Географическая культура

Назначение метода балансов в физической географии -- количественная характеристика динамических явлений по перемещению вещества и энергии в ландшафтных комплексах. Это один из методов, сближающих физическую географию с точными науками. Он начал применяться еще в 30-х годах акад. А. А. Григорьевым, а в послевоенный период получил развитие в работах Д. Л. Арманда, акад. М. И. Будыко и других физико-географов. Этот метод находит применение в геоморфологии (баланс твердого стока и дефляции), в гидрологии (водный баланс), в гляциологии (баланс массы ледника, баланс снежного покрова), в почвоведении (водный и солевой баланс почвы), в биогегорафии и ландшафтоведении (баланс постоянной растительной массы в геосистеме, радиационный и тепловой баланс леса). Он же лежит в основе изучения круговорота веществ, прихода и расхода вещества и энергии (рис. 35).



Рис. 25. Баланс углерода ландшафтной сферы Земли (по П. Дювиньо и М.Тангу)

В социально-экономической географии используются в основном различные виды балансов, применяемых в конкретной экономике. Это прежде всего общий баланс народного хозяйства, межотраслевой баланс производства и распределения общественного продукта, межрайонный баланс. Это также балансы денежных доходов и расходов населения, доходов и расходов предприятия, основных фондов, топливно-энергетический, трудовых ресурсов, внешней торговли, платежный, расчетный и другие виды балансов.

И все же основу количественных методов составляют, по-видимому, статистические методы, представляющие собой совокупность количественных методов сбора, обработки и анализа массовых исходных данных. Стаж применения этих методов уже довольно велик. Достаточно упомянуть о так называемой камеральной статистике, которая сформировалась в Германии еще в XVIII веке. Основная задача камеральной статистики заключалась в сборе и систематизации справочной информации для нужд управления феодально-крепостническим государством и подготовки чиновников государственного аппарата.

В наши дни в зависимости от цели исследований и характера изучаемых объектов в географии применяются как методы математической статистики, так и методы социально-экономической статистики. Методы математической статистики позволяют оценивать надежность и точность выводов, сделанных на основе ограниченного статистического материала. В географии наиболее употребительны методы проверки гипотез, корреляционный и регрессивный анализ, методы многомерной статистики (факторный анализ, метод главных компонент), статистическое моделирование и др. А социально-экономическая статистика применяется прежде всего при изучении различного рода социальных, экономических и других явлений и процессов, в том числе и в территориальном разрезе [114, с. 290].

В качестве примеров применения статистических (математико-статистических) методов в физической географии можно привести выведение этим методом среднегодовых и среднемесячных показателей температуры воздуха, количества осадков, расчеты рассеяния, дисперсии показателей, их группировки с использованием различных видов корреляции. В социально-экономической географии широко применяется экономическая и социальная статистика, характеризующая количественную сторону явлений и процессов размещения и территориальной организации производительных сил и шире -- общества. Большую роль играет многофакторный анализ, сущность которого состоит в замене большого числа показателей, варьирующих по странам или районам, меньшим набором комплексных параметров. А изучение географии населения фактически целиком и полностью основывается на использовании статистических материалов, с применением прежде всего метода группировок -- как первичной основы научной обработки всех данных о сети поселений. Это материалы демографической статистики, которая являет собой самостоятельную обширную область исследований [124, с. 484--486].

Математические методы. Математические методы в современной трактовке данного понятия -- это во многом принципиально новые методы исследований, являющиеся порождением НТР, связанные с кибернетикой, электронно-вычислительной техникой и обусловившие «количественную революцию» не только в технических, но и в естественных и гуманитарных науках. Все они восприняли математическую логику, кибернетику, теорию информации, семиотику, общую теорию систем и т. д.

В СССР математизация естественных и гуманитарных наук началась в 50-х годах с экономики. Большую роль в этом процессе сыграли работы академиков Л. В. Канторовича, В. С. Немчинова, Н. П. Федоренко. Затем математика стала внедряться в геологию, биологию, философию, социологию, психологию, лингвистику, а также в географию. Уже неоднократно отмечалось, что математизация географии была вызвана стремлением к большей четкости мышления, к методологической собранности, к абстрагированному и упрощенному отображению действительности логико-математическими формулами -- в сочетании с системным подходом. Теория и методы математической логики оказались необходимыми также для проверки систем понятий самой науки, для создания логических основ системы географических наук, для усиления в ней интеграционных процессов.

Математизация географии в своем развитии прошла несколько этапов. Ранее других стали математизироваться те отрасли географии, которые были ближе к физике (океанология, метеорология, гидрология) и к статистике -- экономическая география. Затем начали появляться публикации по использованию математических методов в других географических науках. А своего пика математизация географии достигла в 60-х -- начале 70-х годов. Именно в этот период было издано наибольшее число работ в данной области, появились переводы книг Вильяма Бунге [18], Питера Хаггета [103], Дэвида Харвея [105], начали созываться специальные всесоюзные семинары и совещания, организовываться летние математические школы, а на географических факультетах нескольких университетов были введены новые курсы по применению математических методов. Среди инициаторов этого математического «взлета» были Ю. Г. Саушкин, Д. Л. Арманд, В. М. Гохман, А. Н. Смирнов, Л. И. Василевский, Б. Л. Гуревич, Н. И. Блажко, А. С. Девдариани, В. С. Михеева, А. С. Матлин, В. С. Преображенский, Ю. В. Медведков, Ю. Г. Симонов, А. М. Трофимов, С. Я. Ныммик, А. Г. Топчиев, Ю. Г. Липец и многие другие географы. Хотя некоторые наиболее ярые сторонники математизации допускали заметные перегибы, едва ли не обожествляя математические методы при одновременном умалении роли всех остальных. Естественно, это вызвало ответную реакцию, в частности со стороны академиков С. В. Калесника и К. М. Маркова, Б. Н. Се-мевского, А. Е. Пробста, В. А. Анучина, А. М. Колотиевского и ряда других ученых.

