Роль математико-статистических данных и ЭВМ в географии

МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Реферат по теме:

«Роль

математико-статистических данных

и ЭВМ в географии»

Выполнила: студентка

естественно-экологического

факультета, группы 4Г

Ильяшенко Анна

Мурманск

2005 г.

Содержание:

Введение……………………………………………………..……………3

1. Современное развитие математизации географии…………………..……….3

2. Современные направления применения математических методов……..…..5

3. Средства географических исследований

3.1 Средства моделирования и отображения географических явлении……9

3.2 Средства информационного обеспечения………………………………12

3.3 Экспертные системы……………………………………………………..16

Заключение………………………………………………………………21

Ведение

Отношение к математическим методам в географии неоднозначно у различных исследователей. Оно колеблется от восхищенно-восторженного до непроглядно-пессимистического. Причем полярные точки зрения доминировали в различное время. Первые опыты применения математики в географии, как пишут П. Джеймс и Дж. Мартин, относятся ко временам Фалеса Милетского и Эратосфена, когда существовала и использовалась в качестве термина математическая география. Правда, в отличие от нашего времени в это понятие вкладывался несколько иной смысл. В область интересов математической географии входило решение геодезических и астрономо-геодезических задач, например вычисление параметров Земли как планеты, ее формы и др.

Средние века и даже времена Великих географических открытий не породили теорий, влекущих на путь математизации географии. И если в данный период и можно указать на ряд опытов применения количественных методов, то это скорее случайности, нежели закономерный процесс математизации географии. Но уже в первой половине XX в. сформировалась прочная основа и появились ученые, постоянно работающие в области математизации в географии. Как правило, это была статистическая обработка рядов наблюдений, а уже после второй мировой войны появились первые группы ученых, впоследствии создавшие собственные школы.

1. Современное развитие математизации географии.

С 50-х гг. можно говорить о существовании, по крайней мере, двух школ: Вашингтонского и Лундского университетов, давших миру такие известные имена, как Б. Дж. Берри, У. Бунге, А. Гетис, Р. У. Морилл, Ф. Р. Питтс, У. Тоблер, Т. Хегерстранд и др. Волны количественной "революции" от этих центров, не говоря о тесно интегрированной в науке с США Канаде, быстро докатились до многих других университетов США и Швеции, Великобритании (П. Хаггет, Р. Чорли), Польши (К. Дзевоньский, К. Драмович, Т. Чиж), бывшего СССР (Д. Л. Арманд, А. С. Девдариани, Ю. В. Медведков) и даже развивающихся стран, например Индии (В. Л. Пракаса Рао, Р. П. Мисра).

Конец 50-х - 60-е гг.- расцвет математизации. Множество географов работают под лозунгом: "Математические методы решают все". Без математических выкладок несолидно было издавать книги или защищать диссертации. Большое влияние в нашей стране на математизацию второй половины 60-х гг. оказало проведение математических школ для географов. В программах большинства конференций и съездов появляются секции по применению математических методов и даже проводятся специальные всесоюзные совещания на тему: "Математические методы в географии", "География и математика" и т. д.

Б. Л. Гуревич и Ю. Г. Саушкин видели в математизации географии одно из основных направлений ее теоретизации. Чуть позднее, подводя первые итоги, В. М. Гохман и Ю. Г. Саушкин писали: "Математическое моделирование нанесло удар голому эмпиризму в нашей науке, направило географию по пути поиска закономерностей (в том числе пространственных), по пути расчета, эксперимента, сравнения вариантов... Широкое использование математики (в ее современном понимании) становится необходимым условием успешной разработки содержательных аспектов географических теорий (не говоря уже об их формализации)" [4]. Невозможно описать сотни попыток подкрепить эти слова конкретными экспериментами и методическими построениями. Этап "опьянения" математикой принес немало интересных результатов. Кроме этого, на путь математизации географии влекли успехи вычислительной математики, статистики и кибернетики, распространение быстродействующих вычислительных машин и улучшение информационного обеспечения географических исследований.

