1.4 Методы географических исследований
В географии наряду с методами, общими для всех наук, применяют и специальные (географические).
Методы географических исследований можно разделить на три группы. Во-первых, это методы полевых исследований, когда изучение географических объектов происходит непосредственно в полевых условиях. Географические экспедиции и постоянно действующие станции и лаборатории являются одним из важнейших источников информации о процессах, происходящих в географической оболочке. С помощью другой группы методов – камеральных (от лат. camera – комната, казна) – географическая информация обрабатывается, систематизируется, обобщается. Примером такой работы является обработка материалов аэро- и космических съемок Земли. С помощью камеральных методов познается суть географических явлений, устанавливаются закономерности их развития. Третья группа – экспериментальные методы, с помощью которых ученые могут проверить истинность своих предположений, глубже проникнуть в тайны природы. Как видно, все методы географических исследований тесно связаны между собой. На каждом этапе исследований используются определенные методы. Для того чтобы более подробно познакомиться с ними, воспользуемся традиционным для географии историческим подходом.
Описательный, экспедиционный и картографический методы – первые в истории географии. Описательный метод был самым первым способом познания окружающего мира. Многие столетия география оставалась в основном наукой описательной.
Все, что человек узнавал о новых землях, он получал во время экспедиций (путешествий). В ходе экспедиций наблюдаются и описываются разнообразные географические объекты, явления. Картографический метод появился одновременно с возникновением географии. Вместе с описанием объектов на земной поверхности появляется и особый – географический способ отображения и систематизации знаний об изучаемой территории. Не случайно карту называют «вторым языком» географии. С нее начинается и ею заканчивается географическое исследование. Но главное – с помощью карты можно «объять» разом всю поверхность нашей планеты.
Методы сравнения, исторический и обобщения в географии. Накопление огромного количества сведений о нашей планете выдвинуло проблему их обобщения и систематизации. Сравнение разных элементов географической оболочки привело к тому, что похожие элементы объединялись между собой. Такое обобщение и одновременно сравнение географических данных позволило группировать явления в различные классы, что стало причиной формирования типологического подхода в географии.
География была одной из первых наук, овладевших историческим подходом в познании явлений мира. Географы начали сравнивать объекты не только по их местоположению, но и по времени образования. В географии исторический метод широко используют еще и потому, что связь между географией и историей всегда была тесной.
Математические методы и моделирование в географии. До тех пор пока существовали неоткрытые земли, перед географией не стояла остро задача объяснения мира. Поверхностного описания различных территорий было достаточно, чтобы исследование считалось географическим. Но бурный рост хозяйственной деятельности человека потребовал проникновения в тайны природы. Для этого географы были вынуждены заимствовать методы исследований из других наук. Использование математических методов дало возможность не только измерять географические объекты, но и находить средние показатели в ряде наблюдений, выявлять статистические (математические) закономерности. Это привело к открытию причин дождевых паводков на реках, появлению представлений о циклонах и антициклонах, принципов выбора мест для строительства предприятий и т. д.
Все географические системы (природные, хозяйственные, природно-хозяйственные) имеют структуру, т. е. определенный способ организации взаимосвязей между элементами. С появлением в географии метода моделирования познание структуры разных геосистем ушло далеко вперед. Моделями широко пользуются для имитации процессов, которые невозможно воспроизвести в опытах и экспериментах. В моделях отражаются основные свойства объекта, а второстепенные – отбрасываются.
Методы дистанционных исследований. Достижения науки и техники в XX в. сильно изменили традиционные способы изучения Земли. Дистанционными называют методы, когда наблюдатель (или измерительный аппарат) находится на некоторой дистанции от объекта изучения. При этом значительно увеличивается территория, охватываемая наблюдением. Появление материалов аэрокосмических съемок земной поверхности привело к увеличению потока новой информации о давно известных объектах и явлениях Земли.
Съемка земной поверхности в оптическом диапазоне (в красном, синем, зеленом и других цветах) дает сведения о состоянии почв и растительного покрова территории, о прозрачности воды в водоемах и т. д. Съемка в невидимом для человеческого глаза инфракрасном диапазоне позволяет получить информацию о температуре суши и океанов, о концентрации сельскохозяйственных вредителей. Съемка с помощью радиоволн показывает количество влаги в почве, уровень грунтовых вод и т. д.
