Просторово-статистичний аналіз закладів культури України

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені В.Н. КАРАЗІНА

Факультет геології, географії, рекреації та туризму

Кафедра соціально-економічної географії і регіонознавства

КУРСОВА РОБОТА

З дисципліни «Основи суспільної географії»

на тему: «Просторово-статистичний аналіз закладів культури України»

Студентки 2 курсу групи ГЦ-22

напряму підготовки «географія»

Старостенко Д.В.

Керівник: доцент, к. геогр. н., доцент кафедри соціально-економічної географії і регіонознавства

Ключко Л.В.

м. Харків - 2015

Зміст

Вступ

Розділ 1. Теоретичні основи дослідження просторово-статистичних методів

1.1 Особливості просторово-статистичних методів аналізу

1.2 Функціональні можливості програмних продуктів у просторово-статистичному аналізі

1.2.2 Excel

1.2.2 STATISTICA на прикладі кореляційного та кластерного аналізу та загальна характеристика пакету

1.2.3 MapInfo як одна із технологій геоінформаційної системи

Розділ 2. Просторово-статистичний аналіз закладів культури України

2.1 Динаміка розвитку закладів освіти

Вступ

Заклади культури - комплекс підприємств, установ, організацій і закладів культури державної та комунальної форм власності, діяльність котрих спрямована на створення умов для забезпечення розвитку творчості людини, збирання, збереження, використання і поширення інформації про матеріальні та духовні культурні цінності, наукові розробки, а також на забезпечення цілісності культурного простору України, доступності національного культурного надбання, дотримання прав громадян у сфері культури. [Про культуру: Закон України від 14.12.2010 № 2778-VI;]

Мета даної курсової роботи полягає у виявленні головних можливостей використання просторово-статистичного аналізу закладів культури у Харківській області у суспільно-географічному дослідженні.

Актуальність просторово-статистичного аналізу закладів культури полягає в тому Враховуючи мету та актуальність даної теми, були сформульовані такі основні задачі:

дослідити основні програми для виконання просторово-статистичного аналізу закладів культури;

описати методику виконання аналізу;

оглянути межі застосування аналізу;

виконати моделювання на основі реальних даних про заклади культури Харківської області ( отримати результуючі графіки та статистичні таблиці, серії картмоделей);

інтерпретувати та оцінити отримані результати про розподіл та динаміку закладів культури Харківської області.

Об'єктом роботи є засоби дослідження культурних закладів за допомогою программно-статистичних комплексів та ГІС-програм. Предметом - використання цих засобів для виявлення закономірностей розвитку та просторових характеристик закладів культури у Харківській області.

Розділ 1. Теоретичні основи дослідження просторово-статистичних методів у дослідженні закладів культури

географічний освіта культура статистичний

1.1 Особливості просторово-статистичних методів аналізу

Аналіз - це науковий метод дослідження об'єкта через розгляд його сторін, властивостей і складових частин.

Просторовий аналіз - це виконання обчислювальних операцій над геоданними з метою вилучення з них додаткової інформації. Зазвичай просторовий аналіз виконується в ГІС-додатках. ГІС-додатки мають спеціалізовані інструменти просторового аналізу для статистики об'єктів або для геообробки.

Після обробки отриманих даних і зіставлення таблиць можна перейти до наступного етапу дослідження - якісного аналізу статистичних показників. Це - завершальний і найбільш відповідальний етап. Зібраний та оброблений статистичний матеріал у результаті аналізу може дати багатогранну характеристику явища, що вивчається. Основна мета статистичного аналізу полягає у виявленні закономірностей, виявленні впливу одного явища на інше, констатації взаємозалежностей і взаємодії різних явищ.

Статистичний аналіз - це процес вивчення та зіставлення отриманих цифрових даних між собою та з іншими даними, їх узагальнення. [http://radnuk.info/komentar/39-ivanov1/277-816-.html]

Геостатистичні методи багатовимірного аналізу, реалізовані в геоінформаційних системах, допомагають знайти взаємозв'язок між факторами та відгуками на рівні тенденцій та дозволяють наочно будувати просторові моделі, враховуючи статистичну точність.

