Метод дистанционных наблюдений . Современная аэро- и космическая съёмка - большие помощники в изучении географии, в создании географических карт, в развитии народного хозяйства и охране природы, в решении многих проблем человечества.

9) Метод географического моделирования . Создание географических моделей - важный метод исследования географии. Наиболее простой географической моделью является глобус.

10) Географический прогноз . Современная географическая наука должна не только описывать изучаемые объекты и явления, но и предсказывать последствия, к которым человечество может прийти в ходе своего развития. Географический прогноз помогает избежать многих нежелательных явлений, уменьшить негативное влияние деятельности на природу, рационально использовать ресурсы, решать глобальные проблемы.

Методы географических исследований и основные источники географической информации википедия
Поиск по сайту:

Поиск Лекций

Методология географической науки

Метод (греч. methodes ) в науке – это способ достижения поставленной цели, образ действий; способ познания, исследования явлений природы и общества.

Методы, используемые в экономико-географических исследования разнообразны и могут быть подразделены на две основные группы: общенаучные и частнонаучные (специальные).

Результативность и достоверность экономико-географических исследований и формулируемых наукой выводов зависит от полноты опоры на методический инструментарий и корректности его выбора (тщательный отбор наиболее эффективных методов) для каждого конкретного исследования.

Общенаучные методы:

— описание (древнейший метод из применяемых географами);

— картографический метод (это графический способ изложения информации о размещении и развитии природных демографических, социально-экономических и других объектов на определенной территории). Картографический метод часто не только средство для раскрытия пространственных связей, но часто и конечная цель исследования. Баранский Н.Н.: «… от карты всякое географическое исследование исходит и к карте приходит, с карты начинается и картой заканчивается, карта – второй язык географии». Карта – это математически определенное, уменьшенное, генерализованное изображение поверхности Земли, другого небесного тела или космического пространства, показывающее расположенные или спроецированные на них объекты в принятой системе знаков. Виды картографических (картоаналитических ) методов:

o картодемонстрационный (карта служит демонстрацией результатов, полученных другими методами);

o картометрический (карта служит для получения исходной информации и вывода конечных результатов);

o центрографический (карта дает исходную информацию и используется для демонстрации конечного результата);

— компаративистский (сравнительный) метод (служит для выявления многообразия форм и типов человеческой деятельности в природных и социально-экономических условиях). Сравнительный метод состоит в сопоставлении стран, районов, городов, результатов хозяйственной деятельности, параметров развития, демографических особенностей. Данный метод – основа для прогнозирования по аналогии развития социально-экономических процессов;

— исторический (способствует осмыслению территориальных объектов в пространстве и времени, помогает учитывать временной фактор в процессах территориальной организации общества). Исторический метод заключается в анализе генезиса системы (размещения производительных сил): возникновение системы, становление, познание, развитие;

— количественные методы:

o метод балльных оценок (применяется для оценки естественных ресурсов и анализа экологической ситуации);

o балансовый метод (применяется в исследованиях динамических территориальных систем с устоявшимися потоками ресурсов и продукции). Балансовый метод – это уравнивание количественной информации о различных аспектах развития исследуемого объекта явления или процесса. Особое значение в экономико-географических исследованиях имеет модель межотраслевого баланса (МОБ). МОБ был впервые разработан советскими статистиками в 1924-1925 гг. В 1930-е гг. В. Леонтьев (США) предложил свой вариант этой модели, адаптированный к условиям капиталистической экономики (модель «затраты-выпуск»). Основное назначение этой модели заключается в обосновании рационального варианта отраслевой структуры экономики региона на основе оптимизации межотраслевых потоков, минимизации затрат и максимизации конечной продукции;

o статистический метод (операции со статинформацией о социально-экономических процессах в регионе). Особенно широко применяются методы исчисления индексов и выборочного изучения, корреляционный и регрессионный анализ, метод экспертных оценок;

— моделирование , в т.ч. математическое (моделирование миграционных процессов, городских систем, ТПК). Моделирование – одна из основных категорий теории познания, суть которого состоит в исследовании явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей. Следовательно, при моделировании изучаемый объект заменяется другой вспомогательной или искусственной системой. Закономерности и тенденции, выявленные в процессе моделирования, затем распространяются на реальную действительность;

o материальные модели (макеты, компоновки, муляжи и т.д.);

o мысленные (идеальные модели) (зарисовки, фотографии, карты, чертежи, графики);

— эконометрический метод . Эконометрика изучает количественные стороны экономических явлений и процессов средствами математического и статистического анализа;

— геоинформационный метод (создание ГИС – средство сбора, хранения, картографирования и анализа разнообразной информации о территории на основе геоинформационных технологий);

— экспедиционный (сбор первичных данных, работа «в поле»);

— социологический (интервьюирование, анкетирование);

— метод системного анализа (это комплексное изучение структуры хозяйства, внутренних взаимосвязей и взаимодействия элементов. Системный анализ – наиболее развитое в экономике направление системных исследований. Для проведения такого анализа требуется следовать таким приемам систематизации, как:

o классификация (группировка изучаемых объектов по совокупностям, различающимся между собой преимущественно по количественным признакам, а качественное различие отражает динамику развития объектов и их иерархический порядок);

o типология (группировка изучаемых объектов по совокупностям (типам), устойчиво различающимся между собой по качественным признакам);

o концентрация (методический прием при исследовании сложных географических объектов, при котором либо увеличивается, либо уменьшается количество дополнительных по отношению к основному объекту элементов, связанных с ним и в разной степени влияющих на полноту исследования);

o таксонирование (процесс членения территории на сопоставимые или иерархически соподчиненные таксоны);

o районирование (процесс таксонирования, при котором идентифицируемые таксоны должны отвечать двум критериям: критерию специфики и критерию единства)).

Частнонаучные методы:

— районирование (экономическое, социально-экономическое, экологическое);

— метод «ключей» (преимущественное внимание уделяется конкретным локальным или региональным объектам, рассматриваемых в качестве типичных или базовых применительно к данной территориальной системе);

— методы «игры масштабов» (когда исследуемое явление анализируется на различных пространственно-иерархических уровнях: глобальном, государственном, региональном, локальном);

— цикловой метод (метод энергопроизводственных циклов, метод ресурсных циклов);

— дистанционные аэрокосмические методы (Земля или другие космические тела изучаются на значительном расстоянии, для чего используются воздушные и космические аппараты):

o аэрометоды (визуальные методы наблюдения, ведущиеся с летательных аппаратов; аэросъемка, основной вид – аэрофотосъемка с 1930-х гг. – основной метод топографической съемки):

o космические методы (визуальные наблюдения: прямые наблюдения за состоянием атмосферы, земной поверхности, земных объектах):

— сравнительно-географический (география, в отличие от большинства естественных наук, лишена своего основного метода – эксперимента. Метод, заменяющий ксперимент в географии – сравнительно-географический. Суть метода состоит в изучении нескольких ерриториальных систем, существующих в реальной действительности.

В процессе развития этих систем происходит гибель (стагнация) одних и развитие, преуспевание – других. Следовательно, изучив группу аналогичных систем, можно выявить те, местоположение которых обеспечивает благоприятные условия для их успешного развития, и отбросить заведомо проигрышные варианты. То есть необходимо изучить исторический опыт и выявить причины, обеспечивающие положительные или отрицательные результаты в сравниваемых вариантах и выбрать оптимальный).

Таким образом, основными методами географических исследований являются: метод системного анализа, картографический, исторический, сравнительный, статистический и другие.

Литература:

1. Берлянт А.М. Картография: учебник для вузв. М.: Аспект Пресс, 2002. 336 с.

2. Дружинин А.Г., Житников В.Г. География (экономическая, социальная и политическая): 100 экзаменационных ответов: Экспресс-справочник для студентов ВУЗов. М.: ИКЦ «МарТ»; Ростов н/Д: Изд. центр «МарТ», 2005. С. 15-17.

3. Исаченко А.Г. Теория и методология географической науки: учеб. для студ. вузов. М.: Изд-во «Академия», 2004. С. 55-158.

4. Кузьбожев Э.Н., Козьева И.А., Световцева М.Г. Экономическая география и регионалистика (история, методы, состояние и перспективы размещения производительных сил): учеб. пос. М.: Высшее образование, 2009. С. 44-50.

5. Мартынов В.Л., Файбусович Э.Л. Социально-экономическая география современного мира: учебник для студентов высших учебных заведений. М.: Изд. центр «Академия», 2010. С. 19-22.

Корреляционый анализ – совокупность методов, основанных на математической теории корреляции, обнаружения корреляционной зависимости между двумя случайными признаками или факторами.

Регрессионный анализ – раздел математической статистики, объединяющий практические методы исследования регрессионной зависимости между величинами по статистическим данным.

Таксон – территориальные (геоториальные и акваториальные) единицы, обладающие специфическими квалификационными признаками. Равнозначные и иерархически соподчиненные ячейки территории. Типы таксонов: район, ареал, зона.

©2015-2018 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных

Методы географических исследований

Методы географических исследований - способы получения географической информации. Основными методами географических исследований являются:

1)Картографический метод. Карта, по образному выражению одного из основоположников отечественной экономической географии - Николая Николаевича Баранского - это второй язык географии. Карта - уникальный источник информации! Она дает представление о взаиморасположении объектов, их размерах, о степени распространения того или иного явления и многое другое.

2) Исторический метод. Всё на Земле развивается исторически. Ничего не возникает на пустом месте, поэтому для познания современной географии необходимо знание истории: истории развития Земли, истории человечества.

3) Статистический метод. Невозможно говорить о странах, народах, природных объектах, не используя статистические данные: какова высота или глубина, площадь территории, запасы природных ресурсов, численность населения, демографические показатели, абсолютные и относительные показатели производства и т.д.

4) Экономико-математический. Если есть цифры, то есть и расчёты: расчёты плотности населения, рождаемости, смертности и естественного прироста населения, сальдо миграций, ресурсообеспеченности, ВВП на душу населения и т.д.

5) Метод географического районирования. Выделение физико-географических (природных) и экономических районов - один из методов исследования географической науки.

6). Сравнительно-географический. Всё подлежит сравнению больше или меньше, выгодно или невыгодно, быстрее или медленнее.

Только сравнение позволяет более полно описать и оценить черты сходства и различия тех или иных объектов, а также объяснить причины этих различий.

7) Метод полевых исследований и наблюдений. Географию невозможно изучать только сидя в классах и кабинетах.

Увиденное своими глазами - самая ценная географическая информация. Описание географических объектов, сбор образцов, наблюдение явлений - все это тот фактический материал, который и является предметом изучения.

8) Метод дистанционных наблюдении. Современная аэро- и космическая съёмка - большие помощники в изучении географии, в создании географических карт, в развитии народного хозяйства и охране природы, в решении многих проблем человечества.

9) Метод географического моделирования. Создание географических моделей - важный метод исследования географии. Наиболее простой географической моделью является глобус.

10) Географический прогноз. Современная географическая наука должна не только описывать изучаемые объекты и явления, но и предсказывать последствия, к которым человечество может прийти в ходе своего развития. Географический прогноз помогает избежать
многих нежелательных явлений, уменьшить негативное влияние деятельности на природу, рационально использовать ресурсы, решать глобальные проблемы

Как географы изучают объекты и процессы. Как проводятся научные наблюдения.

Из текста учебника (с.11) выпиши главные черты (особенности) научных наблюдений.

Объясни данные особенности. Используй для выполнения этого задания имена прилагательные.