С помощью дистанционных методов информацию получают в такой форме, которая позволяет ее заложить в компьютер и автоматически обработать. Это привело к созданию геоинформационных систем, банков географических данных, которые широко используются в картографии и математическом моделировании геосистем.
Стационарный, лабораторный и экспериментальный методы. В современной географии вместо кратковременных экспедиций организовываются комплексные географические стационары. Стационарный метод исследования географической оболочки предполагает использование постоянно действующих станций, лабораторий, экспедиций. Методы близких к географии наук позволяют наблюдать в постоянных условиях целый комплекс географических явлений. Так, в географии появились геофизический, геохимический и биологический методы с применением характерного для них лабораторного метода (например, изучение химического состава почвы или физических свойств загрязненного воздуха).
Главной задачей проведения комплексных стационарных исследований является раскрытие связей между явлениями. Раскрытие основных этих взаимосвязей позволяет, во-первых, создать модель изучаемого объекта, во-вторых, провести в природе опыт, или эксперимент.
К примеру, чтобы узнать, как влияет земледелие на эрозию почв, отбирают два участка с одинаковыми условиями. Экспериментальная площадка распахивается и засевается сельскохозяйственными культурами, а другая (контрольная) остается без изменений. Затем измеряется масштаб, скорость эрозии почвы на двух участках и делается вывод о влиянии сельскохозяйственной деятельности на почвенный покров.
Сегодня недостаточно объяснить, почему и как развиваются геосистемы и их элементы, необходимо еще и предвидеть, как они могут изменяться под воздействием человека. Наступает новый этап географического исследования – этап предсказания. На этом этапе решаются задачи, каким будет объект в будущем. Для этого используют мониторинг окружающей среды и географический прогноз.
Мониторинг окружающей среды. Мониторинг (от лат. monitor – предупреждающий) – это информационная система, задача которой состоит в наблюдении и оценке окружающей среды под влиянием воздействия человека. Целью этого метода является рациональное использование природных ресурсов и охрана окружающей среды. Выделяют три основных вида мониторинга: локальный, региональный, глобальный. В отличие от первых двух система глобального мониторинга еще не создана. Он должен обеспечить слежение за планетарными изменениями в географической оболочке – в составе атмосферы, в круговоротах веществ и т. д. Пока существуют фрагменты такого мониторинга в виде биосферных заповедников, научных станций и лабораторий. В них ведутся наблюдение и контроль за физическими, химическими, биологическими изменениями в окружающей среде. Полученная информация передается в национальные и международные центры.
Географический прогноз. Одна из задач географических прогнозов – разработка научно обоснованных предсказаний о состоянии и развитии природной среды в будущем. Для того чтобы сделать прогноз достоверным, надо, прежде всего, опираться на исторический подход к объекту и соответственно рассматривать его в процессе развития. Имеется несколько сот методов прогнозирования. Некоторые из них вам знакомы. Метод географических аналогий позволяет перенести закономерности развития одних геосистем на другие. При этом можно предвидеть, что более молодые по возрасту системы пройдут путь геосистем, находящихся на высокой ступени развития. Одним из важнейших методов прогнозирования является экстраполяция – это как бы продолжение существующих закономерностей в будущее. Для этого необходимо достаточно хорошо изучить объект. Успешно применяются в прогнозировании и методы математического моделирования.
Географы также участвуют в составлении экономических и социальных прогнозов, которые должны учитывать и динамику развития окружающей среды. Как правило, прогнозы связаны с конкретной территорией и составляются с определенной целью. Например, прогноз комплексного освоения новых территорий.
Впереди научно-географического сообщества и влияния на него не оказали. Нам известен лишь один географ этого времени, последовательно и целенаправленно применявший передовую философскую методологию в географической науки. Это Н.Демаре. Он первый и последний из географов изложил принципы научного познания применительно к географии. Следует учесть и то, что принципы были изложены очень кратко...