Серед основних методів просторово-статистичного аналізу виділяють:

Тематичне картографування (є потужним засобом аналізу і наочного представлення даних. Цей метод зіставляє даним графічні образи на карті. На тематичній карті легко вловити ті тенденції і взаємозалежності даних, які майже неможливо виявити за допомогою табличного представлення.) [http://ikit.edu.sfu-kras.ru/files/gis/7_MapInfo.pdf]

Метод математичного моделювання (неформальний аналіз теоретичних висновків і чисельних результатів, одержуваних за допомогою моделі, зіставлення їх з наявними даними дозволяють виявляти недоліки постановки соціально-економічної задачі, сконструйованої математичної моделі, її інформаційного і математичного забезпечення) [http://studme.org/1806020326360/geografiya/matematicheskoe_modelirovanie_geografii]

Серед традиційних методів картографування подій, візуалізації та моделювання просторово-часових закономірностей та явищ, існують також більш складні:

Інтерполяційний аналіз (коли необхідно провести просторовий аналіз за допомогою детермінованих математичних методів та спрогнозувати значення між точками простору);

Геостатистичний аналіз (коли необхідно провести прогноз розповсюдження тенденцій у просторі, як в інтерполяційному аналізі, так і за допомогою методів статистики знайти зв'язок між точками, значення яких відображають залежність значень одного тематичного слоя від значень іншого тематичного слоя). [http://cyberleninka.ru/article/n/geoinformatsionnye-sistemy-i-mnogomernye-statisticheskie-metody-prostranstvennogo-analiza-dlya-issledovaniya-zabolevaemosti]

Статистичні функції можуть бути також класифіковані як: дескриптивні (описові), так і дедуктивні.

Дескриптивна статистика підсумовує деякі характеристики значень або просторових об'єктів, які ви аналізуєте, визначаючи середнє значення, частоту розподілу значень або напрямний тренд групи просторових об'єктів. Інструменти дескриптивної статистики часто корисні для порівняння двох наборів просторових об'єктів для однієї і тієї ж області.

Інструменти дедуктивної статистики використовують теорію ймовірності або для того, щоб передбачити ймовірність поширення значень (з використанням набору вже відомих значень), або для оцінки ймовірності того, що кожна закономірність чи тренд, який ви спостерігаєте в даних, не є випадковими. Ця функція надає виміру просторової закономірності або відношення. [http://resources.arcgis.com/ru/help/main/10.2/index.html#//018p00000006000000]

1.2 Функціональні можливості програмних продуктів у просторово-статистичному аналізі

1.2.1 Excel

Microsoft Excel -- програма для роботи з електронними таблицями, створена корпорацією Microsoft для Microsoft Windows, Windows NT і Mac OS. Програма входить до складу офісного пакету Microsoft Office.

Типові області застосування Excel:

завдяки тому, що лист Excel являє собою готову таблицю, Excel часто використовують для створення документів без усіляких розрахунків, що просто мають табличне представлення (наприклад, прайс-листи в магазинах, розклади);

у Excel легко можна створювати різні види графіків і діаграм, які беруть дані для побудови з комірок таблиць (графік зниження ваги тіла за вказаний період від початку занять спортом);

його можуть використовувати звичайні користувачі для елементарних розрахунків (скільки витратив за цей місяць, що/кому/коли дав/взяв);

Excel містить багато математичних і статистичних функцій, завдяки чому його можуть використовувати школярі і студенти для розрахунків курсових, лабораторних робіт;

Excel інтенсивно використовується в бухгалтерії -- у багатьох фірмах це основний інструмент для оформлення документів, розрахунків і створення діаграм. Природно, він має в собі відповідні функції;

Excel може працювати як база даних.

Для виконання просторово-статистичного аналізу в даній курсовій роботі, у програмі Excel нам можуть знадобитися такі її функції:

Побудова таблиць (усі дані таблиці вводяться в так звані комірки, які знаходяться на перетині рядків і стовпців таблиці. Введення здійснюється з клавіатури або застосовуються засоби швидкого Автозаповнення, Автовводу, Автозаміни і Маркеру заповнення.

