§ 9. Методы моделирования и их применение в географии

Цель обучения: 11.1.1.3 – применять методы моделирования согласно теме исследования.

МОДЕЛИРОВАНИЕ • АНАЛОГИЯ • СИСТЕМНОСТЬ • АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА • ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ • СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД

Метод моделирования

   1. Для чего необходимо моделирование?
   ​2. Какие виды моделирования вы уже знаете?
   ​3. Можно ли считать готовую географическую карту моделью для познания действительности?

   Моделирование – это исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей. В процессе моделирования изучаемый объект, явление, процесс заменяются другой вспомогательной или искусственной системой. Закономерности и тенденции, выявленные в процессе моделирования, затем распространяются на реальную действительность. Моделирование облегчает и упрощает исследование, делает его менее трудоемким и более наглядным. Оно дает ключ к познанию и таких объектов, которые не поддаются непосредственному измерению (например, ядро Земли).

   Основные принципы моделирования – подобие (аналогия) и системность. Системность предполагает также аналитический и синтетический подходы к моделированию. С моделью можно экспериментировать, изучая различные варианты, пути воздействия. Это значит, что можно составлять много моделей одного и того же объекта.
   ​Все разнообразие применяемых в науке и практике моделей можно свести к двум основным типам или классам (рис. 13).​

Рис. 13. Классификация моделей по типам и классам

   Последнюю четверть ХХ века и нынешнее время в науке часто называют эпохой моделирования. Это выражение относится и к географии, где широкое применение находят физические (натурные) модели, карты, аэрофотоснимки, космические снимки, профили, таблицы, графики, диаграммы, блок-диаграммы, блоковые схемы, математические модели.

Методы моделирования

   Математико-географическое моделирование
   ​Современное математико-географическое моделирование – это особая методология, характеризующаяся определенной структурой и последовательностью исследовательского процесса. С его помощью решаются или могут быть решены такие вопросы как:
​   а) обработка исходной географической информации;
​   б) оценка и моделирование однородности и неоднородности географического пространства;
​   в) оценивание структурных характеристик этого пространства, способов оценки связей и взаимосвязей;
​   г) построение адаптивных систем и их имитационное моделирование;
​   д) построение геоинформационных систем и получение с их помощью конкретно ориентированных по цели результатов;
   е) автоматическое районирование и автоматическая​

классификация;
   ​​ ж) разработка теории согласования интересов (компромиссных решений);
   ​​з) автоматическое картирование;
​   и) географическое прогнозирование и управление.

​   Моделирование в физической географии
​   В физической географии наибольшее применение находят блоковые (графические) и математические модели. Моделированию подвергаются геоморфологические процессы, морские течения, изменения климата, но в особенности природно-территориальные комплексы. Определенный акцент делается на наиболее сложных глобальных моделях физико-географических процессов. Например, усовершенствование глобальной модели климата, восстановление глобального гидроклиматического режима на основе общей циркуляции атмосферы для

нескольких временных срезов за последние 18 тыс. лет, глобальной модели географической оболочки.

   Моделирование в географии населения
​   В сфере географии населения применяется моделирование сетей и систем населенных пунктов, систем городов, городов и агломераций, которые также рассматриваются как сложные системы. Составляются математические модели миграций населения, включая миграционные потоки, факторы миграции, миграционную структуру. Широкое распространение получили различные модели воспроизводства населения, в особенности прогнозные, исходящие из той или иной гипотезы в отношении динамики процессов рождаемости и смертности, браков и разводов. Здесь географическое моделирование тесно стыкуется с большим и сложным классом собственно демографических моделей.

   Моделирование в экономической географии

   В сфере экономической географии ведущим направлением стало системное моделирование, в рамках которого сочетается применение математических методов и системного подхода. Это логические, блоковые, матричные, картографические модели. По характеру и назначению среди них можно различить отраслевые, региональные и комплексные (межотраслевые и межрайонные) модели (рис. 14).

Рис. 14. Классификация моделей в экономической географии по характеру и назначению

   Особый вид социально-экономического моделирования составляет глобальное моделирование, получившее наибольшее распространение в широко известных глобальных моделях «Римского клуба» (модели Д. Форрестера «Мир-1», «Мир-2», модель Д. Медоуза «Мир-3») и некоторых других международных организаций (Приложение 2). В СССР в 80-х годах составлялись модели «ядерной зимы», мирохозяйственных связей и др.

   Моделирование в картографии
​   Моделирование в картографии это не столько сами карты как пространственные образно-знаковые модели действительности, сколько математико-картографическое моделирование. Математико-картографическое моделирование – органическое комплексирование математических и картографических моделей для целей конструирования или анализа тематического содержания карт. В процессе такого моделирования можно создавать элементарные модели, состоящие из одного звена, и более сложные цепочкообразные, сетевые и древовидные комбинации.

Такое моделирование стимулировало разработку специальных средств машинной графики и приспособления к ним способов картографического изображения. Построение карт на экране дисплея позволяет сравнивать различные варианты содержания карт и способов их оформления. Такая методика особенно удобна для демонстрации динамики процессов и явлений. Примером математико-картографической модели является сложная цепочкообразная модель исследования пространственной дифференциации Атлантического океана с точки зрения хозяйственной освоенности его акваторий.

   Особое значение для географии имеют общегеографические математико-картографические модели, отличающиеся наиболее сложным синтетическим содержанием. Это разные виды моделей, затрагивающие проблему взаимодействия общества и природы. Эти блоковые модели класса «население-хозяйство-природа» могут быть общими и частными. Общая, базовая модель имеет глобальный аспект. На ее основе могут быть созданы частные, в т. ч. региональные, модели, отражающие специфику территории. Пример региональных моделей разного рода геосистем (рис. 15).

Подведем итоги

Проверь себя!

   1. Что является основными принципами моделирования?
   ​2. На какие типы и классы классифицируются модели?
   ​3. Основное содержание математико-географического моделирования.
   ​4. Как применяется моделирование в физической географии?
   ​5. Как применяется моделирование в географии населения?
   ​6. Как применяется моделирование в экономической географии?
   ​7. Каковы особенности моделирования в картографии?

Задания, связанные с поиском дополнительной информации!

   Задание 1. Используя приложение 2, дополнительный материал, интернет-источники, изучите и проанализируйте модели Д. Форрестера «Мир-2», Д. Медоуза «Мир-3». Попробуйте составить собственную модель устойчивого развития мира. Модель можно построить в виде диаграммы Венна с помощью перекрывающихся кругов, письменно продемонстрируйте содержание основных сфер. Сделайте вывод.

Диаграмма Венна

Самостоятельная работа

   Задание 1. Внимательно изучите разные типы геосистем и дайте подробную характеристику одной из них с объяснением всех имеющихся связей. На основе местного компонента приведите примеры существования таких геосистем. Результаты работы обсудите в классе. Сделайте вывод.

Рис. 15. Модели разных типов геосистем (по В.С. Преображенскому)

   Задание 2. Из терминов и географических названий (не менее 10), изученных на уроке, составьте кроссворд по теме «метод моделирования».
   ​Составляя кроссворд как домашнее задание, вам необходимо:
   ​– обратиться к дополнительной литературе;
   ​– стараться придумать интересный, оригинальный, нетрадиционный вопрос;
   ​– продумать художественное оформление работы.

Өтінемін күте тұрыңыз