Методы исследования в ландшафтоведении

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 12Следующая ⇒

Методология науки включает в себя целостную систему подходов и методов познания, структурированную на основе определенных логических принципов и конструктивную для развития самой науки. Подход – это методологическая ориентация процессов познания, имеющая стратегическое направление. Метод – это алгоритм действий, приемов и операций, выполнение которых необходимо для достижения поставленной цели (Шарыгин, 2007).

Методология ландшафтоведения это комплекс общенаучных подходов, приемов и способов получения эмпирического и теоретического обобщения в целях познания пространственно-временной организации ландшафтов и их связей с другими объектами. Комплекс подходов – это не просто их совокупность, а стройная система взаимосвязанных методов, отражающая взаимосвязь изучаемых объектов, их свойств и взаимодействие географических наук (Голованов, 2005). Все многообразие методов и приемов, используемых ландшафтоведением, имеет одну основу – применение пространственно-сравнительного подхода, который может проявляться в словесных, блоковых, картографических, математических моделях. Здесь сравнивают элементы, системы, факторы, состояние, организацию, выявляют общее и индивидуальнoe, групповые свойства, ищут изоморфизм (аналогию). Постоянной основой такого подхода является картографирование ландшафтов. Методика ландшафтоведения опирается и на полисистемные модели, отражающие непрерывно дискретное строение географической оболочки.

Сравнительный подход. Объединяет комплекс методов, основой которого служит логический прием сравнения, заключающийся в сопоставлении и выявлении сходства и различия организации, свойств, состояний, процессов двух и более ландшафтов. Это могут быть как рядом расположенные или существующие в одно и то же время, так и удаленные в пространстве и во времени ландшафты, находящиеся под влиянием одних и тех же или различных факторов. На основе сопоставления делают выводы о закономерностях развития ландшафтов в пространстве и во времени. Такой подход является базовым на этапе эмпирического и теоретического обобщения при разработке классификаций и легенд карт районирования, оценки и прогнозирования. Сравнительный подход усложняется с развитием науки и техники и «привлекает» системный подход и математические методы. Существуют два направления применения сравнительного подхода: для прогнозирования состояний и поведения геосистем. Первое предполагает сопоставление слабо изученного объекта с хорошо изученным аналогом. Во втором сопоставляют одинаково изученные ландшафтные объекты, находящиеся либо на одной, либо на разных стадиях развития.

Исторический подход. Широко использует логические операции сравнения состояний. Анализирует изменения существенных характеристик либо самого комплекса, либо факторов, его формирующих. Включает большое число методов и операций. Развиваясь, исторический подход трансформируется в более общий – временный. Современный исторический подход обогащен математическими методами обработки и анализа данных, применяется моделирование для воссоздания разномасштабных изменений и выявления сущности пространственно-временной организации ландшафтов.

Системный подход. Служит формированию геосистемных представлений о ландшафтах и его локальных структурных частях. С его помощью в ландшафтоведение внедряют моделирование – совокупность процедур построения эмпирических и теоретических моделей. Используя модели в процессе изучения ландшафтов, можно переносить полученные знания с моделей на натуру. Системный подход – система определенно упорядоченных процедур.

Картографический подход. Анализ карты в географии служит средством применения пространственно-временного сравнительного подхода. Па картах фиксируют наблюдения, устанавливают по ним морфологическую структуру ландшафта, получая в результате ландшафтную карту, схему ландшафтного районирования. Карты – это знаковая пространственная модель геосистемы, полученная по определенным законам. В этом качестве она становиться источником новой информации о свойствах ландшафта. Создание и анализ карты представляют комплекс циклов: наблюдательных, технических, логических, измерительных. Большое значение имеют алгоритмизация и автоматизация процессов построения и изучения карты на основе математической теории распознавания образов.

Существует несколько определений географических информационных систем (ГИС), которые всесторонне характеризуют это понятие. Наиболее распространено определение ГИС как информационной системы, осуществляющей сбор, хранение, обработку и отображение пространственно-распределенной информации. ГИС объединяет информацию, содержащуюся на географических картах, с кадастровыми, экологическими и другими данными в зависимости от ее назначения.

Географические информационные системы включают в себя технологию для организации, хранения, представления и анализа (определения взаимоотношения) пространственных данных с помощью компьютера. Применение ГИС разнообразно: картография, землеустройство, мелиорация, лесоводство, экология, оценка состояния окружающей среды и др. ГИС позволяет интегрировать информацию по рассматриваемой проблеме, проводить аналогические исследования и служит основой для принятия более обоснованных решений, т. с. ее можно использовать в системах поддержки принятия решений (СППР).

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 объясняется 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), гак как в качестве объединяющего принципа они используют пространственное (географическое) положение всех данных.

Объединение различных данных дает новую информацию для анализа, следовательно, повышает ценность этих данных.

