ЛЕКЦИЯ 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЗЕМЛЕВЕДЕНИИ

Горнодобывающая промышленность, тропическое и субтропическое земледелие

Вложение высокоразвитых стран части своих финансовых средств в развитие прооизводства стран с низким уровнем экономического развития

Благодаря какому виду хозяйственной деятельности Африка участвует в международном географическом разделении труда ?

 

Научное исследование включает два уровня знаний: эмпирический (опыт) и теоретический. При наблюдениях и тем более при экспериментах используются определенные теоретические представления, так что разграничение эмпирических и теоретических знаний не имеет четких границ.

Эмпирические знания …
включают следующие этапы: получение информации, ее обработка и простейшие обобщения.

Вся информация делится на первичную, получаемую путем натурных измерений или наблюдений, и вторичную, которая является результатом обработки первичной информации. Первичная информация представляет собой массивы (базы) данных по многим физическим величинам (температура, солнечная радиация, концентрация химических элементов и др.), характерным для определенного участка земной поверхности. Вторичная информация выдается обычно в виде осредненных величин (например, средние температуры за май) и может быть представлена в виде описаний (параметров, обобщений), сводок, числовых характеристик, рядов измерений, графиков, таблиц и др.Следует различать понятия «методы» и «средства» получения и обработки информации. Методы должны отвечать на вопрос: как достичь результата, а средства — определять, с помощью чего возможно это достижение.

Надежность (качество) информации зависит от ряда факторов: надежности исполнителей (наблюдателей), парка и свойства используемых технических средств регистрации и обработки данных (в последнем случае — от характера используемых программ обработки), методов работы (технологии преобразования и применения информации), организации наблюдений (измерений), сбора, систематизации и хранения данных.

Релевантность рассматривается как пригодность данных к решению конкретной задачи.

Кондиционность информации означает ее соответствие заданию, которое было составлено в начале наблюдений или эксперимента и где была указана номенклатура необходимых данных.

Со временем сложилась определенная система сбора информации, составляющая основу общих методов изучения географической оболочки. По способу получения информации выделяют экспериментальные и теоретические методы, по месту наблюдения — полевые и камеральные, по используемой технике — визуальные и инструментальные, по характеру информации — количественные и качественные. Особое положение занимают лабораторные методы исследования, включающие работу с пробами в стационарных условиях.

Наблюдения. Следует различать понятия «наблюдение» и «измерение». Наблюдение с древних времен было первоисточником знаний об окружающем мире. Оно дает сведения о географическом объекте в природной среде.Но поскольку все географические объекты материальны, они обладают определенным набором физических свойств (параметров), которые измеряют инструментальными средствами. Основные параметры географических объектов общеизвестны: температура, давление, скорость звука и др. В основе измерений лежат физические законы.

Среди измерений выделяют контактные и бесконтактные

К контактным относятся измерения, при которых измеритель непосредственно контактирует с измеряемым объектом (например, измерение температуры воды, почвы, воздуха при помощи термометра).

К бесконтактным (дистанционным) относятся методы, которые осуществляются с помощью дистанционных измерителей параметров, т. е. на расстоянии.

Эксперименты — это измерения, проводимые в контролируемых условиях по заранее составленной программе. Они способствуют научному прогрессу и получению новых данных.

Натурные эксперименты связаны с целенаправленным сбором информации об исследуемых географических процессах и явлениях, организацией направленных воздействий на природные системы и изучением реакций систем на них.

Модельные эксперименты осуществляют на аналогах определенных природных систем в лаборатории или на компьютере. Модель — это упрощенное воспроизведение изучаемого объекта в виде физической конструкции, совокупности математических формул, карт, блок-диаграмм и др.

Модели подразделяются на стационарные и нестационарные (динамические). Первые предполагают неизменность входных параметров, что часто вполне оправдано, вторые — их изменчивость в пространстве и во времени, из-за чего результаты моделирования могут быть различны.

Модели бывают физические и математические. При помощи физических моделей исследователи пытаются воспроизвести географический объект и процесс в искусственных условиях, и в таком понимании физическая модель тождественна конструированию

Гораздо эффективнее математические модели, которые создаются с использованием математических расчетов, уравнений гидромеханики, термодинамики и др. Математическое моделирование позволяет воспроизводить процессы при учете разных факторов, исключая одни и включая другие.

Теоретические знания. Обобщение эмпирических фактов вплоть до формирования законов и теорий осуществляется на теоретическом уровне и включает следующие действия:

абстрагирование, необходимое для того, чтобы во множестве конкретных наблюдений обнаружить нечто общее, типичное;

анализ, состоящий в исследовании результата абстрагирования, часто изолированно от других явлений;

синтез, который объединяет в целостную систему множество частных абстракций.

Абстрагирование, анализ и синтез пользуются правилами абстрактной логики, теорией подобия и аналогии, а также различными общенаучными и конкретно-научными принципами. Наибольшее значение для землеведения имеют два принципа: идиографический, основанный на выявлении особенностей и отличий, и номотетический, основанный на установлении всеобщего и общего в частных явлениях. Эти принципы не исключают, а дополняют друг друга, обеспечивая многосторонность исследования. Наряду с ними при изучении географических явлений и процессов следует учитывать и другие подходы, которые вместе с фактами составляют сравнительно-описательный метод.

Принцип историзма определяет исследование природы земной поверхности через историю ее развития, исходя из положения «современность — ключ к познанию прошлого».

Принцип всеобщей связи явлений — один из самых универсальных принципов, устанавливающий невозможность независимого существования явлений на земной поверхности.

Принцип симметрии. В основе построения мира находится симметрия. Общий подход к анализу географических объектов на основе принципа симметрии сформулирован в 1981 г. В.Н.Солнцевым. Его основу составляет сравнение симметрии объекта с потенциально возможной для объектов данного типа, что ориентирует исследование в определенном направлении (например, обнаруженное отклонение формы Земли от шара заставило искать причины этого явления).

Экологический принцип. Данный подход применяется, если один объект рассматривается в качестве среды для другого. В этом случае то, ради чего (кого) изучается среда, называется субъектом. Им может быть организм, вид, биоценоз, как это принято в классической экологии. Но субъектом может выступать также атмосфера или океан, почва или система влагооборота и даже биосфера. Объектом (средой) является все то, что влияет на состояние субъекта.

Принцип научной идеализации. Объекты изучения общего землеведения часто настолько велики и сложны, что непосредственное исследование их большей частью невозможно. В этом случае реальные объекты заменяют идеальными (моделями).

Принцип информационного анализа. Многие исследования строятся на основе представлений о передаче информации в географической оболочке. Информация, передаваемая в геосистемах, овеществляется в их структуре, т.е. в характере распределения элементов, вещества, в пространственно-временной неоднородности, свойствах объектов.

Принцип структурного анализа. Основой структурного анализа является изучение взаимодействия составных частей географической оболочки. Поиск факторов и причин развития тех или иных процессов ведется не за пределами геосистем, а связан со структурой взаимодействия составных частей объекта. Такой анализ можно также назвать кибернетическим, поскольку его основные элементы и аппарат заимствованы из кибернетики.

Картографический метод исследования заключается в использовании карт в целях: 1) получения сведений (качественных и количественных характеристик), 2) изучения взаимосвязей и взаимозависимостей явлений, 3) установления динамики и эволюции явлений, 4) нанесения данных мониторинга.

Геоинформационные системы (ГИС). Возрастающая необходимость в систематическом получении и использовании информации требует организации достаточно сложных систем (центров), содержащих все исходные данные (рельеф, почва, вода, растительность, климат, население, промышленность, инфраструктура, характер и степень антропогенного воздействия и др.) для определенной территории (акватории). Для этого используют данные не только наук о Земле, но и других дисциплин (математики, кибернетики, картографии). Возникла новая наука — геоинформатика, изучающая принципы, технику (приборы) и технологию (методы) получения, накопления, систематизации, обработки и передачи информации.

Геоинформационная система — это аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение, распространение и интеграцию пространственно координированных данных для решения научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением природной средой и территориальной организацией общества.

все ГИС делятся на три основные группы:

самостоятельно добывающие первичную информацию и выпускающие ее в виде сводок или баз данных;

аккумулирующие и перерабатывающие информацию;

собирающие опубликованную информацию для обслуживания потребителей.

Информационные системы, генерирующие и аккумулирующие информацию, могут составлять единую, или комплексную ГИС — систему, выполняющую сбор, кодирование, хранение, систематизацию, обработку, анализ и воспроизведение информации, заложенной в ней или полученной в результате моделирования по соответствующей программе. В такой ГИС традиционно выделяют четыре подсистемы:

сбор данных и ввод (например, распределение температуры поверхности моря на конкретную дату);

управление данными, их сортировка и классификация по заданным признакам;

вычислительная обработка и комбинирование данных по заданной программе;

предоставление текущей и прогнозируемой ситуаций в виде схем и карт.

Центральное звено любой ГИС — банк данных (БД). В некоторых случаях БД рассматривают как самостоятельную систему. Базы данных можно подразделить на:

библиографические, которые содержат перечень документов, сопровождаемый описаниями в виде рефератов, аннотаций или списка ключевых слов (например, ресурсы Интернета);

справочные, которые содержат сведения, отсылающие пользователя к организациям, владеющим нужной информацией (например, Пулковская обсерватория);

фактографические, где содержится информация без отсылки к другим источникам.