За замовчанням вміст комірки видається програмою Excel в стандартному форматі, який встановлюється при запуску програми. Наприклад, для чисел і текстів задається певний вид і розмір шрифту. Користувач має можливість встановити формат на свій розсуд за допомогою функцій форматування);

Побудова та оформлення діаграм (діаграму можна розташувати поруч із таблицею або помістити її на окремому робочому аркуші. Майстер діаграм є одним з найбільш потужних засобів в програмі Excel. Побудова діаграми за допомогою програми виконується за кілька кроків. Майстру вказується вихідна область таблиці, тип діаграми, використовувані написи і кольори);

Обробка списків (списки дозволяють ефективно працювати з великими однорідними наборами даних. Списком називають впорядкований набір даних, що мають однакову структуру. У програмі Excel списки є спеціальним видом таблиць, для яких є операції для їх обробки. Списки можуть розглядатися як внутрішні бази даних, в яких записами є рядки таблиці, а полями - стовпці. У програмі Excel автоматичні фільтри дозволяють відобразити тільки ті частини списку, які потрібні для виконання певного завдання);

Аналіз даних (під аналізом даних тут розуміються методи, що дозволяють краще зрозуміти тенденції та закономірності, яким підкоряються табличні дані. Опорні таблиці (Pivot Table), призначені для аналізу співвідношень між даними у списку. Структуру опорної таблиці можна легко змінити в інтерактивному режимі шляхом переміщення назв полів даних з однієї частини таблиці в іншу. Крім опорних таблиць, у програмі Excel є інші методи аналізу наборів даних. Дуже корисною є директива пошуку рішення рівнянь, яка за заданим значенням полів знаходить інші значення, що задовольняють певним співвідношенням). [http://www.csom.ru/category/articles/kratkoe_opisanie_naznacheniya_i_vozmozhnostei_excel.html]

1.2.2 STATISTICA на прикладі кластерного аналізу та загальна характеристика пакету

Statistica - програмний пакет для статистичного аналізу , розроблений компанією StatSoft , який реалізує функції аналізу даних, управління даних, видобутку даних, візуалізації даних із залученням статистичних методів.

Перша версія системи STATISTIKA для DOS, яка вийшла в 1991 році, представляла собою новий напрямок розвитку статистичного программного забезпечення. В ній був реалізований так званий графічно-орієнтовний підхід до аналізу даних.

Основними спеціалізованими модулями системи є: основні статистики та таблиці, непараметрична статистика, дисперсіонний аналіз, нелінійне оцінювання, кластерний аналіз, факторний аналіз, дискрімінантний функціональний аналіз, канонічна кореляція тощо. [ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМУ STATISTICA Тамбов * Издательство ТГТУ * 2002 Рецензент Кандидат технических наук, доцент В. Г. Серегина]

В STATISTIKA існують сотні типів графіків, котрі предназначені для візуалізації даних, аналізу, графічного виводу результатів та вибору наступних напрямків аналізу. Такі унікальні графіки як: лиця Чернова, діаграми Вороного, матричні - які дозволяють, наприклад, «візуалізувати» кореляційну матрицю, категорізовані, трассировочні та інші графіки, а також великий вибір двовимірних та тривимірних графіків, дозволяють виконувати різноманітні наукові дослідження, у тому числі й просторово-статистичний аналіз за певними критеріями.

Окрім стандартних типів графіків в STATISTIKA існує велика кількість спеціалізованих статистичних графіків: «ящик з вусами» з різноманітними опціями за вибором середньої точки, крайніх значень, виявлення викидів, різних гістограм, графіків типу «вірогідність-вірогідність», «квантиль-квантиль» тощо.

Графіки можна зменшувати, збільшувати, накладати один на одного, змінювати масштаби, обертати, корегувати перспективу, застосовувати засіб «Рентген» у тривимірному графіку, визначати палітру кольорів, додавати користувацький текст, малюнки, стрілки та ін.

Графіки можуть автоматично змінюватися при зміні пов'язаного з ними файлу даних. [Боровиков В.П. - Популярное введение в программу STATISTICA]

В даній курсовій роботі ми будемо використовувати кластерний аналіз для впорядкування закладів культури областей України за однорідними групами, щоб виявити, де дана сфера розвинена краще, а де, навпаки, гірше.

Кластерний аналіз -- це багатовимірна статистична процедура, яка виконує збір даних, що містять інформацію про вибірку об'єктів і потім упорядковує об'єкти в порівняно однорідні групи -- кластери.

Спектр застосувань кластерного аналізу дуже широкий: його використовують в археології, антропології, медицині, психології, хімії, біології, державному управлінні, філології, маркетингу, соціології та інших дисциплінах. Однак універсальність застосування привела до появи великої кількості несумісних термінів, методів і підходів, що ускладнюють однозначне використання і несуперечливу інтерпретацію кластерного аналізу.

