Сор по географии методы географических исследований. Методы географии

14.10.2019

Традиционные методы. Едва ли не самым древним и широко распространенным методом географических исследований является сравнительно-географический. Основы его были заложены еще античными учеными (Геродотом, Аристотелем), однако в Средние века в связи с общим застоем науки методы исследований, применявшиеся учеными античного мира, были забыты. Основоположником современного сравнительно-географического метода считают А. Гумбольдта, применившего его первоначально для изучения связей между климатом и растительностью. Географ и путешественник, член Берлинской Академии наук и почетный член Петербургской Академии наук (1815), Гумбольдт посетил в 1829 г. Россию (Урал, Алтай, Прикаспий). В России были опубликованы его монументальный пятитомный труд «Космос» (1848--1863) и трехтомник «Центральная Азия» (1915).

«Исходя из общих принципов и применяя сравнительный метод, Гумбольдт создавал физическую географию, призванную выяснять закономерности на земной поверхности в ее твердой, жидкой и воздушной оболочках» (БСЭ, 1972. -- С. 446).

Широко использовал сравнительный метод в географии и К. Рит-тер. Его наиболее известные труды -- «Землеведение в отношении к природе и к истории человека, или Всеобщая сравнительная география», «Идеи о сравнительном землеведении».

В настоящее время сравнение как специфический логический прием пронизывает все методы географических исследований, но вместе с тем оно давно выделилось в качестве самостоятельного метода научных исследований -- сравнительно-географического, который приобрел особенно большое значение в географии и биологии.

Природа Земли столь разнообразна, что только сравнение различных природных комплексов позволяет выявить их особенности, их наиболее характерные, а потому и наиболее существенные черты. «Сравнение способствует выделению из потока географической информации особенного и потому главного» (К. К. Марков и др., 1978. -- С. 48). Выявление сходства и различия ПТК позволяет судить о причинной обусловленности сходства и генетических связях объектов. Сравнительно-географический метод лежит в основе любой классификации ПТК и других объектов и явлений природы. На нем базируются различного рода оценочные работы, в процессе которых свойства ПТК сопоставляются с требованиями к ним, предъявляемыми тем или иным видом хозяйственного использования территории.

На первых этапах своего применения сравнительный метод исчерпывался зрительным сопоставлением объектов и явлений, затем стали анализироваться словесные и картографические образы. В обоих случаях сравнивались преимущественно формы объектов, их внешние признаки, т. е. сравнение было морфологическим. В дальнейшем, с развитием геохимического, геофизического и аэрокосмических методов, появилась возможность и необходимость использования сравнительного метода для характеристики процессов и их интенсивности, для изучения взаимосвязей между различными объектами природы, т.е. для изучения сущности ПТК. Возможности и надежность сравнительного метода, глубина и полнота получаемых с его помощью характеристик, точность и достоверность результатов постоянно возрастают. Массовость географической информации заставляет ужесточать требования к ее однородности. Достигается это путем строгой фиксации наблюдений в специальных бланках и таблицах. На непродолжительном этапе (в 60 --70-х гг. XX в.) для анализа большого количества материалов использовались перфокарты. В настоящее время сравнительный метод неразрывно связан с математическим и с использованием компьютерной техники.

Особенно велика роль сравнительного метода на этапе нахождения эмпирических зависимостей, но фактически он присутствует на всех уровнях научных исследований.

Различают два основных аспекта применения сравнительно-географического метода. Первый аспект связан с использованием умозаключений по аналогии (метод аналогий). Он заключается в сопоставлении слабо изученного или неизвестного объекта с хорошо изученным. Например, в ландшафтном картографировании еще в камеральный период и в процессе рекогносцировочного ознакомления с территорией выделяются группы сходных по своему характеру ПТК. Из них детально обследуются лишь немногие, на остальных объем полевых работ весьма сокращенный, некоторые вовсе не посещаются, а их характеристика в легенде карты дается на основании материалов хорошо изученных ПТК.

Второй аспект состоит в исследовании одинаково изученных объектов. Возможны два пути сравнения таких объектов. Можно сравнивать объекты, находящиеся на одинаковой стадии развития, что позволяет установить их сходство и различие, искать и находить факторы и причины, обусловливающие их сходство. Это позволит сгруппировать объекты по сходству, а затем применить характеристики однотипных объектов для рекомендаций по их использованию, прогнозированию их дальнейшего развития и т.д.

Другой путь заключается в сравнении объектов, существующих одновременно, одинаково изученных, но находящихся на разной

стадии развития. Этот путь дает возможность раскрыть стадии развития близких по генезису объектов. Такое сравнение лежит в основе эргодического принципа Больцмана, позволяющего по изменениям ПТК в пространстве проследить их историю во времени. Например, развитие эрозионных форм рельефа от промоины до балки и долины ручья. Этим путем сравнительный метод логически и закономерно привел географию к историческому методу исследования.

Картографический метод познания действительности столь же широко распространенный и такой же (или почти такой же) древний, как и сравнительно-географический. Прародителями современных карт были наскальные рисунки древнего человека, рисунки на коже, резьба по дереву или кости, позже -- первые примитивные «карты» для мореплавания и т.д. (К. Н.Дьяконов, Н. С. Касимов, В.С.Тикунов, 1996). Первым осознал значение картографического метода и ввел его в обиход еще Птолемей. Картографический метод продолжал интенсивно развиваться даже в Средние века. Достаточно вспомнить фламандского картографа Меркатора (1512--1599), который создал цилиндрическую равноугольную проекцию карты мира, до сих пор используемую в морской картографии (К.Н.Дьяконов и др., 1996).