Современное отношение к математическим методам в географии более взвешенное. Ясно, что они не могут и не должны заменить собой все другие методы исследований. Но и использование математических методов совершенно необходимо. Оно вооружает географическую науку одним из общих, сквозных методов научного знания, помогая решать задачи типологизации, классификации, районирования и др. Синтез географии и математики означает в то же время синтез географического и математического мышления, делая первое из них более четким и менее противоречивым.

Ныне и в физической и в социально-экономической географии применяются математическая логика, теории множеств, элементарной и аналитической геометрии, численных методов математического анализа, линейной алгебры. Широко используются квадратные и прямоугольные матрицы, линейное программирование, построение графов. В еще большей мере математизировалась современная картография, где применение числа и меры открыло принципиально новые возможности для решения по картам научных и практических задач.

Метод моделирования. Моделирование - одна из основных категорий теории познания. Сущность его 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).

Наиболее универсальными принципами моделирования являются подобие (аналогия) и системность, которые диалектически увязаны друг с другом. Системность предполагает также аналитический и синтетический подходы к моделированию. Среди других принципов следует отметить выделение в изучаемом объекте главного, наиболее существенного, а также постоянное соотнесение модели с конкретным объектом. С моделью можно экспериментировать, изучая различные варианты, пути воздействия. Это значит, что можно составлять много моделей одного и того же объекта.

Все разнообразие применяемых в науке и практике моделей можно свести к двум основным типам или классам. Во-первых, это материальные модели, к которым относятся пространственно-подобные модели (макеты, компоновки, муляжи и пр.), физически подобные модели, обладающие различными видами подобия с оригиналом (модели самолетов, судов, турбин и пр.) и математически подобные модели (аналоговые и цифровые машины и пр.). Во-вторых, это мысленные (идеальные) модели, которые в свою очередь подразделяются на образные модели (зарисовки, фотографии, так называемые гипотетические модели -- различные отображения реальной действительности в сознании исследователя), знаковые или символические модели (математические, кибернетические) и смешанные образно-знаковые модели (карты, чертежи, схемы, графики, блок-диаграммы и др.).

В литературе иногда называют последнюю четверть XX века эпохой моделирования. Это выражение в полной мере относится и к географии, где широкое применение находят физические (натурные) модели, карты, аэрофотоснимки, космические снимки, профили, таблицы, графики, диаграммы, блок-диаграммы, блоковые схемы и, наконец, математические модели, которые -- на правах новейшего метода -- привлекают повышенное внимание.

По А. М. Трофимову, современное математика-географическое моделирование -- это особая методология, характеризующаяся определенной структурой и последовательностью исследовательского процесса. С его помощью решаются или могут быть решены такие вопросы как: а) обработка исходной географической информации, б) оценка и моделирование однородности и неоднородности географического пространства, в) оценивание структурных характеристик этого пространства, способов оценки связей и взаимосвязей, г) построение адаптивных систем и их имитационное моделирование, д) построение геоинформационных систем и получение с их помощью конкретно ориентированных по цели результатов, е) автоматическое районирование и автоматическая классификация, ж) разработка теории согласования интересов (компромиссных решений), з) автоматическое картирование, и) географическое прогнозирование и управление.

В современной физической географии наибольшее применение находят блоковые (графические) и математические модели. Моделированию подвергаются геоморфологические процессы, морские течения, изменения климата, но в особенности природно-территориальные комплексы. Типы географических моделей, применяемых в физической географии, подробно характеризует В. С. Преображенский, который подразделяет их на объектные, объект-объектные и субъект-объектные, а также на моно- и полисистемные [326, с. 68--74]. Важно заметить, что в последних работах акад. В. М. Котлякова определенный акцент делается на наиболее сложные глобальные модели физико-географических процессов. Так, речь идет об усовершенствовании глобальной модели климата и о том, чтобы на основе общей циркуляции атмосферы восстановить глобальный гидроклиматический режим для нескольких временных срезов за последние 18 тыс. лет. И даже о глобальной модели географической оболочки.

В сфере географии населения применяется моделирование сетей и систем населенных пунктов, систем городов, да и самих городов и агломераций, которые также рассматриваются как сложные системы. Составляются математические модели миграций населения, включая миграционные потоки, факторы миграции, миграционную структуру. Широкое распространение получили различные модели воспроизводства населения, в особенности прогнозные, исходящие из той или иной гипотезы в отношении динамики процессов рождаемости и смертности, браков и разводов. Впрочем, здесь географическое моделирование тесно стыкуется с большим и сложным классом собственно демографических моделей [124, с. 242--245].

