25057 (654594), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Создание ГИС включает следующие этапы: создание (разра­ботка) цифровых баз пространственных данных, связывание баз данных, визуализация всех видов географически привязанной ин­формации, выполнение пространственного анализа, составление цифровых карт и отчетов, построение приложений для конкрет­ного пользователя, составление сопроводительного обзора функ­ций и возможностей.

Большая потребность в ГИС и рост популярности таких систем объясняются тем, что пространственные факторы являются со­ставной частью повседневной человеческой жизни, а также тем, что реальный мир состоит из многих географических компонен­тов, которые могут быть представлены в качестве связанных набо­ров пространственных данных. ГИС обладают возможностью свя­зывать различные наборы данных для рассматриваемой террито­рии и выполнять операции над различными слоями данных (объе­динять, накладывать, создавать новые), так как в качестве объединяющего принципа они используют пространственное (географическое) положение всех данных. Объединение различ­ных данных дает новую информацию для анализа, а следователь­но, увеличивает ценность этих данных.

Методы районирования и классификации ландшафтов.

В середи­не XX в. районирование и классификацию рассматривали как ос­новную самостоятельную задачу, как конечный результат ланд­шафтного исследования. В настоящее время они являются вспо­могательными, так как имеют особое значение в систематизации географической информации.

Объектами классификации и районирования служат не только длительные свойства, но также природные и природно-технические системы. Расширение объектов исследования меняет способы получения данных и методы их обработки. Методика районирова­ния включает такие приемы, как визуальный анализ ландшафтной карты, причем большего масштаба, чем планируемое исследова­ние. Также реализуются методы сопряженного анализа компонен­тов ландшафта и территориальных объектов, отраженных на тема­тических картах. Для этого проводят выбор признаков, наиболее информативных для конкретных целей районирования (научных или практических), оценивают надежность и достоверность полу­ченного результата, разрабатывают критерии оценки соподчинен­ности получаемых границ территорий.

Конкретные физико-географические классификации строят на основе многоступенчатого анализа набора признаков геосистем и существующих типизации. В классификации объектов используют деревья логических, фактических и региональных возможностей, объединяющие отдельные разрозненные классификации. Форма­лизованные методы анализа информации позволяют широко использовать методы моделирования и осуществлять классифика­цию с помощью компьютеров.

Экспедиционные, стационарные, дистанционные методы.

Эти ме­тоды направлены на получение исходной информации. Их разви­тие связано с совершенствованием системы организации исследо­ваний и общей методологии ландшафтоведения. Совершенствова­ние стратегии и технической базы исследований (датчиков, само­писцев, измерительной и съемочной аппаратуры для аэро­космических съемок, развитие электроники) привело к тому, что исследователь от непосредственного контакта с изучаемым объек­том переходит к дистанционным методам его изучения. В стацио­нарных или камеральных условиях проводят анализ, измерения по топографическим и тематическим картам, аэрокосмическим снимкам, систематизируют литературные и фондовые данные. С помощью экспедиционных методов выясняют неясные свойства исследуемого объекта, решая задачи, связанные с выявлением свойств ландшафта, взаимосвязей его компонентов, простран­ственной структуры ландшафтов. В результате этого этапа разви­тия ландшафтоведения появился новый класс географических за­дач — исследование формирования, динамики и функционирова­ния геосистем, поведения составных элементов, механизмов массо-энергообмена в геосистеме, природных режимов. Для этого необходима сеть физико-географических стационаров — экспери­ментальных баз для проверки рабочих гипотез, накопления срав­нимого во времени материала о процессах, отладки отдельных ме­тодик.

Стационарам должно отводиться главное место в изучении процессов, механизмов, режимов, смены состояний, движения и времени в ландшафте. Серьезный конкурент этому виду исследо­ваний — дистанционное зондирование. Многократные регуляр­ные съемки одних и тех же объектов в различных масштабах, в разных спектральных зонах и диапазонах волн обеспечивают без­граничные возможности в решении проблем создания геоинфор­мационных систем.

4. Ландшафтный подход в природоведении.