Особенно большое значение и развитие картографический метод приобрел в эпоху Великих географических открытий. Первоначально карты использовались исключительно для изображения взаимного размещения и сочетания различных географических объектов, сопоставления их размеров, с целью ориентирования, оценки расстояний. Тематические карты для научных исследований появились лишь в XIX в. А. Гумбольдт был одним из первых создателей карт, на которых изображались абстрактные понятия. В частности, он ввел в науку новый термин «изотермы» -- линии, позволяющие изобразить на карте распределение на территории тепла (невидимого на местности). В. В. Докучаев в почвенном картографировании также не только изображал пространственное размещение почв, но и строил легенды карт с учетом генетического принципа и факторов почвообразования. А.Г.Исаченко (1951) писал, что с помощью карт может изучаться не только состав и структура географических комплексов, но и элементы их динамики, развития.

Постепенно картографический метод стал неотъемлемой частью самых разнообразных географических исследований. Л. С. Берг (1947) отмечал, что карта является началом и концом географического изучения, описания и выделения ландшафта. Н. Н. Баранский также утверждал, что «карта есть «альфа и омега» (т.е. начало и конец) географии. От карты всякое географическое исследование исходит и к карте приходит, с карты начинается и картой кончается». «Карта... способствует выявлению географических закономерностей». «Карта является как бы вторым языком географии...» (1960).

По К. А. Салищеву (1955, 1976 и др.), картографический метод исследования заключается в использовании разнообразных карт для описания, анализа и познания явлений, для получения новых знаний и характеристик, изучения процессов развития, установления взаимосвязей и прогноза явлений.

На начальных этапах познания картографический метод -- метод картографирования -- используется как метод отображения объективной реальности. Карта служит специфической формой фиксации результатов наблюдений, накопления и хранения географической информации.

Своеобразным протоколом полевых наблюдений является карта фактического материала, дальнейший анализ которой позволяет создать первичную тематическую (специальную) карту. Легенда к карте представляет собой результат классификации изображенных на ней объектов. Таким образом, в создании тематической карты используется не только картографический, но и сравнительный метод, применение которого позволяет провести классификацию фактических данных, выявить определенные закономерности и на их основе выполнить генерализацию, т.е. перейти от конкретного к абстрактному, к формированию новых научных понятий.

На основе карты фактического материала может быть составлен целый ряд специальных карт (А. А. Видина, 1962), главной из которых служит ландшафтно-типологическая карта -- итог полевого ландшафтного картографирования.

Ландшафтная карта, представляющая собой уменьшенное генерализованное изображение ПТК на плоскости, -- это, прежде всего, пространственная знаковая модель природных территориальных комплексов, полученная по определенным математическим законам. И как всякая модель она сама служит источником новой информации о ПТК. Картографический метод исследования как раз и направлен на получение и анализ этой информации с целью более глубокого познания объектов и явлений.

Источником информации в этом случае служит не сама объективная реальность, а ее картографическая модель. Результаты таких опосредованных наблюдений в виде разнообразных качественных или количественных данных фиксируются в виде словесного описания, таблиц, матриц, графиков и т.д. и служат материалом для выявления эмпирических закономерностей с помощью сравнительного, исторического, математических и логических методов.

Еще более широкие перспективы для изучения взаимосвязей и зависимостей между объектами, установления основных факторов их формирования и причин наблюдаемого размещения открываются при сопряженном изучении нескольких карт различного содержания. Сопоставляться могут карты одинакового содержания, но составленные и изданные в разное время, либо карты, составленные одновременно, но фиксирующие разные моменты времени (например, серия карт среднемесячных температур, серия палеогеографических карт и т.д.). Главная цель сравнения разновременных карт -- изучение динамики и развития изображенных на них объектов и явлений. При этом большое значение имеют точность и достоверность сравниваемых карт.

Совершенствуются не только картографические методы и составляемые карты, но и методы их анализа. В недалеком прошлом основным и едва ли не единственным приемом анализа карт был визуальный анализ. Его результат -- качественное описание объектов с некоторыми количественными характеристиками, которые могли быть прочтены с карты или оценены глазомерно и представлены в виде отдельных показателей, таблиц, графиков. Важно при этом не ограничиваться простым изложением фактов, а постараться вскрывать связи и причины, давать оценку изучаемым объектам. Затем появился и стал широко применяться графический анализ, который заключается в составлении по данным, полученным с карт, различных профилей, разрезов, графиков, диаграмм, блок-диаграмм и т.д. и дальнейшем их изучении. Графоаналитические приемы анализа карт (А. М.Берлянт, 1978) заключаются в измерении по картам количественных пространственных характеристик объектов: длин линий, площадей, углов и направлений. На основании результатов измерений рассчитываются разнообразные морфоаналитические показатели. Графоаналитические приемы часто называют картометрией, или картометрическим анализом.

Картографический метод исследования особенно широко используется на начальных этапах познания (при сборе и фиксации результатов наблюдений в природе и их систематизации), а также для отражения выявленных в процессе изучения эмпирических закономерностей и получения с готовых карт новой информации, переработка которой с помощью других методов позволяет не только получать новые эмпирические закономерности, но и формировать теорию науки. Картографирование результатов исследований -- неотъемлемая часть комплексных физико-географических исследований.

Исторический метод познания природы также один из традиционных методов географических исследований, хотя он сформировался значительно позднее сравнительного и картографического методов и в значительной мере опирается на них.

Возникновение исторического метода стало возможным лишь в XVIII столетии, когда распространилось представление об изменчивости природы поверхности Земли. Основоположниками его были немецкий ученый И.Кант, создавший небулярную космогониче-

скую гипотезу (1755), и наш великий соотечественник М. В.Ломоносов. Всем известно замечательное высказывание Ломоносова в его труде «О слоях земных» (1763): «И, во-первых, твердо помнить должно, что видимые телесные на Земле вещи и весь мир не в таком состоянии были с начал от создания, как ныне находим; но великие происходили в нем перемены, что показывают История и древняя География, с нынешнею снесенная...».

Признание изменчивости природы Земли требовало ее изучения. Попытки использовать для решения этой проблемы уже существовавшие методы привели к их трансформации в связи с появлением новых аспектов их применения, решением новых задач и использованием новых приемов, в результате чего и сформировался исторический метод.