Например, А.Ходиев активно занимался такой пропагандой, будучи уверенным, что делает большое для позитивизма дело. Но это все были отдельные эпизоды. Связь между позитивизмом и географической наукой не наладилась. Можно понять почему философы-позитивисты пренебрегли географией. Для большей части из них география была наука второго сорта, обреченной вечно нести бремя описательности. Это мнение...
Период накапливается также материал по изучению природы нашей страны. Все это позволяет создать ряд крупных сводных географических работ, имевших важное значение для развития экономической географии. Среди них выделяются: “Географическо-статистический словарь Российской империи”(5 томов, 1863-1885 гг.), “Статистика поземельной собственности и населенных мест Европейской России”(8 выпусков,1880- ...
Вспомните:
1. Как древние люди изучали Землю?
Ответ: Например, идет речь о рельефе какой-либо страны. Древний географ считал бы свою задачу выполненной, если бы ему удалось описать, где и какие формы рельефа существуют.
2. Как современный человек изучает Землю?
Ответ: Современный географ не может этим удовлетвориться: он не только описывает существующие формы рельефа, но и выясняет причины такого размещения гор, равнин, возвышенностей, связь и взаимозависимость их с другими географическими факторами и т.д. Поэтому географию считают объяснительной наукой.
Как вы думаете:
Могут ли методы географических исследований быть применимы в других науках?
Ответ: Многие из этих методов применяются так же и в других нау-ках. Основные философские методы исследования, те же, что и у других наук.
Проверим знания:
1. В чем заключается особенность описательного метода исследования?
Ответ: Описательный метод в географии отвечает на вопрос: а) по-чему это происходит? б) где это расположено? в) что будет, если это произойдёт?
2. Что является основой картографического метода исследования?
Ответ: Картографический метод исследования - это метод исследо-ваний, основанный на получении необходимой информации с помо-щью карт для научного и практического познания изображенных на них явлений.
3. Как называется самый молодой метод исследования?
Ответ: Космический
А теперь более сложные вопросы:
1. Чем отличаются древние карты от современных картографических изображений?
Ответ: Первыми географическими изображениями местности были наскальные изображения, рисунки на коре, коже, дереве, кости. В Римской империи картами пользовались для организации и проведения военных походов. Современные географические карты отличаются большей точностью и имеют гораздо больше географических объектов, так как со временем, исследователи открывали все больше и больше новых мест на Земле.
2. Как бы вы назвали метод исследования, связанный с организацией и проведением научных экспедиций?
Ответ: Экспедиционный, от слова «экспедиция».
От теории к практике:
1. Классифицируйте источники географической информации, используемые вами на уроках географии.
Ответ: Карты и атласы, газеты и журналы, радио, телевидение, ин-тернет, музейные экспонаты, экспедиции и пр.
2. Составьте описание учебного кабинета географии.
Ответ: На мой взгляд, самой примечательной вещью в нашем классе является огромный глобус, укрепленный на круглой подставке. Его обычное место – на специальной тумбочке в конце кабинета, но во время уроков он всегда стоит перед нами – на учительском столе. В кабинете географии каждый может найти что-нибудь интересное для себя. В специальном шкафу хранится целая коллекция биноклей, компасов, различных измерительных приборов, есть даже туристическое снаряжение. Особой любовью школьников пользуется маленькая полочка с многолетними подшивками журнала "Вокруг света", многие выпуски которого зачитаны до Дыр. Интересные рассказы и замечательное оформление кабинета географии помогли многим ученикам нашей школы не только хорошо разобраться в предмете, но и полюбить эту науку навсегда. Прямо передо мной доска, а слева и справа от нее множество географических карт, которые можно передвигать при помощи специального механизма. Нет необходимости их постоянно снимать и прикреплять на доску на веревочке, если нужно – карта сразу перед глазами. Политическая карта расскажет, как много в мире стран, как необычно называются в них города, на физической показано расположение рек и озер, гор и лесов. А на этой карте – температурный режим, здесь – подводные течения, здесь – горные породы. А вот и совсем удивительная карта – карта звёздного неба. Конечно, ведь человечество осваивает не только новые земли, но и космические просторы. Вдоль стены расположены стеллажи с книгами. На самой верней полке стоит большой разноцветный глобус, а за ним десяток поменьше; наверное нам будут их раздавать на уроке. А вот полочка с журналами "Вокруг Света". А вот книга о первых экспедициях и кругосветных путешествиях. На другой полочке я вижу атласы, аккуратные стопочки контурных карт. Вот и для нас подготовили местечко. С удовольствием буду приходить на уроки в наш кабинет географии.
Итоговые задания по теме раздела:
1. Кто из ученых древности впервые использовал слово «география»?
2. На русский язык слово «география» переводится как:
3. Основной причиной повышения точности карт в XV веке явилось:
4. Точные очертания материков и островов возможно получить при исполь-зовании:
5. Какой из перечисленных методов исследования был недоступен древним ученым?
6. Научные представления о природе Земли можно получить с помощью:
7. Установите соответствие между названием метода исследования и его характеристикой:
Ответ: 1-Б, 2-А, 3-В
8. О каком методе исследования идет речь?
Ответ: Описательный метод
9. Дополните утверждение.
Ответ: 1 – картография, 2 – картографии, 3- XV
10. Дополните утверждение.
Ответ: Картографический
Сравнительно- географический метод исследования- это метод сопоставления различных стран, экономических районов, городов, промышленных узлов, типов сельского хозяйства и др. экономико- географических объектов, по их развитию, специализации и т. д. Сравнительный метод заменяет в экономической географии эксперимент. Он позволяет подойти к вопросу проблемы типологии изучаемых явлений. Сравнительно -географический метод используется в тесной связи с картографическим методом исследования. Но подходы к определению объектов и предметов изучения географии менялись на протяжении истории развития науки. Общим оставалось одно: большинство ученых рассматривало как главный объект географической науки поверхность Земли. При этом К. Риттер считал объектом географии весь земной шар, А. Геттнер - страны, которые изучаются с точки зрения пространственного размещения предметов и явлений, Ф. Рихт-гофен - земную поверхность, Э. Мартонн - распределение по поверхности Земли физических, биологических и связанных с деятельностью человека явлений, а также причины этого распределения, О. Пешель - природу Земли и т. д. Предлагались разные термины для определения объекта географии: географическая оболочка, ландшафтная оболочка, геосфера, ландшафтная сфера, биогеносфера, эпигеосфера и др. Наибольшее признание получил термин "географическая оболочка". Видный советский географ, акад. А. А. Григорьев считал, что главная задача науки состоит в познании структуры географической оболочки. Другой выдающийся советский географ, акад. С. В. Калесник уточнил определение объекта географии, включив в него структуру географической оболочки, законы ее формирования, пространственного распределения и развития. Итак, географы установили специфический объект своих ис-следований. Это - географическая оболочка, которая представляет собой сложное образование, состоящее из взаимодействующих главных земных сфер или их элементов - литосферы, атмосферы, гидросферы, биосферы1В течение ряда лет накапливается опыт, позволяющий уточ-нить специализацию в зависимости от ряда моментов, ранее не учитывавшихся. К числу таких моментов относятся, например, различия от места к месту в запасах воды для орошения, в температурах (свекле надо больше воды, а хлопку больше тепла); но наряду с моментами природного порядка приходится учитывать и другие, как-то: близость к городскому рынку (что важно для овощеводства), наличие или отсутствие резервов рабочей силы, трудовые навыки и традиции населения, возможности производственной увязки с другими отраслями (например, свекло-сахарной культуры с интенсивным животноводством) и т. д. Во всей этой весьма сложной совокупности разного рода факторов и моментов факторы природного порядка всегда играют ту или иную роль, но не как единственные, а в сочетании с рядом факторов, хотя тоже региональных, но уже иного порядка - общественно-исторического или транспортно-рыночного. При всех исследованиях по вопросу о влиянии природных ус-ловий на производственное направление хозяйства необходимо принимать во внимание технику производства, которая в свою очередь тесно связана с общественным строем.
Методы (способы) исследований – это конкретные приемы изучения географических объектов и явлений. К географическим методам (способам) исследований относятся: традиционные – экспедиционный, описательный, картографический, сравнительно-географический, математико-статистический, и новые методы–экспериментальные, моделирования, дистанционные (аэрокосмические), географический мониторинг, географический прогноз, ГИС технологий и др.
Далеко вглубь веков входит основополагающий метод географических исследований, первоисточник всех географических знаний – экспедиционный метод. Многое, что люди узнали о Земле, о ее великом природном разнообразии и богатстве, они узнавали в ходе своих странствий и путешествий, а на современном языке – экспедиций.
Фиксация путешественниками увиденного привела к возникновению метода описания. Само название науки - география (от греч. geо – Земля и grapho – описываю), предложенное древнегреческим ученым Эратосфеном, свидетельствует о важности этого метода. Описание включает не только сбор информации об объекте исследования, но и ее систематизацию, объяснение и построение теории. В XVIII в. начало развиваться научное описание, которое включало элементы анализа, сравнения, объяснения. Особенно важен этот метод в работах страноведческого характера, где он развился от поэлементного описания стран (природа, население, хозяйство и т. д.) к комплексной страноведческой характеристике. В настоящее время описание не обязательно связано с фиксацией информации на бумаге. Его можно наговорить на диктофон, применение электроники позволяет передавать описание на большие расстояния, хранить, редактировать. Большое значение для запоминания и эмоционального восприятия имеет литературно-художественное описание (литературные произведения И.А. Бунина, К.Г. Паустовского, М.М. Пришвина и др.). Выделяют следующие виды географических описаний: констатирующее (констатация фактов); описание динамических процессов и явлений; описание причинно-следственных связей; прогнозные описания.
С возникновением описания появился и особый географический способ изображения и систематизации знаний об исследуемой территории – различные «чертежи», схемы, карты. Так возник очень важный и нужный географии картографический метод исследований.
В настоящее время картографический метод кроме составления карт исследуемой территории включает визуальный поиск и анализ объектов на карте; измерение по карте расстояний, площадей, высот и т. д.; сопоставление различных географических явлений и исследование их связи и причины; анализ карт путем построения профилей и др. Необходимость описывать новые страны, территории и сравнивать их с уже существующими, известными способствовала развитию сравнительного метода исследования, который успешно используется до наших дней. (Кто из знаменитых географов успешно использовал метод сравнения? Кто первым применил исторический метод при изучении географических явлений?)
Геоинформационная система (географическая информационная система , ГИС ) - система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных (географических) данных и связанной с ними информации о необходимых объектах.
Понятие геоинформационной системы также используется в более узком смысле - как инструмента (программного продукта), позволяющего пользователям искать, анализировать и редактировать как цифровую карту местности, так и дополнительную информацию об объектах .
Геоинформационная система может включать в свой состав пространственные базы данных (в том числе, под управлением универсальных СУБД), редакторы растровой и векторной графики, различные средства пространственного анализа данных. Применяются в картографии, геологии,метеорологии, землеустройстве, экологии,муниципальном управлении, транспорте, экономике,обороне и многих других областях. Научные, технические, технологические и прикладные аспекты проектирования, создания и использования геоинформационных систем изучаютсягеоинформатикой.
Данные в геоинформационных системах описывают, как правило, реальные объекты, такие как дороги, здания, водоемы, лесные массивы. Реальные объекты можно разделить на две абстрактные категории: дискретные (дома, территориальные зоны) и непрерывные (рельеф, уровень осадков, среднегодовая температура). Для представления этих двух категорий объектов используются векторные и растровые данные.
§ 3. Классификация методов географических исследований. Традиционные методы
Изучение содержания параграфа предоставляет возможность:
Ø углубить и систематизировать знания о традиционных методах географических исследований, полученных в младших классах;
Методы (способы) исследований – это конкретные приемы изучения географических объектов и явлений. К географическим методам (способам) исследований относятся: традиционные – экспедиционный, описательный, картографический, сравнительно-географический, математико-статистический, и новые методы–экспериментальные, моделирования, дистанционные (аэрокосмические), географический мониторинг, географический прогноз, ГИС технологий и др.
Далеко вглубь веков входит основополагающий метод географических исследований, первоисточник всех географических знаний – экспедиционный метод . Многое, что люди узнали о Земле, о ее великом природном разнообразии и богатстве, они узнавали в ходе своих странствий и путешествий, а на современном языке – экспедиций.
Фиксация путешественниками увиденного привела к возникновению метода описания . Само название науки – география (от греч. geо – Земля и grapho – описываю), предложенное древнегреческим ученым Эратосфеном, свидетельствует о важности этого метода. Описание включает не только сбор информации об объекте исследования, но и ее систематизацию, объяснение и построение теории. В XVIII в. начало развиваться научное описание, которое включало элементы анализа, сравнения, объяснения. Особенно важен этот метод в работах страноведческого характера, где он развился от поэлементного описания стран (природа, население, хозяйство и т. д.) к комплексной страноведческой характеристике. В настоящее время описание не обязательно связано с фиксацией информации на бумаге. Его можно наговорить на диктофон, применение электроники позволяет передавать описание на большие расстояния, хранить, редактировать. Большое значение для запоминания и эмоционального восприятия имеет литературно-художественное описание (литературные произведения И. А. Бунина, К. Г. Паустовского, М. М. Пришвина и др.). Выделяют следующие виды географических описаний: констатирующее (констатация фактов); описание динамических процессов и явлений; описание причинно-следственных связей; прогнозные описания.
С возникновением описания появился и особый географический способ изображения и систематизации знаний об исследуемой территории – различные «чертежи», схемы, карты. Так возник очень важный и нужный географии картографический метод исследований.
Истоки географических карт идут от графических изображений (на дереве, на скале, на кости и т. д.) предназначенных для ориентации в пространстве. Карты использовались для целей навигации, для установления границ владений, угодий, ориентирования на местности и т. д. В Италии начиная с XIV в. начали создавать карты береговых линий – партоланы .
В настоящее время картографический метод кроме составления карт исследуемой территории включает визуальный поиск и анализ объектов на карте; измерение по карте расстояний, площадей, высот и т. д.; сопоставление различных географических явлений и исследование их связи и причины; анализ карт путем построения профилей и др. Необходимость описывать новые страны, территории и сравнивать их с уже существующими, известными способствовала развитию сравнительного метода исследования , который успешно используется до наших дней. (Кто из знаменитых географов успешно использовал метод сравнения? Кто первым применил исторический метод при изучении географических явлений? )
Позднее на основании сравнения объектов и явлений разработан метод аналогии (от греч. апаlоgia – сходство, соответствие ). Метод аналогии широко используют и современные географы. Заметив сходство предметов по каким-то признакам, мы можем предположить, что они похожи между собой и по другим. Использование аналогий будет более достоверным, если сходство устанавливают не по внешним, а по главным (существенным) признакам. К примеру, в географии знание о процессах, происходящих в одном ландшафте, можно перенести на другой. В науке широко пользуются этим приемом. Часто аналогии служат основой научных гипотез, без которых не развивается наука.
Общество постепенно начало задавать географии вопросы уже совсем другого свойства, например, такие: почему река широкая на равнине и узкая в горах? Сколько воды в ней протекает в целом и и в разное время года? Почему в одном месте растут леса, а в другом расположены степи? и т. д. . В поисках ответов на эти и другие вопросы возникли математико-статистические методы географических исследований, которые можно отнести к традиционным, так как уже в средние века имелись географические работы, выполненные с использованием математических подходов.
В конце Х1Х – начале ХХ вв. в связи с развитием химии в географических исследованиях начали активно использоваться лабораторно-аналитические методы. Это позволило качественно оценить состояние природных комплексов и ресурсов, создавать объективную базу данных.
Вопросы и задания:
1. Какие методы изучения географических объектов появились в истории науки первыми и почему?
2. Какие задачи решает описательный метод в географии? Какова роль его в настоящее время?
3. В чем суть метода наблюдений?
4. Назовите виды деятельности, в которых нашли широкое применение различные виды географических исследовании.
5. Почему существует необходимость комплексного использования географических и негеографических методов изучения географических объектов? Приведите примеры.