Ландшафтный подход по отношению к другим подходам пред­ставляет собой ветвь более общего системного подхода и обладает всеми его чертами. Однако он нацелен лишь к одному обширному классу систем — земным, подкласс — уже связан с географической оболочкой, а род — с ландшафтной системой. Ландшафтный под­ход ориентирован на изучение важнейшей оболочки Земли. Ее особенность — наличие жизни, которая определяет многие свой­ства литосферы, атмосферы, гидросферы, изменяет флору и фау­ну. Ландшафтный подход направлен на изучение целостности изучаемого объекта, обусловленной взаимоотношениями его эле­ментов и связями со средой. Изучая любой объект или любой про­цесс на Земле, важно знать, что он либо входит в одну ландшафт­ную систему, либо охватывает несколько таких систем. Объект природы или является проявлением ландшафта, или испытывает его влияние, или сам способен его изменить. Суть ландшафтного подхода: рассмотрение не только объекта изучения, но и его среды как иерархически сложно сформированного целого. Например, человеческая деятельность может так изменить свойства ланд­шафтов, что эти измененные свойства будут отрицательно дей­ствовать на самого человека. Появление ландшафтного подхода — большое достижение ландшафтоведения. Его применение — ре­альное признание его ведущей роли в современном естествозна­нии. Привлечение ландшафтного подхода к разработке и реше­нию проблем взаимодействия общества и природы, проектирова­нию и созданию природно-технических геосистем, природоохран­ной деятельности подтвердило его работоспособность в междисциплинарных научно-технических разработках.

5. Модели в ландшафтоведении.

Моделирование — мощный инструмент познания природы. Модель подобна оригиналу. Она замещает объект изучения на определенное время. Построение моделей основано на двух прин­ципах: редукционизма, т. е. разложения сложного объекта на эле­менты для упрощенного его изучения, интегратизма, объединения этих элементов для синтеза. Это незаменимый способ исследова­ния таких сложно организованных объектов, как ландшафты. Су­ществует образное выражение характеристики функций моделей: «Модель — это мост между наблюдением и теорией». Используют следующие классы моделей: вербальные, матричные, графичес­кие, математические. Математические модели имеют большое значение в решении задач ландшафтоведения. Целесообразно ис­пользовать все классы моделей.

Вербальные модели. К классу вербальных моделей относятся модели-образы, дефиниции, законы науки, названия типов ланд­шафтов. Вербальными моделями можно замещать в исследовании изучаемый объект. В моделях-образах создается достаточно про­стое подобие изучаемого ландшафта. Основная функция моделей-образов — помочь нахождению аналогии (изоморфизма) между ландшафтом и другими хорошо изученными объектами для позна­ния ландшафтов, подходов и методов исследования.

Дефиниции — понятия, определения, воспринятые в сознании исследователя. Они участвуют в формировании графических, кар­тографических, математических моделей. Важность дефиниций заключается в мысленной программе исследований, сопряженном анализе внешних факторов изменения ландшафта, оценке взаи­мосвязи его компонентов.

Законы науки — эмпирические (о связи явления А с явлением В) и теоретические — также выступают в роли моделей. Напри­мер, общий закон о связи компонентов ландшафта между собой позволил по растительности судить о почвах и о климате.

Географические названия типов ландшафта — горный, дюн­ный, моренный, пойменный. Основная их функция — «портрет­ная» — заменить подробное описание моделью, т. е. представле­нием о типе ландшафта. Названия типов ландшафтов включают в себя:

характеристики свойств компонентов (типы рельефа, почв, ра­стительности, основные параметры климата, литологический со­став);

характеристики процессов функционирования (сезонная про­дуктивность растительности, почв, климата, снежный покров, ре­жим увлажнения, паводки и т. д.);

характеристики динамики и представления о неритмичных процессах (эрозия, сели, лавины, подтопление, затопление и т.д.);

элементы прогноза будущих состояний ландшафтов.

Матричные модели. Они являются промежуточным звеном меж­ду вербальными, блоковыми, а иногда и картографическими моде­лями. В основном их применяют в качестве инструмента типологи­ческой группировки ландшафтов, где столбец и строка — две груп­пы признаков типизации, например тепло- и влагообеспеченность. Матричные модели используют для изучения приграничных ланд­шафтов, объясняя размещение ландшафтов относительно друг дру­га, и для оценки связи: воздействие - изменения - последствия.

