Ландшафтное моделирование

Последняя четверть XX в. предстает перед нами как эпоха моделирования. К настоящему времени сложилось множество определений термина "модель". Наиболее общим из них следует считать следующее: модель – это некоторый заместитель, в чем-либо подобный оригиналу, заменяющий на время объект изучения в длительном и сложном процессе познания. Особенно острую потребность в моделях ощущают науки, имеющие дело со сложными образованиями, состоящими из множества разных элементов, способных существовать во многих состояниях.

Модели – мощнейшее орудие познания. Построение модели, вклю-чающей множество элементов, позволяет объединить, с одной стороны, извечное стремление науки к разложению сложного объекта на элементы, а с другой – к объединению этих элементов. Это удачное сочетание двух противоречивых тенденций делает модели незаменимым инструментом исследования таких сложно организованных объектов, как ландшафты. Модели выступают как одно из сильнейших методических средств, сопровождающих внедрение системного подхода в географию.

Будучи некоторым заместителем, в чем-либо подобным оригиналу, модели выполняют в географической деятельности ряд функций: коммуникативная, модель-представление, модель-концепция, модель-про-токол, модель-результат.

Существование множества моделей вызывает к жизни вопрос об их классификации. различают классы моделей: вербальный, матричный, графический и математический. Часть из них представлена набором подклассов и видов.

К вербальным моделям относятся модели-образы, дефиниции, законы науки, названия типов ландшафтов. Все они выполняют основную функцию модели – замещают в исследовании сам изучаемый объект.

Модели-образы. Анализируя множество моделей, нельзя не заметить влияния, оказываемого на их характер образом модели-донора, некоторой материнской модели, порою достаточно простой. Так, в работах Д.Л. Арманда отчетливо выступает стремление создать модель ландшафта по образу машины. Многие модели построены по аналогии с электросетью и сетью коммуникаций и т. д. Основная функция моделей-образов – помочь нахождению аналогии между ландшафтом и другими, более хорошо изученными объектами, с целью использования для познания ландшафтов подходов и методов, разработанных в других областях знания.

Дефиниции – определения понятий – как модели играют колоссальную роль. Воспринятая исследователем дефиниция – будь то определения ландшафта, структуры, связи и т. д. – постоянно присутствует в его сознании, участвует в формировании графических, математических и сложных картографических моделей.

Законы науки – эмпирические и теоретические – также могут выступать в роли моделей. Так, общий закон о связи компонентов ландшафта между собой выступил в 1920-е гг. моделью, позволяющей по растительности судить о почвах, а позднее по растительности – о климате.

Названия типов (географические названия) – моренный ландшафт, пойменный ландшафт – это, пожалуй, одни из наиболее ранних вербальных моделей. Основная их функция – "портретная".

Матричные модели являются связующим звеном между вербальными и блоковыми, а иногда и картографическими моделями. Хотя диапазон их использования в ландшафтоведении очень широк, они, к сожалению, не нашли отражения в методических исследованиях. Нередко матричные модели дополняют картографические (и могут входить в их состав), выступая в форме легенды-таблицы. Иногда они используются на начальном этапе математического моделирования. Применяют их также для типологической группировки ландшафтов (две группы признаков типизации), для изучения размещения ландшафтов относительно друг друга (по двум осям).

Графические модели настолько разнообразны, что их анализ позволяет сделать следующие выводы: 1) широкое использование графических моделей свидетельствует об активном внедрении процессов абстрагирования в географическую деятельность, 2) разнообразие моделей, для познания одного географического объекта свидетельствуют о продолжающемся углублении представлений нашей науки о реальной действительности. Многообразие графических моделей позволяет сгруппировать их в три группы, выступающие подклассами в пределах класса: плоские, объемные, динамические, в свою очередь состоящие из набора видов. В пределах плоских моделей выделяются виды: блоковые, картографические, аэроснимки и космические снимки. блоковые, занимая важное место в ряду «вербальные – блоковые – математические», наилучшим образов отражают реальную связь между элементами и частями систем и системой в целом, между системой и ее окружением. Они выразительно, в явной форме (в отличие от математических) и наглядно отражают идею исследователя. Без предварительного создания и осмысления графической модели переход к математической практически бессодержателен. обострилась потребность в блоковых моделях в период развертывания массовых стационарных исследований. Здесь они выступали как программа исследований и модели обобщения. Модели – не просто сочетания геометрических фигур и стрелок, они должны подчиняться основным законам своего языка. А так как модель – запись высказывания, то содержание его передается формой, размером и порядком значков.