Современный исторический метод базируется на положении диалектического материализма о непрерывном движении и развитии материи. Исторический метод играет решающую роль во всех случаях, когда исследуемые объекты и процессы требуют своего рассмотрения в развитии и становлении, поэтому он является одним из основных методов комплексной физической географии. Еще в 1902 г. Д. Н.Анучин писал, что «представление об эволюции, о ходе развития, о процессах и силах, которыми это развитие вызывалось и обусловливалось», необходимо иметь «для более осмысленного понимания настоящего». Исторический метод позволяет «познать настоящее в его развитии» (К.К.Марков, 1948. -- С. 85), является ключом к пониманию современных закономерностей природы и помогает дать прогноз ее развития в будущем.

Задача исторического анализа в комплексных физико-географических исследованиях -- проследить становление современных черт природы Земли, установить исходное состояние того или иного ПТК и ряд его конкретных переходных состояний (стадий развития), изучить современное состояние как результат произошедших изменений, выявить движущие силы и условия процесса развития. Однако при историческом анализе чаще всего используются не сами состояния природных комплексов, а разнообразные «следы» когда-то существовавших состояний. Ретроспективный анализ, основанный на изучении «следов состояний» ПТК, дает возможность познать взаимосвязи между различными компонентами и комплексами в историческом аспекте, т. е. создать пространственно-временную характеристику ПТК.

В. А. Николаев (1979) обращает внимание на то, что при комплексных физико-географических исследованиях и ретроспективный анализ должен быть достаточно комплексным, т.е. должен включать не только литогенные, но и биогенные компоненты, которые фиксируют наиболее поздние этапы становления ПТК и поэтому дают ценный материал для установления тенденций дальнейшего развития комплексов. Насколько глубоко такой анализ может проникнуть в прошлое ПТК и насколько достоверен и детален он будет, зависит от возраста, обилия и разнообразия таких «следов состояний».

Наряду с ретроспективным анализом структуры современных ПТК для палеогеографических реконструкций используется ряд других методов: спорово-пыльцевой, карпологический, палинологический, фаунистические анализы, изучение погребенных почв и коры выветривания, археологический, радиоуглеродный, стратиграфический, минералогический, гранулометрический и т.д.

Глубина палеогеографического анализа в очень большой степени зависит от ранга изучаемого природного комплекса. Чем крупнее комплекс, чем он устойчивее, тем более длительный отрезок времени требуется проанализировать при изучении процессов его становления. Чем мельче комплекс, чем он моложе, тем он мобильнее и тем короче временной отрезок его формирования. Чаще всего палеогеографический анализ применяется для изучения четвертичной (антропогеновой) истории, но может применяться и для более отдаленных периодов.

В настоящее время все чаще «сравнение состояний во времени», т.е. исторический метод, используется в сочетании с геофизическим и геохимическим методами для исследования наиболее простых и динамичных комплексов, для изучения самих комплексов и факторов, формирующих или формировавших их в недалеком прошлом. Такое изучение базируется на непосредственных наблюдениях, преимущественно на стационарах, за современными процессами, протекающими в ПТК, либо на анализе картографических и аэрофотоматериалов. В.С.Преображенский (1969) выделяет этот аспект применения исторического метода в качестве самостоятельной составной его части -- динамического метода.

Стоит упомянуть также возможность проведения анализа на основе изучения исторических документов. Такой анализ может быть назван собственно историческим.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Определите цели и задачи физико-географических иссле дований

Основные задачи. Главная цель физико-географических исследований -- познание географической оболочки Земли и ее структурных частей. Задачи исследований весьма разнообразны. Они могут быть чисто научными: изучение процессов (флювиальных, оползневых, климатообразования, почвообразования и др.) и явлений (мерзлоты, заболоченности и т.д.), отдельных компонентов природы (рельефа, климата, почв, растительности и др.), их характерных черт, изменений в пространстве и во времени, взаимосвязи и взаимообусловленности с другими компонентами; установление особенностей тех или иных компонентов, процессов и явлений на конкретной территории. Исследования могут быть направлены на изучение природы Земли как среды обитания человеческого общества (природные условия) и источника природных ресурсов, влияния природы различных регионов на возможности тех или иных видов хозяйственной деятельности и обратного влияния хозяйственной деятельности на природу, а также на изучение антропогенных изменений природы. Это -- уже прикладные задачи.

Особое место в современной физической географии занимают комплексные физико-географические исследования, цель которых -- изучение целостных природных образований -- природных территориальных комплексов разного ранга и разной степени сложности, созданных в результате взаимосвязи и взаимодействия различных компонентов природы на определенной территории. Комплексные исследования обеспечивают возможность изучения совокупного влияния природы на человека и ответных реакций природы на вмешательство человека в ход природных процессов и исторически сложившиеся природные взаимосвязи. Эти исследования приобретают все большее значение в связи с резко возросшим воздействием человека на природную среду и возникновением угрозы экологической катастрофы.

На повестку дня наряду со ставшими уже традиционными прикладными исследованиями встают такие направления, как оценка ресурсного потенциала, возможностей и ограничений хозяйственного использования ПТК; ландшафтно-экологическая оценка их

состояния и прогноз развития; проектирование культурного ландшафта и т.д.

В данном курсе, посвященном комплексным физико-географическим исследованиям, рассматриваются как общенаучные, так и некоторые виды прикладных исследований. Необходимо отметить, что разделение исследований на общенаучные (фундаментальные) и прикладные довольно условно. Вся история развития нашей науки связана с решением определенных практических задач, будь то открытие новых земель, изучение рельефа, источников питания рек или выявление закономерностей размещения пушных зверей. Все прикладные исследования, образно говоря, являются надстройкой над чисто научным изучением особенностей природы того или иного региона, так как именно они определяют возможности и целесообразность развития определенного вида деятельности человека на конкретной территории и особенности его обитания. По сути дела, общенаучные и прикладные исследования -- это различные стадии (этапы) изучения региона или проблемы.

