Что такое систематизация в географии

ОБЪЕКТОВ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Главный объект географических исследований – пространственно-временные природно-общественые системы (геосистемы) различного иерархического уровня отличаются большим разнообразием и обладают бесконечным множеством свойств. Наиболее распространенным методом их упорядочения является систематизация.

Под систематизацией понимают методические приемы, связанные с распределением изучаемых явлений в соответствии с целью исследования и избранными критериями на такие совокупности, которые обладали бы определенной общностью и в то же время отличались один от другого устойчивыми признаками. Систематизация предполагает разделение всей совокупности объектов, связанных известным сходством, ранжированных по какому-либо признаку и соподчиненных так, что низший ранг относится к высшему, как часть к целому.

Научная систематизация имеет огромное значение для теории и практики географии. Она позволяет выявить в изучаемых явлениях определенный порядок, обобщить знания об их сходстве и различиях, облегчая процесс изучения сложных геосистем, дает воз­можность раскрыть их внутренние закономерности.

Любая систематизация имеет строго це­левое назначение. В соответствие с этим они могут быть общими, много­целевыми («естественными») и специальными («искусственны­ми»), предназначенными для одной цели. Общие систематиза­ции служат для обобщения данных и обширной номенклатуры при решении эмпирических задач. В научном отношении чаще всего используются специ­альные систематизации. Однако не всегда цель систематизации может быть определена достаточно строго и точно, что обусловливает ее субъективность. Это зависит также и от тех при­знаков, которые выбираются в качестве ее основания. Для ха­рактеристики географических процессов и явлений используются как качественные, так и количественные признаки. Границы между отдельными градациями признаков устанавливаются, как правило, субъективно.

Систематизация может строиться на базе любой характеристики геосистем – территориальности, содержательности, динамично­сти и т. д. В качестве основания для деления объектов берутся их наиболее существенные и важные признаки. Прежде всего система­тизируемые понятия следует формализовать. Определение поня­тий наиболее удобно давать через родовое и видовое отличия. Различают два основных пути систематизации. Дедуктивная (теоретическая, логическая) систематизация проводится как бы «сверху» — на основе идеальной теоретической модели, кото­рая выявляется путем логического анализа. Индуктивная (эмпирическая) систематизация проводится как бы «снизу» — путем постепен­ного поиска устойчивых свойств объектов (явлений), рассматриваемых в нескольких измерениях одновременно. Систематизация, проводимая на базе одного отобранного экспертным путем признака, называется монотетической, если для ее построения используется несколько признаков одновременно – политетической.

Современная научная систематизация требует учета большого количества факторов, что приводит к большому числу признаков. Поэтому для систематизации боль­шого набора показателей все чаще применяют количест­венные методы. Авто­матическая систематизация осуществляется с использованием ЭВМ на основе применения методов распознавания обра­зов. Перспективы ее применения в гео­графии огромны, однако следует учитывать, что качество в таком случае полностью зависит от предваритель­ного системного анализа явлений.

На начальном этапе количественной систематизации измеряются сходство и взаимосвязи систематизируемых объектов при помощи коэффициентов подобия, коэффициентов связи (корреляции), показателей расстояния в метрическом пространстве (расстояние Махаланобиса и др.). На основании этих мер производится сравнение признаков между собой и каждого объекта с любым другим объектом.

Основными математико-статистическими способами количественной систематизации явля­ются методы главных компонент и факторный анализ. Компонентный анализ проводится в отсутствие какой-либо теории компонентов, а при факторном анализе, наоборот, мы начинаем с некоторой модели и смотрим, соответствует ли она данным, и если да, то вычис­ляем ее параметры. Оба эти способа существенно облегчают интер­претацию данных, так как позволяют осуществлять типологию (таксономию) не в пространстве большого числа исходных признаков, а в пространстве нескольких более емких и хорошо интерпретируемых характеристик-факторов.