В сфере экономической географии, начиная с 70-х годов, ведущим направлением стало системное моделирование, в рамках которого удалось -- по мнению Ю. Г. Липеца -- органично сочетать применение математических методов и системного подхода. В арсенале такого моделирования логические, блоковые, матричные, картографические модели. В свою очередь по характеру и назначению среди них можно различить отраслевые, региональные и комплексные (межотраслевые и межрайонные) модели. В теории и практике 70-х годов отраслевые модели были представлены моделями единой энергетической системы СССР, грузопотоков, транспортных систем и т. д., региональные -- прежде всего моделями ТПК, а комплексные -- моделями межотраслевых и межрайонных балансов. К числу комплексных моделей можно отнести и модели районной планировки как сложной динамической системы управления. О математическом моделировании в социально-экономической географии недавно с достаточной степенью подробности написал С. Е. Ханин [241, с. 332--349].

Особый вид социально-экономического моделирования составляет глобальное моделирование, получившее наибольшее распространение в широко известных глобальных моделях «Римского клуба» и некоторых других международных организаций. В СССР в 80-х годах составлялись модели «ядерной зимы», мирохозяйственных связей и др.

Когда говорят о моделировании в картографии, то большей частью имеют в виду уже не столько сами карты (как пространственные образно-знаковые модели действительности), сколько математико-картографическое моделирование, характеристика которого неоднократно давалась А. М. Берлянтом, А. А. Лютым, В. С. Тикуновым, другими специалистами в этой области. Под математико-картографическим моделированием понимается органическое комплексирование математических и картографических моделей для целей конструирования или анализа тематического содержания карт. В процессе такого моделирования можно создавать не только элементарные модели, состоящие из одного звена, но и гораздо более сложные цепочкообразные, сетевые и древовидные комбинации. В свою очередь, оно стимулировало разработку специальных средств машинной графики и приспособления к ним способов картографического изображения. Построение карт на экране дисплея позволяет сравнивать различные варианты содержания карт и способов их оформления, причем такая методика особенно удобна для демонстрации динамики процессов и явлений. В качестве наглядного примера построения математико-картографической модели В. С. Тикунов приводит сложную цепочкообразную модель исследования пространственной дифференциации Атлантического океана с точки зрения хозяйственной освоенности его акваторий [326, с. 162--175].

Особое значение для географии имеют обшегеографические математико-картографические модели, отличающиеся наиболее сложным синтетическим содержанием. В первую очередь к ним следует отнести разные виды моделей, затрагивающих проблему взаимодействия общества и природы. Но и эти блоковые модели класса «население -- хозяйство -- природа» могут быть общими и частными. Общая, базовая модель имеет глобальный аспект. На ее основе могут быть созданы частные, в том числе региональные, модели, отражающие специфику той или иной территории.

Наиболее яркий пример региональных моделей -- модели разного рода геосистем. Обосновывая учение о геосистемах, акад. В. Б. Сочава еще в 70-х годах предложил выделять функционально-компонентные, функционально-геомерные и структурно-динамические модели геосистем. Конструированием геосистем много занимались физико-географы Института географии РАН (В.С.Преображенский, Т.Д.Александрова, Л. И. Мухина и др.). Конкретные примеры моделей разных типов геосистем (рис. 36) приводились в работах В. С. Преображенского [355, с. 79]. Что же касается научно-практического эксперимента, то он осуществлялся прежде всего в так называемых «модельных областях».

Аэрокосмические (дистанционные) методы. Дистанционными эти методы называются потому, что Земля (или другие космические тела) изучаются с их помощью на значительных дистанциях, расстояниях. А аэрокосмическими -- потому, что для этой цели используются летательные воздушные или космические аппараты. Соответственно различают аэрометоды и космические методы.

К числу аэрометодов относятся прежде всего 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. Каждый аэрофотоснимок, обладая стереоскопическими свойствами, представляет собой как бы готовую объемную модель ландшафта, позволяя проследить его границы и структуру. Помимо обычной, применяется тепловая, радиолокационная, многозональная аэрофотосъемка.

К числу космических методов также относятся прежде всего визуальные наблюдения -- прямые наблюдения за состоянием атмосферы, земной поверхности, наземных

В период существования Совета Экономической Взаимопомощи система «модельных областей» имела интернациональный характер, поскольку международные коллективы ученых работали в таких областях на территории Чехословакии, ГДР, Польши, Болгарии. В СССР подобной модельной областью была (и остается в России поныне) Курская биосферная станция Института географии РАН.

Рис. 26. Модели разных типов геосистем (по В. С. Преображенскому).



Язык блоковых схем геосистем: 1 -- система в целом; 2 -- управляемая часть (блок) системы; 3 -- «среда»; 4 -- воздействие на систему (потребности и т.д.); 5 -- воздействие системы (эффективность и т.д.); 6 -- связи между элементами системы; элементы системы: 7 -- природные; 8 -- технические; 9 -- субъект; 10 -- группа обслуживающего персонала; 11 -- орган управления; 12 -- шкала времени; 13 -- направления эволюции моделей.

которые с начала космической эры проводили и проводят фактически все космонавты и астронавты. Также 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 (при высоте 250--500 км космоснимок с корабля «Салют» может охватить территорию 450x450 км и более), большую скорость получения и передачи информации, возможность многократного повторения снимков одних и тех же объектов и территорий, что позволяет анализировать динамику процессов (рис. 37).

Так возникло космическое землеведение -- совокупность исследований Земли из космоса с помощью визуальных наблюдений и космической съемки. Главные цели космического землеведения -- познание закономерностей географической оболочки, изучение разнообразных природных и социально-экономических явлений и процессов. Его истоки относятся к началу 60-х годов, но уже вскоре началось поистине триумфальное шествие космического землеведения, нашедшее отражение в работах академиков А. В. Сидоренко, К. Я. Кондратьева, а также Б. В. Виноградова, А. А. Григорьева, Ю. Ф. Книжникова, Ю. П. Киенко и многих других ученых.

