Методы наблюдений и информационное обеспечение географических исследований

Методика накопления эмпирического материала прошла в гео­графии длительный путь от визуального наблюдения и словесного описания до точных инструментальных измерений, использова­ния космических средств и мощных компьютерных информаци­онных систем. Для естественно-географических наук важнейшим источником первичной информации были и остаются натурные (полевые) наблюдения — непосредственные, осуществляемые в процессе прямого контакта с исследуемым объектом, и опосре­дованные — дистанционные

Методы непосредственных полевых наблюдений достаточно раз­нообразны. Традиционный тип полевых исследований — экспеди­ционный — сводится к прокладыванию маршрутов (пеших, ло­дочных, автомобильных, комбинированных), обычно сопровож­даемых тематической съемкой, сбором образцов с выборочными профилями (катенами) и ключевыми (модельными) участками. Маршрутный способ имеет экстенсивный характер: он обеспечи­вает разовый охват обширной территории, но не дает достаточно­го материала для изучения функционирования и динамики природных комплексов. Указанный недостаток преодолевается путем организации стационарных исследований, позволяющих в течение ряда лет непрерывно вести синхронные наблюдения над различ­ными процессами по сети «точек», репрезентативных для разно­типных элементарных геосистем (фаций).

Наиболее долговременные наблюдения имеют отраслевой ха­рактер. Классический пример — Всемирная метеорологическая сеть, охватывающая, хотя и неравномерно, всю поверхность зем­ного шара. Кроме нее существуют международные системы гидро­логических и океанологических наблюдений, а также геофизи­ческие станции (аэрологические, ионосферные, сейсмические). Комплексные географические (ландшафтные) стационары созда­вались лишь эпизодически по инициативе отдельных ученых, на­чиная с В. В.Докучаева. Наибольшее их число было организовано в 60-е гг. XX в. в Сибири под руководством В. Б. Сочавы. В послед­ние годы активизировалось движение за создание глобальной сети так называемого экологического мониторинга — пунктов слеже­ния за природными процессами, главным образом обусловлен­ными негативными антропогенными воздействиями. Пункты мо­ниторинга приурочены чаще всего к биосферным заповедникам, и основным предметом наблюдений служит биота. Значительный интерес для географов представляют материалы фенологических наблюдений. Крупнейшая фенологическая сеть, объединявшая до 3500 добровольных корреспондентов, существовала в течение не­скольких десятилетий при Географическом обществе СССР.

Дистанционные методы — аэро- и космические — позволяют вести визуальные наблюдения над состоянием земной поверхнос­ти с летательных аппаратов, но главная географическая инфор­мация получается с помощью съемки. Космические методы обес­печивают максимальную обзорность и синхронный охват обшир­ных площадей, возможность повторных наблюдений. Дистанци­онная съемка дает черно-белые, цветные, спектрозональные и синтезированные в условных цветах фотоизображения, а также телевизионные, инфракрасные, радиолокационные снимки. Мас­штабы космических снимков — от 1:200 000 до 1:10 000 000. Раз­решающая способность — до нескольких десятков метров.

Для социально-экономической географии характерны камераль­ные методы получения научной информации, которая имеет как бы вторичный характер. Это преимущественно данные массового статистического учета, осуществляемого государственными орга­нами (материалы переписей населения, хозяйственной отчетнос­ти и др.), а также социологических обследований. Кроме того, ведется сбор первичных данных собственными силами с помо­щью опросного метода и анкетирования.

Географические наблюдения сопровождаются протоколирова­нием. В качестве протоколов наблюдений выступают записи в полевых дневниках, зарисовки, съемочные планшеты, графические профили, фотографии. С целью унификации форм записей и при­дания им большей строгости обычно разрабатываются специаль­ные бланки в форме таблиц и журналов. Особое внимание должно быть уделено фиксации количественных показателей.

Чтобы приобрести законченную документальную форму, при­годную для последующего научного анализа, материалы наблю­дений должны пройти стадию первичной обработки, включаю­щую составление и оформление карт на основании полевых план­шетов, лабораторные анализы образцов почв, вод, горных пород, определение гербария и т.д. Результаты наблюдений в форме карт, текстов, таблиц, каталогов, различных графических материалов, перенесенных на электронные носители, составляют содержание баз данных.

В современную эпоху мы наблюдаем небывало возросшее, бук­вально лавинообразное, нарастание информации, используемой в географических исследованиях. Особенно следует подчеркнуть, что речь идет об информации не только первичной, непосред­ственно добываемой самим географом, но и вторичной, поступа­ющей из различных источников, в том числе из смежных наук. Возможности дальнейшего накопления фактов собственными си­лами и средствами у географа слишком ограничены и далеко не адекватны современным научным задачам. Поэтому необходимо привлекать дополнительную информацию, преимущественно от­раслевого характера «из вторых рук». Так, ни один географ не может обойтись без «готовых», прошедших достаточно трудоем­кую математическую обработку и систематизацию массовых кли­матологических и гидрологических данных. К вторичной инфор­мации следует отнести разнообразные тематические карты, полу­ченные в результате обработки и соответствующей картографи­ческой интерпретации первичных полевых или статистических материалов. На этом фоне повышаются требования к качеству информации, ее доступности, оперативности получения.

Таким образом, можно говорить о проблеме информационного обеспечения как составной части методики географических иссле­дований. При сохранении традиционных способов сбора, обра­ботки, систематизации, хранения и передачи исходной инфор­мации создались бы непреодолимые трудности для дальнейшего прогресса исследовательской деятельности. Подлинная революция в методике географических исследований связана с развитием электронных технологий и геоинформатики, которую можно счи­тать особой методической дисциплиной, разрабатывающей спо­собы информационного обеспечения научных исследований, а также потребностей практики. Для хранения и преобразования полученной научной информации создаются компьютерные базы данных. Совокупность программ позволяет производить автоматизированную переработку и систематизацию полевых сведений. Карты, дистанционные снимки и различные графические мате­риалы переводятся в цифровую форму, пригодную для введения в ЭВМ. Выдача информации может осуществляться в цифровой, текстовой, картографической, графической формах.

Для различных научных и практических целей организуются геоинформационные системы (ГИС). По территориальному охвату их можно ранжировать от локальных до глобальных, по назначе­нию они имеют отраслевую специализацию или ориентированы на решение каких-либо конкретных проблем. Для географа уни­версальное "значение имеют ГИС общего, или стандартного, типа, позволяющие привязывать банки данных к картографической ос­нове, вычерчивать тематические карты и получать любую карто­графическую информацию. ГИС интегрируют данные дистанци­онного зондирования, экологического мониторинга, гидромете­орологических наблюдений, демографической и экономической статистики и т.д. Пространственная привязка информации может основываться как на сети конкретных (населенных и др.) пунк­тов, так и на различных системах территориального деления (ад­министративно-политического, ландшафтного, бассейнового и др.). Отдельные банки данных соединяются компьютерными сетями. Наиболее мощная и разветвленная глобальная компьютерная сеть — Интернет (универсальное средство передачи научной ин­формации), не ограниченная никакими расстояниями и обеспе­чивающая максимальную оперативность ее получения, в том чис­ле в режиме реального времени.