На следующем этапе применяются различные методы распо­знавания образов – кластерный анализ, численная таксономия, линкидж-анализ, профиль-анализ и т. п. – для деления сово­купности и для группировки объектов. Различают систематизации иерархические (древовидные) и неиерархические. Иерархические процедуры дают возможность наглядной интерпретации проведенного анализа. В известном смысле этот анализ более полный и точный. Неиерархические кластер-про­цедуры реализуются по принципу выделения сгущений — мест наибольшей концентрации точек в рассматриваемом простран­стве. Применение кластерного анализа в географических исследованиях связано с представлением о размытых множествах, требующих специальных процедур систематизации.

Для оценки процедур систематизации применяется дискриминантный анализ, назначение которого — дать количественные правила отнесения объектов к заранее заданным классам.

Количественные методы систематизации, методы распозна­вания образов обладают рядом преимуществ перед традиционными при­емами, например отсутствует ограничение числа классификаци­онных признаков, возможна классификация с неоднозначным отнесением объекта к классу и т. д. Однако к результатам подобной систематизации следует относиться критически. Проце­дуры автоматической систематизации — это всего лишь вспомогательный формальный аппарат, который не может заменить тео­рии изучаемого явления. При автоматизации процесса классификации на ЭВМ исследователь освобождается лишь от ряда рутинных функций, но не от выбора метода классификации, отбора клас­сификационных признаков, анализа полученных результатов[1].

К систематизации относят широко применяемые в географии классификацию, таксономию, типологию и районирование. Классификация – это группировка изучаемых объектов преимущественно по количественным признакам. При этом происходит разделение на группы предметов, однородных в каком-либо отношении. К классификации относят количественные градации, которые отражают стадии развития явлений или иерархические уровни территориальных систем. Классифицировать можно науки, геосферы, компоненты, типы ландшафта, климата, рельефа и т.д., но нельзя сопоставлять в единой классификации, скажем, аридный климат с горным рельефом, так как они не имеют ни одного общего существенного свойства. Классификация есть «горизонталь­ное» разделение объектов, равных по рангу. Таксономия – это особый вид систематизации, заключающийся в делении территории на сопоставимые, иерархически соподчиненные территориальные единицы (таксоны), которые связаны той или иной общностью свойств, признаков и благодаря этому относящиеся к определенной таксономической категории, т. е. это «вертикальное» разделение объектов, их подчинение, или иерархия. Таксономия создает возможность много­ступенчатых классификаций.

На базе классификации и таксономии географических объектов строится их типология. Типология– это группировка сложных объектов по совокупностям (типам) в основном по качественным признакам. Различают два подхода к типологическому изучению географических объектов. При первом оно осуществляется путем обобщения характерных свойств и признаков объектов и предметов, явлений данного множества. Другой подход основан на детальном изучении одного или нескольких объектов, которые затем выбираются в качестве эталонов по выделенным существенным свойствам. Они являются образцом, а остальные объекты изучаются в сравнении с ними. Главная методологическая проблема типологии – отбор критериев, которые не могут быть случайными, многочисленными и связанными между собой. Географические объекты характеризуются большей изменчивостью и устойчивостью процессов, определенными взаимоположением и взаимосвязями. Перечисление не всех возможных объектов на данной ступени классификации, а только тех, которые фактически имеются в исследуемой группе или районе, т. е. процесс их выделения, называется типизацией.

Группировкой называется объединение объектов, в каком-либо отношении сходных или как-либо зависимых друг от друга.

Из всех упомянутых выше определений наиболее важным яв­ляется классификация. Классификации могут быть построены на самых различных принципах: морфологических, генетических, временных, простран­ственных, количественных и т.п. Классификации позволяют прослеживать в изучаемых явлениях определенный порядок, насыщать конкретным содержанием родовые понятия разного объема, такие как ландшафт, рельеф, гора, во­доем, воздушная масса, населенный пункт и т.д., облегчают сравнительное изучение родственных объектов, подытоживают зна­ния о сходстве и различиях, в том числе о генетическом родст­ве географических явлений и процессов. Классификации служат основой и первым этапом любого, отраслевого или комплексного, типологического районирования. Наконец, классификации позво­ляют изучать сравнительно немногочисленные типы вместо громад­ного количества индивидуальных объектов.

При разработке классификации следует придерживаться не­которых логических правил деления объема понятий, знание ко­торых поможет избежать ошибочных построений. Д. Л. Арманд[2] сформулировал правила деления понятий, принятые в логике, применительно к географическим классифи­кациям:

1. Сумма выделенных видов должна быть равна объему классифицируемого родового понятия. Вид, как наименьшая единица классификации, всегда входит в состав более крупного таксона – рода. Недопустимо, чтобы в границах рода были виды, не отно­сящиеся к данному роду или подчиняющиеся другой, более высо­кой единице классификации.

Вид → род → тип → класс → система → отдел.

2. В пределах одной ступени данной классификации, подчиненной одному родовому понятию, должен выдерживаться только один классификационный признак. Это правило обязывает более широ­ко использовать метод ведущего фактора. Если при разработке классификации заранее отобрать несколько наиболее существен­ных признаков и выявить их соподчинение, каждый из них будет выступать в качестве ведущего на данной ступени классифика­ции. Остальные признаки могут считаться второстепенными, со­путствующими ведущему, и не должны влиять на выделение самос­тоятельных единиц районирования. Например, если ведущим приз­наком на какой-то ступени классификации установлен мезорельеф, то никакие комбинации почвенно-растительного покрова не могут служить основанием для деления. Если же появляется необходи­мость учесть этот фактор, его можно считать ведущим на следующей, более низкой ступени классификации.

3. Группы, выделенные по видовым отличиям, должны исключать друг друга, чтобы ни один классифицируемый объект нельзя было отнести к двум группам. Это правило требует четких и недву­смысленных формулировок, исключающих возможность относить один и тот же вид к двум различным родам.

4. В классификациях нежелательно пропускать логические ступени. При нарушении этого правила классификация теряет стройность и логичность, хотя и может оставаться достоверной. Если, например, решено, что классификация будет четырехступенчатой, нельзя делать исключения из этого принципа. Не рекомендуется, чтобы в одних случаях районирование комплексов производилось по четырем, а в другом – по трем ступеням. Кроме того, при классификации необходимо учитывать следующий принцип оптимального деления совокупно­сти: наибольшая однородность внутри групп деления и возмож­но большее различие между группами.

Большое значение имеет наглядность классификаций, особенно многоступенчатых (система­тизации). Они должны иметь такую форму, чтобы логика разделения родов и соподчинение ступеней была возможно более очевидной. В этом отношении большое удобство представляют перекрестные классификации, или решетки, в последнее время неточно называемые матрицами. В решетках последовательные ступени видовых отличий выписываются в виде таблицы: класси­фикация по одному признаку размещается вдоль оси абсцисс, по другому – вдоль оси ординат. По существу безразлично, какой из этих видов считать первым, какой – вторым. Если надо, то один или оба первых вида делятся далее по новым признакам. Активно развиваются классификации по количественным признакам.

Другой графический прием, применяемый преимущественно к качественным классификациям – деревья логических возмож­ностей. Они представляют собой графы, показывающие соподчине­ние видовых и родовых понятий. По охвату объектов они делят­ся на деревья собственно логических, региональных (индиви­дуальных) и фактических возможностей. Первые охватывают дедук­тивные классификации со всеми возможными видовыми отличиями. Если сузить перечисление, добавив к роду атрибутивное понятие, то это будет тоже дедуктивное дерево, но уже региональных (индивидуальных) возможностей. Наконец, можно выделить индук­тивно только те видовые отличия, которые фактически имеются. Это будет уже местная типология, и дерево, изображающее ее, правильнее было бы назвать «деревом местных реальностей». От региональных (индивидуальных) деревья фактических возможностей отличаются только тем, что они охватывают не все родовое понятие, а только его произвольную часть.

Тот или иной вид деревьев следует избирать по надобности: если речь идет о теоретическом исследовании, желательно дать полную классификацию и графически изобразить ее дерево логических или региональных (индивидуальных) возможностей. При постановке практической цели следует ограничиться деревом фактических возможностей для избежания чрезмерного его разрас­тания.

