ЛЕКЦИЯ 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В ЗЕМЛЕВЕДЕНИИ

Наследственность, среда, воспитание, самовоспитание как факторы развития творческой личности.

Принципы воспитания:

Целенаправленность воспитания; опора на положительное в личности воспитанника; гуманизация и демократизация воспитания; единство воспитательных воздействий; принцип воспитания в коллективе и через коллектив; учет возрастных и индивидуальных особенностей; связь учебно-воспитательной работы с жизнью и трудом и др.

Закономерности воспитания И.Р.Харламов:

1) воспитание личности происходит только в процессе включение ее в деятельность;

2) воспитание есть стимулирование активности формируемой личности в организуемой деятельности;

3) в процессе воспитания необходимо проявлять гуманность и уважение к личности в сочетании с высокой требовательностью;

4) необходимо открывать перед учащимися перспективы их роста, помогать им добиваться радости успехов;

5) выявление и опора на положительные качества учащегося.

Литература:

1. Харламов И.Ф. педагогика. – Ми., 2000
2. Сластенин В.А., Каширин В.П. Психология и педагогика. – М., 2001
3. Лихачев Б.Г. Педагогика. – М., 1999
4. Борзовская Н.В., Реан А.А. Педагогика. –СПб., 2001

Научное исследование включает два уровня знаний: эмпирический (опыт) и теоретический. При наблюдениях и тем более при экспериментах используются определенные теоретические представления, так что разграничение эмпирических и теоретических знаний не имеет четких границ.

Эмпирические знаниявключают следующие этапы: получение информации, ее обработка и простейшие обобщения.

Исходным этапом эмпирического уровня является сбор информации. Известный физиолог И. П. Павлов говорил: «Факты — воздух ученого». По мнению академика А. Е. Ферсмана, «для естествознания факт, правильно наблюденный, точно описанный и продуманно составленный, — основа работы и залог успеха».

Вся информация делится на первичную, получаемую путем натурных измерений или наблюдений, и вторичную, которая является результатом обработки первичной информации. Первичная информация представляет собой массивы (базы) данных по многим физическим величинам (температура, солнечная радиация, концентрация химических элементов и др.), характерным для определенного участка земной поверхности. Вторичная информация выдается обычно в виде осредненных величин (например, средние температуры за май) и может быть представлена в виде описаний (параметров, обобщений), сводок, числовых характеристик, рядов измерений, графиков, таблиц и др. Данные могут относиться к точке, группе точек (пространству) или профилю.

Информация должна отвечать на вопросы: что, где, сколько, как. Каковы внешний вид и структура комплекса, что происходит с ним в данный момент, какое место в среде, в окружении каких объектов находится интересующий объект, каковы границы объекта, как осуществляется процесс и какова скорость его протекания и тенденция развития? Следует различать понятия «методы» и «средства» получения и обработки информации. Методы должны отвечать на вопрос: как достичь результата, а средства — определять, с помощью чего возможно это достижение.

Возможность и результативность использования информации при построении теорий или практическом решении поставленных задач определяются многими ее свойствами, среди которых наиболее важными являются надежность, релевантность, кондиционность. Все они составляют в итоге репрезентативность (показательность) информации, доказывающую ее неслучайность.

Рис. 2.1. Организация измерений свойств географической оболочки

Надежность (качество) информации зависит от ряда факторов: надежности исполнителей (наблюдателей), парка и свойства используемых технических средств регистрации и обработки данных (в последнем случае — от характера используемых программ обработки), методов работы (технологии преобразования и применения информации), организации наблюдений (измерений), сбора, систематизации и хранения данных. Критериями надежности служат полнота, точность и достоверность информации.

Полнота напрямую зависит от пространственной и временной плотности (густоты) точек измерений (наблюдений). Она определяется размещением пунктов сбора информации и дискретностью измерений. Результаты (например, гидрометеорологические наблюдения с дискретностью в 3 часа) составляют временные ряды, позволяющие судить о состоянии нашей планеты не только в текущий момент в определенном месте, но и в прошлом.

Точность информации подразумевает точность пространственного положения точек наблюдения и погрешность определения физической величины. Точность во многом зависит от средства регистрации (измерительного прибора и др.).

Достоверность означает отсутствие дезинформации, которая может быть субъективной (перепутывание объектов, событий, величин, их неправильное толкование) и объективной, полученной в результате эксперимента или моделирования, когда исследование базируется на недостоверных данных. Отсюда известное всем географам правило — «пишу, что вижу».

Один из путей повышения надежности — дублирование источников информации.

Релевантность рассматривается как пригодность данных к решению конкретной задачи.

Кондиционность информации означает ее соответствие заданию, которое было составлено в начале наблюдений или эксперимента и где была указана номенклатура необходимых данных.

Со временем сложилась определенная система сбора информации, составляющая основу общих методов изучения географической оболочки. По способу получения информации выделяют экспериментальные и теоретические методы, по месту наблюдения — полевые и камеральные, по используемой технике — визуальные и инструментальные, по характеру информации — количественные и качественные. Особое положение занимают лабораторные методы исследования, включающие работу с пробами в стационарных условиях.

Получение информации возможно при непосредственном контакте исследователя с объектом в ходе наблюдений и экспериментов.

Наблюдения. Следует различать понятия «наблюдение» и «измерение». Наблюдение с древних времен было первоисточником знаний об окружающем мире. Оно дает сведения о географическом объекте в природной среде. К таким объектам относятся радуга, извержение вулкана и другие. Но поскольку все географические объекты материальны, они обладают определенным набором физических свойств (параметров), которые измеряют инструментальными средствами. Основные параметры географических объектов общеизвестны: температура, давление, скорость звука и др. В основе измерений лежат физические законы.

Среди измерений выделяют контактные и бесконтактные (рис. 2.1).

К контактным относятся измерения, при которых измеритель непосредственно контактирует с измеряемым объектом (например, измерение температуры воды, почвы, воздуха при помощи термометра). Контактные измерения составляют основу наблюдений географических объектов. К ним относятся измерения, проводимые в научных экспедициях или предоставляемые метеорологической, геофизической и другими сетями. Последние часто называют реперными, или стационарными, наблюдениями, поскольку они дают сведения об изменении среды в определенных точках географических регионов и учитывают неизменность положения в пространстве.

К бесконтактным (дистанционным) относятся методы, которые осуществляются с помощью дистанционных измерителей параметров, т. е. на расстоянии. Их широкое применение началось с аэрокосмических систем исследования (самолетов, космических аппаратов), используемых при картографировании земной поверхности. С совершенствованием технологий исследователи научились измерять и другие физические свойства подстилающей поверхности. К дистанционным методам можно отнести фотосъемку в видимом (оптическом) и невидимых (инфракрасном, ультрафиолетовом, СВЧ) для глаза диапазонах. При дистанционных измерениях конкретный объект земной поверхности (например, циклон, температура поверхности моря, элементы рельефа) сканируется специальным прибором, настроенным на работу в соответствующем диапазоне частот спектра электромагнитного излучения, после чего сканируемое изображение передается с летательного аппарата на наземные службы слежения. Результаты дистанционных измерений обычно представляют в виде изображений (снимков), которые при дешифрировании могут быть оцифрованы для удобства работы с информацией.

Эксперименты — это измерения, проводимые в контролируемых условиях по заранее составленной программе. Они способствуют научному прогрессу и получению новых данных. Эксперименты на океанологических полигонах изменили представления о циркуляции вод Мирового океана. Вместе с тем это наименее разработанная часть методов изучения географической оболочки. Выделяют натурные и модельные эксперименты.

Натурные эксперименты связаны с целенаправленным сбором информации об исследуемых географических процессах и явлениях, организацией направленных воздействий на природные системы и изучением реакций систем на них. Они реализуются в природных условиях с целью приблизить географический объект к его естественному окружению. Но нельзя забывать, что земная поверхность уникальна и эксперимент может привести к негативным последствиям. Поэтому, во-первых, натурные эксперименты проводятся только в пределах относительно небольших регионов. Во-вторых, широко используются эксперименты не с самими объектами, а с их аналогами (обычно это математические модели). В-третьих, иногда можно воспользоваться результатами, которые были получены ранее в других местах и при сходных условиях.

В целях надежности результатов натурного эксперимента их подкрепляют данными из других источников (например, подспутниковые эксперименты служат детализацией дистанционных измерений).

Часто эксперименты ставит и сама природа. Такие явления, как интенсивная вулканическая деятельность и усиление солнечной активности, вызывают факторы, находящиеся за пределами географической оболочки. Тем самым их можно считать экспериментами внешнего природного происхождения. Природными экспериментами можно назвать все явления в географической оболочке, которые выходят за рамки средних значений — аномалии. Это катастрофические наводнения, сильные засухи, пыльные бури и другие аномальные явления. Именно для выяснения причин образования таких явлений и организуют натурные эксперименты. Слежение за реакцией географической оболочки в целом и ее отдельных частей позволяет получать новые данные об этих процессах.

Модельные эксперименты осуществляют на аналогах определенных природных систем в лаборатории или на компьютере. Модель — это упрощенное воспроизведение изучаемого объекта в виде физической конструкции, совокупности математических формул, карт, блок-диаграмм и др. Анализ модели позволяет получить новые знания. Построение моделей является вынужденной мерой, обусловленной невозможностью исследовать реальный объект во всем его многообразии. Не каждый природный процесс может быть описан и смоделирован полностью. Поэтому при моделировании возможны определенные упрощения реальных условий, но они не должны затрагивать суть эксперимента. Географическая модель обычно строится на основе преобразования масштабов (пространственных и временных), в связи с чем она меньше воспроизводимого объекта. Каждая географическая дисциплина имеет свои приемы моделирования.

Модели подразделяются на стационарные и нестационарные (динамические). Первые предполагают неизменность входных параметров, что часто вполне оправдано, вторые — их изменчивость в пространстве и во времени, из-за чего результаты моделирования могут быть различны.

Модели бывают физические и математические. При помощи физических моделей исследователи пытаются воспроизвести географический объект и процесс в искусственных условиях, и в таком понимании физическая модель тождественна конструированию (например, моделирование в искусственном бассейне волнения, изучение механизма передачи энергии ветра волнам и др.).

Гораздо эффективнее математические модели, которые создаются с использованием математических расчетов, уравнений гидромеханики, термодинамики и др. Математическое моделирование позволяет воспроизводить процессы при учете разных факторов, исключая одни и включая другие. Графическое отображение систем уравнений, описывающих исследуемый процесс, удобно представлять в виде функциональных схем (например, схема радиационного баланса).

Среди успешно действующих математических моделей — циркуляционные процессы в атмосфере и океане, изменение уровня Мирового океана, колебания климата и ледников в плейстоцене и др. Однако моделирование не ограничивается глобальными процессами. Наоборот, как правило, ученых интересуют локальные варианты развития ситуаций. В первую очередь, это касается разработки различных экологических моделей, в основе которых лежат реальные описанные математически физические процессы, развивающиеся в природных условиях при антропогенном воздействии на окружающую среду. Таким образом, моделирование всегда имеет прикладной аспект, а сами модели должны подтверждаться эмпирическим материалом. Если этого нет, то модель не работает.

Сложное устройство географической оболочки (ее составные части обладают разными уровнями организации, скоростями изменения и др.) значительно ограничивает возможность использования физических моделей для воспроизведения процессов. Наибольшая трудность состоит в практической невозможности установления критерия соответствия натуры и модели и учета всех факторов.

Информация по географии используется для различных научных и прикладных целей, что требует систематических наблюдений и постоянного сбора данных с определенной дискретностью, обновлением или детализацией собираемой информации по конкретному географическому явлению (например, циклон) или их совокупности (например, цепочка циклонов). Важно уметь организовать сбор и передачу информации, которые способствовали бы не только анализу географического объекта (например, циклона), но и служили принятию решения по предотвращению развития неблагоприятных последствий (например, штормовое предупреждение вследствие приближающегося циклона).

Теоретические знания.Обобщение эмпирических фактов вплоть до формирования законов и теорий осуществляется на теоретическом уровне и включает следующие действия:

- абстрагирование, необходимое для того, чтобы во множестве конкретных наблюдений обнаружить нечто общее, типичное;

- анализ, состоящий в исследовании результата абстрагирования, часто изолированно от других явлений;

- синтез, который объединяет в целостную систему множество частных абстракций.

Абстрагирование, анализ и синтез пользуются правилами абстрактной логики, теорией подобия и аналогии, а также различными общенаучными и конкретно-научными принципами. Наибольшее значение для землеведения имеют два принципа: идиографический, основанный на выявлении особенностей и отличий, и номотетический, основанный на установлении всеобщего и общего в частных явлениях. Эти принципы не исключают, а дополняют друг друга, обеспечивая многосторонность исследования. Наряду с ними при изучении географических явлений и процессов следует учитывать и другие подходы, которые вместе с фактами составляют сравнительно-описательный метод.

Принцип историзма определяет исследование природы земной поверхности через историю ее развития, исходя из положения «современность — ключ к познанию прошлого». Являясь составной частью сравнительно-исторического метода, он позволяет на основе анализа современной ситуации воспроизводить условия в прошлом. В биологии это нашло выражение в эволюционном учении, в геологии действует принцип актуализма, в физической географии и палеогеографии анализ формирования и развития древних (реликтовых) и современных элементов ландшафта позволяет выявить организацию природы в прошлом и настоящем, что служит основой прогноза на будущее. Разновидностью принципа историзма является метод возрастных рубежей — оценка временного положения исследуемого объекта относительно объектов с известными возрастами (раньше или позже их). Принцип историзма оказывается привлекательным при экологических исследованиях, так как прогнозы ближайших изменений могут быть сопоставлены с происходившими подобными переменами. Однако этот принцип не безупречен, поскольку он не учитывает изменения географических процессов, прежде всего ритмические и связанные с поступательной эволюцией окружающего мира.

Принцип всеобщей связи явлений — один из самых универсальных принципов, устанавливающий невозможность независимого существования явлений на земной поверхности. Он ориентирует исследователя на поиски причин и позволяет успешнее осуществлять прогноз и регулировать функционирование геосистем. Частным выражением принципа всеобщей связи явлений является принцип целостности географической оболочки — изменение любой ее части приводит к изменению всех других, хотя изменения в этой цепи происходят неравномерно в пространстве и во времени.

Принцип симметрии. В основе построения мира находится симметрия. Общий подход к анализу географических объектов на основе принципа симметрии сформулирован в 1981 г. В.Н.Солнцевым. Его основу составляет сравнение симметрии объекта с потенциально возможной для объектов данного типа, что ориентирует исследование в определенном направлении (например, обнаруженное отклонение формы Земли от шара заставило искать причины этого явления).

Экологический принцип. Данный подход применяется, если один объект рассматривается в качестве среды для другого. В этом случае то, ради чего (кого) изучается среда, называется субъектом. Им может быть организм, вид, биоценоз, как это принято в классической экологии. Но субъектом может выступать также атмосфера или океан, почва или система влагооборота и даже биосфера. Объектом (средой) является все то, что влияет на состояние субъекта. В живой природе — это совокупность абиотических (теплота, свет, давление) и биотических (взаимоотношений живых организмов) факторов.

Принцип научной идеализации. Объекты изучения общего землеведения часто настолько велики и сложны, что непосредственное исследование их большей частью невозможно. В этом случае реальные объекты заменяют идеальными (моделями). Идеальные объекты (и соответствующие им идеальные понятия) представляют собой подобие реальности и конструируются исследователем из набора основных свойств (параметров), присущих реальности. При этом второстепенные свойства не учитываются. Примерами идеальных объектов являются земной шар, ландшафт, идеальный материк. Вот как описывает процедуру идеализации при формировании понятия «земной шар» академик С. В.Калесник: «Действительная поверхность Земли, с ее бесконечным разнообразным чередованием возвышений и понижений, весьма неправильна. Чтобы получить представление о форме Земли, изучают не реальную, а некоторую теоретическую поверхность, внося в понятие о фигуре Земли элемент отвлечения от существующих на Земле неровностей, т. е. как бы рассматривая ее с достаточно значительного расстояния, на котором эти неровности теряются. Подобный прием вполне оправдан тем, что радиус Земли по сравнению с самыми высокими горами и самыми глубокими океаническими впадинами очень велик и наличие гор и впадин не нарушает общего математического вида планеты». С примерами идеальных моделей широко знакомят школьные курсы математики и физики: точка, линия, абсолютно черное тело и др. Известно, что в природе таких объектов нет. Однако они отражают существенные стороны реального мира, удобны как исследовательские модели и поэтому являются совершенно необходимыми элементами научного познания.

Принцип аналогии. Непосредственные изучения и описания каждого объекта географической оболочки крайне непродуктивны, ибо требуют больших материальных затрат и времени. Одним из подходов, позволяющих существенно сократить время на исследование, является получение знаний по аналогии. В этом случае географическому объекту или процессу подбирают аналог в другой системе, которая достаточно изучена, и знания о нем переносят на изучаемый географический объект. Такой подход давно используется в разных науках.

Еще ученые Древнего мира уподобляли Землю огромному живому организму. Р. Гербертсон в начале XX в. отмечал: «Почвы — это мышцы, растительность — кожный покров с обитающими в нем паразитами (животными), а вода — кровь, суточная и сезонная циркуляция которой обеспечивается теплом великого Солнца».

Принцип балансов. В основе этого подхода находится закон сохранения вещества и энергии. Установив все возможные пути входа и выхода вещества и энергии и измерив потоки, исследователь по их разности может оценить, что произошло в геосистеме: накопление или расходование данных субстанций. В других случаях измерение входящих или выходящих потоков и изменений содержания изучаемого вещества в геосистеме обнаруживает неравенство положительных и отрицательных компонентов — невязку баланса. Если измерения произведены достаточно корректно, то единственное объяснение невязки баланса — это существование потока (процесса), о котором в данный момент неизвестно. Балансовый принцип используется в землеведении в качестве средства исследования энергетики, водного и солевого режимов, газового состава, биологического круговорота и др.

Принцип информационного анализа. Многие исследования строятся на основе представлений о передаче информации в географической оболочке. Информация, передаваемая в геосистемах, овеществляется в их структуре, т.е. в характере распределения элементов, вещества, в пространственно-временной неоднородности, свойствах объектов. Структура — это зафиксированная история процессов, информация о событиях, как очень далеких, так и происшедших недавно. Поэтому по параметрам одних объектов мы можем судить о других. Отличия такого подхода от принципа аналогии заключается в том, что аналогия предполагает некоторую идентичность сравниваемых объектов, тогда как в данном случае речь идет о получении любой информации. В геосистемах происходит не только передача информации, но и ее накопление, перекодирование. Своего рода летописью истории Земли является земная кора: характер напластований, минералогический и петрографический состав отложений, их остаточная намагниченность, палеонтологические остатки и другие данные позволяют реконструировать физико-географические условия далекого прошлого.

Принцип структурного анализа. Основой структурного анализа является изучение взаимодействия составных частей географической оболочки. Поиск факторов и причин развития тех или иных процессов ведется не за пределами геосистем, а связан со структурой взаимодействия составных частей объекта. Такой анализ можно также назвать кибернетическим, поскольку его основные элементы и аппарат заимствованы из кибернетики. Например, прогноз погоды в любом географическом пункте: с одной стороны, метеорологические условия местности определяются общими климатическими закономерностями, с другой — на них влияют местные климатообразующие факторы. Ключевым понятием этого анализа является обратная связь, которая может быть положительной и отрицательной. Первая усиливает внешнее воздействие на объект, вторая способствует его погашению. Сочетание положительных и отрицательных обратных связей, наблюдающихся в геосистемах, приводит к возникновению сложных «цепных реакций», которые не всегда удается объяснить и предсказать.

Принцип позиционного анализа. Воснове этого подхода находится определение положения (экспозиция) географического объекта относительно потоков вещества и энергии, энергетических полей, природных или антропогенных тел. Знание, где (по какую сторону горного хребта, на каком берегу реки, севернее или южнее, западнее или восточнее и др.) находится географический объект, помогает объяснять не вполне понятные обстановки. Например, от экспозиции зависит азональность многих географических процессов: распределение атмосферных осадков в Южной Америке показывает, что на широте 0 — 20° ю.ш. западные склоны Анд сухие, восточные — влажные, на широте 35 — 55° ю.ш. картина меняется на противоположную.

Мониторинг.Развитие науки и технологий стимулировало зарождение особой системы сбора информации о состоянии природных объектов и явлений, которая называется мониторингом. Другая его функция — управление, обратная связь в системе «человек— природа», т.е. когда процесс отслеживается и на него может быть оказано влияние. Мониторинг объединяет в себе эмпирические и теоретические знания.

Мониторинг включает несколько ступеней или блоков с разными функциями. Сначала выделяют виды и границы конкретного объема, участка поверхности или объекта. Затем оценивают эпизодические и систематические изменения процессов и явлений разных пространственно-временных масштабов, от краткопериодных до долгопериодных. Далее можно разделить естественные и антропогенные изменения. В результате всего этого формируется общая картина состояния и динамики анализируемого процесса или явления на конкретной территории или акватории. Так как процесс никогда не протекает изолированно, мы всегда имеем дело с целым комплексом природных явлений, вклад которых в общую изменчивость обстановки специфичен и требует самостоятельной оценки.

Помимо систематического возможно проведение эпизодического мониторинга, если это необходимо в экстренных случаях (наводнение, аварийный разлив нефти) или специальных работах (например, работы в районе гибели АПК «Курск»).

Накопленный материал сводится в банки данных, которые включают блоки сбора, первичной обработки и накопления (пополнения) информации, что позволяет построить карты-выводы о протекании природных процессов или явлений.

Картографический методисследования заключается в использовании карт в целях: 1) получения сведений (качественных и количественных характеристик), 2) изучения взаимосвязей и взаимозависимостей явлений, 3) установления динамики и эволюции явлений, 4) нанесения данных мониторинга.

Карта — специфический язык географии. Долгое время главной функцией карт было изображение в масштабе объектов земной поверхности. Позднее карта стала использоваться как средство систематизации географических знаний и выявления пространственных закономерностей. В последние годы активно развивается компьютерная картография, для чего разработан целый ряд прикладных графических программ.

Картографическое изображение абстрактно: оно генерализовано за счет целенаправленного отбора и идеализации объектов, исключения незначительных деталей и концентрации внимания на главных чертах явлений. Например, на картах погоды береговая линия имеет второстепенное значение, поэтому она приблизительна, а основное смысловое значение имеет барическое поле. Абстрактность, с одной стороны, упрощает и схематизирует географический объект, а с другой, позволяет воспроизвести его целостный характер.

В землеведении картографическому методу по праву принадлежит основополагающая роль, ибо исследование состава, строения и динамики географической оболочки в значительной степени производится по картам. Однако картографическое изображение плохо раскрывает динамику явлений. Последнее сейчас преодолевается за счет применения компьютерных анимаций. Все больше применяются цифровые методы картографирования.

Геоинформационные системы (ГИС).Возрастающая необходимость в систематическом получении и использовании информации требует организации достаточно сложных систем (центров), содержащих все исходные данные (рельеф, почва, вода, растительность, климат, население, промышленность, инфраструктура, характер и степень антропогенного воздействия и др.) для определенной территории (акватории). Для этого используют данные не только наук о Земле, но и других дисциплин (математики, кибернетики, картографии). Возникла новая наука — геоинформатика, изучающая принципы, технику (приборы) и технологию (методы) получения, накопления, систематизации, обработки и передачи информации.

Геоинформационная система — это аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение, распространение и интеграцию пространственно координированных данных для решения научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением природной средой и территориальной организацией общества.

В настоящее время созданы информационные системы, различающиеся по охвату обслуживаемой территории (глобальные, международные, региональные, национальные, областные и др.), проблемной ориентации и целям (охрана природной среды и рациональное управление природопользованием) и др. Геоинформационные системы могут быть: картографические (каталог карт и атласов), библиографические (каталогизированная информация об опубликованных и неопубликованных источниках данных в литературе), тематические (посвященные сбору данных о состоянии вод или атмосферы). Однако все ГИС делятся на три основные группы:

- самостоятельно добывающие первичную информацию и выпускающие ее в виде сводок или баз данных;

- аккумулирующие и перерабатывающие информацию;

- собирающие опубликованную информацию для обслуживания потребителей.

Информационные системы, генерирующие и аккумулирующие информацию, могут составлять единую, или комплексную ГИС — систему, выполняющую сбор, кодирование, хранение, систематизацию, обработку, анализ и воспроизведение информации, заложенной в ней или полученной в результате моделирования по соответствующей программе. В такой ГИС традиционно выделяют четыре подсистемы:

- сбор данных и ввод (например, распределение температуры поверхности моря на конкретную дату);

- управление данными, их сортировка и классификация по заданным признакам;

- вычислительная обработка и комбинирование данных по заданной программе;

- предоставление текущей и прогнозируемой ситуаций в виде схем и карт.

Информация должна быть достаточной для получения представления о состоянии, динамике и функционировании (эволюции) природной системы, моделирования ее структуры и выдачи рекомендаций. Сейчас особое внимание уделяется проблеме оптимизации при организации совместных наземных (подспутниковых) и спутниковых съемок.

Центральное звено любой ГИС — банк данных (БД). В некоторых случаях БД рассматривают как самостоятельную систему. Базы данных можно подразделить на:

- библиографические, которые содержат перечень документов, сопровождаемый описаниями в виде рефератов, аннотаций или списка ключевых слов (например, ресурсы Интернета);

- справочные, которые содержат сведения, отсылающие пользователя к организациям, владеющим нужной информацией (например, Пулковская обсерватория);

- фактографические, где содержится информация без отсылки к другим источникам.

Как ГИС, так и БД могут быть сугубо тематическими, охватывая сравнительно узкий круг материалов и предназначаться для решения частных задач на конкретных территориях и акваториях по определенной тематике (например, ГИС и БД по лесной или рыбной промышленности).

Географическая информация и Интернет.Ресурсы Интернета облегчают поиск необходимой информации, но обычно только на элементарном уровне. В Интернет можно найти хорошо иллюстрированный материал по земным объектам, краткие описания географических явлений и процессов, обзор публикаций. Однако сами данные, интересующие исследователя, как правило, отсутствуют, поскольку многие из них представляют коммерческий интерес.

В настоящее время поиск информации в Интернете осуществляется тремя путями. Первый путь — в одной из поисковых систем по набору ключевых слов (одному, двум или нескольким) подбирается необходимая информация из огромного массива ссылок, которые предложит компьютер. Список основных отечественных и зарубежных поисковых систем содержит табл. 2.1. Второй путь состоит в том, что с помощью поисковой системы можно войти в официальный сайт (сервер) организации, заранее зная, что именно ее массив может удовлетворить запрос исследователя. Например, сайты метеорологических, геологических, геофизических и других служб (институтов). Третий путь заключается в поиске информации по конкретным электронным адресам, составляющим каталог исследователя, который постепенно пополняется.

Таблица 2.1. Основные поисковые системы Интернета