Вклад космического землеведения в изучение литосферы выражается прежде всего в огромной новой информации, связанной с изучением закономерностей формирования и развития земной коры. Основные новые геологические знания, полученные по космическим снимкам, относятся к структурной геологии, изучению тектонического строения территории (разрывные нарушения, рифтовые зоны, кольцевые структуры и т. д.) и поискам месторождений полезных ископаемых. Для геоморфологии космоснимки особенно ценны тем, что позволяют по-новому взглянуть на образование морфоструктурных и морфоскульптурных форм рельефа, в первую очередь в условиях флювиальных, эоловых, карстовых образований, морфологии побережий, областей ледниковой аккумуляции, вулканизма и др. О конструктивном характере всех этих исследований свидетельствует использование космических снимков для геологосъемочных и геолого-поисковых работ, для инженерно-геологических исследований, для сейсмического, гидрогеологического, геоморфологического и других видов районирования.

Вклад космического землеведения в изучение атмосферы заключается прежде всего в том, что оно дает обширную информацию для составления прогнозов погоды, включающую сведения о температуре и влажности воздуха, атмосферном давлении, скорости и направлении ветра, облачном покрове, движении циклонов и антициклонов, содержании и распределении аэрозолей. Но космическая информация используется и для изучения общепланетарных климатических процессов, тем более, что следить за ними с помощью обычных средств наблюдений практически почти невозможно. В 1979 году удалось осуществить Глобальный метеорологический эксперимент (ГМЭ), позволивший впервые получить обширную информацию, использованную затем для проверки теоретических моделей общей циркуляции атмосферы.

Вклад космического землеведения в изучение гидросферы также очень велик. Что касается вод суши, то космические снимки помогают рассчитывать и прогнозировать формирование стока и термического режима рек, определять выходы подземных вод, расположение и глубину залегания артезианских бассейнов и др. В океанологии они используются для определения температур водной поверхности, изучения морских течений, волнения и ветров, дна мелководий. В гляциологии -- для наблюдений за горным и покровным оледенением, изменениями площади снегового покрова, ледников, перемещением айсбергов.

При изучении биосферы космические снимки помогают определить влажность, засоленность, эродированность почвенного покрова, влияние на него мелиоративных работ. С их помощью исследуются также распространение различных типов растительности (в условиях широтной зональности и вертикальной поясности), их биологическая продуктивность, распространение и состояние лесов, зоо- и фитопланктона в океанической среде.

В арсенале методов социально-экономической географии роль космических снимков пока не столь значительна. Тем не менее они находят применение и в этой области, прежде всего при изучении сельского хозяйства -- структуры земельных угодий, состава и состояния сельскохозяйственных культур, их потенциальной урожайности, болезней и повреждений посевов вредителями и др. В области географии населения разработаны методические приемы переосмысления космической информации для изучения характера использования территории и развития сети населенных мест, для определения видов использования городских земель, включая планировку жилых районов, производственной специализации сельских населенных пунктов. В области географии промышленности такая информация позволяет лучше распознать размещение добывающих (например, нефтедобывающих) и обрабатывающих производств, в области транспорта -- направления и интенсивность транспортных (например, автотранспортных) потоков.

Космические методы позволяют решать не только отраслевые, но и комплексные географические проблемы. Это относится как к отдельным природным и антропогенным ландшафтам, так и к крупным регионам (например, Арал, Каспий), а иногда и ко всей географической оболочке.

Особо следует сказать об использовании космических изображений Земли для слежения за развитием разного рода природных катастроф -- наводнений, обширных лесных пожаров, пылевых бурь, извержений вулканов, тайфунов. В не меньшей, если не большей степени, это относится и к получению сведений о различных видах загрязнения окружающей среды, вызванных деятельностью человека:

дымовых облаках, пятнах смога, районах концентрации парниковых газов в атмосфере, эвтрофикации водоемов и нефтяных разливах в гидросфере, процессах опустынивания, обезлесения и т. п.

Наконец, следует упомянуть о том, как благотворно сказалось космическое землеведение на развитии картографии. В ее структуре сложились или складываются: 1) космофото-геологическое картографирование, имеющее целью изучение недр, планирование поиска топливных, рудных и нерудных полезных ископаемых; 2) почвенное и геоботаническое картографирование, используемое для оценки состояния земель, инвентаризации естественных кормовых ресурсов, учета земельного фонда, выявления эрозионной опасности и охраны земель; 3) картографирование лесного фонда, включая инвентаризацию резервных лесов и планирование лесоохранных мероприятий; 4) картографирование водоемов с учетом запасов поверхностных и подземных вод, режима стока, ледовых ресурсов и проектирования водохозяйственных мероприятий; 5) картографическая оценка инженерных условий местности, селевой и лавинной опасности в связи с проектированием инженерных сооружений и коммуникаций.

В последнее время экологическое картографирование на основе космической информации приобретает все большее распространение. Космическая информация в отличие от наземной и даже аэрофотосъемочной позволяет континуально охарактеризовать экологическую обстановку обширных территорий. Тематика экологических карт, составляемых с учетом или на основе космической информации, включает частные карты отдельных компонентов природной среды и различные комплексные карты. В 90-х годах на той же основе в России началось создание фундаментальных комплексных атласов.

Геоинформационный метод. Роль информатики в современном мире хорошо известна; достаточно вспомнить хотя

Примером такого рода может служить атлас «Природа и ресурсы Земли» (1996), в котором впервые в атласном картографировании космические фотоизображения составляют с картами большие блоки, связанные единой концепцией. В частности, космическое обеспечение к подразделу атласа «Структура и ресурсы биосферы» включает 75 космических снимков.

бы о том, что синонимом термина «постиндустриальное общество» служит термин «информационное общество». Информатика -- это отрасль науки, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также вопросы, связанные с ее сбором, хранением, поиском, переработкой, преобразованием, распространением и использованием в различных сферах деятельности. Соответственно теория информатики -- это раздел кибернетики, в котором математическими методами изучаются способы измерения количества информации и ее передачи.

В последние десятилетия происходит переход от традиционной бумажной к машинной информации, вызванный, с одной стороны, информационным взрывом, а с другой -применением ЭВМ. В этом переходе можно выделить отдельные стадии, этапы. Но уже ясно, что с информатизацией общества в его жизнь вошли принципиально новые формы и средства накопления и использования самой разнообразной информации в виде магнитных, лазерных, оптических носителей. Электронная среда их функционирования революционизировала процессы работы со знаниями, информацией, включая и средства их распространения с помощью электронной коммуникации. А на новейшем этапе информатики стоит вопрос уже о создании экспертных систем и моделировании искусственного интеллекта. Именно поэтому в условиях все большей информатизации общества овладение информационным методом становится важным элементом общей культуры и, соответственно, общего образования.

На этом фоне следует рассматривать и появление г е о -информатики. Геоинформатика в современном ее понимании возникла не на пустом месте, а явилась результатом длительной эволюции таких традиционных способов географической информации как описания, справочники, библиографические указатели, реферативные журналы, атласы и др. Сначала обработка информации производилась с помощью перфокарт, затем появились первые ЭВМ, возникли банки данных (БД) географической информации, основанные на использовании запоминающих устройств ЭВМ, стали внедряться совершенно новые геоинформационные технологии, а выдача информации стала осуществляться в цифровой, текстовой, графической, картографической формах, в том числе и с использованием электронных сетей, электронной почты, электронных карт и атласов.*

Как наука геоинформатика разрабатывает принципы, методы и технологии получения, накопления, передачи, обработки и представления географической информации. Как область практической деятельности, она включает создание, обеспечение текущего функционирования, обновление и развитие способов такой информации. С точки зрения интересов географии геоинформатика может рассматриваться в одном ряду с математическими, картографическими, дистанционными методами.

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 [114, с. 114]. Исходя из целей ГИС, их подразделяют на многоцелевые и специализированные (в том числе научно-справочные, кадастровые, картографические, инженерно-планировочные, территориально-управленческие и др.). Исходя из тематической ориентации, среди ГИС выделяют общегеографические, отраслевые (в том числе водных ресурсов, использования земель, лесопользования, рекреации и др.). А по пространственному масштабу и охвату они делятся на региональные, общегосударственные и глобальные.

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, изображений,

Разработка концепции электронных карт и технологий их изготовления была осуществлена в России в первой половине 90-х годов. Ныне ставится задача объединить разрозненные электронные карты в единую систему, которая позволила бы создать единую компьютерную модель Земли, имеющую унифицированные условные знаки, содержание и математическую основу. А первым российско-американским комплексным электронным атласом стал упоминавшийся уже атлас «Наша Земля», который тиражируется и распространяется в форме компакт-диска.

Примером глобальной геоинформационной системы может служить Глобальный ресурсный информационный банк данных или ГРИД (СШВ). Система ГРИД была создана в рамках глобального мониторинга окружающей среды под эгидой программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП). Ее задача заключается в улучшении доступа ученых и лиц, принимающих решения, к интегрированным сетям данных о ресурсах и среде и современным технологиям их обработки.

сцен -- комбинированных, многомерных, объемных, динамических. Возникло геоинформационное моделирование, в основе которого лежит своего рода симбиоз географа-исследователя с компьютером. Появились и эксплуатируются несколько разновидностей экспертных систем или систем искусственного интеллекта.

Массовое внедрение ГИС в географию охватило многие ее отрасли, но в особенности картографию, которая благодаря ГИС претерпела перестройку, сравнимую разве что с переходом от рукописного изготовления карт к картопечатанию. Эта перестройка нашла свое выражение в геоинформационном картографировании. Суть его, по А. М. Берлянту, состоит в информационно-картографическом моделировании природных и социально-экономических геосистем на основе цифровых баз данных, ГИС-технологий и географических знаний. К числу главных факторов, способствующих развитию геоинформационного картографирования, он же относит: развитие геоинформатики; практическую потребность в оперативном картографическом обеспечении принятия решений управленческого характера; внедрение в картографию компьютерных методов и автоматических картографических систем, таких как ядра ГИС; возникновение новой геоинформационной концепции, в основу которой положены представления о системном информационно-картографическом моделировании и познании геосистем; включение в научно-практический оборот большого числа новых видов и типов геоизображений.

Геоинформационное картографирование формируется как узловая дисциплина на пересечении автоматизированного картографирования, аэрокосмических методов и геоинформационных систем (рис. 38). В его рамках происходит сращивание двух ветвей научной картографии -- создания и использования карт. ГИС-технологии позволяют свободно трансформировать картографические проекции, варьировать масштабами и компоновкой карт, вводить новые географические переменные и изобразительные средства. Геоинформационное картографирование может быть отраслевым и комплексным, аналитическим и синтетическим, различным по пространственному охвату, масштабу, назначению, степени синтеза. Но во всех случаях в его основе лежит системный подход, а его главная целевая установка заключается в создании прикладных оценочных и прогнозных материалов.



Рис. 38. Модели соотношения картографии (К), дистанционного зондирования (ДЗ) и геоинформационных систем (ГИС) (по А. М. Берлянту).

1 -- линейная модель; 2 -- доминирование картографии; 3 -- доминирование геоинформационных систем; 4 -- модель тройного взаимодействия

По мнению акад. В. М. Котлякова, в ближайшие годы географические исследования будут находиться под сильным воздействием дальнейшего совершенствования геоинформационных технологий, компьютерного анализа и обработки гигантских объемов информации, повсеместного расширения использования глобальных средств коммуникаций. При этом произойдет переход от предметно-ориентированных частных ГИС к пространственно-ориентированным интегральным ГИС, в рамках которых станет возможным совместное использование данных для конкретных территорий по всему спектру географических дисциплин.

В этом свете вполне объяснимо то повышенное внимание, которое было уделено геоинформатике и ГИС в 1995 году на X съезде Русского географического общества и в особенности в 1996 году на XXVIII Международном географическом конгрессе. На этом конгрессе геоинформатика и ее методическое и техническое оснащение фигурировали в качестве магистральных направлений, которые должны способствовать соединению всей системы географических наук с достижениями современного этапа НТР.

9.3 Методы физической и социально-экономической географии

Наряду с общегеографическими, существует также ряд методов, которые применяются раздельно в физической или социально-экономической географии, исходя из их специфики.

В физической географии это прежде всего геохимический, геофизический и палеогеографический методы.

С помощью геохимического метода изучаются распределение, миграция и концентрация химических элементов и их соединений в различных геосферах Земли. Он основан на, что географическая оболочка химически неоднородна, причем как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. В свою очередь это объясняется, с одной стороны, разнообразием факторов, заставляющих элементы мигрировать, а, с другой, свойствами самих элементов, которые отражаются в их различной миграционной способности. К тому же сами формы миграции могут быть чрезвычайно разнообразными, например с помощью механического переноса водой, ветром или химического переноса (с переходом одного химического соединения в другое) -- при окислении, восстановлении, сорбции и т.д. Соответственно, принято различать воздушную, водную и биогенную миграцию. Как отмечал еще В. И. Вернадский, особое значение для географической оболочки имеет наиболее быстрая биогенная миграция элементов. В нашу эпоху к ним добавилась еще техногенная (антропогенная) форма, связанная с деятельностью человека.

На общем симпозиуме, подготовленном МГС совместно с Международной картографической ассоциацией, были рассмотрены актуальные вопросы создания электронных атласов на примере атласов США, Канады, Швеции, Китая, Японии, Швейцарии, Франции. На выставке, проходившей во время конгресса, демонстрировалось около 30 электронных атласов отдельных стран (Испании, Дании, Вьетнама, кроме названных выше) и городов. Создано уже около десяти мировых атласов, различающихся по содержанию, масштабам карт, информационному обеспечению, языку, требованиям к конфигурации компьютера и другим характеристикам.

С помощью геохимических методов удалось выявить существенные различия в концентрации или рассеивании различных элементов на поверхности Земли. В частности, оказалось, что в засушливых областях, где миграция элементов ограничена, в почвах концентрируются даже такие весьма подвижные элементы, как натрий, хлор, сера. В районах же хорошо или избыточно увлажненных легко подвижные элементы быстро выносятся из почвы, тогда как в ней накапливаются алюминий, железо, кремний. Соответственно этому в растительности аридных областей много зольных элементов, а воды имеют повышенную минерализацию. В гумидных районах, напротив, растительность малозольная, почвы имеют кислую реакцию, а воды содержат мало солей.

Наибольшее применение в физической географии геохимические методы находят при изучении ландшафтов; поэтому чаще всего и говорят о ландшафтно-геохимическом методе. Еще в 50-е годы акад. Б. Б. Полыновым был предложен метод сопряженного анализа, позволяющий определить содержание и перемещение химических элементов от возвышенных местоположений к пониженным. С этой целью простейшие (элементарные) ландшафты он подразделил на три типа: элювиальные, супераквальные и субаквальные. В элювиальных ландшафтах, занимающих возвышенное положение с глубоким залеганием грунтовых вод, преобладает вынос элементов с помощью воды и механического перемещения вниз по склону, а аккумуляция вещества осуществляется за счет поступления его из атмосферы и горных пород. В супераквальных (надводных) ландшафтах, расположенных на более низких местах, велико влияние близко залегающих грунтовых вод, а вынос элементов сочетается с приносом их извне -- со стороны водоразделов, а также лежащей ниже коры выветривания. А субаквальные (подводные) ландшафты с характерным для них выходом вод на поверхность, отличаются привносом веществ с водоразделов и склонов, аккумуляцией наиболее подвижных элементов. Подобная пространственная, межфациальная сопряженность в геохимическом методе сочетается с вертикальной межкомпонентной сопряженностью, что предусматривает анализ химического состава грунтовых вод, почв, растительности, приземного воздуха и др. [223, с. 265].

Геохимическую структуру ландшафта и биогеохимические циклы элементов подробно рассматривают В. В. Добровольский [323], Н. С. Касимов [326].

