книги из ГПНТБ / Рубахин, В. Ф. Психологические основы обработки первичной информации

ции при перцептивном анализе структуры необходимо знать теоре­ тические и экспериментальные законы распределения площадей, занимаемых каждым компонентом, и ошибок этих значений, а также величины коэффициентов корреляции. Для этих целей было выполнено исследование теоретического и эксперименталь­ ного распределений при ступени в 10%. В обоих случаях распре­ деление оказалось экспоненциальным, выражающимся функцией

Сопоставление экспериментального и теоретического распределе­ ний проверялось по критерию Колмогорова. Итак, распределение площадей компонентов ландшафта имеет экспоненциальный ха­ рактер, а распределение ошибок этих значений, как было показано выше, — нормальный. Коэффициенты корреляции известны. В этом случае количество извлекаемой информации может быть оп­ ределено по формуле (3.26). Были получены следующие значения

(табл. 4.12).

Как видно, при правильном дешифрировании извлекается значи­ тельно больше информации.

На основании приведенных материалов с использованием различного математического аппарата можно сделать вывод о реа­ лизации вероятностной оценки (сознательной и подсознательной) структуры информационной модели оператором, с последующим установлением корреляционных отношений между внешней струк­ турой (ее элементами) и объектами индикации. Чем тоньше веро­ ятностный анализ (в определенных пределах), тем выше резуль­ таты дешифрирования. Особенно велика роль вероятностных процессов (точнее «квази-вероятностных») в случае отсутствия четко выраженной физиономичности структуры и характерных индикаторов, а в более широком смысле слова — в ситуациях, требующих риска.

Для окончательной проверки выдвинутой гипотезы был постав­ лен «констатирующий» эксперимент (вторая серия).

199

ний, обеспечивает большую эффективность. Интересно, что наиболь­ ший эффект (Р увеличивается более чем в 2 раза, а Т уменьшается

200

в 3 раза) этот метод дает в группе дешифровщиков более низкой квалификации, которые в обычных условиях не уделяют долж­ ного внимания статистическому анализу информационных мо­ делей. Следовательно, обучение статистическому анализу яв­ ляется специальной задачей скоростной методики обучения,

а

f ( x )

б

2 б б б 2 б

а «гистограммный» способ — одним из эффективных способов про­ изводства дешифрирования, даже в условиях невысокой квалифи­ кации исполнителей. В связи с этим в [248] дана классификация дешифровочных задач по степени использования различных мате­ матических методов и выделена специальная группа статистиче­ ских дешифровочных признаков.

Кроме этого, был поставлен частный эксперимент на спе­ циальное дешифрирование в условиях дефицита времени (7'аад=10 мин. на аэроснимок) с составлением «скоростного» про­

201

филя и определением геолого-генетического комплекса отложе­ ний. Оказывается, что при сокращении времени (Т) в 5 раз Р по­ нижается примерно на 0.1. Следовательно, при обычных условиях дешифрирования имеется большой «временной» запас прочности. Необходимо преодоление «временного» психологического барьера при дешифрировании. Дополнительные временные затраты не при­ носят большой выгоды.

В то же время материалы исследования говорят о том, что ве­ роятностный анализ реализуется в рамках структурно-эвристи­ ческой деятельности.

§ 4.6. Экстраполяционные аспекты решения дешифровочных задач

Ранее были рассмотрены процедурные аспекты реализации дешифровочных задач различного характера. Показано, что в ос­ нове их решения лежит расчленение изучаемого перцептивного пространства, поэтапное извлечение информации, смена прост­ ранств функционирования, синтезирование информации. Эти опе­ рации сопровождаются статистическими процедурами. Однако выявленные выше механизмы не раскрывают всего процесса формирования концептуальной модели дешифровочного решения.

Решение дешифровочных задач имеет еще один аспект, свя­ занный с деятельностью представлений, со структурным сопо­ ставлением образов, с реализацией на этой основе экстраполяцион­ ных процессов.

4.6.1. Характеристика образов представлений при восприятии информационных моделей

Эталонные образы при восприятии информационных моделей, по сути дела, являются образами представлений. Они имеют слож­ ный характер. В их структуре можно выделить три группы основных компонентов: а) компоненты, связанные с восприятием изображе­ ний в прошлом опыте, имеющие структурную и индикаторную составляющие; б) компоненты, связанные с переходом от прост­ ранства информационных моделей к пространству реальных объек­ тов; в) логические компоненты, связанные с индикационными и оценочными характеристиками ситуации. При решении экстра­ поляционных дешифровочных задач особенно велика роль обра­ зов представлений, содержащих развитые компоненты второго рода. Эти образы могут быть как представлениями памяти, так и воссоздающего творческого воображения и иметь двумерный или трехмерный характер. При работе с плоскостными информа­ ционными моделями пространства большое значение имеют трех­ мерные образы.