При способе деревьев можно ограничиться строго необходимым выбором видов объектов. Особенно большая экономия достигается благодаря сокращениям графического изо­бражения. Наконец, граф допускает гетерогенность, на нем имеет место бифуркация признаков. Дихотомическая классификация, применяемая в определениях растений, животных, минералов и т.д., есть вариант дерева возможностей. Она строится по прин­ципу: есть признак – нет признака.

В заключение следует еще раз подчеркнуть, что логическая классификация имеет не только формальное значение. В географии, встречающейся со сложными и разнообразными понятиями, она больше, чем в других науках, свидетельствует о ясности понимания изучаемых предметов, процессов и явлений.

Источник

Методы анализа, систематизации и обобщения географической информации

Описание. Под географическим описанием понимается упорядоченная характеристика территории, а также теоретическое обобщение полученного материала, т. е. систематизация, объяснение и построение теории. Дескриптивная (описательная) стадия в развитии географии самая продолжительная по времени. Она распадается на два основных этапа — инвентаризации материала и его систематизации. На стадии инвентаризации происходило накопление первичной информации путем прямых эмпирических наблюдений, которые затем обобщались при помощи маршрутных наблюдений. Описание на этом этапе носило, как правило, дискретный характер как во временном, так и в территориальном аспекте. По мере накопления географической информации возникла необходимость в ее систематизации. Для этой цели стали осуществляться сплошные статистические обследования конкретных территорий, составлялись карты экономико-географической тематики. Для обработки собранных материалов все шире стали применяться методы классификации и типологии, элементарных статистических расчетов. При географическом описании важное значение имеет выявление специфическохт), уникального в объектах исследования на основе как интуитивного, так и точного статистического сопоставления.

Сравнительно-географический метод заключается в выявлении черт сходства и различия между исследуемыми объектами. Он используется для сопоставления социально-экономических систем во времени и пространстве, анализе результатов хозяйственной деятельности, развития населения, сферы обслуживания и др. Значение этого метода в экономической и социальной географии чрезвычайно велико, так как он позволяет заменить эксперимент, использование которою крайне ограничено в социально-географических исследованиях. Сравнение обследуемых объектов производится по их сходству или, наоборот, контрастности. При этом для каждого конкретного исследования должны быть четко определены цель, задачи, принципы и средства сравнения. Сравнительный метод широко используется для выявления условий и факторов, влияющих на развитие географических объектов, типологии и классификации изучаемых процессов и явлений, а также для прогнозирования. Этот метод позволяет раскрыть наиболее общие свойства географической оболочки, служит средством познания ее структуры, характера функционирования, динамики и развития.

Географическое сравнение применяется для отображения качественных и количественных характеристик экономико-географических объектов и процессов. Сравнение географических объектов производится по составу, структурным связям, генезису, типу функционирования. Это необходимо для установления закономерностей территориальной организации общества, особенностей функционирования и развития геосистем. Правильность результатов, полученных в результате сравнения, основана на соблюдении следующих логических правил:

Для понимания современной территориальной организации общества важное значение имеет изучение истории развития экономико-географических объектов. Для этого используется историко-географический метод исследования. Его сущность заключается в исследовании всех изменений экономико-географических объектов, относящихся к разным историческим эпохам. Он позволяет выявить, как происходило возникновение, становление системы и наметить пути ее дальнейшего развития. С помощью этого метода можно проследить, как изменялась экономика определенного района, система расселения, выявить основные этапы хозяйственного освоения территории. Один из подходов в рамках исторического метода — диахронический: изучение истории экономико-географических объектов с момента их образования до настоящею времени. Его применение начинается с выяснения генезиса объекта, который определяет многие современные черты территориальных систем, затем следует изучение стадий их развития, выявление общих тенденций изменения, ведущих факторов, вызывающих эволюцию геосистем.

Картографический метод широко используется в экономико-географических исследованиях, являясь не только способом выявления пространственных закономерностей, но и часто конечной целью исследования. Географическая карта — своеобразная модель реальной территории. Построение и использование карт включает следующие этапы: сбор информации; ее обработка и создание карт; анализ карты для получения новой обобщенной информации и применение картографических материалов для выявления закономерностей функционирования территориальных систем и прогнозирования их дальнейшего развития.

