2.10. Картографический метод

Разграничение исследовательских методов на те, которые пред­назначены для сбора научной информации и для поисков эмпи­рических зависимостей, в значительной степени условно. Уже в процессе полевой съемки или стационарных наблюдений проис­ходит осмысление объективных связей и закономерностей. В ходе обработки протоколов наблюдений, дешифрирования дистанци­онных снимков, генерализации карт у географа должно склады­ваться первоначальное представление о типичных для изученной территории географических закономерностях.

Обзор методов научного объяснения целесообразно начать с картографического метода, имеющего подлинно универсальное, «сквозное» значение для географии. Карта сопровождает геогра­фическое исследование на всех его этапах, выполняя функции протокола и документа наблюдений, источника информации, особой модели географических объектов, наиболее наглядного способа выражения конечных результатов исследований. Эти мно-

111

гообразные функции карты определяются сочетанием ряда свойств — наглядностью и образностью наряду с математической строгостью, высокой информативностью наряду с генерализован-ностью. Способность наиболее полной и точной передачи про­странственных свойств и отношений географических объектов, а кроме того и ряда их других системных признаков — структур­ных, функциональных, динамических — дает основание рассмат­ривать карту как особый, образно-знаковый тип географической модели.

Исследование географического объекта, как правило, начина­ется с фиксации его положения в пространстве и определения его основных пространственных параметров — конфигурации, раз­меров, границ, территориальных соотношений с другими объек­тами. Практически это означает нанесение на карту. Никакой иной прием (словесный, графический, математический и др.) не мо­жет конкурировать с картой в качестве пространственно-геогра­фической модели.

Известно не менее 10 основных способов картографического изображения, каждый из которых рассчитан на наиболее адекват­ное отображение предметов и явлений, с их специфическими свой­ствами и не только пространственными, но также статическими и динамическими, количественными и качественными. В табл. 1 основные группы свойств картографируемых объектов схемати­чески сопоставлены со способами изображения. Под выражением размытая локализация в пространстве подразумеваются ситуации, при которых нереально или нецелесообразно отображение разме­щения отдельных дискретных объектов (например, особей живот­ных или карстовых воронок), и они представлены на карте соби­рательными обозначениями в виде ареалов или сетью условных точек. Сюда же отнесены явления в мобильной среде с нечеткими пространственными очертаниями (ветры, морские течения).

Каждому способу изображения, по существу, соответствует особый вариант картографической модели. Результативность кар­тографического анализа в большой степени зависит от выбора способа изображения, от его адекватности существу изображае­мого явления. С этим вопросом связана и задача выбора так назы­ваемой операционной территориальной единицы (ОТЕ), что осо­бенно актуально для социально-экономической географии, име­ющей дело с массовой статистической информацией, системати­зированной по территориальному принципу. Традиционный спо­соб картографирования подобной информации — картограмма, которая отображает количественные характеристики в относитель­ных показателях, обычно в виде плотности на единицу площади (например, плотность населения).

В качестве ОТЕ, т. е. ячеек картограммы, могут быть использо­ваны единицы политике-административного деления, природно-

112

Таблица 1

Свойства географических объектов и соответствующие им способы картографического изображения

Свойства географических объектов	Способы картографического изображения
Локализация в пространстве стро­гая	Качественный фон, линейные зна­ки, внемасштабные знаки, локали­зованная диаграмма
Локализация в пространстве раз­мытая	Изолинии, ареал, точечный метод, картограмма, картодиаграмма, ли­нии движения
Размеры и форма в двух или трех измерениях в условиях континуума	Изолинии
Размеры и форма в двух измере­ниях	Качественный фон
Размеры и форма в одном измере­нии	Линейные знаки
Размеры и форма собирательной площади дисперсно-рассеянных объектов	Ареал, точечный метод, картограм­ма
Локализация без других геометри­ческих характеристик	Внемасштабные знаки, локализо­ванная диаграмма
Качественные признаки	Качественный фон, линейные зна­ки, внемасштабные знаки, ареал, линии движения
Количественные признаки в абсо­лютных показателях	Изолинии, линейные знаки, вне-масштабные знаки, картодиаграм­ма, точечный метод, линии движе­ния, локализованная диаграмма
Количественные признаки в отно­сительных показателях	Изолинии, картограмма
Пространственная динамика	Линейные знаки, линии движения
Пространственно-временная ди­намика	Качественный фон, изолинии, аре­ал, точечный метод
Временная динамика	Картодиаграмма, локализованная диаграмма, внемасштабные знаки