В наш час відомо більше сотні різних алгоритмів кластеризації. Їхня різноманітність пояснюється не тільки різними обчислювальними методами, але і різними концепціями, які лежать в основі кластеризації.

У пакеті Statistica реалізуються наступні методи кластеризації:

1. Ієрархічні алгоритми - деревоподібна кластеризація. В основі ієрархічних алгоритмів лежить ідея послідовної кластеризації. На початковому кроці кожен об'єкт розглядається як окремий кластер. На наступному кроці деякі з найближчих один до одного кластерів будуть об'єднуватися в окремий кластер.

2. Метод К-середніх. Цей метод використовується найбільш часто. Він відноситься до групи так званих еталонних методів кластерного аналізу. Кількість кластерів К задається користувачем.

3. Двухвходового об'єднання. При використанні цього методу кластеризація проводиться одночасно як по змінним (стовпцям), так і за результатами спостережень (строками). Процедура двухвходового об'єднання проводиться в тих випадках, коли можна очікувати, що одночасна кластеризація за змінними і спостереженнями дасть можливість отримати осмислені результати. Результатами процедури є описові статистики за змінними та спостереженнями, а також двовимірна кольорова діаграма, на якій кольором відзначаються значення даних. За розподілом кольору можна скласти уявлення про однорідність груп. [http://chapters.comsoc.org/tomsk/system/cluster.html]

В даній курсовій роботі ми будемо використовувати ієрархічні алгоритми, тобто деревоподібну кластеризацію, оскільки вона є найбільш доцільною для опису подібних областей України за розвитком культурної сфери.

1.2.3 Mapinfo як одна із технологій геоінформаційної системи

Геоінформаційна система -- сучасна комп'ютерна технологія, що дозволяє поєднати модельне зображення території (електронне відображення карт, схем, космо-, аерозображень земної поверхні) з інформацією табличного типу (різноманітні статистичні дані, списки, економічні показники тощо). Також, під геоінформаційною системою розуміють систему управління просторовими даними та асоційованими з ними атрибутами. Конкретніше, це комп'ютерна система, що забезпечує можливість використання, збереження, редагування, аналізу та відображення географічних даних. [http://www.geoguide.com.ua/survey/survey.php?part=gis]

Нижче наведено перелік основних задач, що вирішують сучасні геоінформаційні системи:

Обробка матеріалів польових вимірювань та спостережень, оформлення їх у вигляді карт та схем.

Зберігання картографічних даних різних типів.

Відображення окремих картографічних даних та різних комбінацій даних.

Підготовка карт різних типів до друку.

Пошук даних за їх положенням, атрибутами, розташуванням відносно заданого об'єкту чи групи об'єктів.

Аналіз місцезнаходження об'єктів, топологічних відношень, наявності та щільності розподілу об'єктів.

Аналіз атрибутів об'єктів карт, класифікація даних.

Аналіз та відображення змін даних у часі.

Робота з різними типам баз даних по пошуку та виборці інформації, пов'язаної з певною територією чи об'єктами, формування звітів.

Побудова графових структур, мережевий аналіз, вирішення транспортних задач.

Моделювання рельєфу, місцевості, розвитку певних подій на місцевості.

Оформлення результатів аналізу даних у вигляді різних типів карт, картограм, діаграм, мультиплікацій.

Вирішення задач проектування об'єктів та територій.

Обмін даними з іншими ГІС та інформаційними системами. [http://www.geoguide.com.ua/survey/survey.php?part=gis]

MapInfo Professional - універсальна географічна інформаційна система, призначена для збору, зберігання, відображення, редагування й аналізу просторових даних.

Перша версія ГІС MapInfo Professional була розроблена в 1987 році компанією MapInfo Corp . і швидко стала однією з найпопулярніших ГІС у світі. Зараз MapInfo Professional використовується в 130 країнах світу, переведена на 20 мов, включаючи російську, і встановлена в десятках тисяч організацій . В Україні завдяки простоті освоєння, багатим функціональним можливостям і помірної вартості MapInfo Professional стала наймасовішою геоінформаційної системою. [http://www.isgeo.kiev.ua/uk/products/mapinfo]

Рис. 1.1. Сфери застосування MapInfo [Побудовано атором за даними http://www.geoguide.com.ua/software/software.php?part=pitney&art=mapinfo]

ГІС MapInfo - високоефективний засіб для візуалізації та аналізу просторових даних. Сфери застосування ГІС MapInfo: бізнес і наука, освіта й управління, соціологічні, демографічні й політичні дослідження, промисловість і екологія, транспорт і нафтогазова індустрія, землекористування та кадастр, служби комунального господарства й швидкого реагування, армія й органи правопорядку, а також багато інших галузей народного господарства.

Вихідними даними для MapInfo можуть бути:

таблиці MapInfo;

обмінні векторні формати САПР і геоінформаційних систем: AutoCAD (DXF, DWG), Intergraph/MicroStation Design, ESRI Shape файл, ARC/INFO Export, а також растрові карти у форматах GIF, JPEG, TIFF, PCX, BMP, MrSID, PSD, ECW, BIL (знімки SPOT) і GRID (GRA, GRD), а також дані, отримані за допомогою GPS й інших електронних геодезичних приладів;

файли Excel, Access, xBASE, Lotus 1-2-3 і текстові, у яких крім атрибутивної інформації можуть зберігатися координати точкових об'єктів.

ГІС MapInfo може виступати в ролі « картографічного клієнта» при роботі з такими відомими СУБД, як Oracle і DB2, оскільки підтримує ефективний механізм взаємодії з ними через протокол ODBC. Більше того, доступ до даних з СУБД Oracle можливий і через внутрішній інтерфейс (OCI) цієї бази даних .

[http://www.geoguide.com.ua/software/software.php?part=pitney&art=mapinfo]

Пакет дозволяє створювати тематичні карти таких основних типів: картограми, стовпчасті і кругові діаграми, з використанням значків, щільності точок, якісного фону і безперервної поверхні. Поєднання тематичних шарів і методів буферизації, районування, злиття і розбивки об'єктів, просторової й атрибутивної класифікацій дозволяє створювати синтетичні багатокомпонентні карти з ієрархічною структурою легенди.

Коротко функціональні можливості пакета можна охарактеризувати таким чином:

створення точкових, лінійних, площинних об'єктів; тексту;

буферних зон та інших просторових об'єктів;

модифікація стилю оформлення об'єкта і типів об'єктів;

зміна положення вузлів як одного об'єкта, так і групи об'єктів;

оверлейні операції: об'єднання, розрізування, видалення зовнішньої частини, що перекриває;

формування карт із різних шарів, контроль за відображенням шарів і особливостями їх візуалізації залежно від масштабу;

створення тематичних карт і легенд до них;

пошук і геокодування об'єктів;

можливість переходу від проекції до проекції і створення власних проекцій та еліпсоїдів. [http://geoknigi.com/book_view.php?id=636]

Розділ 2. Просторово-статистичний аналіз закладів культури України

Законодавством України визначено два рівні базової мережі закладів культури: загальнодержавний та місцевий. До базової мережі культурних закладів загальнодержавного рівня належать державні, у тому числі національні бібліотеки, музеї, архіви, галереї, заповідники, цирки, театри, філармонії, музичні колективи і ансамблі, культурно-інформаційні та культурно-просвітницькі центри, навчальні заклади культури і мистецтва, кіностудії, художні галереї, виставки національного (загальнодержавного) значення тощо. До базової мережі закладів культури місцевого рівня належать комунальні заклади культури бібліотеки, музеї, галереї, заповідники, виставкові зали, театри, філармонії, концертні організації, мистецькі колективи, кінотеатри, кіновідеопрокатні підприємства, об'єднання, палаци і будинки культури, інші клубні заклади, заклади освіти сфери культури, початкові спеціалізовані мистецькі навчальні заклади (школи естетичного виховання та студії), парки культури та відпочинку тощо. На підставі державних соціальних нормативів забезпечення населення закладами культури і культурними послугами Міністерство культури України затверджує перелік закладів культури базової мережі загальнодержавного рівня. Місцеві органи виконавчої влади та органи місцевого самоврядування затверджують переліки закладів культури базової мережі місцевого рівня.

Виключення закладів культури з базової мережі можливе лише за погодженням із Міністерством культури України. [http://zakon4.rada.gov.ua/laws/show/984-2012-%D0%BF]

2.1 Динаміка розвитку закладів культури

Размещено на Allbest.ru