По Б. М. Кедрову (1974), любая наука состоит из взаимосвязанных элементов, рассматриваемых в трех аспектах: предметном (что познается?), методологическом (как познается?) и субъективно-целевом (для чего познается?). В процессе развития она проходит стадии фундаментальных и прикладных исследований. В этом смысле физическая география не является исключением: развитие прикладных исследований, расширяющих поле деятельности географов, является закономерным.

2. Дайте классификацию методов комплексных физико-географических исследований (по Б. М. Кедрову)

Множественность методов, используемых при научных исследованиях, требует определенной их систематизации. Б. М. Кедров (1967) все научные методы в естествознании делит на три основных группы: общие, особенные и частные.

Общие методы используются всеми естественными науками при изучении любого из их объектов. Наиболее общим методом исследования природы является диалектический, который конкретизируется в двух различных формах: в виде сравнительного метода, с помощью которого раскрывается всеобщая связь явлений, и исторического, служащего для раскрытия и обоснования принципа развития в природе.

Особенные методы тоже находят применение во всем естествознании и не ограничиваются рамками одной какой-либо формы движения материи. Однако они касаются не всего исследуемого объекта в целом, а лишь одной определенной его стороны (явления, количественной стороны и т.д.) или же определенных приемов исследования, таких как наблюдение, эксперимент, измерение, индукция и дедукция, анализ и синтез, формализация, моделирование и т.д.

Частные методы -- это специальные методы, связанные со специфическим характером той или иной формы движения материи (химические, физические, биологические, геологические). Одни из них применяются только в пределах отдельных естественных наук, другие используются при изучении объектов в смежных науках, но на уровне определенной формы движения материи.

Специфические методы формируются в процессе решения определенных научных задач и в последующем применяются для решения задач данного класса. В комплексной физической географии это методы: ландшафтный, комплексной ординации, физико-географического районирования и т.д. Некоторые из специфических методов комплексной физической географии могут использоваться и в других науках, но уже в виде определенных модификаций. Например, ландшафтный метод в виде ландшафтно-индикационного находит все более широкое применение в геологии, географии почв, мерзлотоведении, гидрогеологии и т.д.

Конкретные методы -- это составные части специфического метода, простые методы и приемы решения частных задач. Например, метод сбора образцов для ландшафтно-геохимических или других видов исследований, конкретные методы фиксации материалов наблюдений или их обработки и т.д.

3. Опишите аэрометоды исследования в физической географии (аэровизуальн ые наблюдения и аэрофотосъемка)

большую популярность получили аэрометоды -- исследование территории с помощью летательных аппаратов. Они подразделяются на аэровизуальные и различные виды съемок, из которых в физико-географических исследованиях находит применение аэрофотосъемка.

Аэровизуальные наблюдения представляют собой обзор местности с самолета или вертолета с целью изучения природных особенностей территории и степени изменения ее человеком. Они применяются для рекогносцировки (особенно в труднодоступных районах), для картографирования и дешифрирования аэрофотоснимков. В последнем случае аэровизуальные наблюдения сочетаются с наземными на ключевых участках. Весьма эффективны аэровизуальные наблюдения для изучения сезонных изменений природы в пространстве (Н.Л.Беручашвили, 1979).

Аэрофотосъемка -- это фотографирование местности с летательных аппаратов. Результат съемки -- аэрофотоматериалы, представленные в виде снимков, репродукций накидного монтажа, фотосхем и фотопланов. Первые аэрофотосъемки для производственных целей (лесоустройства, землеустройства, дорожного строительства) были проведены в нашей стране в 1924 г. В 30-х гг. XX в. аэросъемкой уже были покрыты огромные пространства, ее материалы использовались для топографических целей, изучения Арктики и лесов. Имелись первые опыты применения их для изучения рельефа, болот, рек. Все более очевидной становилась большая научная ценность аэрофотосъемки, однако до окончания Великой Отечественной войны продолжался период широкого, но недостаточно глубокого использования материалов аэрофотосъемки. Изучались лишь те объекты, которые находили непосредственное отображение на аэрофотоматериалах.

Лишь в послевоенные годы повысился интерес к методам дешифрирования аэрофотоизображения. Географы увидели в аэрофото-методах новый многообещающий способ быстрого сбора информации на большой территории. Аэрофотометоды стали использовать во всех географических науках и в ряде смежных наук. Этому способствовало появление новых видов аэрофотосъемки: черно-белой спек-трозональной, цветной и цветной спектрозональной, а также совершенствование методов дешифрирования аэрофотоизображения.

Советские географы выработали свой, весьма эффективный метод дешифрирования аэрофотоснимков -- ландшафтный (Г. В. Гос-подинов, 1960). Сущность его заключается в том, что «путем анализа фотоизображения того или иного географического комплекса в целом устанавливается та его составная часть, которая непосредственно на аэрофотоснимках не отобразилась» (С. П. Альтер, 1959. -- С. 104). Ландшафтный метод постепенно становится основным при различных территориальных исследованиях с применением аэрофотоматериалов.

Дешифрирование основывается на анализе прямых дешифро-вочных признаков: тона (или цвета), структуры, формы и размера фотоизображения, а также отбрасываемой объектами тени. Но по прямым признакам могут быть отдешефрированы лишь компоненты, непосредственно изображенные на снимках (растительность, рельеф на безлесных участках, водные объекты, незадернованные горные породы), однако и для них эти признаки позволяют получать весьма скудные данные.

Значительно возрастает объем информации, получаемой с аэрофотоснимков, при использовании косвенных дешифровочных признаков. Такими признаками являются взаимосвязи объектов и явлений в пространстве и во времени.