го (ландшафтного) районирования, речные бассейны, трапеции градусной сетки и даже произвольная сетка квадратов. В социаль­но-экономической картографии общепринят первый вариант,

113

поскольку вся используемая демографическая, хозяйственная и другая статистика строится по политико-административному де­лению. При таком подходе не требуется дополнительных опера­ций по преобразованию исходных данных (кроме разработки ус­ловной шкалы) и они автоматически переносятся в ячейки кар­тограммы. Именно в этой форме картографическое отображение массовых территориальных количественных характеристик соци­ально-экономических явлений вошло в учебники, научные моно­графии и популярные издания. Однако научная и познавательная ценность подобных картограмм весьма сомнительна. Они служат лишь иллюстрацией статистической таблицы, притом часто с по­терей информации, так как большая половина ОТЕ (например, мелких государств на политической карте мира) может «отсеять­ся» из-за несоответствия их размеров графической точности мас­штаба карты. Но еще более существенный недостаток картограмм этого рода состоит в том, что чем крупнее площадь ОТЕ, тем сильнее обедняется и утрируется ее характеристика. Как извест­но, картограмма не передает территориальных различий внутри контуров. Поэтому картограмма любого показателя, например плотности населения мира (рис. 1), построенная по государствам, может дать сильно искаженное представление о таких странах, как Россия, Китай, США, Канада и др., которым присущи боль­шие внутренние контрасты в размещении социально-экономи­ческих явлений.

Если мы ставим своей целью использовать картограмму не в качестве элементарного придатка к статистической таблице, а как инструмент научного познания, необходимо начинать с обосно­ванного выбора ОТЕ. Переход к более низким таксономическим подразделениям ОТЕ того же класса (например, от государств к их административно-территориальным единицам первого поряд­ка) требует существенного увеличения масштаба, но не решает дела, ибо любые однопорядковые административные образова­ния могут быть так же несопоставимы по размерам площади и внутренней сложности, как и государства.

Многочисленные экспериментальные разработки доказали эффективность использования в качестве ОТЕ при социально-эко­номическом картографировании системы единиц ландшафтного районирования. Природные рубежи — широтно-зональные, вы-сотно-поясные, орографические и др. — определяют наиболее су­щественные контрасты в расселении и хозяйственной освоеннос­ти территории. Достаточно наглядным примером может служить сравнение двух карт плотности населения мира, одна из которых (см. рис. 1) составлена по традиционному политике-территори­альному принципу, а другая (рис. 2) — по ландшафтным зональ­но-секторным регионам (см. разд. 3.7). Особо следует подчеркнуть, что второй способ приобретает большое принципиальное значе-

114

ние как один из эффективных методов географического анализа взаимосвязей между обществом и географической средой (этой проблеме посвящена гл. 4). Однако применение указанного спосо­ба предполагает проведение достаточно трудоемкой промежуточ­ной операции по пересчету исходных данных из политико-адми­нистративной системы в ландшафтную.

Высказывалось мнение, что не существует специального кар­тографического метода выявления эмпирических зависимостей, что карта служит лишь особой формой протоколирования наблю­дений и моделью территории, а тем самым важнейшим материа­лом для получения таких зависимостей, но другими методами. Однако такой взгляд представляется односторонним. В процессе создания карт и особенно при системном картографировании, т. е. создании серий взаимосвязанных по своему содержанию темати­ческих карт и комплексных атласов, мы получаем новые знания. При системном картографировании происходит последователь­ный переход от анализа ко все более высоким формам синтеза, от инвентаризации разрозненных фактов к научным обобщениям, формулируемым на языке карты. В системе карт одна и та же карта может рассматриваться как синтетическая (например, геоморфо­логическая по отношению к картам уклонов поверхности или рас­пространения оврагов) и как аналитическая (та же карта по отно­шению к ландшафтной).

В качестве вспомогательных моделей для изучения эмпириче­ских зависимостей полезны так называемые комплексные анали­тические карты, совмещающие изображение разнотипных, но взаимосвязанных объектов или явлений (например, типов релье­фа, растительного покрова и выборочных показателей климата или типов сельского хозяйства в сочетании с изолиниями тепло-обеспеченности и увлажнения). По существу, к этой группе сле­дует отнести и топографическую карту.