Но прошло немного лет, и появились сомнения. Оказалось, что в ряде случаев использование математики было данью моде, а не насущной необходимостью для решения конкретных задач. Математические модели из других областей знаний - физики, экономики, психологии и т. п.- часто заимствовались без учета реального соответствия географическим явлениям. Отсюда происходила неудача многих попыток, что не только охлаждало интерес к проблеме формализации географических явлений, но и давало повод для рассуждений о нецелесообразности и даже вредности математизации географии.

Одним из первых, кто стал писать о нецелесообразности гипертрофирования роли математики в географии, отводя ей роль полезного, но второстепенного, подсобного орудия, был академик С. В. Калесник. Об этом писал и В. А. Анучин: "Обработка эмпирического материала при помощи электронно-вычислительной техники в целом ряде случаев, особенно в исследовании географических процессов, приводит к грубым ошибкам по той простой причине, что эти процессы далеко не всегда могут быть количественно выражены… В географии, например, математика часто не только "укорачивает" научные определения, но и сильно искажает их... Часто математическое моделирование в географии сводится к "портретным моделям", лишенным какого-либо дополнительного содержания, что с не меньшим (а часто большим!) успехом может быть выражено при помощи картографии" [1].

У В. А. Анучина нашлось немало сторонников. Если вначале первые, еще робкие голоса утверждали, что математические методы не дают требуемого результата в решении какой-то частной задачи, то позднее эти разрозненные голоса, накопив многочисленные доказательства, превратились в хор. И, как мы видим, крайняя позиция - полное отрицание возможности применения математических методов. Видимо, оптимум, как часто бывает, лежит где-то посередине. Интересно, что даже некоторые бывшие творцы количественной революции на Западе разочаровались в ней. Причем ряд из них стал проповедовать гак называемую "радикальную географию", некоторые аспекты которой освещены в отечественной литературе.

Такая позиция имеет определенную почву под собой: этому способствовало упрощенное описание сложных географических явлений без достаточного понимания их сути, применение математических алгоритмов без учета накладываемых ими ограничений, игнорирование традиционных для географии методов и т. д. Иногда требовалось просто невозможное, например решение задачи всесторонней математической имитации сложных географических комплексов с учетом большого числа взаимосвязей между отдельными их компонентами и т. п. Стоит ли в этих случаях применять модели? Нет. Во всем многообразии явление лучше изучать в натуре, чем на модели. Модель ведет к упрощениям (в разумных рамках), позволяет выявить главные типичные черты, а тем самым дает и новое знание о явлении, и в этом ее сила. Любому моделированию свойственна формалистичность построений, и задача - использовать ее сильные стороны. Не подмена одних методов другими, а их взаимное дополнение с учетом сильных сторон математических и традиционных методов исследования в географии,- наиболее рациональный путь.

2. Современные направления применения математических

методов

Математические методы позволяют создавать особые описания географических явлений и процессов - их математические модели. Суть математического моделирования заключается в абстрагированном и упрощенном отображении действительности логико-математическими формулами, передающими в концентрированном виде сведения о структуре, взаимосвязях и динамике исследуемых географических явлений. Эти модели очищены от ненужных деталей и лишних подробностей ради ясности характеристик важнейших свойств и закономерностей. Абстрактность математической модели проявляется даже в характеристике конкретных свойств: в любой формуле указываются лишь величины тех или иных показателей, но не раскрывается их содержание.

Важная особенность математических методов, отмеченная Л. В. Канторовичем и А. Б. Горстко, состоит в их опосредствованном использовании для изучения действительности. Они применяются лишь в виде моделей, т. е. в определенных формализованных абстракциях. Математические модели способны хорошо отражать структуру, взаимосвязи и динамику наблюдаемых явлений, но надо неустанно следить за их соответствием свойствам моделируемой действительности.

Другое условие повышения достоверности результатов моделирования состоит в совершенствовании научных знаний о географических закономерностях. Опора на более достоверные, точные и полные знания, а также их всесторонний учет гарантирует более высокое качество моделирования. Математические модели могут, в свою очередь, оказывать серьезное воздействие на теоретические представления. В "основание" моделей можно закладывать еще не доказанные наукой представления;