В экономической и социальной географии применяются следующие методы использования карт: 1) визуальный анализ карт для выявления закономерностей размещения географических объектов и анализа факторов территориально дифференцирующих население и хозяйство; 2) измерение по картам расстояний, площадей, плотности явлений, анализ систем расселения и типологии; 3) графический анализ карт для выявления пространственных закономерностей изменения социально-экономических явлений и процессов; 4) статистический анализ карт, используемый для сопоставления природных и социально-экономических явлений; 5) анаморфиро- вание (преобразование) карт для лучшего отображения тех или иных социально-экономических явлений. В анаморфозы (картоиды) наряду с географическими координатами входит и сам показатель, характеристика (например, численность населения, площадь территории и др.); 6) математико-статистический анализ карт для выявления количественных зависимостей и взаимосвязей социально-экономических территориальных систем.

Суть картографического метода заключается в исследовании экономико-географических объектов, процессов и явлений по изображениям на карте. Для этого используются такие способы анализа карт, как описание, графические и графоаналитические приемы и математико-картографическое моделирование (рис. 4).

Картографическое описание — это качественная характеристика явлений, изображенных на карте, с целью выявления изучаемых объектов, особенности их размещения и взаимосвязи. При этом широко используется визуальный анализ карт, который позволяет определить формы явлений, размер объектов, территориальную и отраслевую структуру хозяйства, особенности размещения экономико-географических объектов и их взаимоотношения.

Графические приемы анализа карт заключаются в использовании социально-экономических карт для построения профилей, графиков, эпюр, диаграмм и т. п. для создания многомерного образа исследуемого объекта.

Рис. 4. Приемы анализа карт (по А. М. Берлянту)

Графоаналитические методы предназначены для измерения и исчисления по картам количественных показателей размеров, формы, структуры объектов. В социально-экономической картографии эти методы используются для определения показателей территориальной концентрации населения и хозяйства, анализа плотности и соседства, концентрации и дифференциации географических объектов, оценки равномерности и плотности сетей расселения и обслуживания, транспортной инфраструктуры.

Геоинформационные методы — сравнительно новые методы исследования, основанные на применении ГИС-технологий. Географические информационные системы (ГИС) представляют собой особую информационную систему, осуществляющую сбор, обработку, хранение, отображение и распространение географических данных, а также данных непространственного характера. Назначение ГИС — обеспечение принятия решений по оптимальному управлению природными ресурсами, организации промышленности, сельского хозяйства, транспорта, розничной торговли и других пространственных объектов. Для выполнения своего предназначения ГИС должна иметь полный набор функциональных возможностей, в том числе наблюдение, измерение, описание, интерпретация, прогноз, принятие решений. ГИС является своеобразным катализатором, который необходим для решения проблем, возникающих при противопоставлении регионального и типологического подходов, социальных и природных аспектов, т. е. проблем, которые в течение длительного времени были актуальны для географии и других наук, в которых используется пространственная информация. Особенно велико значение ГИС в картографии, где формируется новое научное направление — геоинформацион- ное картографирование. По определению А. М. Берлянта, это — отрасль картографии, занимающаяся автоматизированным составлением и использованием карт, информационно-картографическим моделированием природных и социально-экономических систем на основе ГИС и баз географических данных.

Методы систематизации географической информации. Под систематизацией понимают методические приемы, связанные с распределением изучаемых явлений в соответствии с целью исследования и избранным критериям на такие совокупности, которые обладали бы определенной общностью и в то же время отличались один от другого устойчивыми признаками. К таким приемам относят применяемые в географии классификацию, таксономию, типологию и районирование.

Классификация — это группировка изучаемых объектов преимущественно по количественным признакам. К классификации относят количественные градации, которые отражают стадии развития явлений или иерархические уровни территориальных систем.