Геофизический метод позволяет изучать природные процессы и явления на основе общих физических законов. Научной базой для его применения в отечественной физической географии послужили работы акад. А. А. Григорьева, начатые еще в 20--30-х годах и посвященные выяснению роли солнечной энергии и атмосферной влаги в динамике процессов, происходящих в географической оболочке. В центре внимания этого метода находятся особенности обмена энергией между атмосферой, литосферой, гидросферой и живым веществом как в общем, так и в отдельных природных комплексах. А главным средством измерения, определения такого обмена служат радиационный и тепловой балансы.

Несмотря на все значение геофизического метода, помогающего понять механизм взаимообмена веществом и энергией в природном комплексе, роль его в современной физической географии в основном вспомогательная. Основные исходные материалы для изучения геофизики ландшафта географы получают от геофизиков, а затем уж интерпретируют их в нужном аспекте.

Палеогеографический метод используется для определения абсолютной или относительной геохронологии природных комплексов разных рангов. При этом для определения абсолютного летоисчисления обычно изучают распад радиоактивных элементов -- урана, тория, калия, рубидия, углерода и др. Этот метод основан на том, что при распаде перечисленных элементов происходит образование атомов устойчивых элементов, причем таких устойчивых элементов тем больше, чем больше возраст пород, в которых они содержатся. Для определения геологического времени очень отдаленных событий чаще пользуются ураном, период полураспада которого составляет 4,5 млрд. лет, относительно недавних событий -- радиоактивным изотопом углерода с периодом полураспада 5,5 тыс. лет. Относительный возраст определяют путем сопоставления времени образования разных слоев. Для этого используют стратиграфо-палеонтологический анализ, т. е. анализ сохранившихся в этих слоях остатков древних организмов. В физической географии широкое применение находит также спорово-пыльцевой анализ, основанный на том, что споры и пыльца растений могут сохраняться в осадочных породах в течение тысяч и миллионов лет. Определив вид растений, которым принадлежит пыльца, можно восстановить и обстановку исследуемого периода: скажем, преобладание пыльцы дуба над пыльцой ели свидетельствует о потеплении.

В социально-экономической географии характеристика специальных методов нашла значительно меньшее освещение. Нередко речь идет о том или ином комплексе общегеографических методов, применяемых при изучении предприятий, населенных пунктов, систем расселения, промышленных узлов, транспортных узлов, экономических районов, городов, стран и т. д. Такое взаимное переплетение различных методов Ю. Г. Саушкин в свое время предложил даже назвать единым экономико-географическим методом [93, с. 442].

Но разгадка вопроса о специфических методах социально-экономической географии состоит, собственно, в другом. Такими методами обычно считаются методы экономического районирования, территориально-производственных комплексов, энергопроизводственных циклов, ресурсных циклов (которые уже были охарактеризованы выше).

10. Язык географии

10.1 Общие подходы

Овладение географической культурой предполагает хорошее владение языком географии, отражающим многие специфические особенности этой науки. Язык науки вообще можно рассматривать в качестве своего рода системы, для которой характерны внутренняя связность, целостность, стабильность (хотя и в сочетании с некоторой динамичностью), открытость по отношению к процессам общенаучной интеграции. Исследование языка науки относится к компетенции и науковедения, и логики, и лингвистики, но

В сочетании с другими методами спорово-пыльцевой анализ позволил расчленить четвертичный период на плейстоцен, для которого характерны оледенения, и голоцен или постледниковое время, а затем, в свою очередь, голоцен -- на отдельные отрезки, различающиеся температурой воздуха, влажностью и растительностью.

пока еще эти вопросы изучены недостаточно. Тем не менее мы говорим о «математическом», «физическом», «химическом», «биологическом» и других языках, каждый из которых отличается даже своим внешним «почерком». То же относится и к «географическому» языку.

Язык географии, как и любой другой науки, отличается большой сложностью и большим разнообразием. Может быть, даже большими, чем у других наук, поскольку географии единственной среди них приходится иметь дело с явлениями и природного и общественного характера. Когда говорят о языке географии, обычно ссылаются на широко известное высказывание Н. Н. Баранского: «Надо все же помнить, что география -- не математика, не физика, и не химия. Основным способом выражения мысли для географии остается речь, а не формула» [10, с. 96]. И хотя в наши дни это положение Н. Н. Баранского нуждается в некоторых коррективах, поскольку на страницах географических изданий можно теперь увидеть и формулы, и сложные расчеты, и модели, в целом оно не потеряло своего значения. Остается только пожалеть, что в целом вопрос о языке географии разработан еще недостаточно.

Тем не менее разделение уже наметилось. Это -- граница между языком географической науки и языком географической карты, которые мы далее и рассмотрим.

10.2 Язык географической науки

По нашему мнению, язык географической науки включает следующие компоненты: 1) понятия и термины, 2) факты, цифры и даты, 3) географические названия, 4) географические представления (образы).

Язык понятий и терминов. Понятия и термины в языке географической науки образуют единую систему, являясь как бы первичными клеточками всего научного знания. Они настолько тесно взаимосвязаны, что правильнее всего было

Что же касается обиходного (бытового) географического языка, отражающего тот «бытийный географизм», о котором писал В. С. Преображенский, то здесь мы оставим его «за кадром».

1. Общенаучные и общегеографические понятия

2. Физико-географические и смежные понятия

3. Понятия географического ресурсоведения и геоэкологии

Агроклиматические ресурсы Обезлесение

Биологические ресурсы Опустынивание

Водные ресурсы Особо охраняемая территория бы вести речь о едином понятийно-терминологическом аппарате. Именно так определяли свой подход к этому вопросу академики С. В. Калесник и В. Б. Сочава, Д.Л.Арманд, И. С. Щукин, А. Г. Исаченко, Э. Б. Алаев и в особенности специально рассматривавшие его В. С. Преображенский и Т. Д. Александрова. Именно такое отражение он нашел в Географическом энциклопедическом словаре (1988), который имеет подзаголовок «Понятия и термины» [114], в понятийно-терминологическом словаре Э.Б.Алаева [ПО]. Что касается остальных словарей и справочников, то хотя они имеют подзаголовки понятийно-терминологических или терминологических [129; 137; 139; 224] или просто словарей [130; 131; 135; 138], по существу подход в них тот же самый.

Отмечая единство понятийно-терминологического словаря географической науки, в то же время было бы неправильно не учитывать того, что понятия и термины находятся между собой в определенном соподчинении. При всем значении научных терминов они все же играют роль относительно вспомогательного элемента географического языка, тогда как понятия выполняют функцию главного элемента. Именно понятия в первую очередь служат «несущей конструкцией», опорой научных законов и закономерностей, учений, теорий, концепций и гипотез, воплощая содержательно-теоретическую часть знания. По-видимому, именно это имел в виду В. В. Покшишевский, когда писал о том, что «системам явлений должны отвечать и соответствующие им системы понятий, а в конечном счете и системы науки» [86, с. 56]. Ясно, что при такой трактовке одному понятию может соответствовать определенное число терминов. Проиллюстрировать это можно хотя бы на примере словаря-справочника Н. Ф. Реймерса, где, скажем, понятиям «ареал» или «вид» соответствуют целые разветвленные кусты научных терминов [130, с. 27, 61].

При наличии весьма большого количества научных географических понятий и тем более терминов трудно обойтись без какого-то их ранжирования. Естественно, что к понятиям I ранга в данном случае должны быть отнесены наиболее значимые из них. В порядке первого приближения мы попытались выделить понятия I ранга по основным ветвям географической науки, представив их в форме сводных таблиц. В них перечисляются 30 общенаучных и общегеографических понятий, 30 физико-географических и смежных

Антропогенный ландшафт Биосфера

Географическая карта Географическая оболочка Географическая среда Географический прогноз Географическое положение Геоинформатика Геосистема Геоэкология Глобальная проблема Индустриальное общество Конструктивная география Культурный регион Метод географии

Азональность

Атмосфера

Биогеоценоз

Водная масса

Воздушная масса

Высотный пояс

Географический пояс

Геологическое строение

Геохимия ландшафта

Гидросфера

Животный мир

Земная кора

Зональность

Климат

Круговорот веществ и энергии

Ландшафт

Мировой океан

Моделирование

Ноосфера

Общая география

Ойкумена

Окружающая среда

Природная среда

Постиндустриальное общество

Районирование

Региональная география

Страна, страноведение

Системность

Территориальность

Устойчивое развитие

Цивилизация

Литосфера

Литосферная плита

Мантия

Материк

Оледенение

Почва

Природная зона

Природный комплекс

Погода

Растительность

Рельеф

Солнечная радиация

Стихийное природное явление

Экосистема

Ядро Земли

Политическая карта

Охрана природы «Парниковый эффект» Природно-ресурсный потенциал Полезные ископаемые Природные ресурсы Природные условия Природопользование Ресурсообеспеченность Ресурсосбережение Социальная экология Экологический кризис Экологическая политика

геодемографии и этнографии

Образ жизни

Плотность населения

Размещение населения

Раса человеческая

Религия

Сельское население

Система расселения

Структура (состав) населения

Трудовые ресурсы

Урбанизация

Численность населения

Экономически активное

население

Этническая общность

Этнический процесс

Языковая семья

Адаптация Акклиматизация Болезни Здоровье

Индустрия туризма Качество среды Комфортность Курорт

и политической географии

Производительные силы Развивающаяся страна Размещение производства Районная планировка Региональная политика Сельское хозяйство Территориальная организация Территориальная структура Территориально-производственный комплекс Транспорт

Экономическая интеграция Экономическая система Экономический район

Возобновимые ресурсы Геотехническая система Географическая оценка Загрязнение окружающей среды Земельные ресурсы Исчерпаемые ресурсы Кадастр Мелиорация Минеральные ресурсы Мониторинг

Невозобновимые ресурсы Неисчерпаемые ресурсы

4. Понятия географии населения,

Антропогенез

Город, городская агломерация Городское население Демографическая политика Демографический взрыв Демографический переход Духовная культура Естественное движение населения «Качество населения» Концентрация населения Материальная культура Механическое движение населения

Народ, народность, нация Народонаселение Населенный пункт

5. Понятия экономической Валовой продукт Географическое разделение труда Геополитика Государственный строй «Зеленая революция» Инфраструктура Материальное производство Межотраслевой комплекс Мировое хозяйство

Непроизводственная сфера Научно-техническая революция Национальное хозяйство Отрасль хозяйства

Экономически развитая страна

Экономико-географическое

положение

6. Понятия рекреационной и медицинской географии

Отдых

Природный очаг болезней

Рекреационная зона

Рекреационные ресурсы

Рекреационная система

Рекреация

Туризм

Экстремальность

7. Понятия картографии

Космическая съемка Масштаб

Общегеографическая карта План местности Профиль местности Тематическая карта Топографическая карта

Аэрофотоснимок Географическая долгота Географическая широта Изолиния Картограмма

...