Теорія картографування освітніх інновацій (стр. 7 )

- аналіз та моделювання, у тому числі ведення пошуку необхідної інформації про об’єкти місцевості в базах даних за окремими критеріями, знаходження місцеположення за атрибутивними даними і навпаки, вибір оптимального маршруту, створення та обробка моделей рельєфу, інтерполяція висот, визначення зон видимості/невидимості;

- забезпечення широких можливостей (в результаті використання майже необмеженої кількості інформації різних видів) для задоволення різноманітних потреб у системі шкільної та вищої освіти, державних установ та організацій в їх практичній діяльності при розробці та обґрунтуванні різноманітних планів та проектів економічного, соціального, екологічного розвитку регіонів, при організації раціонального розміщення виробничих сил, збалансованого природокористування та здійсненні моніторингу природних і природно-соціальних явищ і процесів, і також для задоволення багатьох інших запитів;

- компоновка карти, яка складається з монтажу основної карти, карт-врізок, розміщення та редагування легенди, позначення масштабу, назви, оформлення внутрішньої рамки, зарамкового оформлення і ін.;

- друк всієї карти або окремих її частин у необхідному масштабі з набором потрібних загальногеографічних та тематичних сюжетів, растрових зображень, текстів, атрибутивних таблиць.

Необхідною умовою використання геоінформаційної системи для потреб картографування освітнього комплексу є наявність інформаційної бази географічних даних. Ступінь наповнення інформаційної бази даних суттєво впливає на ефективність використання того чи іншого проекту створеного в ГІС.

1.7 Впровадження картографічного методу в практику управління та планування освітньої діяльності

Ефективність використання атласу освітньої сфери сільського адміністративного району багато в чому залежить від рівня впровадження картографічного методу в практику управління та планування освітньої діяльності. Ефективність використання інформаційно-картографічного забезпечення перш за все залежить від рівня володіння працівниками органів управління методами картографічного аналізу. [2]

Методи візуального дослідження об'єктів та явищ за картами, як і графічні методи, досить повно розглядаються в картографічній літературі. Ми зупинимося на основних положеннях цих методів.

Візуальний аналіз дає переважно якісні характеристики об'єктів та явищ, що вивчаються, дозволяє отримувати і кількісні характеристики за підписами та візуальними оцінкам відстаней, площ, тощо, дає можливість встановлювати закономірності розміщення, відносність положення, просторові форми, структури та взаємозв'язки елементів змісту карт, наявність їх змін у часі.[3]

Візуальний аналіз супроводжується описами та використовується як на початковій стадії дослідження для загального ознайомлення з об'єктами та явищами, що вивчаються, планування досліджень, так і на завершальній стадії для проведення змістовної інтерпретації результатів досліджень.[4]

Виконуючи візуальне дослідження і приступаючи до опису, необхідно оцінювати якість самої карти або атласу. З цією метою встановлюють наступні відомості:

- назву та призначення карти, зображувану територію, математичну основу карти (проекцію, масштаб, компоновку), початкові дані (коли, ким і за якими матеріалами складена та видана);

- зміст карти за елементами, її повноту, детальність, принципи класифікації зображуваних об'єктів та явищ, способи зображення, систему умовних знаків, їх відповідність призначенню карти, легенду карти;

- оцінку геометричної точності, якість генералізації, сучасність карти - її відповідність дійсному стану місцевості, відображуваним об'єктам та явищам;

- погодження даних карти з іншими даними.

Вивчення доцільно виконувати від загального до часткового, тобто спочатку треба отримати загальну характеристику всієї карти в цілому, її основних та визначаючих характеристик, а потім її окремих елементів, особливостей.

Описи повинні бути виконані суворо послідовно, логічно, вміщувати систематизацію фактів, елементи порівняння, завершуватися об'єктивними, чіткими оцінками та висновками.

Графічні методи аналізу включають побудування за картами різноманітних графіків, профілів, розрізів, діаграм, а також отримання зображення способами накладення, віднімання, множення, логарифмування, диференціювання, інтегрування поверхні. Способи побудування графіків, профілів, розрізів, епюр, діаграм, тощо детально розглянуті у багатьох працях.[30]

Зупинимося на питанні перетворення поверхонь. Використані для цього початкові показники, як правило, визначаються за картами, на яких вони відображені в ізолініях. У випадках, коли явища відображені на картах не в ізолініях, попередньо перетворюють початкове картографічне зображення в ізолінійну форму, представляючи його у вигляді відповідної статистичної поверхні. [31]

Задача складання виникає, наприклад, при визначенні якихось сумарних показників явищ, заданих на певний період; віднімання - при підрахунку об'єму земляних робіт, об'єму знесеного та відкладеного матеріалу, диференціювання у заданих напрямках для збільшення чіткості зображення, виділення окремих контурів та ліній (при використанні фотознімків). Ці перетворення можуть здійснюватися відносно об'єктів одного чи різних типів, наприклад, до задач першого типу можна віднести операцію складання поверхні на основі підрахунку суми температур, загальної кількості опадів за якийсь період часу, тощо. До задач другого типу можна віднести, наприклад, операцію складання приведених у єдину систему відносних показників щільності населення на одиницю площі та густоти, сітки доріг на ту ж одиницю площі, сумарна характеристика яких може полегшити вирішення деяких соціально-економічних задач, зокрема, задача використання трудових ресурсів.[32]

Картометричні методи досліджень дозволяють визначати геодезичні прямокутні та полярні координати точок поверхонь; відносні та абсолютні висоти, глибини, потужності, тобто аплікати відображених на картах об'єктів та явищ; довжини прямих та кривих ліній, відстані між об'єктами; кути та напрямки в горизонтальній та верти­кальній плоскостях; площини ділянок плоских та криволінійних поверхонь, об'єми ділянок цих поверхонь або об'єктів (об'єми льодовиків, опадів, океанічні котловини, тощо).

Картометричні виміри можуть виконуватися за великомасштабними, середньо-масштабними або дрібномасштабними картами, за фотознімками, за допомогою ручних (настільних) вимірювальних інструментів та приладів. В залежності від цього за­стосовуються різні способи виконання картометричних вимірювань та отримання потрібних характеристик. [40]

Морфометричні дослідження за картами отримали значне розповсюдження. У теперішній час найбільш розроблена геоморфологічна морфометрія, що визначає кількісні характеристики земної поверхні. Отримали розвиток структурна морфометрія з геології, порівняльна морфометрія Місяця і планет, гідрологічна, океанографічна, ландшафтна та соціально-економічна морфометрія та ін. При цьому розроблена велика кількість морфометричних показників. Вони у більшості випадків є відносними величинами та виражають співвідношення між довжинами та висотами, довжинами та площинами, кутами нахилу та площинами та ін.

До основних з них стосовно до геоморфологічної морфометрії можна віднести:

- коефіцієнти частоти та щільності;

- показники горизонтального та вертикального розчленувань;

- ухили поверхонь;

- коефіцієнти звивистості ліній та контурів, зображених на карті;

- показники форми контурів, об'єктів, тощо.

Об'єкти та явища реальної дійсності знаходяться між собою в тому чи іншому взаємозв'язку. Ці зв'язки можуть бути функціональними, або статистичними, останні характеризуються тим, що одна випадкова змінна реагує на зміни іншої зміною свого закону розподілення. Між деякими явищами зв'язок може бути відсутній. [43]

При вирішенні науково - технічних задач виникає необхідність встановлення форми і тісноти зв'язків між двома або більше різними моментами або відрізками часу.

Ефективними методами дослідження вказаних взаємозв'язків є кореляційний та регресійний аналізи, при використанні яких виявляється, що досліджувані явища підпорядковані певним імовірнісним законам.

Загальні положення кореляційного аналізу. При визначенні взаємозв'язків явищ за допомогою апарата кореляційного аналізу можуть бути досліджені:

- наявність та форма взаємозв'язку між двома або більшим числом явищ природи та суспільства;

- способи визначення взаємозв'язків з використанням результатів вимірювань, представлених в різних формах (кількісній, якісній та змішаній);

- різні види зв'язків і, отже, різні види коефіцієнтів кореляції.

При використанні кількісних показників вивчається параметрична кореляція, при наявності якісних зв'язків - непараметрична кореляція.

Попереднє уявлення про форму та тісноту зв'язку можна отримати за допомогою графіків, що утворюють поля кореляцій (діаграми розсіяння).

Основні положення регресійного аналізу. В регресійному аналізі розглядаються статистичні залежності між однією перемінною, що називається залежною перемінною, та іншою чи декількома, що називаються незалежними (пояснюючими) перемінними. Цей зв'язок перемінних виражається у вигляді спеціальної функції рівняння регресії залежної перемінної по незалежним перемінним, у яке входить також набір невідомих параметрів.

При цьому можливі наступні варіанти:

- функції лінійні відносно постійних параметрів та незалежних перемінних;

- функція лінійна відносно постійних параметрів, але нелінійна відносно незалежних перемінних;

- функція нелінійна відносно і параметрів, і незалежних перемінних.

Карти взаємозв'язку явищ та процесів. Карти створюються способами ізоліній, картограм на основі даних кореляційного та регресійного аналізів та відображають статистичні залежності між двома або декількома явищами, процесами. Якщо перші карти характеризують наявність, тісноту та просторове варіювання зв язків між явищами, то карти, складені за результатами виконання регресійного аналізу, виражають функціональні залежності між ними, дозволяють визначити величину явища, напрямок та ступінь його зміни в залежності від зміни іншого явища. [53]

Серед кореляційних карт найбільше розповсюдження отримали карти, що відображають територіальні статистичні зв'язки двох явищ, виражені парними коефіцієнтами кореляцій. Певний інтерес представляють кореляційні карти, складені з використанням значень рангових коефіцієнтів кореляції, тому що ці карти дозволяють отримати характеристики взаємозв'язків між якісними ознаками порівнюваних явищ. [65]

Поряд з обчисленням та картографуванням парних коефіцієнтів кореляції створюються також карти множинних та часткових показників зв'язків, що виражаються на основі визначення значень відповідних коефіцієнтів кореляції.

Карти множинних показників зв'язку дозволяють в кожній їх точці оцінити міру лінійної залежності між даними та всіма іншими явищами, ступінь просторового варіювання цього зв'язку у межах усієї зображуваної області. [54]

Картографування часткових показників зв'язку дає можливість виразити просторовий розподіл взаємозв'язків між двома (декількома) компонентами (явищами) при виключенні усіх інших, тобто дозволяє встановити вплив інших компонентів на кореляцію між даними двома (декількома) компонентами.

Для складення карт, які розглядаються необхідно отримати значення відповідних коефіцієнтів кореляції у сітці точок картографованої території. [58]

Рішення цієї задачі може бути виконано різними способами. В першому з них розбивають усю площину використаних карт (карти) на невеликі ділянки і в однойменних точках цих ділянок вимірюють характеристики порівнюваних явищ, обчислюють відповідні значення коефіцієнтів кореляції, які відносять до центрів ділянок.

У другому способі використовується спосіб "ковзаючого вікна", він полягає у тому, що в сітці точок на ділянках карт, які послідовно відкриваються при переміщенні цього вікна, визначають кількісні характеристики, а потім обчислюють відповідні коефіцієнти кореляції.

У третьому способі початкові величини визначаються за отриманими аналітичними залежностями, що описують статистичні поверхні порівнюваних явищ. У цьому випадку початкові показники знаходять або тільки у точках, що визначаються (при використанні способу градієнтів), або в сітці точок довкола точки, що визначається (при використанні принципу "ковзаючого вікна").

Карти взаємозв'язку явищ, у яких відображається залежність одного явища (компоненти) від інших явищ (компонент) створюються на основі використання рівнянь одномірної або множинної регресії. Вони звичайно складаються в ізолініях та представляють собою карти статистичних поверхонь, що виражають основні закономірності (залежності) між двома або декількома явищами (поверхні тренду), а також остаточні поверхні, що відображають відхилення обчислених даних від початкової поверхні (аномальні закономірності). Ці карти дозволяють визначити характеристики залежної перемінної (слідства) від незалежних перемінних (причин), можуть бути використані для інтерполяції та виконання прогнозних досліджень. [57]

Дисперсійний аналіз представляє собою статистичний метод аналізу результатів спостережень, що залежать від різних одночасно діючих факторів. Він дозволяє встановити в якій мірі істотний вплив того чи іншого фактору чи їх комбінації на розглянуту ознаку, оцінити вплив тих чи інших факторів або їх груп на мінливість середніх значень явища, що вивчається.

При вирішенні багатокомпонентних задач народного господарства, наприклад, визначенні оптимального розміщення виробничо-територіальних комплексів, зон санаторно-курортного лікування, тощо, приходиться приймати до уваги численні природні та соціально - економічні фактори, що одночасно впливають на об'єкт дослідження.

Виникають великі труднощі у відображенні багатьох різноманітних показників на картах, прийнятті з їх використанням достатньо обґрунтованих рішень. [52]

Звідси з'являється необхідність стискування інформації, виявлення з багатьох, підчас заперечливих, показників, характеристик, різних по своїй значимості та важливості ведучих, а також виконання при необхідності районування відображуваних територій та об'єктів і створення відповідних синтетичних карт.

Класифікації що представляють собою впорядкування об'єктів (явищ) за сукупністю визначуваних характеристик (показників, ознак, тощо), відносяться до фундаментальних процесів у науці. [5]

При рішенні питань диференціювання (районування) територій та об'єктів важливо визначити не тільки внутрішні ознаки (параметри) територіальних комплексів, ще й співвідношення між цими комплексами, що встановлюються за сукупністю внутрішніх ознак (показників), характерних для територіальних одиниць (об'єктів), що розглядаються.

Вивчення та дослідження об'єктивної реальності нерідко більш ефективне, якщо воно здійснюється не за звичайними початковими картами, а за картографічними зображеннями (КЗ), що спеціально пристосовані для рішення поставлених задач. Отримання КЗ, що володіє бажаними властивостями та відповідає заданим вимогам, можливо різними методами, що належать до наступних двох груп. Перша група передбачає рішення поставленої задачі за рахунок розробки нових, відмінних від традиційного, класів КЗ. У ряді випадків достатнім є приведення основних елементів початкової карти до потрібного вигляду. Для цієї мети слугують методи другої групи. їх застосування дозволяє створювати традиційні КЗ, але перетворені по відношенню до початкового зображення. [6]