Анализ блоковых систем выявил существование двух групп моделей. В первой из них в качестве элементов выступают компоненты природы: литосфера, гидросфера, биосфера, атмосфера или характеристики их состояния (рельеф, климат). Во второй – комплексы более низкого таксономического ранга. Первая группа моделей называется моносистемной (топической), вторая – полисистемной (хорической).

В первой группе моделей на передний план выступают как бы вертикальное строение ландшафта и связи, в которых преобладает вертикальная составляющая: между литосферой и атмосферой, атмосферой и гидросферой и т. д. Моносистемные модели отражают совершенствование представлений о составе и соотношении компонентов и частей ландшафта; роли и характере связей между компонентами; связи ландшафта со средой; роли изменений ландшафта.

Во второй группе моделей основное внимание уделяется горизонтальной составляющей пространственной организации ландшафта, го-ризонтальным связям. Интенсивно происходит усложнение блоковых моделей. Создаются каскадные модели, где объединение компонентов более низкого ранга рассматривается как следствие однонаправленной связи. Наиболее сложным пространственным вариантом выступают модели сетевые и каркасные.

Картографические модели. Многократно освещалась двуединая роль ландшафтной карты как своеобразной информационной системы, в которой в свернутом виде содержатся данные о компонентах, как направляющей основы развертывания серии карт природы. Сегодня уже можно говорить о некоторых тенденциях эволюции картографической модели ландшафтов. Большинство их связано со стремлением повысить информационную емкость картографической модели. При этом намечаются два направления. Первое – повышение емкости единичной карты за счет обогащения контуров индексами и цифрами, показа большего числа таксономических ступеней и т. д. Второе – повышение информативности ландшафтной картографической модели путем перехода от единой карты к серии карт. наметилось также формирование модели из двух карт: например, реконструированных и современных (антропогенных) ландшафтов.

Аэроснимки и космические снимки. Речь идет о результатах различного вида дистанционных съемок (фото, тепловой, лазерной, радарной). Они, бесспорно, выступают для исследователя моделями – заместителями местности. В то же время это модели особого рода. Отделение существенных и несущественных черт осуществляется в них с помощью приборов, разрешающая способность которых определяет меру «замещения» местности. Снимки богаты содержанием. Но все же пока они чаще занимают место в ряду: местность – блоковая модель – снимок – карта. Иными словами, они выполняют функцию модели-инструмента, модели-протокола.

В пределах объемных моделей можно выделить три вида: стереоскопические, блок-диаграммы, голографические. Динамические модели в свою очередь подразделяются на: кинематографические, мультипликационные, диафильмы.

Математические модели представляют собой набор символов. К ним должна быть приложена программа для дальнейшей обработки данных на ЭВМ. Эти модели широко применяются в ландшафтоведении. Особенно интенсивно этот процесс стал развиваться в 80-е гг. ХХ-го столетия, что связано с внедрением персональных компьютеров, позволяющих оперативно обрабатывать получаемую разнородную информацию и выдавать ее потребителю в удобном для него виде.

3. ВЕРТИКАЛЬНОЕ СТРОЕНИЕ ЛАНДШАФТА

В природно-территориальном комплексе различают две системы внутренних связей – вертикальная (межкомпонентная) и горизонтальная (межсистемная). И та, и другая осуществляется путем передачи вещества и энергии (отчасти информации). Строение ландшафта находится в постоянном развитии.

Под вертикальным строением подразумевается порядок, расположение природных компонентов в пределах ландшафта. Ряд природных компонентов и элементов ландшафта (по разным авторам) выглядит следующим образом: геологический фундамент–рельеф–климат–воды–почвы–растительность–животный мир. Рассмотрим его на примере территории Беларуси.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: