Лекция № 9

Применение классификаций в географии

1. Сферы приложения классификаций в географии

2. Многомерные математические модели, применяемые для типологии

3. Многомерные математические модели, применяемые, применяемые для оценочных классификаций

1 Сферы приложения классификаций в географии.Классификация изучаемых явлений в той или иной мере присуща всем наукам, а ее использование в географии име­ет давнюю историю. Географи­ческий подход к изучению явлений природы и общественной жизни предполагает территориальную изменчивость этих явлений и ее изучение с помощью методов классификаций. Районирова­ние территории, типология и оценка комплексов зачастую с пред­ставлением на карте полученных результатов являются не только методами, но и целями исследований.

При классификации географических комплексов приходится сталкиваться с разными трудностями, некоторые из них имеют место в различных науках, другие характерны именно для географии:

1. Существующие алгоритмы классификации обычно работают со статистическими характеристиками, лишь кос­венно или вовсе не отражающими пространственное расположение явлений.

2. При многих классификациях встает проблема оптимального выбора системы исходных показателей, которая должна всесторон­не опи­сывать изучаемые явления. Данные не должны быть избыточными, дублировать друг друга, быть производными один от другого, и т. д. В противном случае они могут затушевать наиболее значимые признаки и привести к искажению конечного результата. Самую существенную помощь здесь может оказать глубокое по­знание сущности комплекса, что позволяет установить круг по­казателей, его отображающих. Другой путь - экспериментальная проверка степени их влияния на конечный результат.

3. Еще одна трудность - различная степень значимости, важности используемых показателей. Некоторые из них столь важны, что их исключение не позволяет моделировать явления, другие же лишь дополняют, уточняют ос­новную систему. Это требует "взвешивания" показателей, ведущего к дифференциации степени их влияния на конечный результат.

4. Большинству классификационных задач в географии свойст­венны показатели различной природы: имеющие количественное выражение; оценивающие значения какого-либо признака без его количественного выражения; а также носящие чисто качествен­ный характер (например, пришедшие из какой-нибудь другой классификации).

5. Другая трудность - несопоставимость показателей, используемых для описания какого-либо признака на различных террито­риях. Это связано как с несовершенством имеющихся данных (нап­ример, из-за различий в подходах к оценке показателя в разных странах), так и с отсутствием объективных методов их определе­ния.

6. Существенны трудности при выборе наиболее подходящей мо­дели. В настоящее время существует огромное количество различ­ных алгоритмов, пригодных для решения классификационных задач, но не отвечающих в полной мере специфике отображаемых комплексов.

Модификации математических алгоритмов с целью приближе­ния их содержательной сути начинается уже с нормировки исход­ных показателей. Например, при оценках географических комп­лексов необходимо. привести систему исходных данных к логи­чески сопоставимому виду, когда используемые показатели должны описывать отклонения характеристик комплекса от оп­тимальных оценок. Это позволяет правильно задать ориентацию показателей между логическими полюсами наихудших и наилуч­ших условий для каждого из них и тем самым правильно соизме­рить их между собой.

По степени привязка объектов к земной поверхности можно выделить три разновидности классификаций в географии: 1) результаты реализации моделей не подлежат пространственному анализу и не наносятся на карту, 2) результаты поддаются картографированию, но про­странственный аспект не учитывается на этапе реализации мате­матических алгоритмов, 3) без учета пространственного положе­ния явлений невозможно реализовать математические расчеты.

Важным понятием является также районирование. Райониро­вание определяется как процедура вычленения целостных террито­риальных систем, когда внимание исследователей концентриру­ется на различиях между ними, а при типологии и оценке основ­ной критерий - однородность выделяемых таксонов. В отличие от районирования, типология и оценка могут приводить к образованию территориально расчле­ненных таксонов, свойства которых определяются содержатель­ной сущностью решаемых задач.

В физико-географических дисциплинах районирование чаще осуществляется с учетом критерия подобия комплексов (хотя и не исключительно на его основе). При этом сами комплексы обыч­но состоят из разнородных элементов, объединяемых на основе признаков целостности. Поэтому, хотя классификации по связям занимают важное место в этих исследованиях, относительно ве­лико в них значение однородного районирования. В социально-экономической части науки роль узлового районирования выше, чем в физической. Это объясняется тем, что жизнедеятельность общества требует более высокого уровня пространственных взаимодействий. В экономико-географических исследованиях и одно­родное, и узловое районирование играют важную роль. Одной из сложных задач является согласование и выявление связей между ними. Проблемы общегеографического, природно-хозяйственного, ресурсно-хозяйственного районирования - проявления этой задачи. Классификации по связям редко встречаются в других на­уках, поэтому большинство алгоритмов автоматической класси­фикации не рассчитаны на непосредственное применение к ним.

При изучении географических комплексов часто ставится за­дача предварительной классификации показателей и факторов, описывающих эти комплексы. Обычно она выступает как метод исследования, в то время как классификации комплексов могут выступать и в роли методов, и в роли целей. Содержательная интерпретируемость классификаций показателей и факторов, не­обходимая для их эффективного использования в исследованиях, требует получения таких результатов, когда показатели и факто­ры, отнесенные к одной группе, имеют близкий содержательный смысл или описывают близкие стороны явлений. Различные ал­горитмы корреляционного или факторного анализа, которые ис­пользуются или могут быть использованы для решения подобных задач, не всегда отвечают поставленным условиям. Их примене­ние иногда требует проведения большого объема работы по кор­ректировке полученных результатов и приведению к схеме, эле­менты которой имеются у исследователя a priori.

Наличие у исследователя априорной схемы (построенной час­то по аналогии с ранее проведенными классификациями) играет важную, а часто и определяющую роль. Именно с ее позиций обычно оценивается качество полученных результатов. Методы многомерной автоматической классификации бывают полезны тем, что они подтверждают существующую схему и позволяют уточнять отдельные ее элементы.

Наконец, помимо классификаций комплексов возникает задача классификации их взаимодействий (в том числе и территори­альных). Она оказывается гораздо труднее из-за неясностей с опи­саниями процессов взаимодействий. Особенно это проявляется при классификациях территориальных систем как целостных совокупностей явлений вместе с их процессами взаимодействий.

Во многих частных географических науках широко применя­ются математические методы классификации. В настоящее время математические методы классификации используются или могут быть использованы в решении следующих основных за­дач: