Моделі рельєфу різними мовами

Метрична модель рельєфу. Метрика – це відповідність висот, що може бути геодезичною (похибки висот повинні вкладатись у певний інтервал) та статистичною (статистики відхилень описуються певним законом розподілу). Відповідні міри визначають, у сукупності, метричну модель рельєфу.

Але метрична модель не вичерпує проблему її подібності самому рельєфові. Для того, щоб модельний рельєф був схожий на реальний, потрібно зберегти його рисунок, або пластичну конфігурацію, бо інакше аналізатор «не впізнає» за зовнішнім виглядом (оптичним образом) рельєф за його моделлю. Відомий візуальний образ цифрової метричної моделі – комп’ютерна карта. Виявилося, що комп’ютерна карта правильно передає висоти, але досить безпорадна у відтворенні «правильного» образу рельєфу - тобто закономірного, пізнаваного його рисунку. З цією проблемою стикнулися біля 30 років тому, коли з’явилася нагальна потреба автоматичного розпізнавання рельєфу. Вона, перш за все, стосувалася засобів орієнтування щодо рельєфу безпілотних літаючих апаратів (крилатих ракет), котрі змушені були, пролітаючи над місцевістю зі швидкістю літака, одночасно «впізнавати» місцевість, щоб не втратити курс, а в певних випадках навіть маневрувати на досить малих висотах – знову таки без участі людини. Цю задачу вирішувало ціле покоління військових топографів, геоморфологів, геодезистів. У Харківському університеті уперше було запропоновано й реалізовано поняття топології рельєфу.

Топологічна модель рельєфу. Первинне значення слова топологія – це галузь математики, котра вивчає властивості фігур, котрі (ці властивості) залишаються незмінними (кажуть - інваріантними) при неперервних, плавно-однозначних деформаціях (відображеннях). Для прикладу: нарисуйте будь-що (наприклад, обличчя друга) на надутій кульці, а потім спустіть з неї частково повітря. Обличчя залишить свої основні риси: очі, рот, ніс, вуха, але їхні обриси, спотворяться – і ви не пізнаєте первинний рисунок, хоча, у цілому, видно, що це теж людське обличчя.

А тепер науковий приклад. Досить часто рельєф земної поверхні опиняється похованим під наступними відкладеннями (напр., відбулася трансгресія моря, що відклало осади. Такі сюжети звичайні, вони вивчаються палеогеографією. Так от, давайте поміркуємо, а які саме риси рельєфу зникнуть, а які залишаться? Зміниться (тобто зникне) абсолютна висота (море трансгресувало). Можливо, стане іншим розподіл відносних висот (поверхня дещо перероблялась морськими хвилями і нарощувалась відкладами). А що не зміниться? Не зміниться, як свідчить досвід такого аналізу, взаємне положення підвищень і понижень (генетично – вододілів і тальвегів). Вони залишаться у тому самому взаємному положенні, котре було їм властиве, коли рельєф активно розвивався. Причому, навіть відклади моря, що трансгресувало (а з часом навпаки – регресувало) будуть залежними від положення тальвегів і вододілів тепер вже похованого рельєфу – адже вони впливають на розподіл глибин, на течії, рух осадочного матеріалу тощо. Отже, з часом палеогеоморфолог зможе відтворити положення вододілів та тальвегів похованого рельєфу. Саме ці форми і складають зміст поняття топологія стосовно до рельєфу.

Топологія рельєфу - це сукупність його властивостей, котрі однозначно передають його правильний вигляд, що дає змогу пізнати місцевість не вдаючись до вимірів висот. Натепер це словосполучення настільки загальновідоме, що навіть втратило авторство. Але на той час (кінець 70-х рр. ХХ ст.) воно було досить незвичним і важко торувало шлях у науці.

Давайте спробуємо пояснити самі собі, що таке топологія рельєфу.

 

Рис. Топологічні групи форм рельєфу (за Сєдих, 1988).

Ось деякі топологічні моделі форм рельєфу різного генезису Складіть самостійно таблицю, у якій визначте: ознаки схожості груп форм (а,б,в,г), топологічні ознаки (особливості форм: замкнена ізометрична, протяжна відкрита, протяжна закрита та ін.); особливості обрису (гладкий, слабо розчленований, хвилястий, лапчастий).

На цьому рисунку спробуйте визначити, за характерними обрисами форм, походження рельєфу, значення генералізації тощо, позначаючи окремі форми як а₁, … с₃ і т.п.

Повторіть той самий дослідницький маневр: складіть порівняльну таблицю.

Це лише дві ілюстрації можливих випадків. Насправді, людина, котра часто працює з візуальною інформацією про рельєф, мимоволі створює в уяві певний неформалізований банк образів різних типів рельєфу, причому, як правило, не вдається до формалізмів. Адже, наприклад, в нашій уяві завжди є банк образів людських облич (це теж «рельєфи», причому з досить тонкими відмінами: спробуйте записати ознаки, за котрими ви відрізняєте китайця від росіянина, пізнаєте знайомих і т.д. (у слідчій справі є загальновідоме поняття фотороботу – саме про це тут йде мова).

Повертаємося до рельєфу. Отже, в уяві людини, що працює з картами, фотознімками місцевості є певні образи його характерних рисунків. Вони, з одного боку, однотипні (як обличчя кожної людини однотипні: є ніс, рот, очі і т.п. – і нічого більше). З другого боку, ці образи індивідуальні,: навіть маля пізнає матір за якимись ознаками, лише йому відомими, й, очевидно, не формалізованими). З наукової точки зору, за нашою термінологією, це і є топологічний образ рельєфу.

Щоб навчитись його відтворювати, потрібно спочатку зрозуміти, чим саме він визначається. Тривале дослідження показало, що топологічний образ визначається:

- найбільш помітними елементами, що разом утворюють певне мереживо. У загальному вигляді, це точки, лінії та грані;

- способами їх групування, сполучення, чергування, сусідства та т.ін.

- тонкощами таких сполучень, завдяки котрим ми відрізняємо рельєф, наприклад, своєї рідної місцевості від іншої – навіть тоді, коли знаходимося в схожих природних умовах.

Над останнім слід замислитися, бо ми пізнаємо знайому місцевість навіть тоді, коли бачили її лише раз (пригадайте аналогію з обличчям). Як це ми робимо? Наприклад, в нашій природній зоні ландшафт в цілому здається різноманітним, хоча й створений лише з кількох елементів: переліски, поля, інколи ділянки природного степу чи заплави; дороги; балки, яри, схили; села, хутори, передмістя (великі міста візуально – зовсім інший тип місцевості). Це типові риси, що повторюються у будь-якій місцевості нашої природної зони. В чому тоді індивідуальність, завдяки котрій ми безпомилково пізнаємо саме свою місцевість? Вона у способі поєднання, чергування, сусідства (про що в загальному вигляді говорилося вище). Саме ці незначні відміни, тонкощі рисунку місцевості створюють її власний неповторимий образ.

Складність у тому, що в різних рельєфах (особливо, якщо вони належать до різних генетичних типів) ці ознаки різні. Оскільки ми живемо в умовах флювіального рельєфу – тобто такого, що створений водними потоками, котрі «скульптурують» поверхню як ваятель своїм різцем кам’яну брилу, щоб створити художню скульптуру чи барельєф, - подібно до цього флювіальні потоки формують певний природний образ. З чого він складається у флювіальному рельєфі:

- з ліній стоку води, що, як відомо, утворюють тимчасові й постійні водотоки;

- з типового рисунку, за яким водотоки гілкуються: він буває лінійним (вони майже паралельні один одному), ланцетоподібним (як прожилки на сильно видовженому листі, напр., пандануса) і дендроподібним, або гіллястим – як будова крони дерева. Останній тип рисунку найбільш характерний для флювіального рельєфу межиріч. Натомість інші більш прості рисунки властиві річковим терасам;

- з рисунку, який утворюють вододіли: вони в цілому схожі з тальвегами, але відрізняються наявністю так притаманних вододілам вузлів, звідки менші вододіли розходяться у всі боки; на картах такі вузли позначаються відмітками висот і називаються «командними точками» місцевості;

- з характерних довжин ліній тальвегів та вододілів;

- з характерних точок злиття тальвегів, кутів сходження останніх, частоти гілкування тощо.

- Все це разом створює певну правильно побудовану мережу. Адже кожен знає, що за вододілом є долина; що будь-яка балка врешті решт впадає в іншу або досягає річкової долини; що вода тече лише в одному напрямку і т.д.

Щоб якось впорядкувати це мереживо форм і їх властивостей, користуються фундаментальним поняттям «порядок». Воно назване фундаментальним тому, що виникає й існує об’єктивно й незалежно від пізнавального процесу. Щодо опису цього порядку, то є досить різні його способи. Найбільш очевидним і простим (а ми не ставимо за мету відтворювати тут пізнавальний процес – лише з ним знайомимо) є дихотомічна схема, котру запропонували австрійський геоморфолог А.Шейдеггер та росіянин В.Філософов, згідно якої два найменші тальвеги, 1-го порядку, зливаючись, дають тальвег 2-го порядку; два тальвеги 2-го порядку аналогічно утворюють третій порядок і т.п. Точки злиття мають особливе значення і в топографії (їхні координати визначають геодезичним способом) і в описі флювіальної мережі – адже вони також творять ієрархію.

Оскільки вододіли йдуть начебто слідком за тальвегами, поділяючи їхні водозбори, було створено ієрархічну модель опису флювіального рельєфу. В.П.Філософов (1975)[92] запропонував описувати їхні порядки приблизно у такий самий спосіб. Отже, разом взяті ці топологічні елементи формалізують топологічний образ рельєфу. Формалізація не дуже потрібна людині для візуального аналізу наш мозок після невеликих вправ здатен все чітко аналізувати. Але без неї неможливо передати наш образ рельєфу комп’ютерній програмі. Такі програми тепер є основою ГІС-технологій і відомі студентові-географу з відповідних курсів.

Формалізація топологічного образу рельєфу. Є принаймні три способи формалізації топологічного образу рельєфу.

1. Рельєф можна записати точками, що приналежні лініям тальвегів та вододілів. За ними, як за вузелками на нитці, можна прослідковувати тальвеги (й вододіли). Всі інші точки місцевості є залежними від цих, тому їх неважко обчислювати інтерполюючи поміж тальвегами й вододілами. Така модель опису рельєфу є структурно-цифровою (скорочено - СЦМР). У ній точки описуються числами координат (призвичаїлись говорити замість числова - «цифрова»). На рисунку позначені точки, котрі варто записати числами, щоб потім відтворити. Розміром точок злиття позначені порядки.

2. Рельєф можна записати кінцевими положеннями відрізків тальвегів та вододілів. Відміна в тому, що інші висоти (зокрема, перетини цих структурних ліній тальвегів та вододілів можна ігнорувати). Отже, образно кажучи, начебто фіксуємо лише каркас рельєфу, що створений рисунком структурних ліній. Такий опис назвали структурно-каркасною моделлю рельєфу (СКМР). Наступний, третій спосіб вимагає тривалого пояснення, тому ми його штучно відокремимо від попередніх.

Структурно-лінгвістична модель рельєфу. Формальна (математична) лінгвістика – це навіть не одна наука, а ціле сімейство наук. Тому не варто сподіватися, що у короткому викладі ви про ці науки дізнаєтесь більш-менш докладно. Але, як правило, кожну науку можна подати й розгорнуто – тоді потрібні томи підручників і роки навчання, і стисло – і буває досить одного визначення. Наша задача – поміж цими двома крайнощами, але значно ближче до другої.

Наука лінгвістика вивчає загальні риси людських мов. Зі школи ви пам’ятаєте, як вона побудована. Якщо це усна мова – то це звуки, слова, речення і т.д. Якщо мова писемна – то це літери, знову таки слова, речення, абзаци тексту, текст у цілому. Причому, як ми пам’ятаємо, слова бувають різними за синтаксичним статусом: іменники, прикметники, дієслова і т.д., мають морфологічні ознаки і т.п. Слова сполучаються у речення у певний спосіб, а в деяких мовах мають завжди фіксоване положення (порядок слів). Усі ці правила називають граматикою мови. Ми також пам’ятаємо про формальний аналіз (розбір речень) – граматичний (синтаксичний) аналіз. Цікаво, що він зовсім не стосується змістовної частини висловлювань – це лише формальні правила мови. Таку будову має природна людська мова. У різних природних мов є відміни, але принципово вони досить схожі, і це дає можливість перекладу текстів з однієї мови на іншу.

Підсумовуючи (тут і далі говоримо про письмову мову), мусимо назвати найголовніше:

- кожна письмова мова розпочинається з первинних символів. У нашій та європейських мовах цими символами є літери. У інших мовах символи можуть більш ємкими (символи-поняття ієрогліфічних мов), але принцип залишається той самий: це непохідні, неподільні далі елементи мови. У нашій мові, як вам відомо, таких елементів два з половиною десятки;

- з такої невеликої кількості непохідних елементів можна утворити слова. Таких слів у кожній мові декілька тисяч (навіть десятки тисяч); причому, кожне слово, як правило, набуває різних значень в залежності від контексту (тобто поєднання з іншими словами);

- Зі слів, користуючись певними правилами граматики, утворюють речення. Таких речень незліченна кількість у кожній мові.

- З речень утворюється текст. Тут кількість варіантів незрівнянно більша, ніж кількість речень – це вся література, всі підручники, вся документація тощо. Причому, речення, але особливо - тексти є індивідуальними витворами.

А тепер спробуємо зрозуміти, задля чого вам, географові, нагадували елементарні знання з лінгвістики, котрі відомі кожній навіть мало освіченій людині.

Виявилося, що лінгвістика має більш широке застосування й певні можливості, що виводять її поза межі гуманітарної науки. Ще наприкінці ХІХ ст. дослідники мови створили структурну лінгвістику, що поклала початок формальному аналізові мовних конструкцій (наші приклади саме й стосувалися структурної лінгвістики в її «азах». Паралельно, картографи створили мову карти – способи передачі навантаження карти (тобто її змісту) через системи умовних позначень, що у впорядкованому вигляді утворюють легенду карти. Пересічний картограф не замислюється над тим, що володіє мовою карти (як будь-яка людина може знати мову не вміючи писати). Але деякі картографи вдалися до дослідження загальних принципів побудови картографічних зображень для створення картографічного образу певного об’єкту і досягли у цьому відношенні певних успіхів. Можна назвати польського картографа Е. Ратайські, грузинського К.Асланікашвілі, росіян А. Берлянта та А. Лютого, української картографії - Г.О.Пархоменко й ін.

Але справжній бум відбувся наприкінці ХХ ст., коли з’явилися й набули поширення формальні мови, за допомогою яких «перекладаються» алгоритми у форму, зрозумілу комп’ютерові.

Тепер формальних мов десятки. Деякі з них незалежні від змісту явища (контекстно незалежні), інші налаштовані на певні сімейства алгоритмів (контекстно залежні). Нарешті, є мови спеціалізовані – тобто такі, що придатні лише для певного явища або певної досить вузької сфери знань.

Рельєф можна записати приблизно так, як описуються інші складні явища. Тут треба зупинитися. Спробуйте відповісти на запитання: у який спосіб можна описати будь-що – від будо Всесвіту до найінтимніших почуттів? Що саме винайшла людська культура такого, що слугує нам, досить часто незалежно від етнічної приналежності, віку, освіти, громадського статусу тощо? Звісна річ – це людська мова. Саме в такому руслі вже давно ведуться дослідження, спрямовані на створення структурно-лінгвістичних моделей рельєфу. У зв'язку з розробкою системи знань про ієрархічну структуру рельєфу, що спирається на порядки інваріантних ліній, виникла можливість створити мову опису рельєфу, яка, будучи штучною, натомість найбільш природно відображала б його тривимірну структуру та її ієрархію. Ця мова була створена у нас Б.Н.Воробйовим. У його кандидатській дисертації (було уперше (і це єдиний раз!) було показано рельєф, відтворений після того, як він був записаний такою формальною мовою – і виявилося, що рельєф, раніше зображений на топографічній карті, точнісінько співпадає з рельєфом, що синтезований з мови опису рельєфу (1985, 1987). Зрозуміло, що природною мовою передати морфологію рельєфу з топографічною точністю неможливо.

Виникає питання: а навіщо так складно, коли вже існують геодезична опорна мережа, створено шляхом польової зйомки топографічні карти різноманітних масштабів, є технології їх удосконалення за даними аерофотозйомки тощо? Чи не є складна структурно-лінгвістична модель просто «даниною часу», чи не виглядає вона як гарматна стрілянина по горобцях?

Опис рельєфу в цифровому виді викликано необхідністю ввести рельєф в ЕОМ для формування його машинного образа. Дослідження в різних областях знання, зокрема структурній лінгвістиці, теорії розпізнавання образів і інших, показали, що об'єкти складної природи можна описувати за допомогою спеціально створеної мови. Для синтаксичного підходу до відображення рельєфу необхідно розкласти останній на структурні рівні й елементи аж до виділення непохідних елементів; розпізнавати непохідні елементи краще, ніж самі структури; знати правила композиції непохідних елементів, тобто граматику мови опису.

Процес синтаксичного аналізу (розбору) рельєфу ми ще у 1979 році представляли так:

Рельєф

Декомпозиція рельєфу

Непохідні елементи

Правила (синтаксис)

Аналіз синтаксичний (розбір)

Дискретні образи рельєфу

Рельєф подається тут лише морфологічно – як сукупність нерівностей, виражених у цифровій моделі. Декомпозиція рельєфу полягає в його розкладанні на структурні рівні й елементи за правилами структурного аналізу. Декомпозиція закінчується на рівні непохідних елементів. Із цієї позиції структурний аналіз є граматикою геоморфологічної мови (Черваньов, 1979). На основі непохідних елементів і правил граматики може бути створений образ рельєфу.

Нижче описана спроба створення такої мови - аналога картографічного опису рельєфу, зручного для використання його з метою створення машинного образа рельєфу [Воробйов, 1987].

Теоретичні положення про структуру рельєфу земної поверхні можуть служити підставою для побудови системи формального опису рельєфу за допомогою спеціально створеної мови. Є дисонанс між розвиненою геоморфологічною теорією структурного опису й аналізу рельєфу й відсутністю засобів математичної формалізації цієї теорії, за допомогою яких можливе побудова спеціалізованих моделей рельєфу на структурних основах. Існуючі методи інтерполяції й апроксимації в більшості випадків не враховують специфіку рельєфу - поверхні, що володіє властивостями, не властивими, як правило, іншим поверхням. Тільки в рельєфу є впорядковані мережі тальвегів і вододілів, що надають йому характерний вигляд. Отже, відображення рельєфу, якщо воно не має ті ж властивості, що й рельєф, не буде якісним і непридатний як образ рельєфу, адекватний об'єкту.

З погляду авторів, мовлення повинна йти про створення мови опису рельєфу, логіка (тобто синтаксис) якого адекватна структурі самого рельєфу. Ця мова надалі може послужити основою створення мови програмування надвисокого рівня, призначеного винятково для рішення геоморфологічних і близьких їм (наприклад топографічних) завдань. За допомогою цієї мови й геоморфолог, і картограф могли б маніпулювати образом рельєфу як формальним об'єктом для його автоматизованого дослідження у всіляких цілях.

У даній роботі обмежилися створенням мови опису рельєфу, за допомогою якої можна по топографічній карті однозначно описати на логічному рівні інформацію про будь-яку ділянку рельєфу земної поверхні, якщо його структура подібна описаної в главі 3, здійснити згортку цієї інформації, запис в ЕОМ, автоматизований або автоматичний аналіз, зокрема, розпізнавання на структурній основі й відтворення вихідної інформації в картографічній або чисельній (цифровий) формі, а також синтезування рельєфу на основі інформації про його просторову структуру. Розроблено спеціальні методи інтерполяції, апроксимації, топологічного й метричного аналізів.

Самостійним завданням є виділення структурних мереж рельєфу. Традиційно це завдання вирішується вручну за методикою В.П. Філософова (I960). Останнім часом у Харківському університеті С.В.Костріковим розроблені методи автоматичного виділення структурних мереж рельєфу по матриці висот.

Для ЯОР необхідно створити: лексику, тобто визначити перелік непохідних елементів (слів), кожний з яких відповідає певній структурній одиниці рельєфу; граматику, тобто правила сполучення цих непохідних елементів, що відповідають реальній структурі рельєфу; правила дослідження лінгвістичного образа (моделі) рельєфу -граматичного розбору тексту, користуючись термінологією лінгвістики, - заради отримання на основі цього нових знань про рельєф.

Для виділення непохідних елементів необхідно знову вернутися до подань про структуру флювіального рельєфу. Справа в тому, що ЯОР повинен передавати в першу чергу найбільш стійку, незмінну частину рельєфу, його основу, без чого опис формальною мовою втратило б однозначність. Звідси треба доцільність використати в якості такий топологічний інваріант рельєфу, тобто сукупність інваріантних крапок і ліній, що визначають і стійко детермінують образ рельєфу.

Непохідними (тобто нероздільними на більше дрібні в топологічному відношенні) елементами є сегменти (відрізки мереж тальвегів і вододілів) і вершини (точки злиття, упадання й ін.) цих мереж. Просторове положення непохідного елемента можна задати, указавши його взаємне положення й відношення до інших непохідних елементів, тобто топологічно. Це можна зробити, наприклад, перерахуванням (списком) зв'язків або ж метрично, визначивши координати сегментів (через початкову координату, напрямок і довжину, або через координати суміжних вершин). Доцільно обидві ці характеристики - і топологічну і метричну - мати у вигляді універсального подання непохідного елемента структури рельєфу.

У нашій версії мови вибраний спосіб завдання метрики сегментів початковою координатою вершини, що перебуває ближче до джерела (або нижчого порядку), напрямком по восьмирумбовій шкалі, що кодується, і довжиною лінії в умовній мері (у числі одиничних відрізків, довжина яких заздалегідь визначена з міркувань необхідної точності опису). Опис ведеться по деревах тальвегів (W-мережа) і вододілів (Г-мережа).

Рис.____. Типи вершин (пояснення в тексті)

Вершини дерев характеризуються топологічно числом і порядками сегментів, у них що зчленовуються; метрично - координатами х, в, z. Передбачено 5 типів вершин (подібні топологічно вершини Т и W-мереж об'єднані в один тип).

1.Точки зламу структурних ліній (рис.____),

2.Точки впадання структурного елемента нижчого порядку в елемент вищого порядку.

3.Точки злиття однопорядкових (рівнозначних) структурних елементів.

4.Точки впадання двох і більше структурних елементів (сегментів) нижчих порядків у структурний елемент вищого порядку.

5.Точки злиття трьох і більше елементів (сегментів) одного порядку. Точки 3-го й 5-го типів - порядкоутворюючі, тобто в системі тальвегів за ними відбувається підвищення порядку сегмента, інших - немає. У процесі дослідження топологічної структури інваріантних ліній нами вже було визначено, що порядок будь-якої вершини дерева можна з'ясувати однозначно, якщо користуватися тими самими правилами й на одній топографічній основі. Це дозволяє вважати такі об'єкти рекурсивними.

Помітимо, що це тільки зовнішнє подання інформації у формі, зручної для оператора - фахівця, що готовить інформацію для ЕОМ. Для обробки на ЕОМ цей запис істотно перетвориться в бітову форму (бітовий рядок), може ущільнюватися, видозмінюватися, автоматично досліджуватися. Вона повно й однозначно представляє рельєф в ЕОМ. Подробиці можна знайти в монографії[93], бо їх викладення в навчальному посібнику вимагало б тексту значного об’єму.

 

 

Питання для самоконтролю:

1. Що є об’єктом географічного пізнання?

1. Географічна оболонка – натурний чи науковий об’єкт географії?
2. Геосистема – натурний чи дослідницький об’єкт географії?
3. Самоорганізація, функціонування, саморегулювання – властивості натурного об’єкту (тобто певної дійсності) чи наукового об’єкту (певної моделі)?
4. В чому особливості, притаманні хорологічні парадигмі?
5. Чим характеризується систематична парадигма?
6. Що лежить в основі історико-генетичної (так само – системної, системно-структурної, структурно-функціональної)?
7. Які моделі, що використовуються в географії, вам відомі?
8. Як співставляється модель з оригіналом (тобто об’єктом моделювання)? Що таке предмет географічного дослідження?
9. Чи може один і той же об’єкт відбиватись у декількох моделях? А мати декілька предметів дослідження? Спробуйте навести приклади.
10. Які часткові географічні парадигми вам відомі?

12. Як розуміти загальну парадигму географії?

13. Які ключові етапи розвитку географічного пізнання ви би виділили (згадуючи, до речі, й інші відповідні курси)?

14. Перелічити складові пізнавального процесу в географії.

15. Наведіть приклад і поясніть на ньому, чим відрізняється науковий пізнавальний об’єкт від натурного?

16. Визначення якого об’єкту суттєво залежить від парадигми і методології?

17. Чим різниться предмет дослідження: від натурного об’єкту; від наукового об’єкту?

18. Ієрархія географічним об’єктів – це відображення реальності чи дослідницький засіб? (тема реферату).

19. Які є способи розгляду наукового об’єкту

20. Що таке мова зі змістовної та формальної точок зору?

21. Які є географічні мови? (тема реферату).

22. Приклади морфологічних мов – як ви їх розумієте (Костріков; Ласточкін; Черваньов).

Література до вивчення проблеми 4:

Багров М.В., Боков В.О., Черваньов І.Г. Землезнавство. Підручник К.: Либідь, 2000. – Розділ 2.

Багров М.В., Руденко Л.Г., Черваньов І.Г. Статус, місія і перспектива географії: про сучасні підвалини давньої науки /Український географічний журнал – 2010, № 2. - С. 5-13.

Гришанков Г.Е. Введение в физическую географию: предмет и метод. М., 2002.

Петлін В.М. Стан і перспективи розвитку природничої географії – Там же, с. 14-21.

Топчієв Л.Г. Методологічні трансформації і сучасні парадигми в географії. Там же, с. 22-25.

Український географічний журнал, 2010, № 2.

 

 

23.

 

Проблема 4

ОГЛЯД ГЕОГРАФІЧНОЇ КАРТИНИ СВІТУ: ГЕОСИСТЕМИ

 

У чому ж специфіка географічної картини світу, що формується у повсякденній свідомості на основі навчання в загальноосвітній школі і всієї сукупності життєвого досвіду?

Картина географічної науки стрімко міняється. Це відбувається тому, що інформаційна ера надала їй нових дослідницьких засобів, але ще важливіше – вона, ця ера, розкриває перед географією всі більш широкі дослідницькі можливості. Іншими словами, докорінно міняється вся структура географічного Світу - від парадигми до конкретного застосування географічного знання. Ми маємо намір це показати у всій доступній авторам повноті.

Загальна схема, якої ми будемо дотримуватися в цьому розділі, така. Спочатку ми викладемо все те, що відноситься філософією географії до онтологічного статусу науки. Онтологією є той первинний об’єкт, що існує поза дослідженням, передуючи йому. Тобто, певною мірою це все те, що існує якби і поза дослідником. Але це не завжди й не зовсім так. Людина взагалі (дослідник зокрема) існує й пізнає в певнім полі культури, у рамках специфічного бачення всього сущого, крізь призму цінностей, інтересів і т.п., надбаних ним протягом усього попереднього життя і «всмоктаним» від етнічної культури (тобто від парадигми у загальнолюдському розумінні), бо від цього залежить предмет і мета дослідження. Отже, через ці обставини онтологічна сутність (що, повторюємо, існує сама собою) перетворюється в онтологічну картину пізнання, або в об'єкт пізнання.

 

 

ОНТОЛОГІЧНА СУТНІСТЬ ^___________> ОНТОЛОГІЧНА КАРТИНА (ОБ’ЄКТ ПІЗНАННЯ)

 

Далі ми повернемося до географічної форми руху матерії. Незважаючи на непопулярність і суперечливість цього поняття, ми вважаємо безсумнівною втратою географії її непослідовність, половинчастість у відношенні до форм матеріального світу. Як не дивно, незважаючи на істотно нематеріальний характер інформаційного Світу, географічна форма руху матерії необхідна нам як генератор і носій специфічних властивостей простору-часу, які мусять бути взяті на озброєння сучасною географією, якщо ми сподіваємося зробити її конструктивно наповненою й соціально значущою.

Розвиваючи цю тему, ми змушені розглянути географічний простір і географічний час як онтологічні властивості об’єкту пізнання - у суттєво відмінному розумінні в порівнянні з попередніми суто натурфілософськими їх баченнями в фізико-географічних дисциплінах - і надмірно спрощеним, суто атрибутивним розумінням у економічній і соціальній географії.

 

Наприкінці цієї глави ми звернемося до геосистем у різному наповненні цього поняття - від загального терміну, до ландшафту й соціоприродної системи.

Така загальна канва цього модулю навчальної дисципліни, де укладачі взялися оглянути традиційну географію з платформи географії інформаційної.

Аналіз цього питання дозволив визначному російському географу О.М.Ласточкіну зробити наступні висновки[94].
1. Перш за все, вона проявляється в хорографіі і хорології, які займають провідне місце в якості базису всіх географічних уявлень. Питання: де це? До чого це стосується? - вирішуються навіть у дитячих іграх (змагання в географічних назвах, у знаходженні об'єктів на карті і їх поясненні й т.ін.).
2. По-друге – в геотопологіі. Геотопологія є вченням про взаємне розташування геосистем на земній поверхні, ученням про місцезнаходження (геотоп) – у відносно однорідних елементарних частинах ландшафтного або ландшафтно-геоекологічного простору (ЛГП) Землі.

3.По-третє - у морфології земної поверхні. Морфологічний вигляд земної поверхні, що формується фізичної картою Світу (і материків) створює перебільшений образ нерівностей. Відомо, якщо б їх передати в дійсному масштабі земної кулі, то вони не були б помітні на поверхні, наприклад, глобуса метрового діаметру. Але рельєф виступає в якості головного розподільника і регулятора потоків речовини, що переміщаються зовнішніми силами в цьому малопотужному шарі речовини, та розподільником енергії.

Морфологічні дослідження в географії теж мають досить давню історію, але в певному сенсі більш складну, ніж в геології та інших науках, і, можна сказати, історію більш драматичну. Вона охоплює зародження, жорстку критику, заборону і сучасне повернення хорологічної концепції. Вона ставить хорологію в географії на її вихідне, найважливіше місце: розробку окремих геотопологічних ідей і підходів структурного аналізу в біогеографії, мікрокліматології та геоекології, географії людини і ґрунтів та ін. Однак, незважаючи на пройдений шлях і наявність таких її розділів, як картометрія, морфометрія, вчення про морфологію ландшафту, гідрометрія та ін., прагнення об'єднати цей досвід і розвинути його у вигляді загальнонаукового морфологічного напрямку – таке прагнення до самого останнього часу було відсутнє.

4. У структурній географії земної кулі. Структурна географія - наука про будову всього геоекологічного простору і, перш за все, про взаємне положення пізнаваних геотопологією елементів, чому присвячена значна частина шкільної програми (хоча сам термін в школі не вживається).

5. Геосистемній теорії, що відбиває і/або визначає складові пізнання: розвиток, функціонування, стійкість складних географічних сукупностей: визначаються у конкретних природних, антропогенних та природно-антропогенних геоекосистемах. Також динаміка і взаємодія, що протікають у них. Важливо відзначити, що ці специфічні способи формування картини Світу, властиві географії, є єдиною реальною основою для розуміння людиною устрою всього іншого, Макросвіту, тому що ніякі інші природні об'єкти практично недоступні людині в досвіді.

Реалізовані геотопологією, структурної географією та загальною теорією геосистем напрямки наукового пошуку спрямовані пізнати єдність у різноманітті названих геоявищ, знайти їх загальні сторони (аспекти) і характеристики цих сторін, що дозволяють створити єдину методику і універсальну мову відображення (картографування в окремому випадку) та вивчення як об'єктів в цілому, так і їх елементів, також окремих найбільш значущих для людини параметрів[95].

Що ж є, все ж таки, початковим інтеграційним ядром пізнання всіх таких об'єктів? – ставить риторичне запитання цей автор. Очевидно, що таким є простір однотипних об’єктів із загальними для них морфологічними властивостями і характеристиками: одним і тим же складом або набором розрізняються за своєю формою і позиції елементарних одиниць і аналогічними видами різноманітної будови та взаємного розташуванням останніх один щодо одного.

Інтеграція повинна забезпечити методологічне піднесення всіх наук про Землю на рівень строгих системних уявлень про довкілля людини. Вони, ці знання, мусять стати підґрунтям вирішення найважливіших загально географічних проблем: розробки універсальної мови, єдиної суворої систематики, загальної методики точної фіксації на моделях і структурного аналізу різних геоявищ. Так само, як в інших науках, формалізація та практичне використання системного підходу в географії не мислиться без дослідження морфології таких об’єктів, їх генезису й особливо – можливостей керування ними в інтересах людства. Щоб не виникла потреба «тікати в Космос» з поневіченої невігласницьким «раціональним (на думку економіста, господарника) природокористуванням» Землі. Її слід вивчати з таким ступенем серйозності, відповідальності і на таку глибину, як фізіологія володіє знаннями про людський організм, а медицина вміє досліджувати й відновлювати здоров’я конкретної людини. І екологічними маніфестами або заборонами від посадовців-екологів тут не обійтись.

Географічний ландшафт

 

Центральним об’єктом наукового географічного дослідження виступає географічний ландшафт. Це слово увійшло в російську, а з нього – в українську побутову мову як синонім «краєвиду», тобто того характерного для даної місцевості вигляду, який сприймається ідентифікується і запам’ятовується кожною людиною у такій мірі, що може бути розпізнаним з багатотисячних картинок, якщо їх продемонструвати будь-кому. Отже, ландшафт, це – перш за все, певна й визначена особою частина реальності. По-друге, це така її частина, що має характерні ознаки (точніше, поєднання ознак), завдяки чому він ідентифікується і індивідуально, і типологічно. По-третє, такий ландшафт досить часто стає в людській свідомості образом рідної домівки, набуваючи великого соціального, психологічного естетичного наповнення. І далі можна продовжувати такий перелік і властивостей, і функцій ландшафту, поки що не звертаючись до нього як наукового об’єкту.

Отже, те що зрозуміло з попереднього викладу: ландшафт є реальністю; в живій людській мові він має різне змістовне наповнення; в свідомості людини образ ландшафту (можна вживати у множині) відіграє суттєву роль.

Але, вживаючи словосполучення «географічний ландшафт», ми тим самим визначаємо його приналежність науці «Географія». В чому, в такому випадку, його наукове значення?

Проілюструємо, так би мовити, крайні випадки, користуючись монографією визначного ландшафтознавця й геоеколога М.Д.Гродзинського[96].