Ландшафтный подход. Направлен на изучение целостности исследуемого объекта, обусловленной взаимоотношениями его элементов и связями со средой. Изучая любой объект или процесс на Земле, важно знать, что он либо входит в одну ландшафтную систему, либо охватывает несколько таких систем. Суть ландшафтного подхода: рассмотрение не только объекта изучения, но и его среды как иерархически сложно сформированного целого. Например, человеческая деятельность может так изменить свойства ландшафта, что он станет отрицательно действовать на самого человека. Результаты ландшафтного подхода к разработке и решению проблем взаимодействия общества и природы, проектированию и созданию природно-техничсских геосистем, природоохранной деятельности подтвердили его эффективность в междисциплинарных научно- технических разработках.

Методы районирования и классификации ландшафтов. В середине XX века районирование и классификацию рассматривали как основную самостоятельную задачу, как конечный результат ландшафтного исследования. В настоящее время эти методы 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 цепей районирования (научных или практических), оценивают надежность и достоверность полученного результата, разрабатывают критерии оценки соподчиненности получаемых границ территории.

Конкретные физико-географические классификации разрабатывают на основе многоступенчатого анализа набора признаков геосистем и существующих типизаций. 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. 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 аэрокосмичсских съемок, развитие электроники) привело к тому, что исследователь от непосредственного контакта с 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 признаки исследуемого объекта, решая задачи, связанные с выявлением свойств ландшафта, взаимосвязей его компонентов, пространственной структуры ландшафтов. В результате определился новый класс географических задач: исследования формирования, динамики и функционирования геосистем, поведение составных элементов, механизмов массо-энергообмсна 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 этого вида исследований – дистанционное зондирование. Многократные регулярные съемки одних и тех же объектов в различных масштабах, в разных спектральных зонах и диапазонах волн открывают безграничные возможности в решении проблем создания геоинформационных систем.

Модели в ландшафтоведении. Моделирование – это незаменимый способ исследования таких сложно организованных моделей, как ландшафты. Используют вербальные, матричные, графические и математические классы моделей.

К вербальным моделям относятся модели-образы, дефиниции, законы науки, названия типов ландшафтов. Матричные модели 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 связей: воздействие ↔ изменения → последствия.

В класс графических моделей входят блоковые и картографические. Блоковые модели графически отражают реальную связь между элементами и частями систем и системой в целом, между системой и се окружением. Разрабатывают модели природных, природно-технических, антропоэкологических, рекреационных геосистем и процессов их исследования.

Картографические модели и профили картографической модели ландшафта начинают создавать с ландшафтной карты на этапе полевых ландшафтных исследований. Ландшафтная кара и профиль позволяют изучить внутреннюю структуру комплексов, установить взаимосвязь между компонентами ландшафта и между самими ландшафтами, выявить сложность, разнообразие, контрастность, расчлененность границ, взаимную удаленность или соседство. Ландшафтное картографирование и профилирование раскрывают природное «содержание» исследуемой территории.

Примерная схема ландшафтного исследования. Последовательность действий в ландшафтных исследованиях отражает процесс исследования и в зависимости от задач, требующих решения, рассматривается по схемам: предполевые → полевые → завершающие исследования; эмпирическое → теоретическое (отражает уровни познания); постановка проблемы → экспериментальная часть → обсуждение результатов; анализ → диагноз → прогноз (от изучения до выработки конкретных представлений).

Ландшафтное исследование включает изучение свойств ландшафтов, морфологической структуры, пространственной дифференциации процессов в ландшафте, современной динамики и развития. Определяют соотношение природных и техногенных связей, общественных потребностей, степень выполнения ландшафтом заданных ему социально-экономических функций. Ландшафтный прогноз предсказывает и оценивает возможные изменения в ландшафте. Эту схему модернизируют, включая дополнительные этапы: выбор объекта исследования, построение моделей, управление территорией. Она объединяет естественно-исторические, технологические и социально- экономичсские задачи.

К настоящему времени сложилась общая схема ландшафтного исследования:

1. Наличие объекта исследования и некоторых знаний о нем.

2. Четкая формулировка цели исследования, выбор средств исследования, разработка программы определяют круг решаемых вопросов.

3. Проведение натурных наблюдений, экспериментов, подбор материалов предшествующих наблюдений.

4. Синтез материалов наблюдения и полученных ранее пиний.

5. Проверка существующих знаний.

6. Внедрение в производство или распространение в общедоступной форме полученных знаний.

На данном этане развития ландшафтоведения выделяют естественноисторические исследования ландшафтов и социо- функциональный анализ ландшафтов.

Цель естественноисторических исследований – выявление нового знания о природных и природно-антропогенных ландшафтах как элементах географической оболочки. Социофункциональный анализ – выявление значения ландшафта в жизни общества.

Контрольные вопросы и задания. 1. Сформулируйте определение ландшафтоведения как науки, объекта и предмета его исследования. 2. Охарактеризуйте модели, применяемые в ландшафтоведении. 3. Определите место ландшафтоведения в системе наук о Земле. Какие «пограничные» научные направления стали самостоятельными полновесными науками? 4. Опишите схему ландшафтного исследования. Сформулируйте задачи ландшафтоведения «на перспективу». 5. Перечислите свойства геосистем. 6. Раскройте понятие «иерархия геосистем». Приведите примеры геосистем разного уровня организации.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