Косвенные признаки разнообразны и большинство из них имеет местное значение, поэтому выявление их требует знания природных условий исследуемого района, внимательного изучения взаимосвязей между отдельными компонентами ПТК. Косвенные признаки обычно выявляются путем наземного дешифрирования аэрофотоснимков на ключевых участках, а затем используются при камеральном дешифрировании снимков на остальную территорию. Например, растительный покров служит для определения глубины залегания грунтовых вод в пустыне, а в лесной зоне переход от пойменных лугов и черноолыпаников к сосновым лесам свидетельствует о смене поймы террасой и т. д.

Сочетание методов качественного анализа аэрофотоматериалов с количественными (фотометрическим, фотограмметрическим, стереограмметрическим) является наилучшим вариантом применения аэрофотометода, позволяющим полностью использовать богатое содержание аэрофотоснимков.

Аэрометод -- это метод исключительно первого этапа познания -- сбора фактического материала и получения информации о природных комплексах. Последующая обработка собранных данных производится уже с применением других методов: математических, сравнительного, исторического и т.д. Однако несмотря на это, значение его в географических исследованиях чрезвычайно велико.

Дальнейшее развитие и совершенствование аэрометодов идет по пути автоматизации дешифрирования, а также в рамках аэрокосмических методов.

4. 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.

5. Охарактеризуйте специфические методы в физико-географических исследованиях (аэрокосмический, палео географический, метод балансов)

Аэрокосмические методы являются междисциплинарными, в физической географии они примыкают к литературно-картографическому, так как аэрофото- и космические снимки -- это готовые карты, географическое содержание которых надо уметь раскрыть (дешифрировать).

Аэрофотосъемка широко используется с 30-х годов и давно уже стала основным методом топографической съемки. Ее материалы нашли разностороннее применение в ландшафтных и компонентных исследованиях. Обладая стереоскопическими свойствами, каждый аэрофотоснимок представляет готовую объемную модель ландшафта. Его камеральный анализ позволяет одновременно с плановым рисунком комплекса получить высотные характеристики его объектов.

По аэрофотоснимкам легко прослеживаются границы и структура природно-территориальных комплексов локального уровня (долина реки, балка, ледник, осиновый куст, тыкар, массив развеваемых песков), определение которых на местности потребовало бы много времени, а порой было бы и не таким точным. Больше того, есть ландшафты, чья закономерная структура и даже само существование распознаются лучше по аэрофотоснимкам.

Информация, поступающая со спутников и орбитальных космических станций, специфична: она широко обзорна, может быть многократно повторима через определенные интервалы времени, что дает возможность делать выводы о динамике и направленности развития выявленных процессов. По космическим снимкам легко определить направление течений и волнение на поверхности Океана; облачность циклонического характера, зарождение и пути перемещения разрушительных тайфунов; очаги развевания и маршруты переноса эоловой пыли из Гоби до Японских островов, из Сахары до Центральной и Северной Америки. Большие перспективы для прогноза климата имеет слежение за «поведением» энергоактивных зон Океана, каковыми, по предложению Г. И. Марчука, называют акватории с тепловыми аномалиями -- места зарождения Гольфстрима и Куросио, зоны подъема на поверхность холодных вод и др. Остается не совсем ясной природа обнаруженных круглых спиральных вихрей -- рингов и циклонических (иногда антициклонических) вихрей в Океане диаметром от нескольких десятков километров и более. Стали известны явления, пока еще ждущие своего объяснения: понижение уровня Океана в районе «Бермудского треугольника» на 25 м; видение океанического дна на таких глубинах, которые казались недоступны для взгляда; наблюдавшаяся дважды в Тихом океане «толчея воды», которая вдруг как бы закипала на площади, равной (в одном случае) примерно оз. Иссык-Куль.

Мало кто ожидал, что космические исследования принесут ценнейшие данные о составе и строении земной коры -- кольцевых структурах, глубоких тектонических разрывах, артезианских скоплениях вод «Парадоксально, но факт, что, удаляясь от Земли на большие расстояния -- на сотни, тысячи и даже десятки тысяч ки-лометров, мы смогли «заглянуть» и в глубь нашей планеты»1. Глубинное строение земной коры распознается по снимкам не прямо, а опосредственно -- по формам рельефа, размещению рыхлых и коренных пород, характеру растительности.

Космические снимки хорошо рисуют не только общую географию лесов, но и их состав, бонитет, позволяют определить стадии вегетации и ожидаемую урожайность посевов, эродированность почв и содержание в них гумуса.

Географо-космические исследования играют важную народнохозяйственную роль -- ориентируют в поисках полезных ископаемых, уточняют размещение лесных ресурсов, рыбных запасов в Океане, дают материал для прогнозов погоды и климата.

Палеогеографический метод -- физико-географическое преломление общенаучного исторического метода. Физическая география, как и другие разделы географии, -- наука пространственно-временная. Все ее объекты от географической оболочки до конкретного урочища и фации имеют свою историю развития и современный облик их -- продукт не только нынешних, но и прошлых, порой очень отдаленных, условий. Следы этого отдаленного и близкого прошлого прослеживаются в каждом ландшафте.

Лесостепной Север среднерусской лесостепи географы называют Известняковым. И действительно, многие черты ландшафта этого района--узкие, с переменной асимметрией склонов, речные долины, каменистые утесы с фрагментами реликтовой растительности; провальные воронки, исчезающие речки и мощные карстовые клю-чи-воклюзы обусловлены присутствием известняков, отложенных 350--400 млн. лет назад в водах девонского моря. Не знать, когда и как были отложены известняки, т. е. не учитывать геологической истории этого района, невозможно даже при самой поверхн-стной характеристике ландшафтов Известнякового Севера среднерусской лесостепи.

Помимо горных пород информацию различной полноты о палео-ландшафтах несут все другие компоненты. Сравнительно легко прошлое ландшафтов читается по формам рельефа -- моренные холмы и гряды в области аккумуляции и «бараньи лбы» в зоне сноса (экзарации) древнего оледенения; песчаные дюны, свидетели когда-то развеваемых песков, ныне закрепленные лесом; плоская равнина на дне спущенного рекой озера. Сложнее использовать в палеогеографических целях данные анализа современного распространения и животных. Здесь полезным является установление реликтовых видов и группировок, но во многих случаях это скорее косвенное, а не прямое свидетельство исчезнувших ландшафтов. Дело в том, что сами узкие специалисты (ботаники, зоологи) часто оставляют открытым вопрос о реликтовой природе тех или иных растений и животных, а в отношении возраста реликтов больше предположений, чем прямых доказательств.

Для установления возраста пород, слагающих литогенный фундамент ландшафта, определения растительности и климата, при которых происходило их накопление, в физической географии широко используется спорово-пылъцевой анализ. Он применим к породам разного возраста -- от очень древних до новейших. В сочетании с другими методами спорово-пыльцевой анализ позволил расчленить четвертичный период на два отдела: плейстоцен, для которого характерны оледенениями голоцен--послеледниковое время. Благодаря ему удалось разделить голоцен, начавшийся 10 тыс. лет назад, на отрезки, отличающиеся один от другого температурой воздуха, влажностью, растительностью (Н. А. Хотинский, 1977). Из голоце-новых пород очень"богаты пыльцой растений торфяники.

Палеогеографический метод -- это не только взгляд назад, чтобы лучше понять современную природу, но и прогноз будущего. Рассмотрим сказанное на примере климатической зональности. Путем анализа состава горных пород и ископаемых организмов в истории Земли выявлено чередование двух типов климатической зональности: термального (теплового) и ледникового. Холодных климатических поясов, свойственных ледниковому типу зональности, нет в термальном типе, при котором полярные шапки обладали умеренно-теплым климатом. На протяжении последнего миллиарда лет теплые эры, с максимумом в эоцене, верхнем мелу, нижнем карбоне, трижды сменялись ледниковыми, состоящими в свою очередь из ледниковых и межледниковых эпох. Преобладал на Земле теплый климат, на долю собственно ледниковых эпох приходилось менее Vs последнего миллиарда лет. Как предполагают палеоклиматологи (Н. М. Чумаков, 1986), мы живем, очевидно, в конце последней ледниковой эры, между двумя ледниковыми максимумами.

Трудно сказать, насколько реален прогноз предстоящего нового ледникового максимума, тем более что не надо забывать антропогенного воздействия на климат, но уже сам научно обоснованный подход к определению того, что нас может ожидать в будущем, заслуживает пристального внимания.

Более определен прогноз, основанный на палеогеографическом анализе новейших тектонических движений. Геологические структуры, активно проявившие себя в неогене -- четвертичном периоде, имеют тенденцию к сохранению выявленного у них знака движений и в будущем. Это обстоятельство уже сейчас учитывают при сооружении долговременных промышленных и портовых объектов на берегах морей.

Метод балансов. Назначение метода балансов -- количественная характеристика динамических явлений по перемещению вещества и энергии в ландшафтных комплексах. Это один из немногих методов, сближающих физическую географию с точными науками. Он отвечает на вопросы: что, в каком количестве входит и выходит из ландшафта за определенную единицу времени.

Ход физико-географического исследования с применением балансового метода протекает в такой последовательности (Д. Л. Арманд, 1975): 1) предварительное составление списка статей прихода и расхода; 2) определение ареалов и сроков действующих факторов с нанесением их на карту, профиль, диаграмму и т. п.; 3) количественное измерение факторов; 4) подсчет прихода и расхода, установление тенденции изменения комплекса.

Баланс, а если быть точным -- его сальдо (остаток), может быть положительным, нейтральным и отрицательным. Знак баланса зависит от продолжительности срока наблюдений. Если, например, многолетний средний тепловой баланс ландшафта принципиально-нейтрален (равен 0), то в разные сезоны года он может быть и положительным, и отрицательным. Следует различать также полный баланс, охватывающий все статьи расхода и прихода, и частный баланс, состоящий из ведущих или интересующих нас статей прихода и расхода."

Широкое применение в физической географии, как комплексной, так и отраслевой, нашли такие универсальные балансы, как радиационный, тепловой, водный. Вместе с ними используется множество более узких, с ограниченными задачами, балансов следующего типа: баланс грунтовых вод, баланс массы ледника, баланс снежного покрова, баланс солей в Океане, баланс биомассы, баланс гумуса, баланс отдельных химических элементов и т. д.

Тепловой и водный балансы играют решающую роль в формировании биоты ландшафта. Как выразить соотношение этих двух видов баланса в едином, соотнести этот единый баланс с уровнем развития биоты, если тепловой и водный балансы оперируют разными единицами измерения? Частичное решение дает баланс увлажнения-- разность между атмосферными осадками и испаряемостью за определенный промежуток времени. И осадки и испаряемость измеряются в миллиметрах, но вторая величина представляет здесь тепловой баланс, так как потенциально возможное (максимальное) испарение в данном месте зависит прежде всего от термических условий. B лесных зонах и тундре баланс увлажнения положительный (осадки превышают испаряемость), в степях и пустынях -- отрицательный (осадков меньше испаряемости). На севере лесостепи баланс увлажнения близок к нейтральному. Баланс увлажнения можно перевести в коэффициент увлажнения, означающий отношение атмосферных осадков к величине испаряемости за известный отрезок времени. К северу от лесостепи коэффициент увлажнения выше единицы, к югу -- меньше единицы.

Впервые балансовый метод к изучению географических явлений был применен А. И. Воейковым. Позднее его внедрение в комплексную физическую географию связано с именем А. А. Григорьева. В докладе Международному географическому конгрессу в Варшаве в 1934 г. он говорил: «Характеристика физико-географических территорий с точки зрения развернутой структуры физико-географического процесса, сопровождаемая приходо-расходными балансами слагающих физико-географическую среду веществ, должна сыграть большую роль в развитии нашей науки» К Ход развития физико-географической науки подтвердил предсказание А. А. Григорьева. Балансовый метод лежит в основе работы физико-географических станций и стационаров, полевой базы того раздела географической науки, который получил название геофизика ландшафта.