2 0 2 -

Для изучения роли образов-представлений при восприятии информационных моделей были проведены специальные экспери­ ментальные исследования:

1) по сравнительному анализу представлений, возникающих при чтении топографической карты и топографическом дешифри­

при специальном дешифрировании аэроснимков.

Каждая из экспериментальных серий состояла из ряда задач. Первая серия экспериментов позволила уточнить характер так называемых топографических представлений, воникающих

при работе с различными информационными моделями.

Для экспериментов с чтением топографической карты (под руководством М. В. Гамезо) и опытов с топографическим дешифрированием аэроснимков было привлечено около 70 человек учащихся средних специальных учебных заведений.

Методика экспериментов сводилась к решепшо следующих задач: а) к ри­ совке рельефа горизонталями по отметкам точек; б) анализу рельефных форм, изображенных на плане горизонталями с заведомо допущенной ошибкой; в) воспроизведению элементов местности на основе предварительного вос­ приятия карты и аэроснимка. В опытах использовались среднемасштабные топографические карты и аэроснимки из предыдущих экспериментальных се­ рий. Подобный набор задач позволил активизировать деятельность предста­ влений и зафиксировать ее результаты.

Как известно, различают следующие основные виды топогра­ фических представлений, применительно к отражению непосред­ ственно воспринятой местности в прошлом опыте: а) представле­ ния отдельных элементов местности; б) представления о мест­ ности по отдельным направлениям; в) представления, отражающие пространственные соотношения частей определенного участка местности и его общую ориентировку. Природа этих представле­ ний и тенденция их развития наиболее полно раскрыты в ра­ ботах Шемякина [296].

Результаты первой серии экспериментов показали, что возни­ кающие при чтении топографической карты и дешифрировании аэроснимков представления имеют как общие для всех топографи­ ческих представлений черты, так и свои особенности. Было уста­ новлено, что при чтении топографической карты и дешифриро­ вании аэроснимков функционируют два вида представлений по форме протекания: 1) образы реальной местности (двумерные или трехмерные); 2) условно схематизированные, уменьшенные об­ разы местности. Представления первой группы протекают в виде «картин» реальной местности; второй — в виде рельефных моде­ лей или плоскостных схем с отдельными объемными элементами. Могут быть и комбинированные образы.

* Более подробно роль топографических представлений при чтении топографической карты раскрыта в работах М. В. Гамезо [72 и др.].

203

Представления указанных двух основных видов заметно отли­ чаются друг от друга. Для представления первого вида харак­ терны: отражение небольших участков; частое отсутствие ориен­ тировки относительно сторон горизонта или условных осей коорди­ нат; изоляция образов друг от друга. В них преобладают, с одной стороны, наглядная характеристика внешнего облика отдельных элементов природной обстановки, а с другой — резко выра­ женная фрагментарность. Представлениям второго вида свойст­ венны: отражение сравнительно больших участков местности; наличие их ориентировки; взаимная связь всех элементов. Для них специфичны более высокая степень обобщения и относительно устойчивый характер. Процесс возникновения и динамика этих образов представлений тесно связаны с деятельностью мышления, с логическими рассуждениями.* Не случайно использование этих образов свойственно испытуемым более высокой квалификации.

Эффективность чтения топографической карты и дешифриро­ вания аэроснимков зависит от степени взаимодействия образов обоих видов. Отдельные образы наиболее значимых реальных объектов как бы привязываются к схематизированным, дополняя и иллюстрируя их. Соотношение между этими образами изменяется в зависимости от этапа чтения карты или дешифрирования аэро­ снимка и характера решаемых экстраполяционных задач. Так, на­ пример, особенно велика роль схематизированных образов на начальном и конечном этапах работы. Разумеется, содержание их при этом меняется. Роль же конкретных, изолированных обра­ зов первого вида повышается при детальном изучении карты и аэроснимка. При переходе от близкой экстраполяции к дальней растет роль схематизированных представлений и т. д. Но надо ска­ зать, что в любом случае ведущая роль принадлежит схематизи­ рованным обобщенным образам второго вида.

В отдельных случаях пространственные представления при восприятии плоскостных информационных моделей могут играть и отрицательную роль. Это происходит, в частности, тогда, когда возникающие образы превышают полноту воспринимаемых эле­ ментов модели, как бы «забегают» вперед по отношению восприня­ тых элементов и тем самым нередко искажают действительность. В этих случаях в процессе дальнейшего изучения карты или аэро­ снимка возникает необходимость перестройки неправильных об­ разов, которые подчас бывают весьма инертны.

Рассмотрим особенности образов представлений, возникающих при дешифрировании аэроснимков. Эти особенности связаны с различиями в функциях представлений при чтении карты и дешифрировании аэроснимков. Основными функциями представ­ лений при чтении карты являются: конкретизация данных карты

* Роль умственных действий в формировании геометрических и топогра­ фических представлений интересно трактуется в [134].

204

о местности, включая определение количественных параметров; переход от пространства карты к пространству реальной мест­ ности. При дешифрировании аэроснимков к важнейшим функциям могут быть отнесены: обобщение воспринимаемого наглядного материала; корригирование необычных образов восприятия от­ дельных объектов на аэроснимке; решение экстраполяционных задач. Функция конкретизации данных в силу специфики аэро­ фотоизображения отступает на второй план.

Представления, возникающие при дешифрировании аэросним­ ков, с функциональной точки зрения характеризуют следующие особенности: более высокая степень схематизации; динамическое сочетание двумерных образов при восприятии многих контуров на аэроснимке с трехмерными образами, целостными — при восприя­ тии геоморфологических форм, расчлененными, многоплановыми (в разных проекциях) — при восприятии отдельных объемных объектов; четко выраженная масштабность развитых образов пред­ ставлений, связанная с большим разнообразием масштабного ряда аэроснимков и зависимостью изображения от масштаба; большая подвижность образов, обусловленная, с одной стороны, частым из­ менением воспринимаемых свойств объектов на аэроснимке, а с другой — непрерывным переключением с одних образов на дру­ гие в процессе дешифрирования.

Вторая серия экспериментов позволила уточнить классифика­ цию форм, структуры и содержания образов представлений, возникающих при дешифрировании аэроснимков. Для экспери­ ментов была привлечена группа специалистов по инженерно-гео­ логическому дешифрированию аэроснимков (20 человек). Мето­ дика экспериментов сводилась к дешифрированию тестового аэро­ снимка с отсроченным воспроизведением изображенной ситуации. Помимо этого, была опрошена большая группа дешифровщиков

охарактере используемых ими представлений.

Втабл. 4.14 дано распределение представлений у данной группы испытуемых по мере увеличения степени обобщения образов. Здесь также выдерживается разделение образов представ­ лений по форме протекания на два вида: образов реальной мест­ ности и условно схематизированных. Однако внутри второго вида появляются свои разновидности — «аэропредставления» и «карто­

графические» представления. У некоторых испытуемых той и дру­ гой группы при переходе от общетопографического дешифриро­ вания к специальному были попытки использовать представления о внутреннем строении участка (в виде разреза или блокдиаграммы). В этом случае второй компонент образов представлений расчленяется на две составляющие.

По своей структуре все эти образы представлений, независимо от их формы, условно можно разделить на: 1) изолированные (элементарные); 2) объединенные, за счет различных комбинаций элементарных образов; 3) сложные (целостные) образы.

205

Т а б л и ц а 4.14

Распределение представлений, возникающих при

дешифрировании аэроснимков

(вторая группа испытуемых)

Эксперименты показали, что представления, возникающие при дешифрировании, по своему смысловому содержанию могут быть разделены на три класса: 1) образы отдельных внешних элементов природной обстановки и их сочетаний; 2) «комплексные» представ­ ления в виде целостного ландшафтного образования, состоящего из связанных между собой элементов различного ранга; 3) образы внутренних элементов природной обстановки. Обнаружена кор­ релятивная связь указанных представлений со способами дешифри­ рования. «Компонентные» представления обычно функционируют при использовании компонентно-ассоциативного способа дешифри­ рования; «комплексные» представления, в основном — при струк­ турно-ассоциативном способе; представления внутренних элемен­ тов природной обстановки — при индикационном дешифриро­ вании.