Общеизвестна роль картографического анализа при выявлении закономерностей территориальной дифференциации, простран­ственных отношений, всевозможных пространственных структур и территориальных потоков. В первом приближении подобные закономерности выявляются уже визуально. Приемы картометрии и морфометрии позволяют существенно уточнить и развить первоначальные выводы с помощью целой системы количествен­ных показателей, начиная от простейших (расстояния, абсолют­ные и относительные высоты, площади, градиенты и т.п.). Ис­пользование более сложного математического аппарата позволяет глубже раскрыть разнообразные пространственные отношения. Процесс пространственного картографического анализа сопро­вождается созданием разнообразных промежуточных и вспомога­тельных картографических моделей (густоты и глубины расчлене­ния, плотности и неравномерности распространения объектов и

115

40 0 40

40'

60

80" 40" 0" 40°

Рис. 1. Плотность населения

т.д.), которые могут иметь и самостоятельное прикладное назна­чение.

Применение картографического метода далеко не ограничива­ется рамками пространственного анализа. На начальной стадии

116

Плотность населения, чел./км

О 1 5 10 25 50 100 200

4 0° 80° 120° 160° 180

40 80 120 160

мира по государствам

выявления эмпирических зависимостей нередко эффективен про­стейший прием совмещения контуров изучаемых объектов или процессов в одном и том же масштабе. Конечно, при таких сопо­ставлениях не исключен элемент случайности; не всякое совпаде-

117

О 40

40

60'

80

120°

40

О 40

Рис. 2. Плотность населения мира

ние картографических изображений обязательно предполагает наличие причинных связей. Следует также принять во внимание, что связи между компонентами сложных систем имеют не жестко детерминированный, а вероятностный характер; при наличии

118

40 80 120 160

Плотность населения, чел./км

О 1 5 10 25 50 100 200

40" 80" 120

по ландшафтным макрорегионам

явной связи между двумя явлениями оба могут быть следствием некоторого третьего. Картографический анализ, естественно, дол­жен сочетаться с логическим и дополняться другими географи­ческими методами. Тем не менее во многих случаях указанный

119

прием может приобретать большое индикационное и даже про­гностическое значение. Так, контуры растительных сообществ ча­сто используются в качестве индикаторов при составлении по­чвенных карт, выявлении биогеохимических аномалий, изучении водного и солевого режима ландшафтов и т.д.

Многие аспекты применения картографического метода обус­ловлены его тесным переплетением с методами сравнений и ана­логов. По картографическому рисунку (внешним очертаниям) раз­личных форм рельефа или морских берегов определяется их гене­зис. Некоторые типы карт, в том числе фенологические, клима­тические, гидрологические, отчасти социально-экономические, а также топографические, создают основу для моделирования и изучения текущих динамических (в том числе ритмических) про­цессов (как природных, так и общественных). При сопоставлении карт, составленных на разные даты, выявляются одновременно пространственные и временные изменения. Для изучения длитель-новременных закономерностей и трендов как естественного, так и антропогенного генезиса широко применяется метод сопостав­ления разновременных карт.

Применение системного подхода в географии невозможно пред­ставить без картографического метода. К сказанному ранее можно добавить, что структурно-функционально-динамический анализ геосистем неизменно сопровождается изучением картографичес­ких и производных от них графических моделей — комплексных профилей, пространственно-временных разрезов, блок-диаграмм и др.

Компьютеризация значительно расширила возможности при­менения картографического метода и картографического модели­рования. Карта по существу является ядром ГИС. ГИС-картогра-фирование особенно перспективно для изучения динамики гео­графических явлений и систем, в частности с помощью анима­ций — картографических мультипликаций, создающих эффект движения (стрелки, ленты движения, нарастающие знаки и диа­граммы, расширяющиеся ареалы и т.п.). При этом может быть использован разный масштаб времени. Применение современной ГИС-технологии позволяет значительно увеличить массив вовле­каемой в исследование картографической информации и широко использовать математический аппарат для ее обработки и матема­тического моделирования. На этой основе возник особый тип ма-тематико-картографического моделирования (см: разд. 2.11).

Эффективность всякого метода географического исследования значительно повышается при его сочетании с картографическим. Практически чаще всего используются смешанные или комбини­рованные методы: сравнительно-картографический, историко-картографический, индикационно-картографический, математи-ко-картографический и т.п.

120