1 Григорьев А. А. Закономерности строения и развития географической среды. M., 1966. С. 66--67.

6. Охарактеризуйте традиционные методы иссл едования в физической географии

...

Подобные документы

Понятие и краткая история картографического метода исследования. Основные функции географических карт. Совместное использование и переработка карт, топологические модели. Применение картографического метода в научных исследованиях и в школьном обучении.

курсовая работа , добавлен 18.02.2012

Особенности развития территории Казахстана в 20-х годах ХХ века. Необходимость проведения физико-географических исследований территорий. Каныш Сатлаев как выдающийся ученый в области горно-рудной геологии, его исследования, основные работы и их значение.

презентация , добавлен 29.02.2012

Приемы анализа картографического изображения. Краткая история картографического метода исследования. Основные функции географических карт. Совместное использование и переработка карт. Методические указания по работе с школьными географическими атласами.

курсовая работа , добавлен 12.04.2015

Основные функции географических карт. Понятие о картографическом методе исследования. Основные приемы анализа при картографическом методе исследования. Совместное использование и переработка карт. Применение картографического метода в исследованиях.

курсовая работа , добавлен 04.02.2012

Основные методы географических и регионально-экономических исследований. Особенности размещения производительных сил. Пространственная организация общества. Направления развития региональных комплексов. Построение экономико-математических моделей.

презентация , добавлен 20.10.2013

Теоретические аспекты изучения математизации географии. Ознакомление с содержанием модели центральных мест Кристаллера, теории Лёша, концепции изолированного государства Тюнена. Основные положения общей "чистой" теории размещения производства Вебера.

курсовая работа , добавлен 08.03.2012

Географическая карта как величайшее творение человечества. Основные свойства географических карт. Виды карт по охвату территории, масштабу и содержанию. Способы изображения компонентов природы, географических объектов и явлений на географической карте.

презентация , добавлен 08.12.2013

Предыстория географии населения от античности до XVIII в. Три основных тезиса трудов Мальтуса. Гипотеза "второго демографического перехода" в Европе. Роль позднейших зарубежных школ в географии населения XIX века. География населения в России и СССР.

реферат , добавлен 22.11.2013

Основные предпосылки развития географической науки. Метод научного объяснения мира от Аристотеля, который основывается на использовании логики. География в эпоху Великих географических открытий. Становление современной географии, методы исследований.

реферат , добавлен 15.02.2011

Процесс формирования экономической и социальной географии. Социально-экономическая география, представляющая общественное направление, как подсистема географических наук. Место Российской Федерации на мировом рынке и география ее внешней торговли.

Введение……………………………………………………………………….	3
Глава 1.Современные географические исследования………………………	5
Современныеисследованиявгеографии…………………………….	5
Роль методов в современной географии……………………………………………………………….
Глава 2.Новейшие методы исследования……………………………………	13
2.1. Сущностьпрогнозирования и математического моделирования……………………………………………
2.2. Аэрокосмический и геоинформационный метод……………………	18
Глава 3. Основные направления использования новейших методов исследования………………………………………………………..
3.1. Современные направленияи проблемы использованияматематического моделирования и прогнозированияв географии………………………………………………………………………
3.2. Перспективы ГИС-технолгийи аэрокосмических методов…………………………………………….………………………….
Заключение……………………………………………………………………..	29
Литература……………………………………………………………………..	30

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

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.

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.

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:

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

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;

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

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

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

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

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

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

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

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.

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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

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

Методы географических исследований - это различные способы получения информации в рамках науки географии. Они подразделяются на несколько групп. Итак, картографический метод представляется собой использование карт, как основного источника информации. 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 природных ресурсов 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, плотности населения, ресурсообеспеченности, сальдо миграций и так далее.

Сравнительно-географический метод 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.

Метод-совокупность применяемых в науке приемов и способов для получения новых знаний и обобщения их в теорию. Методы д.отвечать на вопрос как достичь рещультата. Выполняют регулятивную функцию, показывая какие операции необходимо совершать для дальнейшего углубления знаний об объекте.

Методы, используемые в географической науке м. разделить на 2 больших класса: общегеогарфические (пронизывают все систему) и частногеографические (применяются отдельными географиями,например физической или экономической). В зависимости от использования различных принципов выделяются след классификации: - по врмеени возникновения (традиционные, новые, новейшие); - по принципу использования (общие и частные(метод полевых исследовантий, методы систиматизации и хранения первичного материала, методы обработки материала, метод прогназирования, метод изложения научных результатов и внедрения их в практику, методы построения научных теорий)); - по существу (эмперические (наблюдение, экспидиционный, камеральные методы), теоритические (логические, формализованные)).

Методы исследования в обобщенном представлении - это способы познания явлений и процессов.

Методы географического исследования - способы анализа географической информации с целью выявления региональных особенностей и пространственно-временных закономерностей развития процессов и явлений в природе и обществе.

Методы географических исследований можно разделить на общенаучные и предметно-географические, традиционные и современные (рис. 1.1).

Основные методы географических исследований перечислены ниже.

1. Сравнительно-географический. Это традиционный и широко распространенный в настоящее время метод в географии. Известное выражение «Все познается в сравнении» напрямую относится к сравнительно-географическим исследованиям. Географам часто приходится выявлять черты сходства и различия тех или иных объектов, проводить сравнительную оценку объектов и явлений на разных территориях, объяснять причины сходств и расхождений. Конечно, такое сравнение осуществляется на уровне описаний и не является строго доказанным, поэтому такой метод часто называют сравнительно-описательным. Но с его помощью можно заметить многие наиболее четко выраженные свойства географических объектов. Например, смену природных зон, изменение сельскохозяйственной освоенности территорий и т.п.
2. Картографический метод - исследование пространственных объектов и явлений с помощью географических карт. Этот метод такой же распространенный и традиционный, как и сравнительно-географический. Заключается картографический метод в использовании разнообразных карт для описания, анализа и познания явлений, для получения новых знаний и характеристик, изучения процессов развития, установления взаимосвязей и про-

Рис. 1.1.

гноза явлений. Картографический метод имеет две составляющие: 1) анализ изданных карт; 2) составление собственных карт (картосхем) с последующим их анализом. Во всех случаях карта является уникальным источников информации. Классик отечественной экономической географии Н.Н. Баранский образно называл карты вторым языком географии. С помощью географических карт, представленных в различных атласах, учебных и научных изданиях, в интернете можно получить представление о взаиморасположении объектов, их размерах, качественных характеристиках, о степени распространения того или иного явления и о многом другом.

В современной географии активно используется геоинформа- ционный метод исследования - использование геоинформационных систем для пространственного анализа. С помощью геоинформа- ционного метода можно оперативно получать новую информацию и новые знания о географических явлениях.

3. Метод районирования - один из ключевых в географии. Географическое изучение страны, любой территории предполагает выявление внутренних различий, например, в плотности населения, доле городских жителей, специализации хозяйства и т.п. Результатом этого, как правило, является районирование территории - мысленное ее деление на составные части по одному или нескольким признакам (показателям). Это позволяет не только понять и оценить региональные различия в показателях, степени распространения объектов, но и выявить причины этих различий. Для этого, наряду с методом районирования, используются исторический, статистический, картографический и другие методы географических исследований.
4. Исторический (историко-географический) метод исследования -

это изучение изменений географических объектов и явлений во времени. Как и почему менялись политическая карта мира, численность и структура населения, как формировалась транспортная сеть, как менялась структура хозяйства? Ответы на эти и другие вопросы дает историко-географическое исследование. Оно позволяет понять и объяснить многие современные особенности географической картины мира, выявить многие причины современных географических проблем. В ходе исторического исследования каждый географический объект (явление) рассматривается во взаимосвязи с происходившими в тот или иной период политическими и социально-экономическими процессами и событиями. Именно поэтому для изучения современной географии необходимо знание всемирной и национальной истории.

5. Статистический метод - это не только поиск и использование для иллюстрации региональных различий количественной (числовой) информации: например, данных о численности населения, площади территорий, объемах производства и т.д. Статистика как наука обладает многочисленными методами, позволяющими обобщать и систематизировать количественную информацию с той целью, чтобы характерные особенности стали легко заметными. Применительно к географии статистические методы позволяют классифицировать (группировать) объекты по величине показателей (страны по размеру территории, по объему ВВП и т.д.); рассчитывать среднее значение показателей (например, средний возраст населения) и размер отклонений от средней величины; получать относительные величины (в частности, плотность населения - количество человек на кв. км территории, доля городского населения - процент горожан от всего населения); сопоставлять одни показатели с другими и выявлять зависимость между ними (корреляционный и факторный анализы) и др.

Ранее использование статистических методов в географии было очень трудоемким, приходилось вести сложные расчеты больших массивов информации вручную или с помощью специальных таблиц. С распространением компьютерных технологий использование этих методов очень облегчено, в частности, функции широко распространенных программ MS Excel и SPSS позволяют легко выполнять многие статистические операции.

6. Метод полевых исследований и наблюдений является традиционным и не утратившим своего значения не только в физической, но и в социально-экономической географии. Эмпирические сведения - не только самая ценная географическая информация, но и возможность скорректировать, приблизить к действительности выводы, полученные в результате картографических, статистических и других исследований. Полевые исследования и наблюдения позволяют понять и более наглядно представить многие особенности изучаемых регионов, выявить многие самобытные черты территории, сформировать неповторимые образы регионов. Полученные в результате полевых исследований и наблюдений впечатления, документальные свидетельства в виде фотографий, зарисовок, фильмов, записей бесед, путевых заметок - бесценные материалы для географов.
7. Метод дистанционных наблюдений. Современные аэро- и особенно космическая съемка - значительные подспорья в изучении географии. В настоящее время ведется непрерывное космическое зондирование территории нашей планеты со спутников, и эта информация эффективно используется в различных областях науки и сферах хозяйственной деятельности. Космические снимки используются в создании и оперативном обновлении географических карт, мониторинге природной среды (климат, геологические процессы, природные катастрофы), исследовании особенностей хозяйственной деятельности (сельскохозяйственная освоенность, урожайность культур, лесообеспеченность и лесовосстановление), экологических исследованиях (загрязнение окружающей среды и его источники). Одной из сложных проблем использования космических снимков является огромнейший поток информации, требующий обработки и осмысления. Для географов это - поистине кладезь информации и эффективный метод обновления географических знаний.
8. Метод географического моделирования - создание упрощенных, уменьшенных, абстрактных моделей географических объектов, процессов, явлений. Наиболее известной географической моделью является глобус.

По своим важнейшим характеристикам модели повторяют реальные объекты. Среди главных достоинств моделей - возможность представить географический объект, как правило, значительный по своим размерам, в его наиболее характерных чертах и с разных сторон, зачастую недоступных в реальности; осуществить с помощью модели измерения и вычисления (с учетом масштаба объекта); провести эксперименты с выявлением последствий для географического объекта тех или иных явлений.

Примеры географических моделей: карты, трехмерные модели рельефа, математические формулы и графики, выражающие те или иные географические закономерности (динамику численности населения, взаимосвязь показателей социально-экономического развития и др.).

9. 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. Именно география, являющаяся комплексной наукой, обладающая целостным видением окружающего мира, способна обоснованно предвидеть многие изменения, происходящие на Земле.

Географический прогноз помогает избежать многих нежелательных явлений, уменьшить негативное влияние деятельности на природу, рационально использовать ресурсы, решать глобальные проблемы в системе «природа-население-хозяйство».

krymalliance.ru

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Подобные документы