Таксономия — особый вид систематизации, заключающийся в делении территории на сопоставимые, иерархически соподчиненные территориальные единицы (таксоны), которые связаны той или иной общностью свойств, признаков и благодаря этому могут быть отнесены к определенной таксономической категории.

На базе классификации и таксономии географических объектов строится их типология. Типология — это группировка сложных объектов по совокупностям (типам) в основном по качественным признакам. Различают два подхода к типологическому изучению экономико-географических объектов. Первый осуществляется путем обобщения характерных свойств и признаков объектов и предметов, явлений данного множества. Другой подход основан на детальном изучении одного или нескольких объектов, которые затем выбираются в качестве эталонов по выделенным существенным свойствам. Они являются образцом, а остальные объекты изучаются в сравнении с ними. Главная методологическая проблема типологии — отбор критериев, которые не могут быть случайными, многочисленными и связанными между собой. В экономической географии при выборе критериев типологии следует иметь в виду, что внешние (морфологические) признаки менее значимы. Кроме того, экономико-географические объекты характеризуются большей изменчивостью и устойчивостью процессов, определенными взаимоположением и взаимосвязями.

По мнению И. М. Маергойза, основополагающим критерием типологии следует считать место экономико-географических объектов в территориальном разделении труда. При его применении учитываются пространственно значимые признаки, характеризующие особенности распространения, функциональное значение, пространственные связи объектов; взаимоотношение объекта с местными природными и социально-экономическими условиями; генетические признаки и историко-географические особенности развития объекта.

Районирование — это универсальный метод упорядочения и систематизации территориальных систем, широко используемый в географических науках. Районирование как метод имеет большое значение для решения задач территориального управления и районной группировки, для административного деления и т. п. По мнению Ю. Г. Саушкина, выделение и описание районов является критерием теоретической зрелости и практической значимости географической науки. Существует много способов районирования, основные из которых картографический, статистический, математический, комплексный и др.

Количественные методы. Экономическая и социальная география оперирует большим количеством исходной информации, что обусловливает необходимость применения математико-статистических методов ее обработки. В экономической и социальной географии они используются для решения следующих задач: 1) количественной характеристики изучаемых явлений и процессов; 2) анализа природных и социально-экономических факторов территориальной дифференциации хозяйства и населения; 3) выявления статистических взаимосвязей между социально-экономическими системами; 4) изучения динамики развития территориальных систем на разных этапах их развития; 5) разработки обобщающих (интегральных) показателей функционирования геосистем; 6) разработки методов автоматизации типологии и районирования как основы для прогнозирования развития территориальных систем населения и хозяйства; 7) выявления пространственно-временных закономерностей, поиска механизмов формирования географических процессов и явлений; 8) научного обоснования вариантов устойчивого развития геосистем и использования результатов в управлении народным хозяйством.

Для выявления и количественной оценки статистических зависимостей применяются различные методы статистического анализа.

Дисперсионный анализ используется для выявления влияния одного или нескольких факторных признаков на результативный признак при небольшом числе наблюдений.

Корреляционный анализ применяется для выяснения формы и степени взаимосвязи между признаками изучаемого объекта.^

Регрессионный анализ необходим для определения степени раздельного и совместного влияния факторов на результирующий признак и количественной оценки этого влияния на основе различных критериев.

Ковариационный анализ включает элементы дисперсионного и регрессионного анализа. Он используется для изучения линейной связи двух или более переменных по отдельным группам данных и оценки значимости различий между линиями регрессий внутри этих групп.

Широко распространены в экономико-географических исследованиях балансовые методы — совокупность математических приемов, позволяющих исследовать процессы функционирования и развития сложных социально-экономических систем. Они основаны на количественном сопоставлении взаимосвязанных показателей социально-экономической деятельности, прежде всего производства и потребления. Эти методы используются для составления балансов трудовых ресурсов, топлива и энергии, денежных доходов и расходов населения. Особое место занимают межотраслевой баланс, характеризующий производство и распределение совокупного общественного продукта по отраслям, и межрайонный баланс — соотношение производства, потребления и территориальнохо распределения обхцественнох’о продукта по районам и другим админи- стративно-террххториальньхм единицам.

Источник