1. Активные — наблюдатель ищет и фиксирует определенные метеорологические величины и атмосферные явления.

2. Целенаправленные — наблюдатель фиксирует только необходимые для определения погоды метеорологические величины и явления.

Определенный план действия — продумывается наблюдателем заранее и прописан в книге "Наставление гидрометеорологическим станциям и постам".

4. Систематические — проводятся многократно по определенной системе.

Школа географа-следопыта.

Запиши в таблицу результаты наблюдений за длинной тени гномона.

Место наблюдения: город, поселок, село Бугуруслан.

Высота гномона: 50 см.

Вывод по результатам наблюдений (вставь пропущенные слова).

Когда Солнце поднималось над горизонтом, тень гномона увеличивалась, когда Солнце опускалось к горизонту, тень гномона уменьшалась.

Сравни длину гномона с самым большим значением длины его тени.

Длина гномона больше, чем самая длинная тень гномона.

Методы исследования в географии на сегодняшний день остаются все теми же, что и раньше. Однако это вовсе не означает, что они не претерпевают изменения. Появляются новейшие позволяющие значительно расширить возможности человечества и границы непознанного. Но прежде, чем рассмотреть эти новшества, необходимо разобраться в привычной классификации.

Методы географических исследований - это различные способы получения информации в рамках науки географии. Они подразделяются на несколько групп. Итак, представляется собой использование карт, как основного Они могут дать представление не только о взаиморасположении объектов, но и их размерах, о степени распространения различный явлений и еще массу полезной информации.

Статистический метод говорит о том, что нельзя рассматривать и изучать народы, страны, природные объекты без использования статистических данных. То есть очень важно знать какова глубина, высота, запасы той или иной территории, ее площадь, численность населения отдельно взятой страны, ее демографические показатели, а также показатели производства.

Исторический метод подразумевает, что наш мир развивался и все на планете имеет свою богатую историю. Таким образом, для того чтобы изучать современную географию, необходимо обладать знаниями об истории развития самой Земли и человечества, проживающего на ней.

Методы географических исследований продолжает экономико-математический метод. Это не что иное, чем цифры: расчеты смертности, рождаемости, ресурсообеспеченности, сальдо миграций и так далее.

Помогает более полно оценить и описать различия и сходства географических объектов. Ведь все в этом мире подлежит сравнению: меньше или больше, медленнее или быстрее, ниже или выше и так далее. Этот метод позволяет составлять классификации географических объектов и прогнозировать их изменения.

Методы географических исследований невозможно себе представить без наблюдений. Они могут быть непрерывными или периодическими, площадными и маршрутными, дистанционными или стационарными, тем менее все они предоставляют важнейшие данные о развитии географических объектах и тех изменениях, которые они претерпевают. Невозможно изучить географию, сидя за столом в кабинете или за школьной партой в классе, необходимо научиться извлекать полезную информацию из того, что можно увидеть собственными глазами.

Одним из важных методов исследования географии был и остается метод географического районирования. Это выделение экономических и природных (физико-географических) районов. Не менее важен и метод географического моделирования. Всем нам еще со школьной скамьи известен самый яркий пример географической модели - глобус. Но моделирование может быть машинным, математическим и графическим.

Географический прогноз - это умение предсказывать последствия, которые могут возникнуть вследствие развития человечества. Этот метод позволяет уменьшить негативное воздействие деятельности людей на окружающую среду, избежать нежелательных явлений, рационально использовать всевозможные ресурсы и так далее.

Современные методы географических исследований явили миру ГИС - геоинформационные системы, то есть комплекс цифровых карт, привязанных к ним программных средств и статистики, которые дают людям возможность работать с картами прямо на компьютере. А благодаря сети Интернет появились системы подспутникового позиционирования, известные в народе, как GPS. Они состоят из наземных средств слежения, навигационных спутников и различных приборов, принимающих информацию и определяющих координаты.