Эксперименты на воспроизведение показали, что наиболее устойчивыми элементами представлений «компонентного» типа являются: гидрографическая система, дорожная сеть, населенные пункты (без деталировки); наименее устойчивыми — геоморфоло­ гические формы, контуры и структура естественных угодий. На последние элементы, по результатам эксперимента, прихо­ дится до 45% потерь при воспроизведении. По своей структуре эти представления имеют изолированный или «примитивнообъединенный» характер с преобладанием линейных элементов, без учета распределения площадных элементов природной обста­ новки и связей между ними (рис. 4.23). Естественно, они не могут служить надежной «модельной» опорой при дешифрировании.

«Комплексные», ландшафтные представления имеют простран­ ственно-расчлененный характер с распределением не только ли­

206

чечных ориентиров. Потери элементов невелики, порядка 20— 25%. Подобные представления — надежная опора, устойчивая внутренняя модель для структурно-ассоциативного дешифриро­ вания.

В этом смысле интересна зависимость результатов специаль­ ного дешифрирования от степени подробности и точности воспро­ изведения внешних ситуационных и рельефных компонентов ланд­ шафта. По материалам экспериментов, описанных в предыдущем

параграфе, при правильном индикационном дешифрировании по­ тери внешних элементов в целом порядка 35%, а при неправиль­ ном — 55%. Причем при правильном дешифрировании доста­ точно подробно воспроизводятся крупные формы рельефа, водные объекты, крупные лесные массивы и основные дорожные маги­ страли. При неправильном дешифрировании на эти элементы приходится наибольшее количество потерь.

В результате экспериментов была обнаружена зависимость формы и содержания используемых представлений от специаль­ ности, характера деятельности дешифровщиков, их установки. Как было показано, для многих геологов-съемщиков характерно возникновение образов, напоминающих собой картину местности

207

при аэровизуальных наблюдениях с вертолета или самолета. Для специалистов-топографов свойственны представления типа «рель­ ефной карты» или стереопредставления. Комплексные и «индика­ ционные» образы у дешифровщиков разной специальности и квалификации могут протекать в виде картографических пред­ ставлений различного назначения (геоморфологических, геоботанических, четвертичных отложений и т. п.). Эти представления могут функционировать в определенной последовательности на разных этапах дешифрирования у одного специалиста.

Наблюдения за работой дешифровщиков с мелкомасштабными и сверхмелкомасштабными аэроснимками позволяют выдвинуть гипотезу об использовании в этих случаях высокосхематизированных метапредставлений, отражающих огромные пространства, в ко­ торых в качестве единиц будут .выступать не элементы, а типы ландшафта, объединенные в некоторые системы. Эти метапред­ ставления имеют характер «мелкомасштабной ландшафтной карты».

Общая структурная схема образов-представлений, используе­ мых при дешифрировании, представлена на схеме 4.2.

Следует подчеркнуть, что роль пространственных представле­ ний не снижается и при. стереоскопическом рассматривании эроснимков, хотя здесь и усиливается чувственная основа вос­ приятия за счет воссоздания иллюзорной объемной модели мест­ ности. При стереоскопическом рассматривании аэроснимков про­ странственные представления, среди которых достаточно велика роль образов первого вида, обеспечивают повышение эффектив­ ности опознания объектов, полноты и точности соотнесения аэрофотоизображения с действительными размерами и другими пространственными характеристиками участка местности. Причем нередко при стереоскопическом рассматривании аэроснимков образы отдельных объектов, действительные размеры которых известны, выступают в роли внутреннего масштаба.

Вот как говорится о роли представлений в одной из работ по географиче­ скому дешифрированию: «Умение видеть за аэрофотоснимком «живую» мест­ ность приходит с опытом и является обязательным для всякого квалифици­ рованного дешнфровщика. Замечено, что при достаточно длительном и сосре­ доточенном рассматривании под стереоскопом некоторой ограниченной пло­ щади, особенно на крупномасштабных аэроснимках, возникает иллюзия типа «эффекта присутствия». Наблюдатель мысленно переносит себя в наблюдаемую среду, как бы «оживляя» ее. Добившись такого эффекта, дешифровщик зна­ чительно легче распознает такие объекты, которые ранее опознавал с тру­ дом» [267].

Большую роль при стереоскопическом рассматривании аэро­ снимков играют представления «миллиметровых» эталонов, поль­ зуясь которыми можно определять высоты объектов через верти­ кальный масштаб стереомодели. В одном из экспериментов была проведена специальная тренировка наблюдателей по формирова­ нию у них пространственных «миллиметровых» эталонов по пред-

208