Графические модели. В этот класс моделей входят блоковые и картографические. Блоковые модели занимают промежуточное место в ряду: вербальные — блоковые — математические. Они гра­фически отражают реальную связь между элементами и частями систем и системой в целом, между системой и ее окружением. Они выразительно, явно (в отличие от математических) и нагляд­но отражают идею и концепцию. Системный подход позволил разработать обобщенные модели ландшафта как системы, состоя­щей из взаимосвязанных компонентов, и системы взаимосвязан­ных комплексов низшего ранга. Разрабатывают модели природ­ных, природно-технических, антропоэкологических, рекреацион­ных геосистем и процессов их исследования. Язык модели — это не просто сочетание геометрических фигур и стрелок, а графичес­кая запись знаний, идей, планов, содержание которой передается формой, размером и порядком значков. Под элементами модели (природные, техногенные) подразумевают характеристики компо­нентов. Связи между компонентами обозначают стрелками, ха­рактеризующими их направленность. Завершение связи происходит в трансформации моделей компонентов, в модели круговоро­тов вещества, энергии и информации. Систему обозначают замы­кающим (охватывающим) элементы и внутренние связи конту­ром. Его замкнутость символизирует целостность системы, нали­чие контура, охватывающего элементы, выражает выделенность системы. Часть системы — совокупность элементов, обладающую некоторой общностью, чаще всего функциональной (управляемая часть, биотическая часть и т. п.), выделяют замкнутым пунктир­ным контуром. Пунктир обозначает меньшую, чем в целом для системы, связность элементов, несамостоятельность частей.

Принятая унификация знаков и порядок их использования яв­ляются средством коммуникации между пользователями.

Основное содержание моделей ландшафтов отражает состав элементов системы и их активность, характер изменений системы. В состав элементов природы входят: литосфера, гидросфера, био­сфера, атмосфера, почва. В этой цепочке преобладает вертикаль­ная составляющая: между литосферой и атмосферой, атмосферой и гидросферой, почвой и биотой. В горизонтальной составляю­щей основное внимание уделяют пространственной организации ландшафта.

В модели природно-технической геосистемы основные подсис­темы — природа и технические устройства. Это уже новый объект проектирования — геотехническая система (геотехсистема). При­родный комплекс здесь рассматривают как ресурсовоспроизводящую систему, которая может ограничивать или ставить под угрозу работу технического устройства. Концепция моделирования гео­технической системы направлена на проектирование целостной территориальной природно-технической системы, а не только на вписывание и согласование действий технических устройств с природными процессами. При этом проектируют и организуют не только технику, но и природу. Современные блоковые модели разрабатывают как для междисциплинарных, так и отраслевых ус­ловий. Разрабатываемые в рамках ландшафтоведения блоковые модели природных и природно-технических систем показывают большое разнообразие, широту содержания, высокий уровень аб­стракции в ходе решения проблем.

Блоковая модель социофункционального анализа ландшафта является моделью отношений общества к природе, которые мож­но рассматривать или в качестве подсистем одной системы, или как равноправные системы. Модель базируется на представлени­ях о связях потребностей общества, свойствах ландшафта, дей­ствий общества по удовлетворению потребностей, изменениях свойств ландшафта, положительных или отрицательных послед­ствиях, действий общества в оценке последствий, корректировке предшествующих действий. Функциональный анализ модели включает два блока: первый характеризует предмет исследова­ния — ландшафт и суперсистему (общество) и их элементы; второй — действия аналитика. Основа анализа — отношения ланд­шафтов и суперсистемы. Ландшафт, его элементы со свойствами определяют возможность выполнения ими требуемых функций: улучшение выполнения своих функций при воздействии мелио­рации, способность к изменениям; устойчивое выполнение воз­ложенных функций: возобновимость положительных свойств при нагрузке, средовоспроизводящих функций; сохранение свя­зей компонентов (линейные, цикличные, ветвящиеся); сохране­ние природных механизмов самоорганизации и саморегулирова­ния; сочетание саморегулирования и управления (для природно-технических систем).

Значительное внимание уделяют не просто свойствам, а спо­собности изменять и воспроизводить состояния. Поэтому рас­смотрение второго блока содержит действия, связанные с «опере­жающим отражением действительности», рассматривает то, что может произойти со свойствами исследуемого объекта.

В модели учитывают и элементы субъект-объектных отноше­ний, которые могут быть идеальными, оптимальными, нормаль­ными (допустимыми), критическими, катастрофическими. Это оценки последствий выполнения ландшафтами функций при на­грузке, некотором воздействии. Для рассматриваемых отношений целесообразно охарактеризовать: объем потребностей на единицу времени, соотнесенных с единицей учета «потребления» (человек, единица производства продукции); нагрузку на ландшафт в еди­ницу времени (на единицу территории). Важны понятия: польза, полезность, возможность выполнения функций, опасность, вред­ность, затруднение в выполнении функций, надежность.

Характеристики

Список файлов реферата